雙層儲油罐在歐美亞等國家地區的市場現狀:
(1)北美市場
低硫柴油、超低硫柴油的使用,以及生物燃料使用所產生的微生物誘導侵蝕現象(M I C ),使得儲罐存放的液體燃料在過去幾十年侵蝕性越來越強,這對燃料的儲存提出了新的挑戰。加油站埋地油罐發生滲泄漏污染的環保治理費用非常高,如何在油品沒有滲泄漏到環境之前發現問題并及時處理,越來越受到關注。雙層罐由于具有結構性強、環保安全雙層保護、使用壽命長和綜合性價比高的優勢,逐漸被油品儲運行業所廣泛使用,各種類型埋地雙層油罐產品紛紛涌現。
在加油站設備技術比較發達的北美地區,加拿大政府規定1993年10月1日之后,加油站必須使用雙層油罐,并配有精確的滲漏檢測裝置。美國EPA規定2005年起所有加油站的地下儲油罐必須使用雙層罐系統,并實施精確的滲漏檢測。
而埋地雙層油罐在經歷了長期的發展過程之后,那些質量不可靠、存在缺陷的雙層油罐產品逐步被市場淘汰。加油站業主主動選用最可靠的埋地雙層罐設備,以免因發生油品泄漏而造成巨大的經濟損失。目前北美市場主要有兩種形式的雙層儲油罐:一種是內層為鋼(S)、外層為玻璃鋼(FRP)的埋地雙層油罐(SF雙層罐);另一種是內外層均為玻璃鋼(FRP)的埋地雙層油罐(FF雙層罐)。
2008年,美國STI(鋼制儲罐協會)將鋼制儲罐(主要包括內層鋼質,外層玻璃鋼的雙層油罐)的擔保期縮短至10年。與此同時,雙層FRP全復合材料的油罐因其不受低硫燃料的腐蝕及生物燃料MIC(微生物誘導腐蝕)影響,擔保期仍為30年,其性價比和全壽命成本更具優勢,因此采用全復合材料的FRP雙層油罐自2009年起在北美地區獲得了更高的采用率,已成為很多業主的優選。目前,美國擁有加油站16萬余座,其中約有70%的雙層罐采用雙層FRP材料,其余為SF雙層罐。加拿大市場擁有加油站1.2萬余座,幾乎全部使用雙層FRP儲罐。各大石油公司和新的大零售商主要采用的是FF雙層罐。
附:美國STI(鋼制儲罐協會)將鋼制儲罐的擔保期縮短至10年的聲明,如下:
STI鋼罐協會
STFA鋼板制造商協會
570 奧克伍德路,蘇黎世湖,伊利諾州,60047
847-438-8265 傳真:847-438-8766
鋼罐協會和鋼板制造商協會董事會
縮減地下儲罐質保期聲明【1】
蘇黎世湖,伊利諾州。2007年5月3日。鋼罐協會和鋼板制造商協會董事會對所有STI授權貼標的地下儲罐更改有限質保條件。
自2007年7月1日以后發運的地下儲罐質保期將縮減為10年。
“由于儲罐市場的變化,對于STI標識的地下儲罐需要30年質保期的必要性減小了,” 鋼罐協會和鋼板制造商協會執行副總裁韋恩. 蓋耶說?!?0年以前,在美國,對于燃油儲存,多使用單層地下儲罐。然而,到了1990年代,對地上儲罐的需求大幅度增長?!?
“這導致了地下儲罐市場的兩個主要趨勢:1)地下儲罐平均容積增大,2)全國埋地儲罐總量顯著下降,” 韋恩. 蓋耶說?!芭c此同時,對于雙層地下儲罐和多倉儲罐的需求增長?!?
另外,地下儲罐市場被生物燃料工業和最近的美國環保署頒布的2005年能源政策法令中針對地下儲罐的附加法規所影響。
“10年期質保對于特定產品線而言仍是非??捎^的擔保,” 韋恩. 蓋耶說?!疤貏e是在現在這個燃料不斷出新并進化的時代,對于危險化學品的儲存,地下儲罐制造業仍能提供10年期質保,這也體現了對儲罐業主的支持,同時與其它石化設備的質保期保持了一致?!?
最新的關于佛羅里達州4年來石油泄漏事故數據顯示,先前預期的來自于地下儲罐的風險基本消失,這主要是因為新的技術解決方案的采用。據佛羅里達州環保部石油存儲系統局發布的泄漏分析報告報道,由佛羅里達州監管機構自2003年1月至2007年2月監測到的90%地下儲罐系統泄漏事故更多的與其它組件有關,而不是地下儲罐本身。
全國范圍內現有的STI授權貼標的地下儲罐技術包括ACT-100®, ACT-100U®, Permatank® 和sti-P3®。除了發展油品和化學品存儲技術方案外,STI/SPFA的會員自1916年起向水和食品市場提供服務,包括產品制造、安裝、鋼罐測試、管路以及壓力容器。
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【1】參考來源:《STI/SPFA Board Reduces UST Warranty Duration》(https://www.steeltank.com)
(2) 歐洲市場
歐洲十分重視加油站的HSE體系建設。歐盟國家對地下水污染“零容忍”。為保證油罐和管道不會出現泄漏,歐盟各國加油站地下油罐強制采用雙層鋼制罐和雙層油氣管。雙層油罐的夾層中設有滲漏監測系統,有的甚至在雙層油氣管的夾層中間,也設置了滲漏監測系統。
在加油站建設方面,歐洲有著一致性的嚴格的標準規范:一是針對加油站油氣回收做了明確規定,個別國家還對加裝油氣回收裝置的加油站實行補貼或稅收減免的優惠;二是針對地下環境的保護,要求加油站建設必須設立專門的油罐、管線檢測設備,同時要求逐步推行雙層儲油罐和抗腐蝕能力更強的塑鋼復合管道,以保證油罐和管道不會溢出或泄漏,避免環境污染;三是對加油站的建設工藝和安全管理要求提出了嚴格的技術要求;四是強化有關加油站環境污染及安全的立法和執法力度【2】。
歐洲法規對環境污染事件的處罰十分嚴厲,一旦發生環境污染事件,罰金可能是其若干年營業收入的總和。因為罰單是按照污染造成的損失和恢復環境的成本來計算的。所以,加油站如果達不到環保要求,寧可關閉也不敢繼續經營。
由于受鋼協影響較大,目前歐洲市場雙層罐主要以雙層鋼制油罐(SS雙層罐)為主。近年來單層鋼罐加內襯玻璃纖維樹脂也已采用,并且部分國家和地區逐步開始采用FF雙層罐。
(3)亞太市場
澳大利亞、新西蘭、日本已采用雙層油罐逾15年,印度、韓國、馬來西亞及我國香港和臺灣地區也已經引入數年。目前在新西蘭、澳大利亞等國均采用FF雙層罐,東南亞基本為SF和FF兩種都有使用。
【2】參考文獻:《European Guidance on Petrol Filling Station Installations》(https://www.neiwpcc.org)
雙層罐滲漏檢測:
在過去的十幾年里,成品油行業在油品的制備方面發生了巨大的變化,從生物燃料到含醇燃料,從國III標準到國IV、國V標準,還有各種各樣的油品添加劑。這些新的技術和標準規范,無疑對節省原油、改善油品的燃燒及排放起到了積極的作用。然而,與成品油高速發展相對應的是,油品存儲系統在過去的十幾年里變化甚微,在我國廣袤的國土上,超過10萬座加油站的地下,埋設的絕大多數還是普通的鋼制油罐。
我國GB50156-2012明確說明,加油站應按國家油罐環境保護標準或政府有關環境保護法規、法令的要求,采取防止油品滲漏的措施且宜采用在線監測系統。這也體現了雙層罐的本質意義: 1,雙層結構:使單層儲罐泄漏后仍有一道罐體阻隔,保證儲液不會漏出罐外;2,實時監測:用電子裝置不間斷監控,儲液滲泄漏在雙層罐之間即會及時報警。
其實,對于油品存儲的安全環保性,在歐美早就有著嚴格的法律法規,我國也于2013年底頒布了《GB30040雙層罐滲漏檢測系統》。
美國:
l EPA早在1988年9月就頒布了關于地下油罐的通用法規(EPA 40 CFR Part280、Part281、Part282),核心要點包括:
? 要求使用雙壁罐
? 提供了監測地下油罐和相關管線泄漏的不同方法
? 檢測方法嚴格
? 業主和運營商要提供油罐和管線的監測報告
? 環保機構檢測至少3年一次
l 2005布什總統簽署新能源草案,與地下儲罐相關的《第十五章,乙醇和汽車燃料》《B章節,地下油罐要合規》其核心要點包括:
? 提供了鼓勵性的稅收政策。
? 關閉環保未達標的地下油罐
? 拘留向未達標地下油罐注油的個人
? 嚴格監控方圓1,000英尺有飲用水系統范圍內所有新安裝的地下油罐
l PEI 于2012年發布的最新版RP1200標準中,明確了油罐測漏的兩種標準方法,干式(真空壓力法)或濕式(靜壓液媒法)。
歐盟國家:
l 在1988年始,歐盟以立法的形式,要求至1996年限期推行雙層罐治理滲泄漏。
l 2003年,統一的雙層儲罐標準EN 12285-1地下雙層罐標準;12285-2地上雙層罐標準;BS EN 13160-1~7雙層罐用多種檢測傳感器標準等。
l 由于歷史原因,SS雙層鋼罐居多,多采用壓力法。后來所做的玻璃鋼內層改造的油罐,采用靜壓液媒法。
我國:
我國國標GB30040-2013(翻譯于歐標13160)已經頒布:
其中I級的真空或壓力測漏系統因為使用成本和誤報率的問題使用并不廣泛,而目前我國雙層罐普遍采用的夾層傳感器,在這份標準中明確規定了屬于III級測漏方式,在檢測到泄漏發生時存在油品進入環境的可能性,這在發達國家地區甚至是被淘汰的做法。
澳科中意液媒測漏系統:
PREZERVER 3DFF®雙層罐自誕生以來,已經經歷了近20年的市場檢驗,產品的生產、質控、運輸、安裝、應用及驗收都非常的成熟。在測漏方面,3DFF®雙層罐由于采用3D復合材料技術保證了中間層的結構連通性,同時由于內外層均為FRP材料可以防液媒腐蝕,使得3DFF®雙層罐可以采用液媒測漏系統——這種已經被歐美使用驗證過,簡單、物超所值、有效的監測方法。3DFF®雙層罐配合液媒測漏系統已經成功的在世界范圍內數萬座加油站安裝應用。
澳科中意3DFF®雙層罐頂部設置有儲存式監測液罐,監測液罐與二次保護空間連通,作為監控層貫穿整個儲罐,承接內外層的3D玻纖織物在內外層之間形成3.5mm的空隙,測漏全方位、無死角盲區。在頂部的監測液罐,安裝雙層罐測漏傳感器或人工測量管,對二次保護空間的液媒實時24小時監測。
對于澳科中意3DFF®雙層罐,出廠前對二次保護空間的完好性進行壓力測試,按照UL1316要求進行,測試合格后,打開二次保護空間通氣孔,從監測液罐管口注入監測液,在監測液罐內液面超過總高的1/2時停止注入,30分鐘后在液面處做標記,再靜置30分鐘后液面高度應無變化。并將這個高度值記錄下來。
現場安裝指導人員到達現場后,首先進行罐體外表面觀測,然后與出場紀錄中的數據進行對比,以確認運輸過程中有無液體滲漏。完成安裝的儲罐必須再次進行滲漏測試,查看監測液罐內的液面變化情況,以便確認儲罐在安裝期間沒有損壞。
使用雙層罐最重要的目的之一就是對環境和油品的保護,防止滲泄漏發生,油罐雙層之間的滲泄漏監測尤為重要。澳科HLS雙層罐液媒測漏系統是由青島澳科儀器有限責任公司自主研發生產,用于主動性監測雙層罐的滲泄漏。系統由測漏報警器、測漏傳感器組成。雙層罐夾層充滿鹵水溶液,實時24小時監控,全方位無死角。即使發生意外情況,油品也不會進入夾層,更不會進入環境,有效降低安全風險。
我國儲油罐:
在環保話題受到越來越多關注的今天,空氣、水、土壤的環境保護成為了焦點。穹頂之下,以及“兩會”期間諸多環保提案,讓我們全社會都意識到問題嚴重性,而石化行業無疑是重點行業。在我國廣袤的國土上,有接近10萬座加油站,以每站4罐計,相當于有40萬具油罐埋設在土壤之下,這里面絕大多數還是普通的鋼制油罐,大部分埋設于90年代初至今的二十多年間(據悉,1990年底時我國加油站的數量僅為5000多座)。如果油罐發生滲泄漏,不僅會污染土壤、還會污染地下水和空氣。如果按照鋼制儲罐每年腐蝕0.05-0.5毫米計算,至如今,沒有人能講清地下油罐在滲泄漏風險方面情況的嚴重程度。而我們能夠參考的數據有:
●2007年,中國地質科學院研究員在蘇南地區的29個加油站調查樣本中發現,超過七成存在滲漏。
●2010年,中國科學院對天津市部分加油站做了調查,地下水樣品中,總石油烴檢出率為85%,強致癌物多環芳烴為79%。
●美國書籍《Cleaning Up the Nation's Waste Sites(清理國家的廢棄場地)》發現,1989到1990年間,美國約有200萬個地下儲油罐,其中被證實發生滲漏的有9萬個。到了2001年美國有超過44萬個地下儲油罐被確認發生滲泄。
近幾年,隨著環保的呼聲越來越高,我國對于現行油品升級換代的推動力越來越強,不斷降低的油品含硫量,逐步推廣的含醇燃料,這些油品技術的進步對于改善排放有著積極的作用,但是,由于腐蝕性日益增強,也對現有的油品存儲系統提出了新的挑戰。
借鑒國外發達國家近三十年的發展歷程,面對我們近10萬座加油站可能存在著的巨大安全風險和隱患,在加上近年來含醇燃料、低硫油品的發展帶來的油品腐蝕性增強的挑戰,只有選擇適合我國的雙層油罐產品,才能滿足我們對于環境保護的需求。這使得我們不得不從“抗腐蝕”以及“滲泄漏監測與防護”兩方面,對不同的雙層油罐產品進行考量,而無論是在“抗腐蝕”還是 “滲泄漏監測與防護的安全性”兩個方面,FF型油罐相比于其他類型雙層罐都具有明顯的優勢,因此,在當前階段,如果在我國推廣使用FF型雙層罐,將是我們解決油品滲泄漏問題的優選。
★截至目前,我國關于地埋油罐相關的標準有:
●《GB50156-2012汽車加油加氣站設計與施工規范》,2013年3月1日執行。核心要點是加油站應按照國家油罐環境保護標準或政府有關環境保護法規、法令的要求,采取防止油品滲漏的措施且宜采用在線監測系統。
GB50156-2012條文說明6.1.3:
◇雙層油罐是目前國外加油站防止地下油罐滲泄漏普遍采用的一種措施。其過渡歷程與趨勢為:單層罐——雙層鋼罐(也稱SS地下油罐)——內鋼外玻璃纖維增強塑料(FRP)雙層罐(也稱SF地下儲罐)——雙層玻璃纖維增強塑料(FRP)油罐(也稱FF地下儲罐)。對于加油站在用埋地油罐的改造,北美、歐盟等國家在采用雙層油罐的過渡期,為減既有加油站更換雙層油罐的損失,允許采用玻璃纖維增強塑料等滿足強度和防滲要求的襯里技術改成雙層油罐,我國香港也采用了這種改造技術。
◇雙層油罐由于其有兩層罐壁,在防止油罐出現滲(泄)漏方面具有雙保險作用,再加上國外標準在制造上要求對兩層罐壁間隙實施在線監測和人工檢測,無論是內層罐發生滲漏還是外層罐發生滲漏,都能在貫通間隙內被發現,從而可有效的避免滲漏油品進入環境污染土壤和地下水。
◇內鋼外玻璃纖維增強塑料雙層油罐,是在單層鋼制油罐的基礎上外附一層玻璃纖維增強塑料(即:玻璃鋼)防滲外套,構成雙層罐。這種罐除具有雙層罐的共同特點外,還由于其外層玻璃纖維增強塑料罐體抗土壤和化學腐蝕方面遠遠優于鋼制油罐,故其使用壽命要比直接接觸土壤的鋼罐要長。
◇雙層玻璃纖維增強塑料油罐,其內層和外層均屬玻璃纖維增強塑料罐體,在抗內、外腐蝕方面都優于帶有金屬罐體的油罐。因此,這種罐可能會成為今后各國在加油站地下油罐的主推產品。
●《GB30040雙層罐滲漏檢測標準系統>,2013年底起執行。
●《加油站滲、泄漏污染控制標準》即將發布,意見征求稿的核心要點是為防止土壤和地下水受到油品的污染,加油站應采取有效的防止油品滲、泄漏的技術及管理措施。新建加油站應采取雙層保護結構并對二次保護空間實施檢測(監測)的防滲漏技術措施。防滲漏技術措施應在泄漏發生時或發生前起到自動截止的作用。
★在國家要求標準的執行上,截止目前,已經出臺政策的有:
●重慶市加油站防滲、泄漏技術要求 渝安協〔2014〕11號。5.1要求埋地油罐應采用單層罐設置防滲罐池或采用雙層油罐。
●北京市安全生產監督管理局關于貫徹落實《汽車加油加氣站設計與施工規范》(GB50156-2012)有關工作要求的通知。一(1)新建、改建、擴建和實施隱患整改的加油站應采取雙層保護結構并對二次保護空間進行檢測(監測)的防滲漏技術措施。
●廣東省安全生產監督管理局關于進一步加強汽車加油站安全管理工作的通知粵安監〔2014〕53號。一(一)埋地油罐應按《規范》和國家有關環境保護標準或政府有關環境保護法規、法令的要求,采取防止油品滲漏的措施。防止油品滲漏的措施應當符合《規范》第6.5節和有關標準規定。
●“水十條”第八條,防治地下水污染中要求,加油站地下油罐應于2017年底前全部更新為雙層罐或完成防滲池設置。
★參編標準—2015.5.1已經實施:
●中華人民共和國石油化工行業標準(SH/T 3177-2015)加油站用埋地玻璃纖維增強塑料雙層油罐工程技術規范
GB50156《汽車加油加氣站設計與施工規范》2012版中提到,埋地油罐的防滲方式應采用單層罐設置防滲罐池或者是采用雙層罐。環保部《加油站滲、泄漏污染控制標準》也即將推出,我國執行新的標準之后,將給油品地下存儲帶來較大影響。結合國內外行業發展情況,采用雙層罐進行油品地下存儲是未來趨勢。
從上表對比得出,采用雙層罐比采用單層罐+防滲池,不僅施工周期短、更加安全,而且綜合成本更低。
不同類型雙層罐與目前的單層鋼罐——在安裝、施工周期、使用壽命和性價比方面的比較見下表:
采用雙層罐的油站數量快速增加,可以說采用雙層罐新建、改建站已經成為趨勢。因而雙層罐的采用和需求增速極有可能是飛速增長的。也正是因為雙層罐在我國市場的發展速度之快,以及市場需求之大,我們才更需要發揮相比于發達國家的后發優勢,做出適合我國國情需要和發展趨勢的選擇!
綜上,面對我國油罐存量大且安裝較早,新增及改建更換油罐需求增長迅速。不同類型雙層罐之間性能差異很大,所以,建議在當前階段,推廣使用FF型雙層罐。
儲油罐的發展:
油罐是19世紀60年代發展起來的一種儲存石油及其產品的設備。自從1859年發現燃油之后,最初的木質容器便開始被鋼制容器取代。最初是以鉚接的形式制作的鋼制罐,之后隨著技術的發展出現了焊接鋼制儲油罐。隨著成品油市場的發展,對于加油站儲油罐的相關法律法規也在之后的20多年內不斷的發展完善。在第二次世界大戰期間,鍍鋅的地下儲油罐已經逐步被涂抹防腐材料的地下儲油罐而取代。1960年到1970年,油罐滲漏逐步引起各界的廣泛關注,一些防止鋼制油罐腐蝕而造成的油品滲漏的相關新產品出現,例如塑料容器、厚的玻璃纖維容器,以及對于現存的鋼制油罐加陰極保護,涂抹瀝青等。1970年到1990年,由于對環境保護進一步的關注和重視,使得很多最新的技術在儲油罐上得到應用和發展,雙層儲油罐開始逐步得到應用和推廣【3】。
【1】 參考來源:《加拿大環保法案》
【2】 參考來源:《美國2005年石油污染法案》
【3】 參考來源:《UST History》(https://www.steeltank.com)
雙層罐的發展歷程:
目前,市場上的雙層罐主要有三種類型:
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FF雙層罐
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SF雙層罐
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SS雙層罐
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材料
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內層、外層均為FRP材料
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內層鋼,外層FRP材料
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內、外層均為鋼制
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防腐蝕
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永不銹蝕
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內層可能銹蝕(微生物腐蝕、含硫油品的腐蝕)
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易銹蝕
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不須陰極保護
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內層鋼制材質,須陰極保護
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鋼制材質,須陰極保護
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因內外防腐蝕,不須日常維護,檢修周期長
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3~5年檢修一次,當內鋼制層腐蝕不足1/3原板厚度時報廢
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3~5年檢修一次,當內鋼制層腐蝕不足1/3原板厚度時報廢
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油品更干凈:FRP材料耐腐蝕、遠離微生物腐蝕及鐵銹,保證油品的質量,減少油罐清洗次數
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內層鋼制材質,無法做到防銹
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鋼制材質,無法做到防銹
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測漏
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具備液媒測漏的基本條件
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不具備液媒測漏基本條件
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不具備液媒測漏基本條件
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壽命
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質保期擔保30年,具有性價比和全壽命成本優勢
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最新STI鋼罐協會聲明,鋼罐擔保期限縮短為10年
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最新STI鋼罐協會聲明,鋼罐擔保期限縮短為10年
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架構
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模具成型
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卷板成型
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卷板成型
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施工安裝
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重量輕、易施工
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重量居中
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重量較大
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承壓能力
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車道下直埋
無須建設承壓罐池
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車道下安裝需要承壓罐池
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車道下安裝需要承壓罐池
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抗浮形式
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預制地錨抗浮
簡單有效
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水泥澆筑罐基礎罐枕抗浮
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水泥澆筑罐基礎罐枕抗浮
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市場價格
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價格適中
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價格較低
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價格較高
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FF雙層罐憑借其防腐蝕性強、剛度強、保證油品潔凈、易于安裝等優點,逐步被歐美亞等發達國家所廣泛應用。
【4】 參考來源:《Secondary Containment Options for Aboveground and Underground Tanks》(https://www.steeltank.com)