在国外,铝穹顶的设计和安装基本遵循的标准为API650钢制焊接
储油罐,关于油罐的雷击防护标准遵循的标准有APIRP2003(SY/T6319-1997防止静电、闪电和杂散电流引燃的措施)、API2000(SY/T6673-2006常压与低压储罐通风的推荐作法)和美国国家消防协会标准NFPA780。
其中在API650附录中对内浮顶罐和结构支撑形铝拱顶(铝穹顶)提出了具体的设计要求;油罐雷电防护的方法则遵循APIRP2003和NFPA进行;而对于浮顶罐,无论内浮顶罐还是外浮顶罐,都需要根据储存的油品和油罐温度采取恰当的通风处理,以避免储罐附近的油气混合物混达到一定浓度。通风处理的进行参照标准为API2000。
从国内来看,目前储罐设计的参照标准也为API650,雷电防护的标准APIRP2003和关于储罐通风的做法参考API2000也都是国内行业标准引用的标准,因此并无太大差异。
1API650
API650的附录G中规定了结构支撑型铝拱顶(铝穹顶)的设计、制作、安装的最低准则。与外浮顶罐的设计相比,铝穹顶罐的罐顶的设计采用附录G中规定的标准规范,其他方面的设计标准则完全一致。
根据API650,新建铝穹顶储罐时,此储罐应设计成支撑铝穹顶。罐顶制造厂提供由于罐顶载荷作用在储罐上的所有力度大小和方向,以及罐顶与罐壁连接的详图。储罐应设计为敞顶罐且其抗风圈符合API6503.9中规定的要求,且罐的顶部结构适合拱顶结构的连接。
对于在役储罐,如果将其改造为铝穹顶罐,首先需要罐顶制造厂验证此在役储罐具有足够强度支撑新的罐顶,其次买方要向罐顶制造厂提供在役储罐的详细资料(见附件G需加铝穹顶的在役外浮顶储罐数据表)。买方规定由罐顶制造厂提供现有的或新的配件,罐顶制造厂提供由于罐顶载荷作用在储罐上的力。买方还需验证基础的足够程度。
2APIRP2003
APIRP2003以当前防护直接雷击和间接雷击的技术水准为基础,规定了内浮顶罐的雷电防护措施。在其第六节,详细讨论了闪电对储罐的危害及相应的避雷措施,APIRP2003认为“对直击雷引燃最有效的防护是严密的密封”。
对于内浮顶储罐,根据法拉第笼式效应,具有导电罐顶的内浮顶罐本身就具有防护闪电的能力,但是浮顶或顶盖仍然需要和罐壳电气相通,防止因产品流动而产生静电荷。但无需雷电防护的额外电气连通。此外,内浮顶罐应该进行与外浮顶罐一样的密封防护。对于铝穹顶罐,部分厂家可能为了防止电化学腐蚀,而在铝穹顶底部和碳钢支座之间装有绝缘层,并通过将内浮盘与绿穹顶、铝穹顶和罐壁间用导线相连接,通过罐壁接地,达到防雷击的目的。
3NFPA780
对于钢制罐顶的储罐,NFPA780中规定,当满足以下条件时,可以认为已经满足防雷要求:
(1)所有钢板是焊接、铆接和螺栓连接;
(2)所有进入罐体的管道均和罐体中入口处通过导线连接;
(3)在储罐工作条件下,所有的蒸汽或者气体出口均被关闭或者需要装有防爆装置,以防止罐内储存物产生的可燃气体在出口处和空气混合而引起燃烧和爆炸;
(4)罐顶采用钢制时,罐顶的最低厚度不低于4.8mm;
(5)罐顶被焊接、铆接或者用螺钉直接连接到罐壁的节点上。
对于采用铝穹顶的储罐,仅第(4)条规定除外,其他都可以参考执行。
尽管铝穹顶在建造初期的投入比较大,但运行过程中整体经济效益优势明显。