地下储气库储罐设计原则

岩土工程中的地下储气库设计岩土工程是土木工程中的一个重要领域，而地下储气库设计则是岩土工程中一个具有挑战性的任务。

地下储气库是指将天然气储存于地下岩石中的工程设施。

在本文中，我将探讨岩土工程中地下储气库设计的关键考虑因素、设计原则以及常见问题。

一、地下储气库设计的关键考虑因素1. 岩土条件：地下储气库的设计需要充分考虑岩土条件，包括地下岩石的强度、透水性、压缩性等参数。

地下岩石应具备足够的强度来承受储气库的重量，并具备适当的透水性以方便气体的储存和释放。

2. 应力和稳定性：地下储气库的设计还需要考虑地下岩石的应力状态和稳定性。

地下岩石应具备足够的稳定性以避免产生岩层滑移、变形或塌陷等问题，并能够承受来自地下岩土和储存气体的应力负荷。

3. 渗透和保温：地下储气库在储存气体时需要考虑渗透问题。

地下岩石应具备一定的密实性，以防止气体的泄漏。

此外，还需要考虑地下岩石的保温性能，确保储存的气体能够保持适当的温度。

二、地下储气库设计的原则1. 安全性：地下储气库设计应以安全性为首要原则。

设计中应充分考虑地下岩石的稳定性和承载能力，确保储气库的安全运行。

此外，还应制定紧急情况应对措施，以防止事故发生。

2. 可持续性：地下储气库设计应考虑可持续性因素。

设计中应充分利用地下岩石的特性，减少对环境的影响，并采用可再生能源来提供储气库所需的能量。

3. 经济性：地下储气库设计还应考虑经济性。

设计中应寻求降低成本的方式，如选择适当的岩石材料和建造方法，以及优化储气库的结构和布局等。

三、地下储气库设计中的常见问题1. 岩石裂隙：地下岩石中存在的裂隙可能导致气体泄漏。

设计中需采取适当的裂隙修复和封堵措施，以确保储气库的密封性和安全性。

2. 地下水位变化：地下水位的变化可能对地下储气库的安全运行产生影响。

设计中应进行充分的水文地质调查，预测地下水位变化，并采取相应的措施以保持储气库的稳定性。

3. 地震风险：地震是岩土工程中常见的灾害风险之一。

地埋式卧式储罐设计摘要地埋式储罐，顾名思义是一种埋于地下的介质储罐。

因埋于地下，特点主要表现为：卧式、受土壤腐蚀影响、有高的防火防爆及防冻能力、罐间及与相邻建筑物之间的安全距离缩短、消防设备简单、节省土地资源等。

鉴于此，该储罐多以储油为主，多用于加油站或油库的设计中。

到目前为止，其设计计算尚无标准资料、制造亦无标准规范可寻，所以常常成为设计者困扰的难题。

本文以加油站油罐为例，对地埋式储罐提供一点设计方面的建议。

关键词埋地卧式储罐1 结构设计行业内一般认为，地埋式油罐指的是罐内最高油面液位低于相邻区域最低标高0.2m，且罐顶上覆土厚度不小于0.5m的油罐。

这类油罐损耗低，着火的危险性小。

加油站内的地埋式储油罐均为卧式，油罐上开设油品进出口、放空口、量油口、人孔等管口。

其简图如图1所示。

1-人孔2-进油口3-放空口4-量油口5-出油口图1 地埋式储油罐结构简图直埋式地下储油系统流程如图2所示。

图2地下储油系统流程图其中：LISA—液位指示连锁装置H—高位连锁L—低位报警地埋式油罐上一般有以下安全设施：机械呼吸阀、液压安全阀、阻火器、测量孔、人孔、采光孔、进出油管、泡沫发生器、静电接地线、避雷针、梯子和栏杆等。

在油罐使用过程中，这些安全设施要求保持完好的状态。

1.1 材料选择在选择材料时，必须考虑以下因素：①力学性能，如强度、韧性、耐疲劳、抗蠕变等。

②考虑土壤温度对材料的影响，一般选用耐一定低温的20R等为制造材料。

③耐土壤腐蚀能力。

④优良的机械加工性能。

⑤对存储介质不敏感。

⑥压力等级及材料价格。

1.2强度设计1.2.1设计压力与设计温度通常加油站油罐其工作压力不高于0.6MPa，负压不低于0.1MPa。

为了安全起见，设计压力取1.0MPa，设计温度可以根据历年来月平均最低土壤温度确定。

1.2.2受力分析地埋式罐体与一般常规的卧式容器相比，除承受介质内压和物料质量的作用外，还受到地面混土层质量或混土层上铺的混凝土面层质量的作用，以及可能有的地下水浸没对筒体产生的浮力作用。

1.储罐的储存系数应符合下列规定：球罐"卧罐"外浮顶罐以及容积81000 m3的固定顶罐和内浮顶罐储存系数50.9，容积＜1000 m3的固定顶罐和内浮顶罐储存系数50.85’2. 按照规范要求“液化烃的储罐不应和可燃液体的常压储罐同组布置”，将其分别布置在2 个罐组内，2 个罐组东西向布置，防火堤之间距离15.2m，设有环形消防通道，满足规范要求的“相邻罐组防火堤的外堤脚线之间应留有宽度不小于7m 的消防空地”。

3. 规范规定储罐应成组布置，罐组内相邻可燃液体地上储罐的防火间距应满足表4。

注:表中D为相邻较大罐的直径，单罐容积大于1000m3的储罐取直径或高度的较大值;储存不同类别液体或不同型式的相邻储罐的防火间距应采用表中规定的较大值。

1.合理选型石油及石油产品是易燃易爆的液体,石油中含有85%～87%的碳和11%～14%的氢,是多种烃类组成的混合物,具有以下特点: (1)闪点低,易燃烧;(2)爆炸极限低; (3)流动性好;(4)燃烧速度快。

2.油罐结构(1)卧式储罐,(2)立式拱顶储罐,(3)氮封拱顶储罐,(4)球型储罐,(5)外浮顶储罐,(6)内浮顶储罐。

3.储罐选型根据储存油品的性质和使用条件,选型应尽可能的选择安全性能较高的型式,立式圆筒形拱顶储罐是国内炼厂应用最多的型式,储存轻质油品最好选用浮顶罐,储存液化石油气宜选用球型储罐,存在的危险区范围小,油品损耗小。

4.选材材料质量等级是设备安全的基石,选材既要考虑强度、刚度、稳定性又要考虑腐蚀因素:(1)底圈壁板及底二圈壁板为腐蚀的重点部位,选材宜采用20R或16MnR,其余壁板采用Q235-A。

(2)拱顶钢板宜采用Q235-A.F。

保证稳定性要求又经济实用。

(3)罐底边缘板也是腐蚀的重要部位,选材宜采用20R或16MnR,罐底中幅板采用Q235-A.F。

(4)加强圈、包边角钢及罐顶加强筋宜采用普通碳素结构钢。

5.预防罐顶破坏的设计国内油品储罐火灾调查资料表明,储罐拱顶遭到破坏约占着火油罐的76%,整个罐顶被掀掉的情况较少,其中部分沿顶部周边方向崩开的占1/3,开口的占1/4。

储配站储罐基础的设计摘要：在储配站的设计中，设备基础主要是罐池和储罐基础的设计。

基础设计主要采用钢筋混凝土结构，设计中不仅要核对总图、工艺的相关说明还要结合相关结构规范的有关规定。

本文主要讨论了储罐基础在埋地情况下的设计与处理。

关键词：钢筋混凝土罐池储罐基础中图分类号：TU37 文献标识码：A文章编号：一、钢筋混凝土的优点1、取材容易：混凝土所用的砂、石一般易于就地取材。

2、合理用材：钢筋混凝土结构合理地发挥了钢筋抗拉和混凝土抗压的性能，与砖基础相比有更高的承载力。

3、耐久性：密实的混凝土有较高的强度，同时由于钢筋被混凝土包裹，不易锈蚀，维修费用也很少，所以钢筋混凝土结构的耐久性比较好。

4、耐火性：混凝土包裹在钢筋外面，火灾时钢筋不会很快达到软化温度面导致结构整体破坏。

与裸露的木结构、钢结构相比耐火性要好。

5、可模性：根据需要，可以较容易地浇筑成各种形状和尺寸的钢筋混凝土结构。

6、整体性：浇筑或装配整体式钢筋混凝土结构有很好的整体性，有利于抗震，抵抗振动和爆炸冲击波。

二、设备基础的一般规定1、基础宜采用钢筋混凝土结构（若使用砖基础，砖和砂浆共同作用时会使砖承载力降低，100m3的储罐重量一般在13吨左右，罐中液化石油气重量一般在7吨左右，储罐重量和液化石油气重量之和可能会超出砖基础承载力，使基础上砖体压碎），混凝土强度等级不宜低于C20，素混凝土垫层强度等级不宜低于C15，基础混凝土应一次浇灌完毕，不留施工缝；钢筋宜采用Ⅰ、Ⅱ级热轧钢筋，构造钢筋宜采用Ⅰ级钢筋，钢筋保护层厚度有垫层时取40mm，无垫层时取70mm(同柱下独立基础的设计)。

2、储罐一般都用地脚螺栓固定。

地脚螺栓的材质除特殊说明外，应采用未经冷加工的Q235-A、F钢，并按设备要求设置。

一般情况下地脚螺栓采用预留孔埋置，预留孔的大小要有足够大，可为螺栓直径的3-5倍，以防由于定位误差储罐不能在基础上定位或定位以后储罐位置与总图不对应。

输气管道地下储气库地面设施设计规范1．1 一般规定1．1．1 地下储气库地面设施设计范围包括采、注气井井口至输气干管之间的工艺及相关辅助设施。

1．1．2 地下储气库地面设施的设计处理能力应根据地质结构的储、供气能力，按设计委托书或合同规定的季节调峰气量、日调峰气量或事故储备气量确定。

1．1．3 应选择经济合理的地下储气库调峰半径，地下储气库宜靠近负荷中心，调峰半径不宜大于150km。

1．1．4 注气站、采气站宜合一建设，注气站、采气站宜靠近注采井。

7. 1．5 注入气应满足地下储气库地面设备及地质构造对气质的要求。

采出的外输气应满足本规范第3．1．2条对气质的要求。

1．2 地面工艺1．2．1 注气工艺：1 压缩机的进气管线上应设置分离过滤设备，处理后天然气应符合压缩机组对气质的技术要求。

2 根据储气库地质条件要求，对注入的天然气宜采取除油措施。

3 每口单井的注气量应进行计量。

4 注气管线应设置高、低压安全截断阀。

1．2．2 采气工艺：1 采气系统应有可靠的气液分离设备。

采出气应有计量和气质分析设施。

2 采气系统应采取防止水合物形成的措施。

3 根据地下储气库类型的不同，经过技术经济比较，确定采出天然气的脱水、脱烃工艺流程。

4 采用节流方式控制水、烃露点的工艺装置，宜配置双套调压节流装置。

调压装置宜采用降噪措施。

5 采气工艺应充分利用地层压力能。

采、注气管线宜合一使用。

采气、注气系统间应采取可靠的截断措施。

6 采气管线应设置高、低压安全截断阀。

1．3 设备选择1．3．1 压缩机的选择应符合下列要求：1 注气压缩机的选型、配置及工艺应符合本规范第6章的要求。

2 地下储气库注气压缩机应优先选择往复式压缩机。

压缩机各级出口宜在冷却器前设置润滑油分离器。

3 注气压缩机的选型宜兼顾注气和采气。

1．3．2 空冷器的选择应符合下列要求：1 采用燃气驱动注气压缩机的空冷器在发动机功率有富裕量时，宜采用燃气发动机驱动。

储罐方案1. 简介储罐是一种常见的用于储存液体或气体的容器，广泛应用于化工、石油、食品、制药等行业。

储罐方案是指针对特定的储存需求，设计出的符合安全、环保、经济等要求的储罐系统方案。

本文将介绍储罐方案的基本要素、常见类型和设计考虑因素，以及储罐方案的安全措施和维护管理建议。

2. 储罐方案的基本要素1.储罐材质：储罐的材质取决于所储存液体或气体的性质，常见的材质有钢材、玻璃钢等。

2.储罐容量：储罐的容量需要根据实际储存需求确定，一般以单位体积储存的溶液或气体的质量来衡量。

3.储罐形状：常见的储罐形状有圆柱形、球形和矩形等，选择合适的形状可以提高储存效率和避免资源浪费。

4.储罐配套设施：储罐方案还需要考虑配套设施，如进出口管道、阀门、泵站、自控系统等，以便实现储存液体或气体的输送和控制。

3. 常见储罐类型根据不同的储存需求，储罐可以分为多种类型，常见的有以下几种：1.圆柱储罐：圆柱储罐是最常见的类型，适用于大部分液体或气体的储存。

它具有结构简单、容量大、易于制造和维护等优点。

2.球形储罐：球形储罐适用于需要储存高压气体或易于自动泄压的液体。

它具有体积小、强度高、良好的耐压性能等特点。

3.矩形储罐：矩形储罐适用于场地有限或需要与其他设备配套的场合。

它具有布局灵活、节省空间等优点。

4.立式储罐：立式储罐适用于场地有限或需要储存高密度液体的情况。

它具有占地面积小、易于修理和清洁等特点。

5.圆锥底储罐：圆锥底储罐适用于需要排出储存物的场合，如建筑工地和农业圆锥底储罐。

它具有方便排料、充分利用空间的优势。

4. 储罐方案的设计考虑因素在设计储罐方案时，需要考虑以下因素：1.储存液体或气体的性质：不同性质的液体或气体有不同的储存要求，如耐腐蚀、耐高温等。

2.储罐的容量和数量：根据实际的储存需求确定储罐的容量和数量，以确保达到生产和供应的要求。

3.储罐的布局和距离：储罐之间的布局和距离需要考虑安全因素，如防止相邻储罐发生火灾或爆炸等。

土木工程中的地下储气库设计与建设地下储气库是一种用于储存天然气、液化石油气等能源资源的设施，它在土木工程领域中起到至关重要的作用。

本文将探讨地下储气库的设计与建设，以及相关的技术要点和挑战。

第一部分：地下储气库的设计地下储气库的设计是一个复杂而严谨的过程，需要综合考虑多方面的因素。

首先，设计者需要选择储气库的地点。

理想的地点应该具备地质条件良好、地下水位低、地表平整等特点，以确保储气库的稳定性和安全性。

其次，设计者需要确定储气库的容量和结构。

容量的确定需要考虑储气库的使用需求、地下空间的可利用性以及储气库的经济效益。

结构的确定则需要考虑到地质条件、地下水压力等因素，并采用合适的支撑和封堵措施，以确保储气库的稳定性和安全性。

最后，设计者还需要制定储气库的运行和维护计划。

这包括确定储气库的供气和储气方式、安全措施、巡检和维护频率等。

运行计划需要考虑到储气库的效率和经济性，维护计划则需要确保储气库的安全性和可靠性。

第二部分：地下储气库的建设地下储气库的建设是一个复杂而严谨的过程，需要遵循相关的法规和标准。

建设过程中需要进行勘察、设计、施工和验收等环节，以下是具体的步骤：1. 勘察和设计：在储气库建设前，需要进行地质和地下水位的勘察，并根据勘察结果进行设计。

设计过程中需要考虑到地下水位、地下水渗透性、地层稳定性等因素，以确保储气库的安全性和可靠性。

2. 施工和封堵：储气库的施工需要遵循相关的工程规范和安全标准。

施工过程中需采取适当的封堵措施，以确保储气库的密封性和稳定性。

封堵材料可以采用钢筋混凝土、钢板等，具体选择需根据地质和工程要求来确定。

3. 验收和运行：储气库的建设完成后，需要进行验收和投入运行。

验收的内容包括结构的安全性、设备的可靠性等，以确保储气库的建设符合规范和标准。

同时，建设者还需根据运行计划进行储气和供气操作，并定期进行巡检和维护，以确保储气库的安全和运行的可靠性。

第三部分：技术要点与挑战地下储气库的设计与建设中存在一些技术要点和挑战，以下是几个值得关注的方面：1. 地质条件评估：地质条件对地下储气库的建设至关重要，要准确评估地下地质的稳定性和透水性，以确保储气库的安全和稳定。

储罐的分类及设计规范储罐广泛应用于流体工业，用于储存原料、成品及中间产品，在保证装置安全生产、节能减排、提高整体管理水平等方面具有不可替代的作用，国家战略储备也离不开各种类型的储罐。

工业储罐一般为钢制储罐，根据储存介质特性及储存温度、压力等参数选择碳钢、低温钢、不锈钢等材料，其他材质如玻璃钢、塑料等由于防火、抗压等因素，不予考虑。

储罐按结构形式分为：球罐、卧罐、拱顶罐、外浮顶罐及内浮顶罐。

1储罐1.1球罐常温球罐，如液化石油气、氮、煤气、氧等球罐。

此类球罐的压力较高，取决于液化气的饱和蒸汽压或压缩机的出口压力。

常温球罐的设计温度大于-20(。

低温球罐，这类球罐的设计温度低于或等于-20(,一般不低于-100。

聂深冷球罐，设计温度-100°C以下往往在介质液化点以下储存，压力不高, 有时为常压。

由于对保冷要求较高，常采用双层球壳。

1.2卧罐卧罐容积较小（一般都小于100 m3）,占地面积大。

主要用于酸碱等化学品的储存，在生产装置内也常用于小容量的其他介质（储存温度下彻口蒸汽压大于或等于大气压的物料）的储存。

卧罐筒体轴向与地面平行，常用鞍式支座，一般为带压力储存，可承受较高的正压和负压，属压力容器。

1.3拱顶罐拱顶储罐是指罐顶为球冠状、罐体为圆柱形的一种钢制容器。

拱顶储罐制造简单、造价低廉，所以在国内外许多行业应用广泛，最常用的容积为1000~10000m3 ,国内拱顶储罐的最大容积已经达到30000m3o拱顶罐一般为低压力储罐或常压储罐，广泛应用于流体工业，常用于乙B 和丙类液体，也可用于有特殊储存需求的甲B和乙A类液体储存，国外也有用于大型LNG深冷储存。

大型酸碱储罐有时也可选用拱顶罐。

根据GB50160对液化烧、可燃液体的火灾危险性分类如下:饱和蒸汽压是指在一定温度下的密闭容器中，当达到气液两相平衡时气液分界面上的蒸汽压，它随温度而变化。

对于液化石油气和液化天然气之类，都不是纯净物，而是一种混合物，此时的饱和蒸汽压与混合比例有关，可根据道尔顿定律和拉乌尔定律进行计算。

储罐的布置设计是一种重要的化工原料，不仅是尿素等化学肥料的重要原料，而且还可用做其他领域，如医药和农药等领域甚至是国防领域。

由于属于有毒、易燃、易爆介质，具有腐蚀性，且容易挥发，所以其化学事故发生率相当高，近几年发生了数起泄漏、中毒事故，造成了人员伤亡和经济损失。

1 储存方式为运输及储存便利，通常将气态的氨通过加压或冷却得到液态氨，即将其液化。

其储存一般采用压缩、低温或用两者结合的方法，其中低压降温、常压低温和中压常温是国内常用的储存方式。

1.1 低压降温储存这种方法是采用冷冻系统将液态氨适当降低温度以获得相应较低的储存压力。

1.2 常压低温储存该方法是将液态氨采用冷冻系统降温到其沸点以下，将液态氨对应的气相压力控制在和大气压相同或接近，这样就可以使用常压方式进行储存。

1.3 中压常温储存的中压常温储存也被视为全压力储存，这种方法是采用压力式容器进行储存，设计压力为2.16 MPa，设计温度为50 ℃，操作温度与环境温度相同或接近，所以为常温储存。

2 储罐的设备布置2.1 防火距离的确定考虑到储罐起火时便于快速扑救，罐组内的储罐布置一般不应超过2 排。

罐组内泄漏的几率高低主要取决于储罐的数量，储罐数量越多，泄露的几率越高。

全冷冻式单防罐应单独成组布置且个数不宜多于2 个。

通常依据GB50160—2008(2018 年版)（《石油化工企业设计防火规范》）的相关要求，储罐之间的防火距离应与液化烃储罐要求相同。

这样，罐组内布置的全压力式或半冷冻式储罐，如有事故排放至火炬的措施，球罐间距为0.5 D(D 为相邻较大储罐的直径)；卧（立）罐间距为1.0 D; 如无事故排放至火炬的措施，上述两种罐间距均为1.0 D。

2.2 防火堤及隔堤的设置全压力式、半冷冻式储罐组的防火堤高度不宜高于0.6 m，堤内的有效容积不应小于罐组内储罐容积的60%。

储罐外壁距离防火堤内堤脚线不应小于3 m，堤内应采用现浇混凝土地面，并应坡向外侧，防火堤内的隔堤不宜高于0.3 m。

低温储存储罐设计基础1.环境条件分析：在设计低温储罐之前，需要对所处的环境条件进行充分的分析。

环境条件包括气温、湿度、地质条件等。

这些因素将直接影响储罐的材料选择、绝缘层设计等。

2.储罐选材：由于低温环境对材料的要求较高，因此在设计储罐时需要选择合适的材料。

一般选择低温下性能良好的材料，如镍合金、不锈钢等。

此外，还需要考虑材料的韧性、耐腐蚀性、耐磨性等。

3.绝缘层设计：为了保持储罐内部的低温状态，需要在储罐外部加装一层绝缘层。

绝缘层的设计应考虑绝缘材料的导热系数、抗压性能以及施工方便性等因素。

4.排气系统设计：在储罐内部，可能会产生一定的气氛压力。

为了保证储罐的安全运行，需要设计合理的排气系统。

排气系统主要包括排气管道和排气装置两部分。

5.安全措施设计：低温储存储罐在设计过程中需要充分考虑安全措施。

包括有限装置、安全阀、紧急排放装置等，以防止罐内压力超过极限值。

6.强度计算：为了保证储罐设计的稳定性和安全性，需要进行强度计算。

强度计算主要包括内压强度计算、外力荷载计算和自重计算等。

7.储罐附属设备的设计：低温储存储罐通常还需要附属设备，如搅拌设备、冷却装置、加热装置等。

这些附属设备的设计需要根据具体的工艺需求进行，并与储罐的设计相衔接。

除了以上的基础设计要素外，设计低温储存储罐还需要充分考虑运行、施工和维护等方面的要求。

设计师需要考虑设备操作的便利性、施工的可行性以及设备的易维护性等。

总之，低温储存储罐的设计基础包括环境条件分析、储罐选材、绝缘层设计、排气系统设计、安全措施设计、强度计算、附属设备的设计等。

这些设计基础的合理应用能够确保储罐设计的稳定性、安全性和可靠性。