低温储罐综述
引言
随着国民经济的快速发展和低温技术的普及, 液氮、液氧、液氩、液氢、液氦、液化天然气等低温液体的应用日趋广泛, 各行各业对贮存和输送低温液体的低温容器的需求不断增长。尤其是近几年, 随着改革开放的深入, 国外主要跨国气体公司竞相在我国建立合资企业, 带来了先进的空分设备、技术和管理, 使我国低温液体的产量大幅度提高, 供应的地区和范围不断扩大, 价格大幅度降低( 如液氮和液氧价格从2￥/kg左右, 降低到1￥/kg左右) , 促进了低温液体的应用, 带动了我国低温容器的发展, 使低温容器成为一个新兴的行业。近年来国际油价持续攀升, 替代能源特别是清洁能源越来越受到人们的关注。由于沿海经济发达地区资源匮乏, 天然气需求较大, 且在城市燃气、发电、化工等应用方面已具备完善的基础设施, 形成发展液化天然气产业的有利条件, 近年来中国LNG项目得到了迅速发展。天然气基本成分是甲烷, 与煤炭、石油并称目前世界一次能源的三大支柱, 其蕴藏量和开采量都很大。由于天然气的产地往往不在工业集中或人工密集的地区, 因此天然气的开发必须解决运输和储存问题。液化后的天然气(LNG) 在0.1MPa 压力和112K 温度下, 密度是标准状态下甲烷气体的600 多倍, 体积能量密度是汽油的72%, 十分有利于输送和储存。近年来, LNG 广泛应用于天然气发电、城市居民生活燃料、工业燃料、天然气空调、LNG汽车等领域, LNG的生产和应用已经形成了成熟的产业链。天然气液化后其体积缩小到原来体积的1/625,通常储存在温度为112 K、压力为0. 1MPa左右的低温储罐内, 其密度为标准状态下甲烷密度的600多倍。作为储存、运输液化天然气的装置, 液化天然气储罐属于低温压力容器, 具有体积小、储存运输方便等特点。LNG的主要成分为甲烷(含量为90-%98%) ,具有易燃易爆、低温特性和易膨胀扩散性, 其储运过程中的安全性问题不容忽视。
一对国内外低温储运的回顾与张望
从历史上看，太平洋地区周边国家对液化天然气的海运贸易需求较大，而大西洋地区液化天然气进口国主要依赖自给自足或管道运输方式，对液化天然气的海运贸易需求相对较小。上述需求格局基本上描绘出当今世界液化天然气海上运输市场的贸易格局。就进口市场而言，世界液化天然气最主要的进口国集中在美
洲、欧洲和东亚国家，这些地区在世界液化天然气海运贸易中持续扮演主要角色。另外，在过去两年中，世界液化天然气新兴市场不断涌现。首先是多美尼加共和国，其次是葡萄牙。此外，印度在2004 年液化天然气进口量的排名中首次上升到第14 位，成为业界关注的焦点。
目前，世界人口以年均9000 万的速度递增。考虑人口增长因素，全球范围内对电力需求的持续增长因素，以及人类对使用清洁能源的愿望和要求，未来世界液化天然气需求量的持续增长是勿庸置疑的。这种增长将不仅仅体现在绝对量上，而且也反映在相对指标上。具体而言，未来全球液化天然气的消费需求在世界能源消费总需求中的比重也将呈现不断上升的趋势。
液化天然气的经济性已从不断减少的成本支出中显露出来，并已开始诱发世界能源消费结构的转移。由于新气田不断被发现，采气技术不断改进，产气效率不断提高，加之供应链各环节的竞争不断加剧，最终导致世界液化天然气海外场的竞争日趋白热化。
二对国外低温储运发展动态的分析
从技术发展趋势来看, 小间距高真空多层绝热工艺的改进是LNG 输运容器的发展重点。以20 英尺罐箱为例, 采用高真空多层绝热时, 若真空夹层的厚度由100mm 减小到65mm, 容器的有效容积可提高10% 以上。绝热被替代多层缠绕是高真空多层绝热工艺装配的发展趋势, 随着绝热被产品的批量生产和广泛采用, 输运容器的生产周期将缩短, 产品的市场竞争力随之提高。目前世界上广大发展中国家低温储运容器市场刚刚起步, 自身生产能力还很薄弱, LNG输运容器很大程度上依赖进口或外资企业在本土的生产。发展中国家的市场为低温储运容器公司增加利润和扩展规模经济提供了契机, 使其可以将成熟的技术和产品倾销到新的市场中去。处于安全方面的原因, LNG罐式集装箱和罐车的生产对技术和工艺的要求很高,因此进入该生产领域的技术壁叠和道路运输法律法规限制方面的政策壁垒相对较高, 这也是LNG 输运容器利润据高不下的主要原因。能源的替代和发展给LNG储运容器的发展提供了市场机遇, LNG输运容器的未来市场前景十分广阔。
因为低温储运设备的技术含量高, 竞争的企业会越来越少, 国际市场将会出现几家企业寡头垄断的局面。LNG 输运容器的生产厂商往往是具有国际影响力
的低温储运公司, 主要有美国查特公司( ChartIndust ries Inc.) 、美国泰莱华顿( Tay lor- Wharto n) 和俄罗斯JSC Cryo genmash 等, 而且各公司有自己具有国际市场竞争力的产品。
三我国低温储运设备的发展动态分析
早在20 世纪60 年代, 国家科委就制定了LNG发展规划, 并指定四川天然气研究所承担该项科研攻关项目, 60年代中期完成了工业性试验, 掌握了LNG液化工艺技术, 后来使用LNG作为燃料进行了多次汽车试验。1993年11月, 在四川省简阳市召开的中国制冷学会第二专业委员会天然气分离与液化学术研讨会上, 与会专家认为, 我国已经具备发展LNG工业的条件。在八五至十五期间, 我国LNG 工业打开新的局面!。此后, 中国科学研究院低温中心先后与四川石油管理局、吉林油田合作, 研制出两台小型天然气液化试验装置。2001年, 该装置在中原油田试车成功, 标志着我国LNG工业化迈出了关键的一步。随着上海浦东事故调峰型LNG 液化装置的建成投产、新疆广汇LNG 液化装置的建设和深圳大鹏湾秤头角LNG 接收终端的开工建设, 为我国的LNG 工业发展拉开了序幕。
为了优化我国能源的消费结构, 缓解能源需求危机目前我国大力发展普及LNG的应用,我国的LNG储量很丰富，并且在伊朗，俄罗斯德尔那个国家有大量的进口，这样可以大大的缓解我们国家对石油的依赖，并且LNG是清洁燃料，所产生的污染物远少于石油。因此，我国已在多个城市普及了LNG的应用。目前已有北京、苏州、商丘、焦作、开封、淄博、潍坊、青岛、日照、新乡、亳州、龙川、余杭、余姚、长沙等远离天然气管网和没有天然气气源的地区或城市, 建立了LNG 汽化站, 使用LNG作为工业和民用燃料。
液化天然气工业是一项系统工程。发展液化天然气工业不仅可以优化我国的能源结构, 缓解经济发达地区的能源短缺问题, 促进经济的快速发展, 而且可以带动相关产业的快速前进。对于保护环境,保障公众的健康也具有重要意义。四气体的储运方法
气体通过深冷法液化后就设法储存和运输。现代工业﹑国防和科研工作对于低温的偶三种需求量很大，相应了推动了低温储运技术的迅速发展。气体的储运方法：
（1）用常温气瓶储运这种方法使用普遍，其有点事机动性好、适应
性强，但气瓶的投资大，无效运输质量大。
（2）用低温容器储运这种方法一般用于液化天然气、液氮、液氧、液氢、液氦等低温液体，其优点是可以保持产品低温状态，储存
量大，无效运输质量较小，缺点是容器需要很好的绝热结构，且
在运输过程中有汽化损失。用
这种方法替代气瓶运输可使无效运输质量大为减少。
（3）用管道输送气体及液体产品均可用这种方法，但仅限于流量较大、输送距离比较短的情况。
五低温储运设备的分类
低温容器按绝热类型可以分为两类：一类是非真空绝热性低温容器，它主要是大型的液氮、液氧和液化天然气的储存和运输容器；另一类是真空绝热性低温容器，它主要是中、小型的液氮液氧和液氦的储运和运输容器。真空绝热低温容器又分为：①高真空绝热低温容器。这类容器体积小，适用于液氧、液氮和液氩的储运，也常用于短期实验。②真空粉末绝热低温容器。这类容器适用于较大量的液氧、液氮、液氢的储运。③高真空多层绝热低温容器。这类容器主要作为液氮的长期储存。真空绝热容器均采用双层壁结构，两壁之间即为真空绝热夹层，内装绝热材料，或者装入保护屏，并抽真空。低温容器的设计中选用何种绝热形式最主要取决于成本、可操作性、质量以及刚度等综合因素。
低温容器按结构分类，又可以分为以下几种：
（1）气瓶广义的气瓶是包括不同压力、不同结构形式和不同材料用于储运永久气体、液化气体和溶解气体的一次性或可重复充
气的移动式压力容器。
（2）储罐储罐一般有立式、卧式、小型、中型及大型之分。立式储罐一般做成固定式的，因为结构紧凑，占地面积小，操作维
护方便。
（3）罐车、单车、半挂、全挂、铁路槽车等式运输式储罐的主要形式。小容积罐车一般装在卡车车身里，大容积的装在半挂车或
全挂车上。
（4）罐箱低温液体罐式集装箱具有日蒸发率低、绝热效果好、运
输方式方便灵活、运输效率高、使用寿命长、维护简单等特点。
（5）槽船低温液体运输船一般用来运输液化天然气。大型LNG运输船中，具有竞争力的两种大型液货舱设计分别是球罐型和薄膜
型。
（6）船运容器特别是用于宇宙飞船使用的航天容器，要求结构紧凑、轻便、经得起加速度和震动、碰撞冲击。
六低温液体储罐的结构设计
在国内容量为200-2000m3的大型珠光砂堆积低温液体储罐的技术已经比较成熟，国内国外均采用API-620标准规范。大型低温液体贮罐的外形结构一般采用双筒壁、平底、拱顶、珠光砂堆积绝热。由互独立的内罐、外罐和保冷层组成, 置于一定高度的水泥基础平台上, 水泥基础平台离开地面有一定的距离, 并保持通风, 以防止基础平台因土壤中的水分冻结而损坏基础, 同时要确保低温液体泵有一定的净吸入压头。
(1) 设计压力
低温储罐按照设计压力分为高压罐和低压罐两种。高压罐设计压力约为0. 029MPa ( 0.30kgf/ cm2 ) , 真空度为- 0.00049MPa( - 0. 005kgf/cm2 ) ; 低压罐设计压力约为0.0147MPa( 0.15kgf/cm2 ) , 真空度-0.00049MPa ( - 0.005kgf/cm2 ) 。罐体设计压力的选择与蒸发气压缩机的能力、储液量、储罐形式和安全排放理念有关, 由设计者根据具体情况确定。
(2) 储存温度
低温储罐内液体在接近常压下储存, 其储存温度一般按照常压下液体的沸点选取。由于物料的来源不同, 物料的纯度和组分也不相同, 物料储存温度和密度必须随着介质纯度和组分的具体情况进行调整。当所储存的物料没有稳定的来源而导致每批物料组分不同、密度不同和温度不同时, 在设计上应采取相应措施阻止这些差别所造成的罐内液体的翻滚。
(3) 蒸发率
低温储罐每天的满罐蒸发率一般在0.02%-0.08% 。储罐的保冷措施越好, 冷量损失越低,蒸发率就越小。蒸发率较高时, 蒸发气压缩机和制冷系统负荷加大, 启动更加频繁, 导致能耗增高。而选择较低的蒸发率则保冷材料性能要求提高,
保冷材料量和保冷空间增大, 使得投资增长。因此, 设计者应根据储液量、国内材料等情况合理规定蒸发率。
(4) 储罐容积和高径比
储罐的储液量一般按照生产经营或转运量的需要由用户提出, 设计者应据此确定储罐体积。确定储罐容积时应考虑最高液位以上的气相空间和液体在地震载荷作用下的晃液高度。确定单罐容积时应考虑到便于生产、经营、转运的需要, 也要考虑安全、材料的获取、国内设计能力等因素,不可一味追求单罐储量大。储罐的高径比除满足环境要求外, 主要取决于经济性和罐壁板的厚度。当储罐容积确定后,应进行不同高径比罐体的经济性分析比较, 按照不同的高径比初步计算出储罐各部分的材料规格, 统计材料耗量, 并进行造价估算。由于储罐壁板( 特别是最下一带板) 较厚时存在加工困难、缺口韧性下降等因素, 因此一般不希望壁板太厚。一般来说, 低温钢当板厚大于19-25.4mm 时, 材料缺口韧性下降, 焊接状态的缺口韧性更会急剧降低,需要通过预热或热处理来减小焊接接头韧性降低。低温储罐一般对材料韧性要求较高, 并且进行焊前预热和焊后热处理比较困难, 因此,择合适的单罐容积和高径比降低罐壁板的厚度非常重要。
(5) 低温金属材料的选择
低温储罐材料选择基本按照美国API-620 及其附录R和附录Q 的规定进行。API-620附录R 和附录Q将低温储罐各构件划分为主要受压元件、次要受压元件和基本元件, 并按照所划分类别的要求进行材料的选择。主要受压元件是指那些承受主应力, 其失效后会造成储存液体泄漏的元件, 如盛液的罐壁板、罐底板、加强环等; 次要受压元件是指那些失效后不会成液体泄漏的元件, 如罐顶板、顶部支承结构等。
保冷材料的选择保冷材料的选择取决于储液量、储罐形式、蒸发率等因素。一般要求保冷材料具有使用寿命长、组织稳定性高、密度小、导热率低、含水量少、抗压性能好、耐高温和不易燃等优点具体说明。
1) 由于低温储罐操作特性和结构特点所限,使得保冷材料的更换十分困难, 因此需要所选的保冷材料具有较长的使用寿命;
2) 为了避免非金属保冷材料在环境和温度变化时发生组织结构的变化而失去作用, 一般要求所选的保冷材料具有稳定的化学组织;
3) 较低的导热率可以减少保冷材料量和降低储罐的冷损失;
4) 密度小可使作用于罐体受压元件上的载荷减小;
5) 抗压性能是为了保证材料自身完整, 避免破碎和承受一定的载荷( 如, 侧壁和罐底保冷材料) ;
6) 含水量小可避免保冷材料在低温下因结冰而破坏;
7) 耐高温和不易燃是为了防止储罐外部火灾条件下由于保冷材料高温分解和燃烧而造成储罐破坏。
七低温容器隔热结构设计
在隔热工程中将导热系数λ≤0.2w/(m·k)的材料称为隔热材料。对低温冷却器、低温循环器等设备中低温容器所用隔热材料, 一般应满足以下几个方面的要求 : 1导热系数要小, 应在0.024-0.139W/ ( m·K )。使用导热系数小的隔热材料, 不但能减小隔热层的厚度, 也能减小尺寸, 节省投资。2 密度小, 可使结构、设备和管道的支撑结构减小; 且密度较小的材料在一定范围内导热系数也较小。3 吸水率低且耐水性好, 如吸水率高则使隔热性能变劣。隔热结构热侧虽然设有防潮隔汽层, 但任何防潮隔汽层的蒸汽渗透阻都不是无穷大, 难以完全避免水蒸气进入隔热材料。而冷侧蒸汽渗透阻接近无穷大, 水蒸气无法由冷侧排出。此外还要求材料吸收少量水分后并不腐烂、不松散、机械强度无大下降。一般要求隔热材料的吸水率不大于5%, 且吸湿后隔热性能下降不多。4机械强度高, 应有一定的抗压、抗拉强度, 能够承受一定的机械冲击。尺寸稳定性要好。否则经过一段时间的使用, 将会产生碎并沉陷在隔热结构底层, 破坏隔热结构的隔热效果。5 耐火性好, 材料本身应是不燃或是难燃的。如材料可燃, 则应具有自熄性。6 耐低温性能好, 在使用的低温范围内结构不破坏、不降低机械强度, 在周期冻融循环中不破坏、不降低强度。7 无毒无异味。8 经久耐用。9 能抵抗或避免虫蛀、鼠咬。10 施工方便, 易于切割、粘贴。环境可接受, 即对环境无破坏作用或破坏作用轻微。
实际上, 完全符合上述要求的隔热材料并不存在, 各种隔热材料均是在某些方面性能较优, 而在另一方面存在不足。选用时应根据使用要求、隔热结构的构造、材料的技术性能、价格等具体情况进行全面的分析、比较, 然后做出抉择。七焊接结构设计
内罐球顶结构的设计，球顶采用瓜瓣式结构有一定的优越性，采用球顶结构的设计的板厚度是最薄的，应力分布均匀。瓜瓣式结构的焊接结构布置容易，组装容易但材料的利用率低，检验工作量大。相比足球足球瓣式结构要多耗材10%，多增加焊接接头数十米，因而亦多增加了检验工作量。
八低温容器应用进展及发展前景随着国民经济的快速发展和低温技术的普及,液氮、液氧、液氩、液氢、液氦、液化天然气等低温液体的应用日趋广泛, 各行各业对贮存和输送低温液体的低温容器的需求不断增长。尤其是近几年, 随着改革开放的深入, 国外主要跨国气体公司竞相在我国建立合资企业, 带来了先进的空分设备、技术和管理, 使我国低温液体的产量大幅度提高, 供应的地区和范围不断扩大,价格大幅度降低,促进了低温液体的应用,带动了我国低温容器的发展,使低温容器成为1 个新兴的行业。为了展望今后的发展,现将低温液体和低温容器在国民经济各部门的应用概况作一介绍。
1 航天方面的应用
氢氧火箭发动机世界上最早的V - 2 火箭使用液氧和酒精做推进剂。由于液氢和液氧是当今实用的比推力最大的一组液体火箭推进剂,自1959 年美国液氢液氧火箭发动机全机组试验成功后,已广泛应在大型火箭和航天飞机的发射中,如美国“挑战者”号航天飞机和“阿波罗”计划的土星V 火箭,欧洲空间局的“阿里安”系列火箭,日本的H - 1、H - 2 火箭,前苏联“能量号”火箭及我国的长征三号系列火箭都采用了氢氧发动机,装有液氢、液氧贮箱。其中土星V 运载火箭二级和三级液氢贮箱的加注容量分别为1 000 m3 和280 m3 。航天飞机的液氢和液氧总加注量分别为1 432 m3 和529 m3 。
2 航空方面的应用
飞机燃料国外已制造出用液氢作燃料的飞机。美国计划选择把旧金山国际机场改造为现代化的新机场,由400 人乘坐的亚音速客机,每天在美国九个机场起落59 次,在国外4 个机场每日11 次,每架飞机每天用液氢387 m3 。为供应液氢必须在地面建立5 个3 780 m3 的液氢贮槽。据计算,液氢飞机与现代飞机相比,其总质量将减轻34 % ,燃料质量减少2/ 3 ,发动机推力将增加11 % ,具有高超音速(Ma ≥5) 的巡航速度、噪音小、无污染、滑跑距离短等优点。德国《世界报》
报道,到本世纪末一架经过改造的欧洲A - 310 空中客车将使用氢。
3机械工业方面的应用
深冷处理深冷处理是将淬火后的金属零件用液氮将冷却过程持续到0 ℃以下。其优点是: 能够提高钢的硬度; 使耐磨性提高3 倍; 零件寿命延长1～3 倍; 还能稳定零件形状和尺寸;操作方便,是一种有效的新工艺。目前已广泛应用于大型轧钢机滚筒、精密仪表的零件、齿轮、刀具、量具、油泵喷嘴、弹簧、飞机发动机涡轮轴、石油地质钻头、汽油机的缸桶和活塞环、精密轴承及低温阀门等的处理国自1963 年将深冷处理工艺用于生产后,短短几年处理的零件就从每年2.
5 万件增加到每年30 万件。在前苏联,刀具采用深冷处理后,寿命提高50 %～300 %。近几年,我国的西安、广西、常州、北京、沈阳等地的工厂采用液氮生物容器进行液氮深冷处理已取得显著效果。1984 年首都机械厂还研制出专用深冷处理液氮罐。199
6 年中科院低温中心研制出400 mm ×3 200 mm 大型工件的深冷处理装置。
4 电子工业中的应用
高纯气体的低温液体贮运高纯气体在应用中,国外90 %以上是用高纯度液体状态贮存和运输的,使用时直接汽化供应。与高压气瓶供气相比较其优点是:气体质量好、无外界污染,纯度得到保证;贮存量大,运输效率高;供气压力稳定,劳动效率高;辅助时间少、成本低。为此需要能贮运这些高纯液态气体的低温容器。1986 年杭氧所试制成功10 m3 高纯液氮贮槽和公路槽车。乐山无线电厂在晶体管、二管和桥堆生产中采用2 套2 m3 高纯液氮贮槽的供应系统代替高纯氮气瓶后提高了产品质量,降低了成本,每年耗用160 t 高纯液氮。美国一个电子工业厂每天用液氮400 t 。据报道,为制造下一代新的硅晶片,对气体纯度要求越来越高,空气产品PLC 公司推出99. 9 998 %的超高纯氮、氧、氩和氢气体,都以超高纯液体状态贮运。
5 地质矿产部门的应用
选矿常规磁选机的最大磁场强度通常不超过20 T , 而且选别空间小, 耗电量大, 处理能力及选别粒度有限。应用超导磁分离装置选矿可克服常规磁选矿的缺点,为贫矿、共生矿的选别利用提供了有效方法,有利于降低尾矿品位,提高回
收率。1979 年北京大学对齐大山赤铁矿进行的超导磁选矿探索试验已取得成功。目前捷克斯洛伐克应用的超导磁选矿机配有500L 液氦容器2 个和10 m3 液氮容器1 个。
6 冶金工业的应用
冶炼用气在黑色与有色金属的熔炼方面, 目前都配置有大型空分设备, 供应大量的氮、氧、氩气体用于富氧送风、喷嘴送料、脱硫去气,以及用作保护性气体和冷却剂,所有这些空分设备都配有几十至几千立方米的大型液氮、液氧、液氩贮槽。进入90 年代以来,我国各钢铁企业为获得稳定高产、质优、价廉的可靠气体供应,纷纷与国外主要工业气体公司合作,引进先进的空分设备,带动了我国低温容器行业的发展。例如:抚顺钢铁公司1993 年12 月与英国BOC 公司合资在抚顺市氧气厂成立抚顺比欧西工业气体有限公司,拥有6 000 m3 / h 和3 200 m3 / h 制氧机组各1 套;
7 建设与环境保护方面的应用
混凝土冷却水坝、桥梁、码头等大型建筑物在施工中,因混凝土固化产生的热量,使温度升高到93 ℃, 在大量浇注时, 这种内部与外部存在的温差会导致混凝土裂开, 使用寿命缩短。国外开发的液氮冷冻混凝土技术是用液氮槽车将液氮喷入搅拌中的混凝土中, 液氮吸热后迅速汽气成气体从混凝土中溢出, 使混凝土冷却, 其温度不超过24 ℃, 获得高强度的混凝土,从而提高了建筑物的安全可靠性和使用寿命。香港在1994～1995 年建设新机场连接马湾与北大屿山的汲水门大桥时, 支持这座1. 4 km 长(世界最长的吊桥之一) 吊桥重量的二根混凝土支柱在施工中采用液氮冷冻混凝土技术,一天消耗液氮最多时达50 t 。
8 交通运输部门的应用
超导磁悬浮列车[11 ] 超导磁悬浮概念是1966 年提出的, 随后日本、美国、加拿大、德国、英国等国家相继开展实验研究。日本国营铁路公司1987 年3 月研制的可乘坐44 人的超导磁悬浮列车已完成正式行走实验,时速达400 km。该车的超导磁体与氦制冷机和液氦容器相连。试运行中,有9 500 人乘坐。1991 年开始在日本东京和大阪间修造3 km 的第一段高速超导磁悬浮铁路,最高时速达600 km ,1997 年完成。1994 年10 月我国第一条常规磁浮车实验线在西南交通大学正式建成并试运行成功,对我国超导磁浮车研究起到推动作用。西南交通大
学80 年代初期开始超导研究,已着重考虑超导磁浮车技术研究。
结束语
通过这两周的阅读关于低温储罐的各种资料，了解了低温储罐行业在国内外的发展历史、发展动态、未来的发展趋势。为我以后的毕业设计打下了基础，让我了解了设计一个产品的准备工作该如何进行。在这期间我大致了解了国标，行业标准等这些标准规范。我认识到毕业设计是我在不久走向社会的一个平台，所以我必须把握好这次机会，现做在才是毕业设计的开始，以后要做的工作还有很多，需要我去掌握的知识还有很多，我必须认真的对待。同时我也感谢陈老师对我们的指导！
低温储罐综述 引言 随着国民经济的快速发展和低温技术的普及, 液氮、液氧、液氩、液氢、液氦、液化天然气等低温液体的应用日趋广泛, 各行各业对贮存和输送低温液体的低温容器的需求不断增长。尤其是近几年, 随着改革开放的深入, 国外主要跨国气体公司竞相在我国建立合资企业, 带来了先进的空分设备、技术和管理, 使我国低温液体的产量大幅度提高, 供应的地区和范围不断扩大, 价格大幅度降低( 如液氮和液氧价格从2￥/kg左右, 降低到1￥/kg左右) , 促进了低温液体的应用, 带动了我国低温容器的发展, 使低温容器成为一个新兴的行业。近年来国际油价持续攀升, 替代能源特别是清洁能源越来越受到人们的关注。由于沿海经济发达地区资源匮乏, 天然气需求较大, 且在城市燃气、发电、化工等应用方面已具备完善的基础设施, 形成发展液化天然气产业的有利条件, 近年来中国LNG项目得到了迅速发展。天然气基本成分是甲烷, 与煤炭、石油并称目前世界一次能源的三大支柱, 其蕴藏量和开采量都很大。由于天然气的产地往往不在工业集中或人工密集的地区, 因此天然气的开发必须解决运输和储存问题。液化后的天然气(LNG) 在0.1MPa 压力和112K 温度下, 密度是标准状态下甲烷气体的600 多倍, 体积能量密度是汽油的72%, 十分有利于输送和储存。近年来, LNG 广泛应用于天然气发电、城市居民生活燃料、工业燃料、天然气空调、LNG汽车等领域, LNG的生产和应用已经形成了成熟的产业链。天然气液化后其体积缩小到原来体积的1/625,通常储存在温度为112 K、压力为0. 1MPa左右的低温储罐内, 其密度为标准状态下甲烷密度的600多倍。作为储存、运输液化天然气的装置, 液化天然气储罐属于低温压力容器, 具有体积小、储存运输方便等特点。LNG的主要成分为甲烷(含量为90-%98%) ,具有易燃易爆、低温特性和易膨胀扩散性, 其储运过程中的安全性问题不容忽视。 一对国内外低温储运的回顾与张望 从历史上看，太平洋地区周边国家对液化天然气的海运贸易需求较大，而大西洋地区液化天然气进口国主要依赖自给自足或管道运输方式，对液化天然气的海运贸易需求相对较小。上述需求格局基本上描绘出当今世界液化天然气海上运输市场的贸易格局。就进口市场而言，世界液化天然气最主要的进口国集中在美
编号：14HJ-AZFB-TJFA- # 孚宝渤海石化（天津）仓储有限公司 临港石化产品储罐区一期项目 储罐盘梯施工专项方案 编制: 审核: 批准: 安全会签: 中国化学工程第十四建设有限公司 天津孚宝项目经理部 目录
1.编制说明 (3) 编制说明 (3) 编制依据 (3) 采用规范、标准 (3) 2.施工部署 (4) 施工总体情况 (4) 施工工艺流程 (5) 3.施工进度 (7) 盘梯支承三角架的焊接 (7) 盘梯的预制进度 (8) 盘梯的吊装安装进度 (8) 4、质量检查验收 (9) 验收程序及阶段 (9) 验收执行规范和合格标准 (10) 5、HSE管理通用措施及本工程JSA分析 (10) HSE管理措施 (10) HSE技术措施 (11) 文明施工管理 (12) 应急预案 (13) 本工程危险源分析及应对措施 (18) 6、相关表格 (20) 储罐盘梯零部件预制质量检查确认表 (20) 储罐钢梯平台安装检查记录 (20) 盘梯安装作业票（吊装许可证） (20)
1.编制说明 编制说明 孚宝渤海石化（天津）仓储有限公司临港石化产品储罐区一期项目罐区盘梯安装工程即将开始施工。由于盘梯安装存在高空作业，特编制此安全专项方案，以作为技术方案的补充，指导施工，确保安全。 编制依据 浙江省天正设计工程有限公司设计的孚宝渤海石化（天津）仓储有限公司临港石化罐区一期工程盘梯施工图纸。 我公司编制的《孚宝渤海石化（天津）仓储有限公司临港石化罐区一期项目施工组织设计》。 我公司编制并已经监理、业主方批准的《储罐施工方案》、《中国化学工程第十四建设有限公司天津孚宝项目经理部HSE管理程序文件》、《孚宝（天津）项目应急预案》。 我公司编制的项目总体网络进度计划。 我公司现行的质量、环境、职业健康安全“三合一”管理手册和程序文件。 采用规范、标准 《建筑施工安全检查标准》JGJ59-99。 《建筑施工高处作业安全技术规范》JGJ80-91。 《石油化工施工安全技术规程》SH3505-99。
各种常见油罐储油量的计算方法 摘要：本文介绍了一些常见形状的储油罐油量的计算方法，并给出了每种形状的储油罐容积的计算公式和整个推导过程，供各位同仁共同探讨和分享。 现实生活中，尽管储油罐的形状各式各样，仔细分析无非存在以下两种结构：卧式结构和立式结构。无论是卧式结构还是立式结构，都有可能存在半椭圆形封头、平面封头、半圆形封头、圆锥形封头等。笔者在计算储油罐的过程中，积累了大量的经验，现简要做一介绍。 一、椭圆封头卧式椭圆形油罐 这种油罐的形状一般是两端封头为半椭球形，中间为截面积是椭圆形的椭圆柱体，如图1-1、图1-2所示。 计算时，可以把这种油罐的容积看成两部分，一部分为椭球体（把两端的封头看作是一个椭球），另一部分为平面封头中间截面为椭圆形的椭圆柱体，见图1-3、图1-4所示，然后，采用微积分计算任一液面高度时油罐内的容积。 我们建立如图1-3、图1-4所示的坐标系，设油罐除封头以外的长度为L ，其截面长半轴为 A ，短半轴为 B 。椭球部分的长半轴为B ，短半 轴 为C ，则在图1-3、图1-4所示的坐标系中，分别得到椭圆的方程为： 在某一液面高度H 时，油罐内油的容积为： L C B A y 图1-2：椭圆封头卧式椭圆形油罐结构图 图1-1：椭圆封头卧式椭圆形油罐实体图 H (0,2b) a Δy - a (0,b) 0 x y 图1-3：椭圆柱体剖面图 L H (0,2b) C Δy - C (0,b) 0 z 图1-4：封头椭球体剖面图 dy x z x L 2V H ?π+=）（2 y By 2B A x -= （3） （4） ??π+=H 0 H x zdy x dy L 21B B y A x 2 222=-+） （（1） （2） 1C z B B y 2 2 22=+-）（
立式圆筒形钢制焊接储罐盘梯 整体安装法的探索及应用 【摘要】 立式圆筒形钢制焊接储罐是油田地面产能建设项目的主要部分。在储罐制造时，盘梯的制作又是关键内容之一。采用盘梯整体安装法克服了以往分段安装法的诸多缺点，提高了工效，保证了施工质量。 【关键词】 储罐 盘梯 整体安装法 一、 前言 我公司承揽的各类立式圆筒形钢制焊接储罐，一般情况下都是工作量大，甲方规定的工期短，特别紧张，而我们的人员、设备是有限的，这就对我们的施工管理提出了更高的要求，为我们技术人员、现场施工人员充分发挥自己的聪明才智、进行技术创新、不断提高工效提供了广阔的空间。我针对以往储罐盘梯分段制作安装存在效率低、质量差、危险性高的缺点，在实际工作中不断进行探索，最终创造出了盘梯整体安装法。 二、 储罐盘梯整体安装法施工流程 三、 分析计算、整体安装 施工流程中前三项与以往施工基本相同，这里不再叙述，我着重研究了后面两项。在盘梯预制过程中又分为盘梯内外侧板下料、 盘梯内外侧板上踏步间距样板制作、放线、踏步板安装。 （一） 盘梯内外侧板下料 1. 计算盘梯内、外侧板长度 材料验收
t 外=2×π×（R+δ+a+δ/2）×α/360 L 内=22h t +内 L 外=22h t +外
以5000m 3罐上盘梯为例计算该盘梯内、外侧板长度。已知盘梯各项参数如下：（单位 mm ） α=31° h=6500 R=12012 δ=8 a=650 b=160 则：t 内=2×π×（12012+8/2）×31/360=6501.3 t 外=2×π×（12012+8+650+8/2）×31/360=6857.3 L 内=2265003.6501+=9193 L 外=2265003.6857+=9448 2. 下料 根据计算得出的数据进行划线，气割下料。 （二） 盘梯内外侧板上踏步间距样板制作 1. L 1=c/sin θ L 2=b/sin θ θ=arctg （h/t 内） 以5000m 3罐上盘梯为例计算该盘梯内侧板上的踏步间距样板各边长度尺寸。已知c=250mm ，b=160mm ，h=6500mm ，t 内由前面计算其值为t 内=6501.3mm 。 θ= arctg （h/t 内）= arctg （6500/6501.3）≈45° L 1=c/sin θ=250/sin45=353.6mm L 2=b/sin θ=160/sin45=226.3mm 2. 计算外侧板上的踏步间距样板各边长度尺寸
丙烷储罐计算书
钢制卧式容器计算单位泰安东大化工设备制造有限公司计算条件简图 设计压力p 1.77 MPa 设计温度t50 ℃ 筒体材料名称Q345R 封头材料名称Q345R 封头型式椭圆形 3000 mm 筒体内直径D i 筒体长度L13100 mm 筒体名义厚度δn18 mm 支座垫板名义厚度δrn14 mm 筒体厚度附加量C 1.3 mm 腐蚀裕量C1 1 mm 筒体焊接接头系数Φ 1 封头名义厚度δhn18 mm 封头厚度附加量C h 1.3 mm 鞍座材料名称Q235-B 鞍座宽度b360 mm 鞍座包角θ120 °支座形心至封头切线距离A690 mm 鞍座高度H 250 mm 地震烈度低于七度
内压圆筒校核 计算单位 泰安东大化工设备制造有限 公司 计算条件 筒体简图 计算压力 P c 1.77 MPa 设计温度 t 50.00 ? C 内径 D i 3000.00 mm 材料 Q345R ( 板材 ) 试验温度许用应力 [σ] 163.00 MPa 设计温度许用应力 [σ]t 163.00 MPa 试验温度下屈服点 σs 325.00 MPa 钢板负偏差 C 1 0.30 mm 腐蚀裕量 C 2 1.00 mm 焊接接头系数 φ 1.00 厚度及重量计算 计算厚度 δ = P D P c i t c 2[]σφ- = 16.38 mm 有效厚度 δe =δn - C 1- C 2= 16.70 mm 名义厚度 δn = 18.00 mm 重量 17549.73 Kg 压力试验时应力校核 压力试验类型 液压试验 试验压力值 P T = 1.25P [][] σσt = 2.2200 (或由用户输入) MPa 压力试验允许通过 的应力水平 [σ]T [σ]T ≤ 0.90 σs = 292.50 MPa 试验压力下 圆筒的应力 σT = p D T i e e .().+δδφ2 = 200.51 MPa 校核条件 σT ≤ [σ]T 校核结果 合格 压力及应力计算 最大允许工作压力 [P w ]= 2δσφδe t i e []() D += 1.80469 MPa 设计温度下计算应力 σt = P D c i e e () +δδ2= 159.87 MPa [σ]t φ 163.00 MPa 校核条件 [σ]t φ ≥σt 结论 合格
小直径储罐盘梯弯曲半径的计算一 小直径储罐盘梯弯曲半径的计算 口李红林 钢制立式圆筒形储罐是石油化工常见容器,为了上下罐 的安全和方便,近年不少小直径储罐(直径D<I1000ram) 也开始由以前的直梯改为盘梯,设计图纸中给出了盘梯的详图以及内外侧板的下料尺寸,盘梯的水平包角,但却没有盘 梯弯曲半径,而传统放样法求盘梯弯曲半径很复杂,为此本 文通过简化推导出盘梯弯曲半径的计算公式. 盘梯模型的建立 罐体由罐底,罐壁,罐顶三部分组成.从理论上讲盘 梯为螺旋线结构,由于罐体半径较小,若把盘梯近似为圆 弧结构,实践证明计算出的值在盘梯安装时会出现较大误差,而手工放样又很复杂繁琐.因此可以建模用计算法计 算盘梯弯曲半径. 根据设计原理,具有内外侧板的盘梯,实际上可将其看 成是焊接于储罐圆柱壁上的空间螺旋面,升角45.,50. (通常取45.).其数学模型图如图1.根据螺旋面的形成原理,其计算公式为: ,=『==(D—) } 2~r(r+h)I
式中:L一外螺旋线实长1一内螺旋线实长h一 螺旋面高度r一内螺旋线展开内圆半径C一切口弦长 e一切缺角R一外螺旋线展开外圆半径 —— \, >一 图1盘梯模型图 CHINAPE 中TROL锸C和ALIN化DUs芏48 公式推导 对于储罐盘梯可以将其内侧板作为内螺旋线,外侧板 作为外螺旋线,盘梯宽度(内外侧板中心距)为螺旋面高度. 由于内外侧板的展开长度,盘梯的宽度,通常由图纸给 出,因此只要根据公式: 向 ,. r=一 一 ,一nr, R:r+向戥一R一L 即可计算出内外侧板所在螺旋线的展开内外圆半径. r一盘梯内侧板弯曲半径,L一外侧板展开长度,l一内侧 板展开长度,h一盘梯的宽度 而大直径储罐(D?1lO00mm)盘梯内侧板弯曲半径 的近似计算公式为: :瓦92而i+
立式圆筒形储罐盘梯的简易制作和安装方法 发表时间：2019-04-25T11:26:08.627Z 来源：《基层建设》2019年第3期作者：包东永 [导读] 摘要：立式圆筒形的储罐大多采用螺旋式的盘梯作为工作人员上下的通道，盘梯的制作对于尺寸的精度要求极高，所以在进行盘梯的制作时需要对图样的尺寸进行认真核实，在经过放样计算后计算出准确的尺寸，然后再下料制作，从而保证盘梯的顺利制作和安装。 大庆油田建设集团有限责任公司化建公司第七项目部黑龙江大庆市 163000 摘要：立式圆筒形的储罐大多采用螺旋式的盘梯作为工作人员上下的通道，盘梯的制作对于尺寸的精度要求极高，所以在进行盘梯的制作时需要对图样的尺寸进行认真核实，在经过放样计算后计算出准确的尺寸，然后再下料制作，从而保证盘梯的顺利制作和安装。本文介绍了立式圆筒形储罐盘梯的相关制作方法和安装方法。 关键词：立式圆筒形储罐；盘梯；制作；安装 前言 随着我国社会经济的快速发展，石油化工行业以及其他化工行业也在迅猛的发展，对于立式圆筒形储罐的需求也在不断的增加。在现阶段的立式圆筒形储罐盘梯的制作和安装过程中，很多人由于对盘梯的制作和安装知之甚少，常常导致下料错误，从而导致材料的浪费和无法安装等问题的出现。下文对立式圆筒形储罐盘梯的制作方法和安装方法进行阐述。 图1 盘梯平面图 一、盘梯内外侧板的弧长及展开长度的计算 1.对图样的设计数据和尺寸进行验算 首先要对设计图纸中的尺寸数据进行进一步的核实验算，通常情况下是对盘梯的旋转角度水平转角的弧长进行核算，一般采用的弧长计算公式为 L=nπr/180 计算公式中，L代表的是弧长的长度，n代表的是水平转角的度数，r代表的是盘梯内部侧板的内半径长度。 2.对内外部侧板展开长度进行计算 盘梯高程以及旋转的角度数的弧度是直角所形成的直角三角形斜边的长度，利用勾股定理来计算或者核实验算内外部侧板长度，形成的直角三角形斜边的长度就是所求的侧板展开的长度。 二、盘梯的内外部侧板的升角计算 通常情况下，立式圆筒形储罐的盘梯内外部侧板所设计的升角大小都是不同的，也就是说内外部侧板上踏板的旋转角度与侧板旋转角度一般都是不相同的，内部侧板的角度一般取45°，而外部侧板的旋转角度根据储罐罐体直径的不同而不同，一般外部侧板的旋转角度为30°~42°。而在实际的立式圆筒形储罐的盘梯制作和安装过程中，施工人员常常将内外部侧板的升角度数误认为都是45°，这往往会导致制作出的储罐盘梯踏板的外端产生倾斜，从而使得盘梯旋转的螺旋角度不够，会给储罐盘梯的安装带来很多的安装问题和很大的安装难度。如果采用正确的方式进行储罐盘梯内外部侧板的制作，使得侧板升角符合设计要求，从而保证盘梯的安装工作的顺利进行，能够更加简单方便的完成盘梯的吊装就位和安装工作 三、关于盘梯内外部侧板的升角样板的相关制作 在进行盘梯内外部侧板的踏步以及侧板升角的样板制作时，此时的度数对应的就是内外部侧板不同的升角度数。然后画出内外部侧板的升角样板，也就是储罐盘梯的踏步对于内外部侧板的夹角样板。对实用性与简化操作进行对比，做出一个直角三角形的样板就可以了，这种方法比起传统方法中在两个踏步板中间取一个菱形样板的方式更加的简单方便。 四、盘梯踏步板的卷制方法 下面以50mm的踏步板翻边卷制为例来进行介绍。 现阶段，比较成熟的踏步板翻边的卷制方法是将胎具放在三轴卷板机之中辊上，把踏步板的花纹钢板中有花纹图样的那一面朝着卷板机放进胎具的预留空隙之中，然后启动卷板机，胎具就会在辊轴前进下一次将花纹图样钢板煨成90度的直角，制作方式十分的简单易行，立式圆筒形储罐的盘梯踏步板卷制如图2、图3所示。 图2 盘梯踏步板卷制图图3 盘梯踏步板卷制图 五、盘梯的组成对型 把已经确定好旋转方向，并且用样板进行划线的内外部侧板平整地放在平台上面，有划线的那一面朝上放置，将压制好的踏步板一一点焊到内测板上面，要注意将踏步板的翻边处朝向，然后旋转90°角，踏步板要水平放置，然后开始点焊盘梯的外侧板，在进行盘梯的组装对型工作时要注意，一定要使得外侧板划线能够与踏步板完全吻合才可以，这样才能够充分保证好盘梯的旋转角度和旋转方向。 在进行点焊工作时，一般应该先将中间部位的踏步板组对好，将内部侧板完全一定弧度，因为外部侧板长度比内部侧板长度要长，所以要把外侧板上的每条线与踏步板的划线组对好，然后再从中间位置开始向外边一一进行点焊工作。这些工作基本上都是由一个焊工与两个铆工相互配合进行组装点焊工作，采用一把撬杠和一把手锤很短时间内就能够完成点焊工作。
1400m3储罐设计计算书 一 . 设计任务来源: XXXX化工石油有限公司施工图设计, 需1400m3拱顶储罐, 按下述技术条件进行设计计算。 二 . 设计技术条件: 1. 储罐编号: T-2109 ; 2. 使用压力: 常压 (正压750Pa, 负压400Pa); 3. 储罐容积: 1400 m3; 4. 储罐尺寸: 储罐内径: 12m; 罐壁高度: 14m; 5. 储存介质: 润滑油; 6. 介质设计密度: 901kg/ m3; 7. 设计温度: 60℃; 8. 设计压力：800Pa； 9. 腐蚀裕量: 1.58mm; ; 10. 储罐形式: 立式拱顶金属结构; 11. 制造材料: Q235-A; 12. 地震设防烈度: 7度; 13.基本风压: 602Pa; 14.基本雪压: 200Pa；
三 . 设计计算: (一). 罐壁设计计算: 1. 罐壁设计厚度按下列公式计算: Φ = ][t 2D P i c σδ (JB/T4735—1997, 式5-1) δ 储罐罐壁的计算厚度( mm); c P 储罐的计算压力（MPa ），根据《钢制焊接常压容器》，其值为设计压力与容器各部位或元件所承受得液柱压力之和。 i D 储罐内直径(mm), 12000mm; []σt 设计温度下罐壁钢板的许用应力(MPa),查JB/T4735—1997表4 －1根据中间插值法得130MPa; ? 焊缝系数, 取0.9; C 1 钢板厚度负偏差(mm), 0.6mm; C 2 腐蚀裕量(mm), 取1.58mm; 2. 先计算底圈罐壁板的壁厚，故Pc ＝Pi ＋ρg H ，其中Pi 为储罐设计压力，ρ为储液密度，Hi 为储罐高度，Pc ＝750＋1500×9.8×6.6＝0.09777MPa ； δ = 9 .013025000 09777.0??? ＝2.09mm 根据JB/T4735—1997中3.5中规定，罐壁的最小厚度为3mm ，故设计厚度为最小厚度和腐蚀裕量之和，取为5mm 。 由于JB/T4735—1997 12.2.1条 规 定 的 D <16m 罐 壁 钢 板 厚 度 应 不 小 于5mm, 所 以底圈 罐 壁 钢 板 厚 度取6mm 。
编号: 14HJ-AZFB-TJFA- # 孚宝渤海石化( 天津) 仓储有限公司 临港石化产品储罐区一期项目 储罐盘梯施工专项方案 编制: 审核: 批准: 安全会签: 中国化学工程第十四建设有限公司 天津孚宝项目经理部 .03.28
目录 1.编制说明................................................ 错误!未定义书签。 1.1编制说明 ............................................. 错误!未定义书签。 1.2编制依据 ............................................. 错误!未定义书签。 1.3采用规范、标准....................................... 错误!未定义书签。 2.施工部署................................................ 错误!未定义书签。 2.1施工总体情况 ......................................... 错误!未定义书签。 2.2施工工艺流程 ......................................... 错误!未定义书签。 3.施工进度................................................ 错误!未定义书签。 3.1盘梯支承三角架的焊接 ................................. 错误!未定义书签。 3.2盘梯的预制进度 ....................................... 错误!未定义书签。 3.3盘梯的吊装安装进度 ................................... 错误!未定义书签。 4、质量检查验收.......................................... 错误!未定义书签。 4.1验收程序及阶段 ....................................... 错误!未定义书签。 4.2验收执行规范和合格标准 ............................... 错误!未定义书签。 5、 HSE管理通用措施及本工程JSA分析....................... 错误!未定义书签。 5.1HSE管理措施......................................... 错误!未定义书签。 5.2HSE技术措施......................................... 错误!未定义书签。 5.3文明施工管理 ......................................... 错误!未定义书签。 5.4应急预案 ............................................. 错误!未定义书签。 5.5本工程危险源分析及应对措施 ........................... 错误!未定义书签。
[专题]立式圆筒形钢制焊接储罐盘梯立式圆筒形钢制焊接储罐盘梯 整体安装法的探索及应用 【摘要】立式圆筒形钢制焊接储罐是油田地面产能建设项目的主要部分。在储罐制造时，盘梯的制作又是关键内容之一。采用盘梯整体安装法克服了以往分段安装法的诸多缺点，提高了工效，保证了施工质量。 【关键词】储罐盘梯整体安装法 一、前言 我公司承揽的各类立式圆筒形钢制焊接储罐，一般情况下都是工作量大，甲方规定的工期短，特别紧张，而我们的人员、设备是有限的，这就对我们的施工管理提出了更高的要求，为我们技术人员、现场施工人员充分发挥自己的聪明才智、进行技术创新、不断提高工效提供了广阔的空间。我针对以往储罐盘梯分段制作安装存在效率低、质量差、危险性高的缺点，在实际工作中不断进行探索，最终创造出了盘梯整体安装法。 二、储罐盘梯整体安装法施工流程 材料验收构件预制盘梯三角架安装 盘梯整体安装盘梯预制三、分析计算、整体安装 施工流程中前三项与以往施工基本相同，这里不再叙述，我着重研究了后面两项。在盘梯预制过程中又分为盘梯内外侧板下料、盘梯内外侧板上踏步间距样板制作、放线、踏步板安装。 (一) 盘梯内外侧板下料 1. 计算盘梯内、外侧板长度 根据盘梯示意图及盘梯内、外侧板展开示意图，可得出如下计算公式 :
,α=H/R×180/ t=2×π×(R+δ/2)×α/360? 内 t=2×π×(R+δ+a+δ/2)×α/360 外 2222t，hL= L= t，h内外外内 3以5000m罐上盘梯为例计算该盘梯内、外侧板长度。已知盘梯各项参数如下:(单 位 mm) α=31? h=6500 R=12012 δ=8 a=650 b=160 则:t=2×π×(12012+8/2)×31/360=6501.3 内 t=2×π×(12012+8+650+8/2)×31/360=6857.3 外 22 L==9193 6501.3，6500内 22 L==9448 6857.3，6500外 2. 下料 根据计算得出的数据进行划线，气割下料。 (二) 盘梯内外侧板上踏步间距样板制作 1. 计算内侧板上的踏步间距样板各边长度尺寸 根据内侧板上踏步间距样板示意图可得出如下计算公式: L=c/sinθ L=b/sinθ θ=arctg(h/t) 内12 3以5000m罐上盘梯为例计算该盘梯内侧板上的踏步间距样板各边长度尺寸。已知c=250mm，b=160mm，h=6500mm，t由前面计算其值为t=6501.3mm。内内θ= arctg(h/t)= arctg(6500/6501.3)?45? 内 L=c/sinθ=250/sin45=353.6mm 1 L=b/sinθ=160/sin45=226.3mm 2 2. 计算外侧板上的踏步间距样板各边长度尺寸 根据外侧板上踏步间距样板示意图可得出如下计算公式:
油罐盘梯计算 1500m 3×12484×φ12600储罐盘梯 罐壁高度H 1=12484 mm 罐底到梯底的高度 H 3= H －n 1×220－50=135 油罐内径R 0=6300 mm 内侧板升角 α= 45° 内侧板半径R 1= R 0+ C=6300+150=6450 mm 球形拱顶外半径R= 1.1×12600=13860 mm 拱顶高度 h=R － 2 02) 15(--R R +δ =13860－ 2 2 ) 156300(13860 --+6=1513 mm 1、平台高度 H=H 1+h 1=12484+241=12725 mm 平台上表面至罐壁包边角钢顶面的高度 h 1=h+ 2 02) (l R R --－R =1513+ 2 2 ) 5006300(13860 --－13860=241 2、踏步数n 1= 220 H = 220 12725= 57 （个） ( 100≤(H －220×n 1) < 350 ) 3、内侧板展开长度l 内=（220 n 1+50）×2=17805 mm 4、外侧板展开长度l 外=0.7071 l 内 2 ) 1 1(1R B + + =0.7071×17805× 2 ) 6450 7001(1+ + =18796 mm 5、三角架个数n 2= 3 1100 l H -= 1660 1100 12725-= 7 （个） 6、三角架在罐壁上的水平位置：
a n = (h n － b 1 2 )× 1 2R R a 1= (h 1×1－ b 12 )×12R R =(1660－150 2 )× 6450 6310=1416 mm a 2= (h 1×2－ b 12 )×12R R =(1660×2－1502 )×64506310=3040 mm a 3= (h 1×3－b 12)×12R R =(1660×3－1502 )×64506310=4664 mm a 4= (h 1×4－b 12)×12R R =(1660×4－1502 )×64506310=6288 mm a 5= (h 1×5－b 12)×12R R =(1660×5－1502 )×64506310=7912 mm a 6= (h 1×6－b 12)×12R R =(1660×6－1502 )×64506310=9536 mm a 7= (h 1×7－b 1 2)× 1 2R R =(1660×7－150 2 )× 6450 6310=11160 mm 7、盘梯包角α1 α1= 1 3 R H H -× π 180= 6450 135 12725-× π 180=111.84°
立式圆筒形储罐盘梯的简易制作和安装方法 摘要：立式圆筒形的储罐大多采用螺旋式的盘梯作为工作人员上下的通道，盘梯的制作对于尺寸的精度要求极高，所以在进行盘梯的制作时需要对图样的尺寸进行认真核实，在经过放样计算后计算出准确的尺寸，然后再下料制作，从而保证盘梯的顺利制作和安装。本文介绍了立式圆筒形储罐盘梯的相关制作方法和安装方法。 关键词：立式圆筒形储罐；盘梯；制作；安装 前言 随着我国社会经济的快速发展，石油化工行业以及其他化工行业也在迅猛的发展，对于立式圆筒形储罐的需求也在不断的增加。在现阶段的立式圆筒形储罐盘梯的制作和安装过程中，很多人由于对盘梯的制作和安装知之甚少，常常导致下料错误，从而导致材料的浪费和无法安装等问题的出现。下文对立式圆筒形储罐盘梯的制作方法和安装方法进行阐述。 图1 盘梯平面图 一、盘梯内外侧板的弧长及展开长度的计算 1.对图样的设计数据和尺寸进行验算 首先要对设计图纸中的尺寸数据进行进一步的核实验算，通常情况下是对盘梯的旋转角度水平转角的弧长进行核算，一般采用的弧长计算公式为L=nπr/180 计算公式中，L代表的是弧长的长度，n代表的是水平转角的度数，r代表的是盘梯内部侧板的内半径长度。 2.对内外部侧板展开长度进行计算 盘梯高程以及旋转的角度数的弧度是直角所形成的直角三角形斜边的长度，利用勾股定理来计算或者核实验算内外部侧板长度，形成的直角三角形斜边的长度就是所求的侧板展开的长度。 二、盘梯的内外部侧板的升角计算 通常情况下，立式圆筒形储罐的盘梯内外部侧板所设计的升角大小都是不同的，也就是说内外部侧板上踏板的旋转角度与侧板旋转角度一般都是不相同的，内部侧板的角度一般取45°，而外部侧板的旋转角度根据储罐罐体直径的不同而不同，一般外部侧板的旋转角度为30°~42°。而在实际的立式圆筒形储罐的盘梯制作和安装过程中，施工人员常常将内外部侧板的升角度数误认为都是45°，这往往会导致制作出的储罐盘梯踏板的外端产生倾斜，从而使得盘梯旋转的螺旋角度不够，会给储罐盘梯的安装带来很多的安装问题和很大的安装难度。如果采用正确的方式进行储罐盘梯内外部侧板的制作，使得侧板升角符合设计要求，从而保证盘梯的安装工作的顺利进行，能够更加简单方便的完成盘梯的吊装就位和安装工作 三、关于盘梯内外部侧板的升角样板的相关制作 在进行盘梯内外部侧板的踏步以及侧板升角的样板制作时，此时的度数对应的就是内外部侧板不同的升角度数。然后画出内外部侧板的升角样板，也就是储罐盘梯的踏步对于内外部侧板的夹角样板。对实用性与简化操作进行对比，做出一个直角三角形的样板就可以了，这种方法比起传统方法中在两个踏步板中间取一个菱形样板的方式更加的简单方便。
Table of Contents Cover Sheet (2) Title Page (3) Warnings and Errors : (4) Input Echo : (5) XY Coordinate Calculations : (10) Internal Pressure Calculations : (11) External Pressure Calculations : (15) Element and Detail Weights : (18) Nozzle Flange MAWP : (21) Conical Section : (22) Center of Gravity Calculation : (26) Nozzle Calcs. : Noz N1 Fr10 (27) Nozzle Calcs. : Noz N1 Fr40 (29) Nozzle Schedule : (36) Nozzle Summary : (37) MDMT Summary : (38) Vessel Design Summary : (39) Problems/Failures Summary : (41)
Cover Page 2 DESIGN CALCULATION In Accordance with ASME Section VIII Division 1 ASME Code Version : 2010 Edition, 2011a Addenda Analysis Performed by : ZISHAN ENGINEERS (PVT.) LTD. Job File : C:\DOCUMENTS AND SETTINGS\ADMINISTRATOR\桌面\UNT Date of Analysis : Sep 16,2014 PV Elite 2012, January 2012
4000m3储罐计算书
一、 计算个圈壁板厚度 1、计算罐壁板厚度，确定罐底板、罐顶板厚度： 用GB50341-2003中公式（6.3.1-1）计算罐壁厚度 ? σρ d d ][0.3)-(H 9.4t D = 式中：d t —储存介质条件下管壁板的计算厚度，mm D —油罐内径（m ）（21m ） H —计算液位高度（m ），从所计算的那圈管壁板底端到罐壁包边角钢顶部的高度，或到溢流口下沿（有溢流口时）的高度（12.7m ） ρ—储液相对密度（1.0） d ][σ—设计温度下钢板的许用应力，查表4.2.2（157MPa ） ?—焊接接头系数（0.9） 第1圈： mm 7.89 .0163.0 10.3)-(12.7219.4t d =????= n δ=8.7+2.3=11mm 取12mm 第2圈： mm 38.79 .0163.0 11.88)-0.3-(12.7219.4t d =????= n δ=7.38+2.3=9.68mm 取12mm 第3圈： mm 06.69 .0163.0 11.88)2-0.3-(12.7219.4t d =?????= n δ=6.06+2.3=8.36mm 取10mm 第4圈： mm 74.49 .0163.0 11.88)3-0.3-(12.7219.4t d =?????= n δ=4.74+2.3=7.04mm 取8mm 根据表6.4.4，罐壁最小厚度得最小厚度为6+2=8mm ，故第5、6、
7圈取8mm 。 二、罐底、罐顶厚度、表边角钢选择（按GB50341规定） 罐底板厚度： 查表5.1.1，不包括腐蚀余量的最小公称直径为6mm ，加上腐蚀余量2mm ，中幅板厚度为8mm 查表5.1.2，不包括腐蚀余量的最小公称直径为11mm ，加上腐蚀余量2mm ，取边缘板厚度为14mm 罐顶板厚度： 查7.1.3，罐顶板不包括腐蚀余量的公称厚度不小于4.5mm ，加上1mm 的腐蚀余量后取6mm 包边角钢：按GB50341表6.2.2-1，选∠75×10 罐顶加强筋：-60×8 三、罐顶板数据计算： ①分片板中心角（半角） 55.2425200 302/21000arcsin 302/arcsin i 1?=-=-=） （）（SR D α ②顶板开孔（φ2200）中心角（半角） 5.225200 1100 arcsin r arcsin 2?===SR α 顶板开孔直径参照《球罐和大型储罐》中表5-1来选取