浅谈大型立式储罐罐底设计
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立式圆筒储罐基础施工设计探讨摘要:随着我国工业的快速发展,在建筑行业中越来越重视储罐的制作、安装,越来越多的人选择储罐储存,控制立式储罐的安装质量非常重要。
大型储罐在油品以及化学工业液体储存设备中被使用广泛,是储运系统和石油化工装置的一个重要组成部分。
近几十年来,发展了各种类型的储罐,最被人们常用的是立式圆筒储罐。
关键词:储罐;基础;质量控制;变形1 储罐的基本结构:储罐是由罐顶、罐底、罐壁和附件构成。
1.1 罐顶介绍立式圆筒形储罐罐顶的主要形式有:自支撑式拱顶、网壳顶、自支撑式锥顶、梁柱式锥顶、内浮顶、外浮顶。
1.2罐底结构一般把立式圆筒形储罐的罐底直接放在基础的砂垫层上,通过底板把储液的重量直接传给基础。
而实际上,储罐的储液、自重的静力和基础沉降产生的附加力矩等,让罐底边缘部分的受力变得十分复杂。
从应力的分析结果来看,罐底的最大径向应力距离罐底边缘大约500mm,那么,罐底边缘板径向宽度就要大于或等于700mm。
根据储罐的控制焊接变形以及储罐的大小等制造工艺艺术来决定罐底的排版形式。
直径小于或等于12.5的储罐,罐底受力不大,适宜按照条形排版阻焊。
对于那些直径大于或等于12.5m的储罐,罐底外缘受到罐壁的作用,边缘力比较大,底板的中部需要比外围薄,所以外围应该设计成弓形边缘板。
2 常用设计标准:2.1中国标准国内立式圆筒形储罐的标准设计有三个:国家能源部标准《钢制焊接常压容器》NB/T47003.1-2009;中国石油总公司标准《石油化工立式圆筒钢制焊接储罐设计规范》SH3046-1992;国家标准《立式圆筒形钢制焊接油罐设计规范》GB50341-2003.2.2国外储罐的主要标准日本工业标准《钢制焊接油罐结构》JISB8501;美国石油学会标准《钢制焊接石油储罐》API650和英国标准《石油工业立式钢制焊接油罐》BS2654。
3 罐壁设计:罐壁厚度设计要考虑储液的静压力,从上至下应该逐渐增厚,但在实际制造中不可能采用过多板厚规格。
大型储罐的基础设计研究广义上,“储罐”泛指用于存储气态、液态物质的钢制密封容器,在我国现代化工业领域具有广泛用途,包括石油、化工、消防、冶金等产业,其中大型储罐可以有效地提高生产、降低成本,它是很多工业企业的必要性设备之一。
理论上最有效率且安全度高的石油供应方式为长输管道,但它只解决了运输问题,无法发挥石油供应“集散地”的效应。
大型储罐应用中不仅强调个体容量规模,对于群组效应的要求也十分明显,一定规格、一定数量的储罐可以提高石油供应的规划性、战略性,实现与市场之间的灵活统筹。
1 大型储罐基础设计概述从我国石油产业自主建设开始,社会每年都会新增大量的储罐设备,特别是大型储罐的数量越来越多,由此形成了相对庞大的建设成本。
结合现状分析,我國石油储罐基础建设在整个储罐工程造价中占据70%左右的成本,其中80%~90%又消耗在材料、制造、人工等方面,留给地基基础设计、建设和维护的资金十分有限,而这也严重影响着油罐的可靠性、安全性和效率性。
概括地说,一个大型储罐基础设计内容包括了罐体选型、地质勘探、地形分析、地基承载力和稳定性计算、地基变形幅度计算等方面。
应该说,任何一种可能影响大型储罐运行安全的要素都应该考虑到设计内容中;结合国内外出现的大型储罐基础安全问题,其中出现频率最高的就是储罐基础部分沉降、变形、歪斜等造成储罐的不稳定性,从而引起储罐发生倒塌或扭曲,造成十分严重的后果。
大型储罐中所容纳的石化产品具有污染属性,一旦泄露不仅会造成巨大的经济损失,同时也会危害人类生命健康、破坏自然生态系统。
设计作为第一步,应该充分地了解储罐地基变形的机理,根据存在的安全隐患展开相应的处理方法,如在恰当的位置加固桩基础,整体上对于地基处理的要求是密实、稳定、牢固。
同时,现实中储罐体积越大它在单位容积上消耗的钢材也就越少,而“相对之下”的储罐所占的基础空间也就越小,例如,15万m3和20万m3的储罐占地面积相差不超过200m2,但在对地基的影响上却存在很大差异;根据物理学原理可知压力越大、受力面积越小,压强就越大,所以在要求上地基压缩层的深度一般为储罐直径的一倍,举例说明,10万m3左右的储罐(浮顶罐)直径在80m左右,那么在地基压缩层上也应该保持在80m左右,当然可以根据地质优势稍微缩小,但承载力的要求并没有变化。
大型储罐基础设计分析摘要:本文简要介绍了大型储罐基础设计应注意的问题等提出了一些粗浅的见解。
关键词:大型储罐承载力工程选址工程实例    推广问题一、概述由于国家经济的发展,石油储运越来越受到国家的重视,大型油库在国内沿海成迅猛发展趋势,储罐由原来1万方发展到3万方-----5万方-----10万方-----15万方。
储罐在施工过程中出现不少问题,主要是大罐沉降问题,导致管线开裂,储罐壁板拉开,基础环墙沉降不均等等。
不少施工单位向我们进行了咨询,我们按照规范和掌握的经验,处理了不少问题。
想就此发表一下我们的看法,希望和大家进行一下交流,互相提高知识水平,也对目前参差不齐的施工质量,希望相关部门严抓共管,保证工程安全运行。
储罐设计主要考虑工程选址、地基承载力、沉降计算等二、储罐设计1、油库选址要求及处理方法储罐基础设计,最怕遇到软土地基。
软弱地基系指主要由淤泥、淤泥质土、冲填土、杂填土或其他高压缩性土层构成的地基。
在建筑储罐地基的局部范围内有高压缩性土层时,应按局部软弱土层考虑。
储罐基础勘察时,应查明软弱土层的均匀性、组成、分布范围和土质情况。
另外冲填土尚应了解排水固结条件。
杂填土应查明堆积历史,明确自重下稳定性、湿陷性等基本因素。
设计时,应考虑上部结构和地基的共同作用。
对储罐体型大小、荷载情况、结构类型和地质条件进行综合分析,确定合理的建筑措施、结构措施和地基处理方法。
由于油库选址不当,储罐地基处理设计,会占到总投资10%~50%,正确选址实际是整个工程投资重点。
但是地址和后期运输也存在矛盾。
目前海运是最便宜的,根据资金收益,大量油库还是建在滨海软土附近,因此正确的地基处理为工程节约大量资金。
当软土地基承载力或变形不能满足设计要求时,地基处理可选用机械压(夯)实、堆载预压、塑料排水带或砂井真空预压、换填垫层或复合地基等方法。
大型立式油罐罐底设计探讨摘要:大型储罐已经成为石油化工装置和储运系统的重要组成部分,而储罐的安全在很大程度上又取决于储罐的设计。
由于储罐的罐底承受着来自各方巨大的压力,因此,罐底的设计是大罐设计的重要部分。
本文主要从罐底结构方面来介绍大型立式油罐罐底的设计,对大罐设计、施工和维修都有着重要的意义。
关键词:立式油罐罐底设计排版坡度储罐是一种用于储存液体、固体或气体的密封容器。
在工业中通常使用的是钢制储罐,钢制储罐是石油、化工、粮油、食品、消防、交通、冶金、国防等行业必不可少的、重要的基础设施,钢制储罐在国民经济发展中起着非常重要的作用。
根据储罐放置位置、存储介质、形状进行划分,其主要结构形式有:正圆锥形罐底;倒圆锥形罐底;倒偏锥形罐底;单面倾斜形罐底;阶梯式漏斗形罐底。
而大型立式油罐罐底多采用锥形罐底的形式。
1、罐底的结构形式和特点大型立式油罐罐底通常采用倒圆锥形罐底。
这种罐底及其基础成倒圆锥形。
中间低四周高,罐底坡度一般取2%—5%。
随排除污泥杂质,水分的要求高低而定。
在罐底中央焊有集液槽,沉降的污泥和存液集中与此,由弯管自上或由下引出排放。
这种罐底形式的特点如下:1)液体放净口处于罐底中央。
不管日后罐底如何变形,放净口总是处于罐底的最低点,这对排净沉降的杂质,水分,提高储存液体的质量十分有利。
2)因易于清洗,对于燃料油罐可以不再设置清扫孔。
3)倒圆锥形罐底可以增加储罐容量,储罐直径越大,罐底坡度越陡,可增加的容量越多。
4)因较少形成凹凸变形和较少沉积,可以改善罐底腐蚀状况。
5)罐底受力比较复杂,储罐基础设计,施工要求比正圆锥形罐底更加严格。
2、大型立式油罐罐底的设计要求大型立式油罐罐底是油罐重要的组成部分,其罐底除了承受油罐自身的重力外,还要受到储液的静力和基础沉降所产生的附加力等,罐底板边缘部分受力状况非常复杂,为保证油罐的功能性和安全性,罐底的设计上不容忽视。
经实测,罐底的径向应力σx和环应力σy 略向中心移动便迅速衰减。
大型储罐设计有关问题的探讨摘要:本文以50,0 0 0立方米储罐为例, 针对大型储罐设计中的选型、选材及失稳变形等有关问题进行了分析, 在设计中做了相应的改进。
关键词:储罐; 外浮顶; 失稳变形; 抗风圈引言:储罐的设计越来越趋向大型化, 能够合理、科学的设计、制造和使用安全大型储罐显得越来越重要。
大型储罐被广泛应用于炼油化工生产装置中,在其应用中经常遇到油品蒸发损失及储罐失稳变形等实际问题。
大型储罐发生失稳变形的主要原因包括罐体刚度设计不足、用于抵抗风载荷的加强圈和抗风圈设计不合理等。
设计计算方法1. 1 定点法以高出每圈罐壁板底面0. 3 m 处的液体压力来确定每圈板厚。
多用于体积较小的储罐,对于直径大于60 m 的储罐采用此方法计算的应力值与实测应力值差别较大。
罐壁需要的最小厚度取下面2个公式计算结果的较大值。
δd =419D( h - 013)ρ/[σ]d+ C (1)δt =419D( h - 013)/ρ[σ]t(2)式中,δd 为设计壁厚,δt 为充水试验设计壁厚, C 为腐蚀裕量,mm ; D 为储罐的公称直径, h 为储罐计算液面高度, m ;ρ为储液的相对密度; [σ]d 为设计温度下储罐罐壁钢板的许用应力, [σ]t 为水压试验条件下储罐罐壁钢板的许用应力,MPa 。
1. 2 变点法对于体积较小的储罐,采用定点法设计罐壁厚度时计算简便,结果也安全。
但是对于体积等于或大于5 ×104 m3 的储罐,采用定点法计算罐壁厚度时,计算的罐壁应力与实际应力值差别较大。
此时一般采用变点法计算。
1. 2. 1 第1 圈罐壁厚度的计算按式(1) 和式(2) 确定储存介质和水压试验条件下的底层壁厚初值δpd和δpt 。
储存介质和水压试验条件下的底层壁厚δ1d 和δ1t 用下式计算(其中δpd≥δ1d ,δpt ≥δ1t ) 。
δ1d = (1.06 -0.069 6D/h *hρ[σ]d)+419 hDρ/[σ]d+ C(3)δ1t = (1.06 -0.069 6D/h *h[σ]t)+419 hD/[σ]t(4)1. 2. 2 第2 层罐壁厚度的计算按下式计算出储存介质和水压试验2 种工况下底层壁板的比值Ψ。
工程技术科技创新导报 Science and Technology Innovation Herald68随着国民经济的快速发展,人们对化学品、油品以及清洁燃料的依赖程度超过以往任何时候。
因此近年来各地新建、扩建各种化学品库、油库、燃料油库。
油库总容量亦呈上升趋势。
单个储罐的容量也是越来越大,特别是大型储罐,直径、高度大,对地基土的承载能力和变形要求高,影响深度大,尤其是软土地基、山区地基以及特殊性土地基,地层复杂。
1 大型储罐基础的型式选择储罐基础的选型,应根据储罐的形式、容积、地质条件、材料供应情况、业主要求及施工技术条件、地基处理方法和经济合理性等条件综合考虑。
储罐基础一般做法是在紧邻罐底板之下做一层沥青砂绝缘层用于阻断地下潮气对罐底板的腐蚀,在沥青砂垫层之下做一层砂垫层,调节罐底板受力状态,其下是压实填土层。
储罐基础的形式基本上有如下两种。
1.1 环墙式基础(图1)当地基土为软土且不满足承载力的要求、计算沉降及沉降差也不在允许范围之内或地震作用下地基土有液化时,宜采用环墙基础。
这种基础是将钢筋混凝土环墙设在储罐壁板之下,利用该环墙将罐体传来的压力传至地基。
1.2 护坡式基础(图2)当地基土能满足承载力设计值和沉降差要求及建罐场地不受限制时,可采用护坡式基础。
护坡式基础一般用于硬和中硬场地土,多用于固定顶罐,近年来也有用于大型浮顶储罐的成功实例。
2 大型储罐基础的特点与设计原则大型储罐的类型很多,下面就简单介绍储罐基础的特点与设计原则。
(1)储罐基础的特点不同于一般建筑物的基础,其基础特点主要是以下几方面。
①对于地基承载力的要求不是很高;根据储罐的容量不同,地基承载力达到80~250 kPa一般就可满足要求。
②工艺生产对基础沉降的要求不很严格。
储罐基础均匀①作者简介:赵荣超(1983,6—),汉,陕西岐山人,本科,工程师,研究方向:工业与民用建筑结构设计及研究。
DOI:10.16660/ki.1674-098X.2015.29.068浅析大型储罐基础设计与地基处理①赵荣超(中油辽河工程有限公司 辽宁盘锦 124010)摘 要:进入21世纪,我国的储罐建设得到了飞速发展。
大型储罐设计的几点体会储罐是石油化工装置和储运系统设施的重要组成部分,随着公司的快速发展和市场区域的扩大,储运系统项目越来越多,需要设计的储罐也越来越多。
储罐的设计除了需要考虑选型、选材、结构等多方面的问题,还需要进行强度、稳定、抗震等方面的计算。
在本文中,就储罐设计中遇到的问题谈几点体会,主要涉及储罐的抗震分析,内浮盘材质对罐组防火间距的影响,内浮盘材质对工程造价的影响等。
一、 地震载荷对储罐底层罐壁壁厚的影响分析随着市场的不断扩展,我国西北的项目日益增多,与有所不同,西北大多数地方基本风压高,地震设防烈度高。
中原的项目中,基本风压一般在500Pa以下,地震设防烈度一般在7度以下,虽然风载和地震载荷对储罐的罐壁厚度会产生一定的影响,但储罐的底层罐壁厚度主要由所储存介质的液柱静压力来决定。
风载的增加,我们往往可以通过设置抗风圈增加储罐的刚度以满足稳定的要求。
而随着地震载荷的增加,当地震载荷增加到一定程度的时候,地震载荷会成为储罐的底层罐壁厚度的决定性因素。
首先我们看看地震时罐壁下部损坏的形式。
罐壁与罐底环形板间的焊缝发生破裂和罐壁下部屈曲是地震时储罐罐壁下部损坏的主要形式。
罐壁与罐底环形板间的焊缝发生破裂,是由于水平地震荷载使角焊缝产生弯矩,加上基础不均匀沉降等的影响,造成了角焊缝的破裂。
罐壁下部屈曲如图(一)所示,唐山图(一)罐壁下部屈曲大地震时,唐山钢厂和天津化工厂各有两个1000m3燃料油罐发生这种形式的破坏。
这种破坏是由于水平地震载荷对罐壁产生弯矩,此弯矩应力达到临界应力值而引起罐壁屈曲,再加上液柱静压力把罐壁挤向外,从而使下部罐壁向外臌曲;同时也由于水平地震载荷引起的水平剪力达到临界值而引起失稳。
水平地震载荷对罐壁产生的弯矩引起的应力是罐壁下部损坏发生的主要原因。
在下面的例子中,我们会看到水平地震载荷对罐壁底层厚度的影响。
在某工程中,10000m3汽油罐(Φ27500x18000mm,常压常温内浮顶罐)出现了地震载荷成为储罐的底层罐壁厚度的决定性因素的现象,通过对计算书的分析可以看出这一点。
课程设计任务书1 储罐及其发展概况油品和各种液体化学品的储存设备—储罐是石油化工装置和储运系统设施的重要组成部分。
由于大型储罐的容积大、使用寿命长。
热设计规范制造的费用低,还节约材料。
20世纪70年代以来,内浮顶储油罐和大型浮顶油罐发展较快。
第一个发展油罐内部覆盖层的施法国。
1955年美国也开始建造此种类型的储罐。
1962年美国德士古公司就开始使用带盖浮顶罐,并在纽瓦克建有世界上最大直径为187ft(61.6mm)的带盖浮顶罐。
至1972年美国已建造了600多个内浮顶罐。
1978年国内3000m3铝浮盘投入使用,通过测试蒸发损耗标定,收到显著效果。
近20年也相继出现各种形式和结构的内浮盘或覆盖物[1]。
世界技术先进的国家,都备有较齐全的储罐计算机专用程序,对储罐作静态分析和动态分析,同时对储罐的重要理论问题,如大型储罐T形焊缝部位的疲劳分析,大型储罐基础的静态和动态特性分析,抗震分析等,以试验分析为基础深入研究,通过试验取得大量数据,验证了理论的准确性,从而使研究具有使用价值。
近几十年来,发展了各种形式的储罐,尤其是在石油化工生产中大量采用大型的薄壁压力容器。
它易于制造,又便于在内部装设工艺附件,并便于工作介质在内部相互作用等。
2 设计方案2.1 各种设计方法2.1.1 正装法此种方法的特点是指把钢板从罐底部一直到顶部逐块安装起来,它在浮顶罐的施工安装中用得较多,即所谓充水正装法,它的安装顺序是在罐低及二层圈板安装后,开始在罐内安装浮顶,临时的支撑腿,为了加强排水,罐顶中心要比周边浮筒低,浮顶安装完以后,装上水除去支撑腿,浮顶即作为安装操作平台,每安装一层后,将上升到上一层工作面,继续进行安装。
2.1.2倒装法先从罐顶开始从上往下安装,将罐顶和上层罐圈在地面上安装,焊好以后将第二圈板围在第一罐圈的外围,以第一罐圈为胎具,对中点焊成圆圈后,将第一罐圈及罐顶盖部分整体吊至第一、二罐圈相搭接的位置,停于点焊,然后在焊死环焊缝。
- 24 -论文广场石油和化工设备2018年第21卷图1 不设环形边缘板底板浅谈大型储罐的设计方法黄小霞(贵州东华工程股份有限公司, 贵州 贵阳 550002)[摘 要] 本文对大型储罐的结构及设计,包括罐顶、罐壁、罐底的设计及储罐的抗风稳定校核等方面进行了简要阐述。
[关键词] 大型储罐;结构设计;强度;抗风稳定校核作者简介:黄小霞(1985—),女,仡佬族,贵州遵义人,工程师。
在贵州东华工程股份有限公司主要从事化工设备设计校核工作。
钢制储罐是用于储存液体或气体的钢制密闭性容器,在石油、化工、粮油、食品、消防、交通、国防等行业必不可少,也是重要的基础设施。
社会经济生活中离不开大大小小的储罐,钢制储罐在国民经济发展中起着重要作用。
我国用于储油的钢制储罐多以金属结构的地上储罐为主,本文着重介绍目前国内使用普遍的拱顶储罐。
主要设计规范有GB50341,API 620和API 650。
本文以GB50341-2014《立式圆筒形钢制焊接油罐设计规范》为基础进行阐述。
1 罐底设计储罐罐底的焊接主要有搭接、对接和两者组合的三种形式。
当底板较厚时宜采用对接形式。
罐底的排版根据储罐直径的大小设置,当储罐直径小于12.5m 时,底板可不设置环形边缘板(见图1),当储罐内径大于或等于12.5m 时,罐底宜设置环形边缘板(见图2)。
在设计中为了降低成本,常常一个储罐选用不同的材料,但为了保证焊接强度和受力,边缘板的材质应与底圈罐壁板的材质相同。
图2 设环形边缘板底板2 罐壁设计罐壁厚度的计算有两种方式,当储罐直径小于或等于60m 时,采用定设计点法,由GB50341-2014中式6.3.2-1和式6.3.2-2计算,当储罐直径大于60m 时采用变设计点法,应符合GB50341-2014中附录G 的规定,此处不作详细介绍。
罐壁相邻两圈壁板的纵向接头应相互错开,距离不应小于300mm ,且纵环焊缝应采用对接,内表面对齐,上圈壁板的厚度不应大于下圈壁板厚度。
浅谈大型立式储罐罐底设计【摘要】大型储罐已经成为石油化工装置和储运系统的重要组成部分,而储罐的安全在很大程度上又取决于储罐的设计。
由于储罐的罐底承受着来自各方巨大的压力,因此,罐底的设计是大罐设计的重要部分。
本文主要从罐底结构、设计参数的选取、罐底排版方式等方面来介绍大型立式储罐罐底的设计,对大罐设计、施工和维修都有着重要的意义。
【关键词】储罐罐底设计1 储罐的介绍储罐是一种用于储存液体、固体或气体的密封容器。
在工业中通常使用的是钢制储罐,钢制储罐是石油、化工、粮油、食品、消防、交通、冶金、国防等行业必不可少的、重要的基础设施,钢制储罐在国民经济发展中起着非常重要的作用。
根据储罐放置位置、存储介质、形状和用途的不同,储罐大致可分为以下几种形式:按照放置的位置不同,分为地上储罐、地下储罐、半地下储罐、海上储罐、海底储罐等。
按照存储介质不同,分为原油储罐、燃油储罐、润滑油储罐、食用油储罐、消防水罐等。
按照形状不同,分为立式储罐、卧式储罐、球形储罐等。
按照用途不同,分为生产油罐、存储油罐等。
近几十年,发展了各种形式的储罐,尽管储罐的形式多种多样,但最常用的还是地上立式圆筒形储罐。
2 大型立式储罐的结构如图1所示,我们可以看到立式储罐的基本结构形式,它主要由以下几部分组成:罐基础、罐底板、罐壁板、罐顶,以及加强圈、垫板、包边角钢等其他附件。
图1 立式储罐结构形式2.1 罐顶罐顶是储罐重要的组成部分之一,由于罐内储存具有一定蒸汽压力的液体介质,因此要求罐顶能承受在存储温度下具有的压力、罐顶自重、雪载及活载的能力,从而保证储罐整体的稳定。
目前储罐罐顶结构主要有以下三种:锥顶结构、拱顶结构和钢网壳结构。
2.2 罐壁板罐壁板的质量占将近整个储罐质量的一半,也是储罐重要的组成部分。
罐壁板厚度的大小是整个储罐的钢材使用量和总质量的决定因素,是判断储罐是否经济合理最关键的指标。
参照SH3046标准中规定,当各圈板厚度不同时,以内径齐平为标准。
立式圆筒形钢制焊接储罐罐底设计1.1 罐底板尺寸1.1.1 除腐蚀裕量外,罐底板的厚度不应小于表5.1.1的规定。
表5.1.1 罐底板厚度表5.1.2 环形边缘板厚度1 罐壁内表面至边缘板与中幅板之间的连接焊缝的最小径向距离不应小于下式的计算值,且不应小于600mm ;2t m L = (5.1.3)式中:L——罐壁内表面至环形边缘板与中幅板连接焊缝的最小径向距离(mm);mt——罐底环形边缘板的名义厚度(mm);bR——罐底环形边缘板标准屈服强度下限值,MPa;eLH——设计液位高度(m);wρ——储液相对密度,且取值不应大于1.0;γ——水的密度系数,MPa/m,取9.81/1000。
2底圈罐壁外表面沿径向至边缘板外缘的距离,不应小于50mm,且不宜大于100mm。
1.1.4罐底边缘板的厚度和宽度还应满足抗震的要求。
1.1.5罐底中幅板的钢板宽度不宜小于1600mm。
1.2 罐底结构1.1.1储罐内径小于12.5m时,罐底可不设环形边缘板;储罐内径大于或等于12.5m时,罐底宜设环形边缘板(图5.2.1)。
(a)不设环形边缘板罐底(b)设环形边缘板罐底图5.2.1 罐底结构1-中幅板;2-非环形边缘板;3-环形边缘板1.1.2环形边缘板外缘应为圆形,内缘应为正多边形或圆形;内缘为正多边形时,其边数应与环形边缘板的块数相等。
1.1.3罐底板可采用搭接、对接或二者的组合(图5.2.3-1、图5.2.3-2)。
下列情况应采用对接焊缝:1 罐底环形边缘板之间的焊缝;2 名义厚度大于10mm 的罐底板之间的焊缝;3 当罐底不设置环形边缘板时,罐壁下方罐底边缘板外缘处的焊缝,由罐壁内侧向内计算对接焊缝长度不应小于150mm 。
注:1 此处削边,坡度1:3~1:4;2 此处不开坡口或V 型坡口。
1.1.4 采用搭接时,中幅板之间的搭接宽度宜为5倍板厚,且实际搭接宽度不应小于25 mm ;中幅板宜搭接在环形边缘板的上面,实际搭接宽度不应小于60mm 。
探析立式圆筒形储罐的设计探析立式圆筒形储罐的设计摘要:近年来,伴随着社会的不断进步以及经济的迅猛发展,我国石油产业规模逐步扩大,储罐作为重要的储油工具,其占据着重要的应用地位,为充分满足现今的储罐多元化以及大型化需求,必须合理展开该项设备设施的优化设计。
在此,本文将针对立式圆筒形储罐的设计进行简要探讨。
关键词:储罐;石油;立式;圆筒形;设计前言众所周知,对于石油以及化工等很多企业来说,其针对液体原料和产品进行储存的时候通常会选择使用大型立式圆筒形储罐设备,伴随着我国化工以及原油进出口量的大幅度增加,其所需储罐设备更加趋向于大型化方向发展。
一般而言,大型储罐的实际建造成本相对较高,其提出了更高的设计要求,在设计进程当中应该紧抓设计标准的精髓所在,参考规范严格施工,通过多方比较后择取优秀的设计方案,确保储罐运行安全。
2.立式圆筒形储罐所具备的相关优点第一,基于实际的钢材使用量角度出发来看,若是储罐拥有较为相同的结构,其对应的容积越大,在单位容积范围内所需消耗的钢材量则愈小。
第二,基于储罐的占地面积来看,因为现今的设计规范针对各个储罐间的距离问题进行了较为严格的要求,若是拥有相同的工程总容积,相较于数量较多的储罐而言,几台大型储罐的占地面积则比较小些。
第三,若是储罐拥有相同的总容量,通过比较大直径与小直径罐组则不难发现,大直径储罐对应的配件、仪表以及管网、消防等设施则较为简单便捷,其实际操作甚为简单,针对配套储运能够更好地实现管理。
第四,基于理论的角度出发来看,若工程已经规定了具体的容积需求,通过对比大直径与小直径罐组不难发现,大直径罐组的总投资成本是比较低的。
3.简析立式圆筒形储罐的优化设计3.1整体设计当储罐小于等于一千立方米的时候,能够运用等厚度设计方式。
其中,储罐直径等于高度时材料最为节约;当储罐大于一千立方米的时候,可运用不等壁厚度设计方式,最节约材料相对的经济尺寸为,在该式中,表示的是储罐的实际高度(mm),表示的是材料许用应力,和分别表示的是罐顶与罐底的厚度(mm),表示的是储液比重(),表示的是焊缝系数,分析后可以知道,材料许用应力跟储罐的顶部以及底部对应厚度对于储罐的实际高度起着决定性作用,储罐高度跟储罐的容量不存在有直接关系,式中的表示的是储罐直径(mm)以及表示的是储罐容量(),基于该式可进行储罐直径的合理计算并得出结果。
Engineering 工程浅谈大型储罐设计要点李国新(浙江省省直建筑设计院,浙江杭州310030)摘要:本文通过对储罐设计的现状分析,介绍储罐的大型化发展情况,以及储罐的设计方法及构造,重点剖析储罐底 与基础的配置,并总结储罐的防腐措施。
关键词:储罐设计;储罐大型化;设计方法及构造;储罐底与基础配置中图分类号:TQ053.2 文献标识码:A文章编号:1671-0711 (2017) 04 (上)-0173-02上海洋山深水港区LN G储罐容量16.5万立方米,是我国目前最大的储罐,相对原来我国最大储罐15万立方米的容量来说,上海洋山深水港区LN G储罐的建成,说明我国储罐行业的水平日益提 升。
储罐在各行各业中都有它的身影,发挥着重要作用,有的行业如果没有储罐这一特种设备,就无 法进行正常的生产运行。
国家战略物资储备同样离不开各种容量和类型的储罐。
1储罐的大型化农民浇地所用的存水塑料容器,家家户户做饭用的煤气罐,煤矿企业用来储存精煤的煤仓等,这 些其属于储罐。
随着储罐的应用越来越广泛,储罐 的大型化发展也相应被提上曰程。
一般来说,大型储罐应用在石油化工企业。
目前9,500座大中型储罐设备和超过1.95亿立方米的容量,成为关键性的能源储蓄中心,而且也加速着储罐行业的发展和壮大。
但是,由于国内储罐行业 起步较晚,相对于发达国家来说,有些技术还达不到建造大型储罐的要求。
现场施工条件的不足,焊 接技术水平的限制,钢板材质厚度的要求等制约着建造大型储罐。
另外,若建造更大容量的油罐,材 料运输、钢板焊接、起吊安装这些过程中,有一项生产过程出现事故,就会造成难以挽回的损失。
因 此储罐行业的进步发展需要先进的技术作为强劲支撑。
结合现状,我国从材料强度、施工技术、设计 能力等多方面来看,已经取得了巨大进步,并且根 据国内外的经济发展及国家需要建设大量的大型储备库情况来看,储罐生产的大型化将成为未来的发展方向。
2储罐的设计方法及构造2.1储罐的设计方法储罐的设计根据所要储存的物料来进行设计,需要考虑以下几个方面:(1)储罐容量:结合现场施工条件与储罐建造 使用的材料情况,根据经济效益来看,如果单台储罐达不到所需要的效果或者造成经济损失,可以建造多台储罐进行联合储存。
16大型立式圆筒形储罐设计中几个问题的探讨大型立式圆筒形储罐设计中几个问题的探讨朱萍石建明(天津市化工设计院 (天津大学*摘要针对大型立式圆筒形储罐的特点, 结合其发展状况, 论述了在设计及计算中罐壁厚度的确定, 风载荷、地震载荷对罐体设计的影响, 并对储罐罐顶、罐底的结构设计及相关标准的使用作了介绍。
关键词大型立式储罐罐顶罐底罐壁厚度罐壁应力0前言大型立式圆筒形储罐是石油和化工等企业用来储存液体原料及产品的主要设备。
由于目前原油、化工产品的进出口量日益增多, 越来越多地需要使用大型储罐, 石油和化工储罐的大型化是一种发展趋势, 其优点是[1, 2]:(1 从钢材的用量上看, 当储罐结构相同时, 储罐的容积越大, 单位容积的钢材耗量就越小(如图1所示。
(2 从占地面积上看, 由于目前相关的设*朱萍, 女, 1963年生, 高级工程师。
天津市, 300193。
图1油罐单位体积所需金属净重求, 而在工程总容积相同的情况下, 几台大型储罐则比多数量的小储罐占地面积要小。
例如:参考文献1Richardon J F, M eikle R A. Sedimentation andfluidiz ation . Part II . T rans Ins tn Ch em Engrs , 1958, 36:270~2822Didw ania A K, Homs y G M. Flow regimes and flowtransitions in liqu id -fluidiz ed bed . Int J M ultiphase Flow , 1981, 17:563~5803Fortes A F, Jos eph D D, Lundg ren T S. Nonlinearmechanics of fluidization of beds of s perical particles . J Fluid M ech , 1987, 177:467~4834, 炼油技术, 1995, 25(2 :28~325刘吉普. 垂直管内液固并流向上传热特性的研究及应用. 化工机械, 1998(4 :219~2216刘中良. 管内颗粒在竖直向上管内流场中的流动规律.石油大学学报, 1998, 22(4 :79~837傅旭东, 王光谦, 董曾南. 低浓度固液两相流理论分析与管流数值计算. 中国科学, 2001, 31(6 :556~5658Wang Gu angqian, Ni Jinren. Kinetic theory for particleconcentration dis tribution in tw o -p has e flow . J Eng M ech, 1990, 116:2738~27489姚玉英等. 化工原理. 天津:天津科学技术出版社, 1997.(《化工装备技术》第27卷第4期2006年6台10万m 3罐罐组占地面积约7. 2万m 2, 若采用4台15万m 3罐罐组占地面积只需5. 3万m 2, 可减少占地面积28%左右。
大型储罐的基础设计及构造研究丁园摘要:大型储罐在实际应用过程中,由于这种类型储罐的本体大多数都是利用钢板来进行焊接,所以其在外形尺寸方面比较大,荷载比较大,沉降量也比较大。
与此同时,这种类型的储罐在实际应用过程中,其整体刚度比较低,同时具有一定柔性特征。
储罐基础产生的不均匀沉降要求较高,如果基础有较大的不均匀沉降,就会直接影响到储罐的正常使用。
本文对大型储罐的基础设计及构造进行研究。
关键词:大型储罐;基础设计;构造1 大型储罐的基础设计形式1.1 护坡式基础当天然地基承载力特征值大于或等于基底平均压力、地基变形满足规范要求的允许值且场地不收限制时,可采用护坡式基础。
护坡式基础是在储罐底面四周用素土或碎石沿着基础砌成护坡。
其优点是工程投资少、施工方便;缺点是对调整地基不均匀沉降作用小效果差,且占地面积大。
如果基础大量沉降后,周围护坡破裂,罐底各层填料往往在大于后流失,造成基底局部掏空,所以在这种背景下,护坡式基础在设计已经不常见。
1.2 外环墙式基础外环墙式基础是将钢筋混凝土环墙离开储罐外壁一定距离,罐体坐落在由砂石土构成的基础上。
其优点是受力状态较好,具有一定的稳定性,较环墙式基础省钢筋和水泥;缺点是调整不均匀沉降的能力较差,当罐壁下节点处的下沉量低于外环墙顶时易造成两者之间的凹陷。
一般用于车间内部生产原料储罐,容积控制在1000m3以内。
1.3 环墙式基础环墙式基础在设计中使用较多,系将储罐壁板直接安装在钢筋混凝土环墙上,大部分用与软和中软场地的浮顶罐及内浮顶罐。
环墙式基础在实际应用过程中,其最明显的优点之一就是在平面抗弯的刚度程度上比较大,这样有利于调整不均匀沉降问题,减少罐壁的变形。
罐体自身的荷载在某种程度上可以给地基传递相对较均匀的压力。
与此同时,使用时可以调整中心和边缘的沉降,防止环墙内砂垫层或土的侧向变形或流散,整体的稳定性较好,抗震效果较理想,有利于为施工提供便利操作方式。
减少罐底潮气对罐底板的腐蚀,并且有利于事故的处理。
大型储存罐施工方案设计一、引言大型储存罐在石油化工、粮食储存、液态气体储存等领域有着广泛的应用。
为了确保施工过程的顺利进行以及储存罐的质量和安全性,本文档提供了详细的施工方案设计,涵盖了地基设计、罐体结构设计、安全措施、施工流程与时间安排、质量控制计划、环境影响评估、技术准备与材料准备、施工过程与质量控制、安全措施与人员培训等方面。
二、地基设计地基设计是储存罐施工的关键环节。
需根据地质条件、罐体容量及载荷要求,选择合适的地基类型并进行详细计算,确保地基的承载能力和稳定性。
三、罐体结构设计罐体结构设计应遵循相关标准和规范,包括罐体的形状、尺寸、材料选择、壁厚计算等。
设计时需考虑风载、地震、温度等因素对罐体的影响,确保罐体在各种环境条件下的安全稳定运行。
四、罐体安全措施为确保储存罐在运行过程中的安全,应采取相应的安全措施,如设置防爆膜、安装避雷针、配备消防设施等。
同时,应定期进行安全检查和维护,确保罐体的完好性。
五、施工流程与时间安排施工流程应包括地基施工、罐体组装、焊接、防腐处理等步骤。
时间安排应根据施工条件和施工进度要求进行合理安排,确保施工过程的连续性和高效性。
六、质量控制计划质量控制计划应涵盖施工材料、施工工艺、施工环境等方面。
在施工过程中,应严格按照质量控制计划进行监督和检测,确保施工质量符合相关标准和要求。
七、环境影响评估在施工前应进行环境影响评估,分析施工过程可能对环境产生的影响,并提出相应的环境保护措施。
施工过程中应严格遵守环保要求,减少对环境的负面影响。
八、技术准备与材料准备在施工前应进行充分的技术准备,包括施工图纸审查、施工方案制定、技术交底等。
同时,应提前准备施工所需的材料和设备,确保施工过程的顺利进行。
九、施工过程与质量控制在施工过程中,应严格按照施工方案和质量控制计划进行操作。
施工人员应熟练掌握相关技术和操作规程,确保施工质量和安全。
同时,应加强施工现场管理,保持施工现场的整洁和有序。
浅谈大型立式储罐罐底设计
【摘要】大型储罐已经成为石油化工装置和储运系统的重要组成部分,而储罐的安全在很大程度上又取决于储罐的设计。
由于储罐的罐底承受着来自各方巨大的压力,因此,罐底的设计是大罐设计的重要部分。
本文主要从罐底结构、设计参数的选取、罐底排版方式等方面来介绍大型立式储罐罐底的设计,对大罐设计、施工和维修都有着重要的意义。
【关键词】储罐罐底设计
1 储罐的介绍
储罐是一种用于储存液体、固体或气体的密封容器。
在工业中通常使用的是钢制储罐,钢制储罐是石油、化工、粮油、食品、消防、交通、冶金、国防等行业必不可少的、重要的基础设施,钢制储罐在国民经济发展中起着非常重要的作用。
根据储罐放置位置、存储介质、形状和用途的不同,储罐大致可分为以下几种形式:
按照放置的位置不同,分为地上储罐、地下储罐、半地下储罐、海上储罐、海底储罐等。
按照存储介质不同,分为原油储罐、燃油储罐、润滑油储罐、食用油储罐、消防水罐等。
按照形状不同,分为立式储罐、卧式储罐、球形储罐等。
按照用途不同,分为生产油罐、存储油罐等。
近几十年,发展了各种形式的储罐,尽管储罐的形式多种多样,但最常用的还是地上立式圆筒形储罐。
2 大型立式储罐的结构
如图1所示,我们可以看到立式储罐的基本结构形式,它主要由以下几部分组成:罐基础、罐底板、罐壁板、罐顶,以及加强圈、垫板、包边角钢等其他附件。
图1 立式储罐结构形式
2.1 罐顶
罐顶是储罐重要的组成部分之一,由于罐内储存具有一定蒸汽压力的液体介质,因此要求罐顶能承受在存储温度下具有的压力、罐顶自重、雪载及活载的能力,从而保证储罐整体的稳定。
目前储罐罐顶结构主要有以下三种:锥顶结构、拱顶结构和钢网壳结构。
2.2 罐壁板
罐壁板的质量占将近整个储罐质量的一半,也是储罐重要的组成部分。
罐壁板厚度的大小是整个储罐的钢材使用量和总质量的决定因素,是判断储罐是否经济合理最关键的指标。
参照SH3046标准中规定,当各圈板厚度不同时,以内径齐平为标准。
2.3 罐底板
立式圆筒形储罐的罐底由边缘板和中幅板组成,罐底板可采用对接或者搭接结构。
根据储罐内径的大小,罐底结构也分为两种,当储罐内径小于12.5m时,罐底可不加环形边缘板;当储罐内径大于或等于12.5m时,罐底宜加环形边缘板。
具体形式如图2所示。
图2b 加环形边缘板
图2 罐底结构
罐底的受力分析也比较复杂,它承受着上方液体的压力、下方基础的支撑力,在靠近罐壁处,还受到罐壁和边缘力的作用。
储罐的罐底板与罐基础紧密连接,对罐底板日后的维修也很困难。
所以,罐底板质量的优劣对储罐寿命和储罐存储能力起着重要影响。
3 罐底主要参数设计
3.1 中幅板的最小公称厚度
根据GB 50341规定不包括腐蚀裕量,中幅板最小公称厚度:油罐内经D≤10m 时,中幅板最小公称厚度取5mm;油罐内经D>10 m时,中幅板最小公称厚度取6mm。
3.2 环形边缘板的最小公称厚度
根据GB 50341规定不包括腐蚀裕量,环形边缘板的最小公称厚度如表1所示:
(式1)
式中:
Lm——罐壁内表面至环形边缘板与中幅板连接焊缝的最小径向距离(mm);
tb——罐底环形边缘板的最小公称厚度(不包括腐蚀裕量)(mm);
Hw——设计最高液位(m);
ρ——储液相对密度(取储液与水密度之比)。
第二,底圈罐壁外表面沿径向至边缘板外缘的距离L1,不应小于50mm;
第三,采用搭接时,中幅板应搭接在环形边缘板的上面,搭接宽度Lw不应小于60mm。