畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）-1500立方米內(nèi)浮頂儲(chǔ)罐設(shè)計(jì)（全套圖紙）

1、<p><b>　　1500儲(chǔ)罐設(shè)計(jì)</b></p><p>　　全套CAD圖紙，聯(lián)系153893706</p><p><b>　　1 綜述</b></p><p>　　1.1國(guó)內(nèi)外汽油儲(chǔ)罐的發(fā)展概況</p><p>　　長(zhǎng)期以來(lái)，我國(guó)庫(kù)存輕質(zhì)油品，廣泛采用固定頂油罐和浮頂油罐。由于固定

2、頂油罐在存貯和收發(fā)油品時(shí)存在“小呼吸” 和“大呼吸”，油品蒸發(fā)損耗較大，而且會(huì)因?yàn)橛蜌庖萆⒌娇諝庵性斐森h(huán)境污染，危害人們身體健康。因此油品及化學(xué)品的蒸發(fā)損耗一直是石油、化學(xué)工業(yè)關(guān)心的問(wèn)題。人們最初關(guān)心的是經(jīng)濟(jì)損失和安全，近年來(lái)還關(guān)心生態(tài)、環(huán)境保護(hù)方面的問(wèn)題。為了較經(jīng)濟(jì)有效地解決這個(gè)問(wèn)題，世界上發(fā)達(dá)國(guó)家如美國(guó)、法國(guó)、前蘇聯(lián)早在五、六十年代相繼開(kāi)始研制浮頂油罐。我國(guó)直到70年代末期才開(kāi)始研制。由于浮頂罐能降低損耗，減少環(huán)境污染，主要用于儲(chǔ)存

3、原油、汽油、柴油等介質(zhì)。隨著內(nèi)浮頂技術(shù)的發(fā)展，汽油和航空煤油大多數(shù)采用內(nèi)浮頂罐，新建的外浮頂罐幾乎都用于儲(chǔ)存原油。</p><p>　　1955年前后，第一次實(shí)際采用塑料泡沫浮頂這個(gè)充氣的救生筏形的構(gòu)件漂浮在液面上，能減少汽油罐的蒸發(fā)損失85%。法國(guó)還研制了由硬聚氯乙烯浮動(dòng)蓋板組成并以同樣材料作為浮子支撐的內(nèi)浮頂罐。前蘇聯(lián)從1961年起開(kāi)始使用合成材料做內(nèi)浮蓋，到1970年末已有300622容量的儲(chǔ)罐裝配了合成材

4、料做的內(nèi)蓋。1962年美國(guó)在組瓦克建有世界上最大直徑為187ft(61.6m)的帶蓋浮頂罐。到1972年美國(guó)已建造了600多個(gè)內(nèi)浮頂油罐。</p><p>　　由于塑料浮頂耐溫較差及使用壽命等問(wèn)題, 從20世紀(jì)50年代開(kāi)始，非鋼內(nèi)浮頂罐開(kāi)始出現(xiàn)，其材料有鋁、環(huán)氧及聚酯玻璃鋼、聚氯乙烯塑料和聚氨酯泡沫塑料等。加拿大歐文煉廠在直徑為28.65m油罐中就采用了全鋁制的內(nèi)浮頂。</p><p>　

5、　與鋼制內(nèi)浮頂相比,非鋼內(nèi)浮頂具有質(zhì)輕、耐腐蝕等優(yōu)點(diǎn),但強(qiáng)度較差,有的價(jià)格較貴,使其應(yīng)用受到限制。20世紀(jì)80年代以前以鋼制內(nèi)浮頂?shù)膽?yīng)用為主，但此后,耐腐蝕能力和綜合力學(xué)性能較好的鋁合金在內(nèi)浮頂制造上得以應(yīng)用,用其制造的裝配式鋁制內(nèi)浮頂油罐的降耗率能夠達(dá)到96%,而且現(xiàn)場(chǎng)安裝時(shí)的動(dòng)火量比鋼盤式內(nèi)浮頂減少95%以上,因此得到廣泛的推廣應(yīng)用。為了更好的設(shè)計(jì)和發(fā)展內(nèi)浮頂儲(chǔ)罐，1978年美國(guó)API650附錄H對(duì)內(nèi)浮盤的分類、設(shè)計(jì)、安裝、檢驗(yàn)及標(biāo)

6、準(zhǔn)荷載、浮力要求等作了一系列的修訂和改進(jìn)。</p><p>　　國(guó)內(nèi)于20世紀(jì)70年代后期，開(kāi)始使用淺盤式鋼制內(nèi)浮頂。由于淺盤式鋼制內(nèi)浮頂?shù)目钩列圆睿?0世紀(jì)80年代中后期開(kāi)始使用鋁制內(nèi)浮頂，鋼制內(nèi)浮頂已使用得很少。1978年國(guó)內(nèi)3000鋁盤儲(chǔ)罐投入使用，通過(guò)測(cè)試蒸發(fā)損耗標(biāo)定，收到顯著效果，近20年也相繼出現(xiàn)了各種形式和結(jié)構(gòu)的內(nèi)浮盤或覆蓋物。</p><p>　　經(jīng)過(guò)長(zhǎng)時(shí)期的使用及探索,近

7、年來(lái),內(nèi)浮頂?shù)目傮w結(jié)構(gòu)有了較大改進(jìn),相繼開(kāi)發(fā)了多種新型的裝配式鋁浮頂,使內(nèi)浮頂儲(chǔ)罐技術(shù)得到較快發(fā)展。目前新建的內(nèi)浮頂罐，絕大多數(shù)采用鋁制內(nèi)浮頂。在用的罐，當(dāng)需要改造成內(nèi)浮頂罐時(shí)，采用鋁制內(nèi)浮頂是最佳的選擇。</p><p>　　1.2儲(chǔ)罐結(jié)構(gòu)型式的選擇</p><p>　　油品儲(chǔ)罐的選型應(yīng)考慮的主要因素是盡量降低油品損耗，避免油品在儲(chǔ)存期間變質(zhì)，減輕大氣污染與火災(zāi)的危險(xiǎn)性，同時(shí)還要考慮經(jīng)濟(jì)

8、合理。</p><p>　　控制和減少儲(chǔ)液的蒸發(fā)是儲(chǔ)罐技術(shù)發(fā)展的一個(gè)重要方面。油品在儲(chǔ)存過(guò)程中的蒸發(fā)損失不僅可以造成儲(chǔ)液量的損失，還導(dǎo)致油品質(zhì)量的下降，使油品變質(zhì)。減少儲(chǔ)罐的蒸發(fā)損失有很多措施，如用水噴淋可基本消除固定頂罐的小呼吸損失，但這要浪費(fèi)大量的冷卻水，將罐體外表面涂成白色或使用熱絕緣材料可降低小呼吸損耗60％ ，還有提高儲(chǔ)罐承載能力等措施。但是，以上這些措施都不能從根本上減少儲(chǔ)罐的蒸發(fā)損失，采用內(nèi)浮頂罐是

9、迄今為止控制油品蒸發(fā)損失所采用的技術(shù)中最有效的解決辦法之一。</p><p>　　儲(chǔ)存汽油，柴油的儲(chǔ)罐原則上既可以選擇固定頂油罐,也可選用內(nèi)浮頂油罐。但不同罐型的防火距離要求是不同的,一般而言(容量大于1000的油罐),固定頂油罐之間的距離為0.6D(D為罐直徑)，內(nèi)浮頂油罐之間的距離為0.4D。對(duì)固定頂與內(nèi)浮頂油罐的選型進(jìn)行分析比較,當(dāng)土地價(jià)格與地基處理費(fèi)用較高時(shí),從經(jīng)濟(jì)合理性上來(lái)講,選用內(nèi)浮頂油罐是恰當(dāng)?shù)摹?

10、lt;/p><p>　　考慮到本油罐所盛的介質(zhì)為汽油，而汽油為易揮發(fā)的輕質(zhì)油品，為降低汽油的蒸發(fā)損耗，減少環(huán)境污染，以及減少油庫(kù)的占地面積，選用內(nèi)浮頂罐最合適。</p><p>　　1.3內(nèi)浮頂儲(chǔ)罐概述</p><p>　　1.3.1內(nèi)浮頂罐的構(gòu)成及特點(diǎn)</p><p>　　內(nèi)浮頂儲(chǔ)罐主要由罐體、內(nèi)浮盤、密封裝置、導(dǎo)向和防轉(zhuǎn)裝置、靜電導(dǎo)出設(shè)施、通

11、氣孔、高液位報(bào)警器等組成。為避免浮頂漏損沉沒(méi)，多采用帶有環(huán)形隔艙的內(nèi)浮頂，或采用雙盤式內(nèi)浮頂以增加浮盤的浮力及安全性（后者還起隔熱作用）。</p><p>　　鋼制的內(nèi)浮盤的浮頂儲(chǔ)罐在美國(guó)石油學(xué)會(huì)（API）稱為“帶蓋的浮頂罐”，而稱鋁制（或非金屬）浮盤為“內(nèi)浮頂罐”，而這兩種形式的的儲(chǔ)罐在國(guó)內(nèi)均稱為內(nèi)浮頂儲(chǔ)罐。這種罐的頂部為拱頂與浮頂?shù)慕Y(jié)合，外部為拱頂，內(nèi)部為浮頂。內(nèi)部的浮頂可減少油品的蒸發(fā)損耗，而外部的拱頂又可

12、避免雨水、塵土等異物從環(huán)形空間進(jìn)入罐內(nèi)。由于具有浮頂罐和拱頂罐的優(yōu)點(diǎn)，這種罐主要用于儲(chǔ)存航空煤油、汽油等要求高的油品。</p><p>　　內(nèi)浮頂油罐罐體外形結(jié)構(gòu)與拱頂油罐大體相同。與浮頂油罐相比，它多了一個(gè)固定頂，這對(duì)改善油品的儲(chǔ)存條件，特別是防止雨水雜質(zhì)進(jìn)入油罐和減緩密封圈的老化有利。同時(shí)內(nèi)浮頂也能有效的減少油品的損耗，所以內(nèi)浮頂油罐同時(shí)兼有固定頂油罐和浮頂油罐的特點(diǎn)。從耗鋼量比較，雖然內(nèi)浮頂油罐比浮頂油罐增

13、加了一個(gè)拱頂，但也省去了罐壁和罐頂周圍的抗風(fēng)圈、加強(qiáng)環(huán)、滑動(dòng)扶梯和折水管等，因此總耗鋼量仍略少于浮頂油罐。內(nèi)浮頂罐的詳細(xì)特點(diǎn)如下：</p><p>　　1）、內(nèi)浮頂儲(chǔ)罐不是固定頂罐和浮頂罐的簡(jiǎn)單迭加，由于結(jié)構(gòu)上的特殊性，與固定頂儲(chǔ)罐相比有以下特點(diǎn)：</p><p>　?、佟?chǔ)液的揮發(fā)損失少。由于內(nèi)浮盤直接與液面接觸，液相無(wú)揮發(fā)空間，從而減少發(fā)損失85%～90%。</p>&l

14、t;p>　?、?、由于液面沒(méi)有氣相空間，所以減輕了罐體（罐壁與罐頂）的腐蝕，延長(zhǎng)了儲(chǔ)罐的壽命。</p><p>　?、?、由于液面覆蓋內(nèi)浮盤，使儲(chǔ)液與空氣隔離，故大大地減少了空氣的污染，減少了著火爆炸的危險(xiǎn)，易于保證儲(chǔ)液的質(zhì)量。特別適用于儲(chǔ)存高級(jí)汽油和噴氣燃料，也適合儲(chǔ)存有害的石油化工產(chǎn)品。</p><p>　?、堋⒃诮Y(jié)構(gòu)上可取消呼吸閥及罐頂冷卻噴淋設(shè)施。</p><

15、p>　　⑤、易于老罐改造成內(nèi)浮頂罐，并取消呼吸閥、阻火器等附件，投資少，經(jīng)濟(jì)效益明顯。</p><p>　　2）、內(nèi)浮頂罐與外浮頂罐相比有如下特點(diǎn)：</p><p>　?、佟?nèi)浮頂罐又稱“全天候”儲(chǔ)罐，由于有頂蓋密封能有效地防止風(fēng)、沙、雨、</p><p>　　雪灰塵污染儲(chǔ)液，在各種氣候條件下均能正常操作，不管寒冷多雪、風(fēng)沙頻繁或是炎熱多雨地區(qū)儲(chǔ)存高級(jí)油品或噴

16、氣燃料等嚴(yán)禁污染的儲(chǔ)液特別適宜。</p><p>　?、?、在相同密封的條件下，內(nèi)浮頂儲(chǔ)罐可以進(jìn)一步降低蒸發(fā)損耗。這是因?yàn)楣潭數(shù)恼趽跻约肮潭斉c內(nèi)浮盤之間靜止的空氣層，有較好的隔熱效果，并使蒸發(fā)損失進(jìn)一步減少。</p><p>　?、邸?nèi)浮頂儲(chǔ)罐的內(nèi)浮盤沒(méi)有雨雪載荷，浮盤負(fù)荷小，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、輕便。浮盤上可以省去中央排水罐、轉(zhuǎn)動(dòng)扶梯、擋雨板等，易于施工和維護(hù)。</p><p

17、>　?、?、由于有固定頂?shù)恼趽?，?nèi)浮盤周邊的密封裝置避免了日光直接照射而老化。</p><p>　?、荨⒐?jié)省材料，易于施工和維護(hù)。</p><p>　　3）、內(nèi)浮頂罐的缺點(diǎn)：與拱頂罐相比耗鋼量多一些,施工要求高一些,與浮頂罐相比密封結(jié)構(gòu)檢查維修不便,儲(chǔ)罐不易大型化,目前容量一般不超過(guò)10000。</p><p>　　1.3.2浮盤的選擇</p>&

18、lt;p>　　根據(jù)不同材料的性質(zhì)以13.5m浮盤為例，按照國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB50341-2003 «立式圓筒形鋼制焊接油罐設(shè)計(jì)規(guī)范»的要求，在不考慮腐蝕余量的情況下，對(duì)其耗材和性能比較。</p><p>　　1)鋼浮頂。按照標(biāo)準(zhǔn)要求下盤、上盤及周邊鋼板選用4.5mm厚，中間隔板選用2.5mm厚，整體重量超過(guò)為35t。</p><p>　　2)不銹鋼浮頂。不銹鋼內(nèi)浮頂適用

19、性好，耐腐蝕，適用于大多數(shù)介質(zhì)。浮頂蓋板選用0.5mm厚，骨架、浮筒用1.2mm厚，13.5m浮盤重量約在9t。</p><p>　　3)鋁浮頂。鋁浮頂耐腐蝕性較好，整體重量輕，制作方便。蓋板選用0.5mm厚鋁板，骨架選用2mm厚，浮筒選用1.7mm厚，13.5m浮盤重量約在2.1t。由于重量輕，浮盤運(yùn)行穩(wěn)定性好。</p><p>　　根據(jù)上面的比較，選用鋁浮頂?shù)男詢r(jià)比高，經(jīng)濟(jì)合理；如必須

20、選用鋼浮頂，選用不銹鋼材料做內(nèi)浮頂無(wú)論從使用方面，還是價(jià)格方面都比選用碳鋼浮頂更為合理。</p><p>　　1.3.3鋁制內(nèi)浮盤儲(chǔ)罐</p><p>　　所謂鋁制內(nèi)浮頂儲(chǔ)罐，即是在鋼制的固定頂儲(chǔ)罐內(nèi)設(shè)置一個(gè)鋁制或鋁鎂合金材料裝配而成的內(nèi)浮盤。裝配式鋁制內(nèi)浮頂采用非焊接結(jié)構(gòu),主要由浮筒、構(gòu)架、鋪板及支腿等部件組成。構(gòu)架和鋪板位于油面以上,用卷制的鋁合金筒作浮力構(gòu)件,支撐整個(gè)構(gòu)架,鋪板與油面

21、之間有一定的空間,除了鋁浮頂與罐壁之間的環(huán)形空間以外,所有油面由鋁浮頂覆蓋。鋁浮頂周邊與罐壁之間的環(huán)形間隙采用舌形密封裝置或填料式舌形密封裝置加以密封。鋁浮頂上設(shè)有量油孔、真空閥、人孔、防靜電裝置和防旋轉(zhuǎn)裝置等附件。鋁制內(nèi)浮頂按照提供浮力的元件區(qū)分有浮管式的和浮子式的。本設(shè)計(jì)選用浮管式，其結(jié)構(gòu)如圖1所示：</p><p>　　圖1 裝配式鋁制內(nèi)浮頂油罐結(jié)構(gòu)示圖</p><p>　　與鋼制

22、內(nèi)浮頂相比，鋁制內(nèi)浮頂有很多優(yōu)點(diǎn)：</p><p>　　1）、施工工期短，對(duì)罐壁要求低</p><p>　　鋼制內(nèi)浮頂是用鋼板焊接而成，往往是在生產(chǎn)罐區(qū)內(nèi)施工,長(zhǎng)時(shí)間大量焊接與切割的動(dòng)火工作對(duì)生產(chǎn)罐區(qū)來(lái)說(shuō)無(wú)疑是十分危險(xiǎn)的，裝配式鋁制內(nèi)浮頂實(shí)現(xiàn)了預(yù)制,全部零部件可以通過(guò)罐壁人孔送入罐內(nèi),用螺栓進(jìn)行安裝,安裝時(shí)的動(dòng)火工作量比鋼盤式內(nèi)浮頂減少95%以上，1臺(tái)1500油罐的裝配式鋁制內(nèi)浮頂,可以在

23、一星期之內(nèi)完成全部安裝工作。</p><p>　　2）、質(zhì)量輕，成本低，安裝、搬運(yùn)方便</p><p>　　鋁制內(nèi)浮頂?shù)娜苛慵疾捎娩X合金制造，在搬運(yùn)過(guò)程中十分輕便。因此，在安裝過(guò)程中不需要起重設(shè)備，零件的組裝不用焊接，多采用螺栓緊固，個(gè)別部位采用鉚接。特別適合于舊拱頂鋼罐改造成內(nèi)浮頂罐。</p><p>　　3）、密封圈更耐腐蝕</p><p

24、>　　鋼制內(nèi)浮頂采用“O”密封，而裝配式鋁制內(nèi)浮頂四周與罐壁之間的環(huán)形空間多數(shù)采用舌形密封裝置加以密封，一種是舌形橡膠密封帶，一般用在新罐上；另一種是填料式舌形密封膠帶,一般用在舊罐上。舌形密封屬于二次密封，它除了提高密封效果外，還可以保持一次密封免遭風(fēng)雨等的破壞，延長(zhǎng)一次密封的壽命，但使用二次密封能減少油罐的有效使用容積。其結(jié)構(gòu)圖如圖2所示：</p><p>　　圖2 舌形密封裝置</p>

25、<p>　　4）、浮盤升降更平穩(wěn)，不易卡盤</p><p>　　鋼制內(nèi)浮頂由于自身重量大、浮船容易腐蝕滲漏，造成傾斜升降，發(fā)生沉船現(xiàn)象，導(dǎo)致油罐不能正常工作。裝配式鋁制內(nèi)浮頂改變了傳統(tǒng)的利用大直徑(DN 200)不銹鋼管作支撐的硬式防轉(zhuǎn)裝置，采用了固定鋼絲繩支撐的軟式防轉(zhuǎn)裝置，使內(nèi)浮頂自由的漂浮在油面上，緩解了浮頂徑向壓力的不均衡狀態(tài)，防止了卡盤現(xiàn)象。</p><p>　　1.

26、3.4鋁制內(nèi)浮頂工作原理</p><p>　　當(dāng)油品進(jìn)罐后，油品充滿在罐底、罐壁與內(nèi)浮頂之間，當(dāng)油品液位高度達(dá)到淹沒(méi)浮筒的1/2時(shí)，內(nèi)浮頂便在浮筒產(chǎn)生的浮力作用下漂浮在油面上，隨著油面升降而升降，有效地減小了油品上部的氣相空間，同時(shí)，始終將油品與空氣保持隔離狀態(tài)，從而大量減少了油品的蒸發(fā)損耗，節(jié)約了能源，減少了環(huán)境污染，提高了儲(chǔ)罐使用的安全性。內(nèi)浮頂儲(chǔ)罐正常運(yùn)行的關(guān)鍵點(diǎn)是內(nèi)浮盤的安全平穩(wěn)升降。若處理不當(dāng)，引起沉盤

27、，起不到內(nèi)浮頂儲(chǔ)罐的作用，則安全性要求就得不到保證。為確保內(nèi)浮盤安全平穩(wěn)升降的要求主要有兩方面：一是導(dǎo)向結(jié)構(gòu)；二是內(nèi)浮盤的平整度。導(dǎo)向管越垂直，內(nèi)浮盤的平整度越好，內(nèi)浮盤上下升降的平穩(wěn)性越好。</p><p>　　2 內(nèi)浮頂油罐的設(shè)計(jì)計(jì)算</p><p>　　2.1 內(nèi)浮頂油罐的設(shè)計(jì)思想和參數(shù)的確定</p><p>　　內(nèi)浮頂油罐總的設(shè)計(jì)思想是在設(shè)計(jì)容積給定的情況下

28、，如何使設(shè)計(jì)出的油罐達(dá)到最低的工程造價(jià)和材料消耗，同時(shí)又滿足罐壁強(qiáng)度和穩(wěn)定性要求。</p><p>　　儲(chǔ)罐的設(shè)計(jì)參數(shù)主要有：設(shè)計(jì)溫度、設(shè)計(jì)壓力、風(fēng)及地震載荷、油罐的直徑、高度、容量等。</p><p>　　根據(jù)儲(chǔ)罐所盛裝的介質(zhì)（汽油）及工作環(huán)境（湖北地區(qū)）確定設(shè)計(jì)溫度為0--60，設(shè)計(jì)壓力為常壓，即-0.49KPa—1.96Kpa。其他參數(shù)將在后文中介紹。</p><

29、p>　　2.2 罐總體尺寸的確定 </p><p>　　儲(chǔ)罐總體尺寸的確定主要堅(jiān)持兩個(gè)原則，即材料最省和費(fèi)用最省。</p><p>　　2.2.1 儲(chǔ)罐內(nèi)徑和高度的確定</p><p>　　根據(jù)儲(chǔ)罐總體尺寸確定的兩個(gè)原則，前人將計(jì)算儲(chǔ)罐內(nèi)徑的方法歸納為下表：</p><p><b>　　表1儲(chǔ)罐的經(jīng)濟(jì)尺寸</b>&

30、lt;/p><p>　　當(dāng)容積大于1000時(shí)采用不等壁厚的儲(chǔ)罐。若把罐壁和罐頂看作相同的費(fèi)用，并且分別為罐底費(fèi)用的兩倍時(shí)，其經(jīng)濟(jì)尺寸看來(lái)合理些。按此算得容積為1500的儲(chǔ)罐，高度為6.45m，直徑為17.20m，儲(chǔ)罐為“矮胖形”，取H=6.5m,D=17.3m。計(jì)算容積為:。</p><p>　　對(duì)于立式圓筒性形儲(chǔ)罐，可通過(guò)建立立式圓筒儲(chǔ)罐罐體質(zhì)量函數(shù)關(guān)系并求取極小值，同時(shí)引入質(zhì)量折算系數(shù)的概

31、念，在遵循JB/T4735-1997«鋼制焊接常壓容器»原則的基礎(chǔ)上，推導(dǎo)出立式圓筒儲(chǔ)罐最經(jīng)濟(jì)內(nèi)徑的計(jì)算公式，最后應(yīng)用數(shù)值理論反復(fù)迭代的方法來(lái)確定儲(chǔ)罐的最經(jīng)濟(jì)內(nèi)徑值（計(jì)算過(guò)程可參考文獻(xiàn)16）。由此計(jì)算出</p><p>　　的儲(chǔ)罐的最經(jīng)濟(jì)內(nèi)徑值可歸納為下表：</p><p>　　表2儲(chǔ)罐的最經(jīng)濟(jì)內(nèi)徑值</p><p>　　上述兩種理論確定的內(nèi)徑和

32、高度與HG 21502.2-92（化工鋼制立式圓筒形內(nèi)浮頂儲(chǔ)罐系列標(biāo)準(zhǔn)）提供的數(shù)據(jù)有些出入，這主要是考慮載荷、占地面積及許用容積等方面的因素。本文的設(shè)計(jì)以HG 21502.2-92給定的參數(shù)為準(zhǔn)。HG 21502.2-92提供的公稱容積為1500的儲(chǔ)罐的參數(shù)如下：</p><p>　　計(jì)算容積：1650；儲(chǔ)罐內(nèi)徑：13000mm罐壁高度：13500mm；拱頂高度：14050mm；總高:14905mm；罐壁底圈到第

33、八圈的厚度（mm）分別為：8，7，6，6，6，6，6，6，儲(chǔ)罐總重：51425Kg。</p><p>　　2.2.2 內(nèi)浮頂所占容積和有效容積的估算</p><p>　　1、內(nèi)浮頂占罐體的有效高度</p><p>　　根據(jù)內(nèi)浮頂使用有關(guān)規(guī)定：放油時(shí)罐內(nèi)應(yīng)保持1.4m的高度，防止浮盤落架，卡盤，收放油時(shí)油罐本身的高度減少1.4m；進(jìn)油時(shí)頂部有1.2m的空間（不包括圓頂

34、部分）。因此。</p><p><b>　　2、儲(chǔ)罐的有效容積</b></p><p>　　上面確定了1500儲(chǔ)罐的高度H=13.5m,所以內(nèi)浮頂所占儲(chǔ)罐的容積為：</p><p><b>　　式（2-1）</b></p><p>　　儲(chǔ)罐的有效容積為：。</p><p>&

35、lt;b>　　2.3 材料的選擇</b></p><p>　　1、儲(chǔ)罐的用材按類別可分為：碳鋼（碳素鋼和低合金鋼）、不銹鋼、鋁及其合金。</p><p>　　2、儲(chǔ)罐主要用材的選擇 </p><p>　　儲(chǔ)罐用材的選擇應(yīng)根據(jù)儲(chǔ)罐的設(shè)計(jì)溫度（最低和最高設(shè)計(jì)溫度）、物料的特性（腐蝕性，毒性，易爆性等）鋼材的性能和使用限制，在保證各部位安全，可靠的基礎(chǔ)上

36、節(jié)省投資的原則。在滿足其他條件的情況下優(yōu)先選用碳素鋼。</p><p>　　3、罐壁和罐底的邊板對(duì)選材來(lái)說(shuō)是最重要地，也是最難于判斷的。由強(qiáng)度決定的罐壁部分、罐底的邊緣板(或簡(jiǎn)稱邊板)、人孔接管、補(bǔ)強(qiáng)板在原則上應(yīng)選擇同一種材科。罐底的中幅板、罐頂及肋板、抗風(fēng)圈、加強(qiáng)圈等一般可選用Q235-A，Q235-B或Q235-A-F牌號(hào)鋼材。</p><p>　　由1000至10000的小型油罐由強(qiáng)

37、度決定的罐壁部分的選材，根據(jù)用途及建罐地區(qū)最低日平均溫度分別采用Q235-A-F和Q235-A。</p><p>　　當(dāng)這些小型油罐鍺存汽油時(shí)，則根據(jù)建罐地區(qū)的最低日平均溫度選取不同材料。當(dāng)最低日平均溫度在—10以上時(shí)，取Q235-A，在-10— -20時(shí)取Q235-A-F。</p><p>　　油罐的其他部分，如罐底的中幅板、罐頂、抗風(fēng)圈、加強(qiáng)圈等一般可選用Q235-A或Q235-A-F

38、，日本在這些部位多選用SS41。</p><p>　　4、罐壁材料三項(xiàng)基本要求</p><p>　　罐壁材料的三項(xiàng)基本要求是強(qiáng)度、可焊性和沖擊韌性，三者全都重要不個(gè)可偏廢。 </p><p>　　根據(jù)以上原則，儲(chǔ)罐的主體材料選擇Q235-A。</p><p><b>　　2.4 罐壁設(shè)計(jì)</b></p>&

39、lt;p>　　工程設(shè)計(jì)中罐壁厚度通常由三種方法確定，即：</p><p>　　1）、定點(diǎn)法：用于容積較小的儲(chǔ)罐（直徑小于60米）。</p><p>　　2）、變點(diǎn)法：此方法適用于L/H≤1000/6的儲(chǔ)罐。</p><p>　　3）、應(yīng)力分析法：此方法適用于L/H>1000/6的儲(chǔ)罐。</p><p>　　對(duì)于容積較小的儲(chǔ)罐，采用

40、定點(diǎn)法設(shè)計(jì)罐壁厚度計(jì)算簡(jiǎn)便，結(jié)果也足夠安全</p><p>　　2.4.1 壁厚的確定</p><p>　　罐壁的設(shè)計(jì)首先要確定壁厚。在罐壁中環(huán)向應(yīng)力是占控制地位的，因而壁厚是根據(jù)環(huán)向應(yīng)力確定的。壁厚一般可按下式計(jì)算：</p><p><b>　　式（2-2）</b></p><p>　　式中：t--罐壁按強(qiáng)度要求的最小

41、壁厚，毫米；</p><p>　　D--油罐的直徑，米；</p><p>　　H--由所計(jì)算的那圈壁板的底邊至罐壁頂端的垂直距離，米；</p><p>　　--貯液的比重，當(dāng)貯液的實(shí)際比重小于1時(shí)，取=1；</p><p>　　--焊縫系數(shù)，根據(jù)我國(guó)目前的焊接水平和焊縫質(zhì)量檢查的具體情況，可取=0.90；</p><p&g

42、t;　　--許用應(yīng)力，可按進(jìn)行計(jì)算，為材料規(guī)定的最低屈服極限，；</p><p>　　式中0.3是由于下一圈板或罐底對(duì)所計(jì)算的那圈板的約束而使最大應(yīng)力減低的修正系數(shù)；</p><p>　　C--鋼板的允許負(fù)偏差及腐蝕裕量之和，毫米。</p><p>　　鋼板的允許負(fù)偏差，與鋼板的厚度和寬度有關(guān)。按(2-2)式計(jì)算出的t值，適當(dāng)向上圓整?？紤]到預(yù)制，運(yùn)輸、安裝以及保證

43、建成后罐壁圓度等，按(2-2)式確定的壁厚在任何情況下不得小于按剛性要求所決定的。 </p><p>　　2.4.2 罐壁的設(shè)計(jì)厚度</p><p>　　罐壁的設(shè)計(jì)厚度按下式計(jì)算，取其中的較大值。</p><p><b>　　式（2-3）</b></p><p><b>　　式（2-4）</b>&l

44、t;/p><p>　　式中：--儲(chǔ)存介質(zhì)時(shí)的設(shè)計(jì)厚度（mm）；</p><p>　　--儲(chǔ)存水時(shí)的設(shè)計(jì)厚度（mm）；</p><p>　　--儲(chǔ)液的密度()；</p><p>　　H--計(jì)算的壁板底邊至罐壁頂端的垂直距離(m)；</p><p>　　D--儲(chǔ)罐內(nèi)直徑(m)；</p><p>　　--

45、設(shè)計(jì)溫度下罐壁鋼板的許用應(yīng)力(MPa)；</p><p>　　--常溫下罐壁鋼板的許用應(yīng)力(MPa)；</p><p>　　--焊縫系數(shù)，取0．9；</p><p>　　--鋼板或鋼管的厚度負(fù)偏差(mm), 取0.6mm；</p><p>　　--腐蝕裕量(mm),取2mm；</p><p>　　查得，常溫下Q235-

46、A的許用應(yīng)力，設(shè)計(jì)溫度下的許用應(yīng)力為，將D=13m，H=13.5m代入上式，分別得：</p><p>　　在確定壁板的名義厚度時(shí),不能單純地按計(jì)算結(jié)果考慮,因?yàn)橛?jì)算公式只從滿足罐體強(qiáng)度方面考慮了作用在罐壁上的液柱靜壓力、材料的許用應(yīng)力以及焊接接頭系數(shù)。按照上述二式計(jì)算的罐壁厚度，最上一層或者幾層鋼板的厚度可能會(huì)較薄，以致于制造難度增大。確定罐體壁厚還要考慮以下幾個(gè)方面的問(wèn)題:：(1)防腐蝕；(2)罐體受力；(3)

47、罐體剛度。為此罐體壁厚，可用一些經(jīng)過(guò)實(shí)踐證明行之有效的經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)加以限制：</p><p>　　當(dāng)油罐直徑<l2 m時(shí)，最小壁板厚度為6 mm；當(dāng)油罐直徑12 m≤D<15 m時(shí)，最小壁板厚度為7mm；當(dāng)油罐直徑15 m≤D<36 m時(shí)，最小壁板厚度為8mm。</p><p>　　2.4.3 罐壁的設(shè)計(jì)外壓</p><p>　　儲(chǔ)罐的外壓包括風(fēng)壓和罐

48、內(nèi)負(fù)壓，對(duì)內(nèi)浮頂罐，沒(méi)有罐內(nèi)負(fù)壓。故設(shè)計(jì)外壓為：</p><p><b>　　式（2-5）</b></p><p>　　=2.25×0.74×0.35</p><p>　　=0.58kPa=580Pa </p><p>　　式中：--風(fēng)壓高度變化系數(shù)，對(duì)于有密集建筑群的大城市區(qū)，

49、取0.74；</p><p>　　--建罐地區(qū)的基本風(fēng)壓，根據(jù)GB50009-2001«建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范»基本風(fēng)壓取值，武漢50年一遇的風(fēng)壓值為0.35。</p><p>　　2.4.4 加強(qiáng)圈設(shè)計(jì)</p><p>　　由于內(nèi)浮頂罐頂部有固定頂，不需加設(shè)抗風(fēng)圈，但隨著儲(chǔ)罐高度的增長(zhǎng)（主要是為了減少材料、降低成本），使得油罐中部的筒體有被風(fēng)吹癟的危

50、險(xiǎn)。在風(fēng)載荷的作用下，為防止儲(chǔ)罐被風(fēng)吹癟，必須對(duì)罐壁筒體進(jìn)行穩(wěn)定性校核，并根據(jù)需要在適當(dāng)?shù)奈恢迷O(shè)置加強(qiáng)圈。</p><p>　　判定儲(chǔ)罐的側(cè)壓穩(wěn)定條件為：</p><p><b>　　式（2-6）</b></p><p>　　式中 ——罐壁許用臨界壓力，Pa；</p><p>　　——設(shè)計(jì)外壓，Pa；</p>

51、<p>　　當(dāng)時(shí)，就可以認(rèn)為罐壁具備了足夠的抗風(fēng)能力，否則必須設(shè)置加強(qiáng)圈以提高儲(chǔ)罐的抗外壓能力。</p><p>　　下面介紹SH3046-92推薦的加強(qiáng)圈的設(shè)計(jì)方法。該方法是根據(jù)薄壁短圓筒在外壓作用下的臨界壓力得到的， 罐壁的許用臨界壓力：</p><p><b>　　式（2-7）</b></p><p>　　式中： ——罐壁許

52、用臨界壓力，kgf/m2；</p><p>　　E——圓筒材料的彈性模量，；</p><p>　　D——油罐內(nèi)徑，m；</p><p>　　——圓筒的厚度，m；</p><p>　　L——圓筒的高度，m;</p><p><b>　　將代入上式得：</b></p><p>

53、<b>　　式（2-8）</b></p><p>　　將式（2-7）用在當(dāng)量筒體上，公式中的壁厚用表示，L用罐壁筒體的當(dāng)量高度表示，經(jīng)整理后得到：</p><p><b>　　式（2-9）</b></p><p>　　式中： ——罐壁筒體的臨界壓力，Pa;</p><p>　　D——儲(chǔ)罐的內(nèi)徑，m；

54、</p><p>　　——抗風(fēng)圈以下的罐體的總當(dāng)量高度，，m;</p><p>　　——抗風(fēng)圈以下各圈罐壁的當(dāng)量高度，，m;</p><p>　　——抗風(fēng)圈以下各圈板的實(shí)際高度，m;</p><p>　　——抗風(fēng)圈以下各圈板的有效厚度，mm;</p><p>　　從上面的計(jì)算結(jié)果來(lái)看，，故本文設(shè)計(jì)的儲(chǔ)罐可不設(shè)置加強(qiáng)圈。

55、</p><p>　　2.4.5 罐壁的開(kāi)孔及開(kāi)孔補(bǔ)強(qiáng)</p><p>　　由于使用的要求，必須在油罐壁上開(kāi)孔并接管，例如，進(jìn)出油管、通氣孔、人孔和檢查孔等。對(duì)罐壁的一些開(kāi)孔有如下要求：</p><p>　　1）、無(wú)密閉要求的內(nèi)浮頂罐，應(yīng)在最高設(shè)計(jì)液位以上的罐壁上設(shè)置環(huán)形通氣孔，通氣孔應(yīng)沿四周均勻分布，且不得少于4個(gè)，通氣孔的總有效面積按下式計(jì)算：</p>

56、;<p>　　式（2-10） </p><p>　　式中： B——環(huán)向通氣孔總有效通氣面積（）。</p><p>　　2）、罐壁上應(yīng)至少設(shè)置一個(gè)低位人孔，并宜設(shè)一個(gè)高位人孔，其規(guī)格不應(yīng)小于DN600。</p><p>　　在罐壁上開(kāi)孔后將在孔的附近產(chǎn)生應(yīng)力集中，其峰值應(yīng)力通常達(dá)到罐壁基本應(yīng)力

57、的3倍，甚至更高。這樣高的局部應(yīng)力再加上開(kāi)孔結(jié)構(gòu)在制造過(guò)程中又不可避免的會(huì)形成缺陷和殘余應(yīng)力，如不采取適當(dāng)?shù)难a(bǔ)強(qiáng)措施，就很可能在孔口造成疲勞破壞和脆性裂口，使孔口處撕裂。補(bǔ)強(qiáng)的辦法就是在開(kāi)孔的周圍焊上補(bǔ)強(qiáng)圈板，以增大開(kāi)孔周圍的壁厚，降低孔周圍的應(yīng)力。</p><p>　　理論分析和實(shí)際經(jīng)驗(yàn)表明，用罐壁相同材質(zhì)的鋼板作為補(bǔ)強(qiáng)圈板，補(bǔ)強(qiáng)圈板的橫截面積與孔口的橫截面積（孔口直徑和罐壁厚度的乘積）取值相同，將有良好的效果

58、，足以保證孔口的強(qiáng)度要求。因此工程實(shí)際中均采用這種“等截面”補(bǔ)強(qiáng)的方法。</p><p>　　接管公稱直徑大于50mm的開(kāi)孔應(yīng)補(bǔ)強(qiáng)，當(dāng)開(kāi)孔直徑不超過(guò)250mm，補(bǔ)強(qiáng)板可采用環(huán)形板，當(dāng)開(kāi)孔直徑大于250mm時(shí)，補(bǔ)強(qiáng)板采用多邊形板。</p><p><b>　　2.5 罐底設(shè)計(jì)</b></p><p>　　立式油罐的罐底一般是直接放在地基的砂墊層上

59、．油罐內(nèi)的油品重量可直接傳結(jié)地基。底板僅受一簡(jiǎn)單的壓縮力，這對(duì)鋼板來(lái)說(shuō)，受力是極其微小的。因此，對(duì)底板來(lái)說(shuō)，理論上幾乎沒(méi)有強(qiáng)度要求，只需要將油品與地基隔開(kāi)，不滲漏就行了。不過(guò)，考慮到不同大小的油罐由于地基沉陷的影響和經(jīng)濟(jì)要求，各種規(guī)范都對(duì)油罐罐底的結(jié)構(gòu)，如排板的形式、底板的厚度以及搭接聯(lián)接的方式等提出了不同的要求。</p><p>　　罐底設(shè)計(jì)的主要依據(jù)是：對(duì)排板、焊接、聯(lián)接方法和板厚的要求。</p>

60、<p><b>　　1、排版形式</b></p><p>　　罐底板的排板形式，主要考慮使其焊接變形最小、易于施工、以及節(jié)約鋼材等因素來(lái)決定。經(jīng)過(guò)多年的實(shí)踐，目前主要采用如圖3所示的兩種形式。</p><p>　　圖3 儲(chǔ)罐罐底板排版形式</p><p>　　當(dāng)儲(chǔ)罐內(nèi)徑小于12.5m時(shí)宜采用條形排版形式，當(dāng)外徑大于等于12.5時(shí)

61、，宜采用弓形邊緣板。由于本文所設(shè)計(jì)的油罐外徑為13m，故選用弓形排版形式(如圖3-b)。</p><p>　　罐底板的接縫除弓形邊緣板之間為對(duì)接外其余全為搭接。搭接順序一般是由中心向邊緣進(jìn)行。</p><p>　　2、罐底的應(yīng)力計(jì)算（用中科院力學(xué)研究所的計(jì)算方法）：</p><p>　　1）、中幅板處于薄膜受力狀態(tài)，且在板的單位長(zhǎng)度上的徑向與環(huán)向的薄膜力是一致的，均

62、等于常量N。</p><p>　　2）、邊緣板受力（如圖4）</p><p>　　圖4 罐底邊緣板受力示意圖</p><p>　　其中： F1——是支撐應(yīng)力；</p><p>　　M0——是罐壁與邊緣板的約束彎矩； </p><p><b>　　L——受彎寬度；</b></p>&

63、lt;p><b>　　P2——是X=L；</b></p><p>　　根據(jù)：⑴第一層罐壁圈板撓度方程式：</p><p><b>　　式（2-11）</b></p><p>　?、乒薇赬1=0處的邊界條件</p><p>　　MX=M0 QX=-N（=Q0）</p>&

64、lt;p>　　⑶圖2-2的力平衡方程式</p><p><b>　　式（2-12）</b></p><p><b>　　式（2-13）</b></p><p>　?、仍赬=L/2處的撓度W及連續(xù)。</p><p>　?、捎蓤A膜的應(yīng)力-應(yīng)變關(guān)系，求得的罐底徑向位移</p><

65、p><b>　　（向圓心為正）</b></p><p>　?、使薇谂c罐底的交界處的位移連續(xù)條件</p><p>　　等關(guān)系，可以求得（推導(dǎo)從略）</p><p><b>　　中幅板的薄膜力：</b></p><p><b>　　式（2-14）</b></p>

66、<p>　　罐壁與邊緣板之間的約束彎矩：</p><p><b>　　式（2-15）</b></p><p>　　式中 t——邊緣板厚度；</p><p>　??； 式（2-16）</p><p><b>　　——泊松系數(shù)；<

67、;/b></p><p><b>　　R——儲(chǔ)罐半徑；</b></p><p>　　——罐壁第一圈厚度；</p><p>　　t0——中幅板的平均厚度；</p><p>　　L0——底板的液壓高度；</p><p>　　P——作用在罐底的儲(chǔ)液壓力；</p><p>&

68、lt;b>　　——儲(chǔ)液重度；</b></p><p>　　L——邊緣板受彎寬度，根據(jù)下式求的：</p><p><b>　　式（2-17）</b></p><p>　　D——邊緣板彎曲剛度，；</p><p>　　K——彈性地基系數(shù)（一般取為4Kgf/cm2）；</p>&

69、lt;p>　　—— 式（2-18）</p><p>　　在罐底邊緣處的應(yīng)力雖然很高，但屬于二次應(yīng)力，即使超過(guò)屈服極限，但未造成破壞，可用進(jìn)行校核。</p><p><b>　　2.6罐頂設(shè)計(jì)</b></p><p>　　2.6.1 固定頂設(shè)計(jì)</p><p&

70、gt;　　內(nèi)浮頂儲(chǔ)罐固定頂一般設(shè)計(jì)為拱頂。拱頂是一種由球面拱形結(jié)構(gòu)通過(guò)包邊環(huán)量與罐壁上沿相連接的固定頂蓋。球面拱頂與錐頂相比，拱頂結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、剛性好、能承受較高的剩余壓力、鋼材耗量少；但氣體空間較一般的錐頂蓋大，制造也比錐頂蓋麻煩些。</p><p>　　一般情況下，球殼半徑R=（0.8~1.2）D（油罐內(nèi)徑），轉(zhuǎn)角曲率半徑ρ=0.1D，此時(shí)h≈0.4r,r為罐半徑。頂板周邊與包邊環(huán)量采用薄弱連接。</p&g

71、t;<p>　　內(nèi)浮頂罐罐頂?shù)耐廨d荷由球殼的自重、雪載、活載荷、罐內(nèi)真空度等組成。當(dāng)對(duì)外載荷估計(jì)太低會(huì)使球殼受壓失穩(wěn)，也會(huì)使包邊角被拉壞。估計(jì)過(guò)高會(huì)浪費(fèi)材料，一般外載荷由下計(jì)算：</p><p><b>　　式（2-19）</b></p><p>　　式中：qE——作用于球殼上的外載荷，kgf/m2；</p><p>　　q1——

72、球殼單位面積的自重，kgf/m2 </p><p>　　q2——雪載荷，kgf/m2；</p><p>　　q3——活載荷，kgf/m2；</p><p>　　q4——罐內(nèi)可能產(chǎn)生的最大真空度；kgf/m2；</p><p>　　的取值最小不應(yīng)小于120kgf/m2。</p><p>　　2.6.2 球殼設(shè)計(jì)</

73、p><p>　　對(duì)于1000或更小的儲(chǔ)罐，可采用光面球殼（不加肋），而較大的儲(chǔ)罐采用加肋拱頂較經(jīng)濟(jì)，使在拱頂滿足穩(wěn)定性的條件下，拱頂自身的重量最輕。對(duì)拱頂罐的球殼進(jìn)行內(nèi)壓力作用下所產(chǎn)生的薄膜應(yīng)力的強(qiáng)度校核和外載作用下的穩(wěn)定校核。在大多數(shù)情況下后者是主要的，故只校核后者。</p><p>　　球殼的厚度一般用公式：</p><p><b>　　式（2-20）&l

74、t;/b></p><p>　　計(jì)算，但最小不得小于4mm。</p><p>　　式中：tmin——所需最小板厚，mm；</p><p>　　R——罐頂曲率半徑，m；</p><p><b>　　C——腐蝕裕量。</b></p><p>　　1、光球殼穩(wěn)定性校核</p><

75、;p><b>　　式（2-21）</b></p><p>　　式中: Pcr——穩(wěn)定許用載荷，kgf/cm2；</p><p>　　E——鋼的彈性模量，kgf/cm2；</p><p>　　t——球殼厚度，mm；</p><p>　　R——球殼曲率半徑，m。</p><p><b&g

76、t;　　穩(wěn)定性驗(yàn)算應(yīng)滿足：</b></p><p>　　式中： P——拱頂?shù)脑O(shè)計(jì)外壓力</p><p>　　Pcr——許用壓力。</p><p><b>　　筋條球殼穩(wěn)定性校核</b></p><p><b>　　式（2-22）</b></p><p>　　式中：

77、 tm——帶筋條頂板的折算厚度，mm；</p><p>　　D1——帶筋條頂板徑向截面的平均抗彎剛度，kg-mm；</p><p><b>　　式（2-23）</b></p><p>　　E——鋼材的彈性模量，取E=1.63；</p><p>　　b1——緯向筋寬度，mm；</p><p>　　h

78、1——緯向筋厚度，mm；</p><p>　　L1——徑向截面上的筋（緯向筋）間距，mm；</p><p>　　n1——帶筋頂板徑向折算系數(shù)；</p><p><b>　　式（2-24）</b></p><p>　　e1——經(jīng)向截面上，組合截面形心O點(diǎn)到頂板中心面的距離，mm，圖2-5；</p><p

79、>　　圖5 帶筋頂板穩(wěn)定性校核模型</p><p><b>　　式（2-25） </b></p><p>　　E——鋼材的彈性模量，取E=1.63；</p><p>　　b2——緯向筋寬度，mm；</p><p>　　h2——緯向筋厚度，mm；</p><p>　　L2——徑向截面上的筋

80、（緯向筋）間距，mm；</p><p>　　n2——帶筋頂板徑向折算系數(shù)；</p><p><b>　　式（2-26）</b></p><p>　　e2——經(jīng)向截面上，組合截面形心O點(diǎn)到頂板中心面的距離，mm，圖2-5；</p><p>　　D——罐頂抗彎剛度，kg-mm。</p><p>　　2

81、.6.3 內(nèi)浮頂設(shè)計(jì)</p><p><b>　　1、內(nèi)浮頂?shù)妮d荷</b></p><p>　　根據(jù)API650附錄H中的要求，內(nèi)浮頂?shù)妮d荷有以下兩種，首先是在漂浮狀態(tài)下，應(yīng)能安全地承受至少兩人在浮頂上任何地方走動(dòng)，既不損害浮頂，也不會(huì)令油品溢到浮頂上去，且浮頂應(yīng)能提供2倍以上浮頂?shù)闹亓康母×Γ黄浯问窃诘臀恢螤顟B(tài)下，即非工作狀態(tài)下，支柱及浮頂應(yīng)能支撐浮頂上599pa

82、的均布載荷（自動(dòng)排液裝置載荷除外）及與工作相同的的集中載荷。另外還應(yīng)考慮到浮頂導(dǎo)向裝置與軟密封在浮頂上下運(yùn)動(dòng)中產(chǎn)生的摩擦力所形成的傾覆力矩。</p><p>　　2、內(nèi)浮盤的浮力計(jì)算</p><p>　　內(nèi)浮盤所需的浮力至少是浮盤重量的兩倍。邊緣板和穿過(guò)單盤安裝的任何開(kāi)孔接管的最小高度為160~200mm。</p><p>　　內(nèi)浮盤漂浮狀態(tài)下的滲液深度可根據(jù)下兩式

83、聯(lián)立求解。</p><p><b>　　式（2-27）</b></p><p>　　求解得： 式（2-28） 式中：T——內(nèi)浮盤正常漂浮狀態(tài)下的滲液深度，cm；&l

84、t;/p><p>　　R0——內(nèi)浮盤半徑，m；</p><p>　　——儲(chǔ)液重度，Kg/cm3；</p><p>　　Q2——邊緣環(huán)代重量，Kg；</p><p>　　T0——理想狀態(tài)下的滲液深度，cm，</p><p>　　P——內(nèi)浮盤單位面積的重量，Kg/cm2， </p><p>

85、;　　Q1——浮盤及附件的總重，Kg；</p><p>　　在內(nèi)浮盤的浮力設(shè)計(jì)中不考慮浮盤漏損而引起的內(nèi)浮盤沉沒(méi)問(wèn)題，它需要依靠加強(qiáng)施工檢驗(yàn)，嚴(yán)格控制焊縫質(zhì)量來(lái)解決。</p><p>　　3、主要結(jié)構(gòu)梁的強(qiáng)度和浮力的校核</p><p>　　在浮頂安裝前，有必要對(duì)主要結(jié)構(gòu)梁的強(qiáng)度和浮力進(jìn)行校核。</p><p>　　主要參數(shù)：罐徑：13m，容

86、積：Ｖ＝1500m3</p><p>　　儲(chǔ)存介質(zhì)：汽油，介質(zhì)密度：790kg/m3；</p><p>　　浮頂結(jié)構(gòu)：“Ｔ”型；</p><p>　　計(jì)算模型：將各支點(diǎn)視為鉸接點(diǎn)，浮梁支腿間距離最大尺寸為13m，因此取Lmax＝1300cm，且將計(jì)算模型視為單跨靜定簡(jiǎn)支梁（見(jiàn)圖6）。</p><p>　　安裝狀態(tài)時(shí)，內(nèi)浮頂處于無(wú)浮力狀態(tài)，外加

87、荷載以二人體重150集中荷載所決定的設(shè)計(jì)荷載值Ｐ計(jì)算，取其最危險(xiǎn)的載面校核。</p><p><b>　?。?）強(qiáng)度校核</b></p><p>　　浮梁最危險(xiǎn)截面強(qiáng)度校核：</p><p>　　δmax=Mmax×(e/j) 式（2-29）</p>&l

88、t;p>　　=(150/2)(1300/2)(10.2639/435)</p><p>　　=1150.24 kg / cm =11.50 kg / mm2</p><p>　　[δ]=13.5kg/mm2 >δmax,　因而浮梁抗彎強(qiáng)度足夠。</p><p>　　浮梁接頭最危險(xiǎn)截面強(qiáng)度校核（見(jiàn)圖7）。最危險(xiǎn)斷面a-a及b-b截面尺寸均為寬ｂ=3mm，高

89、h=38mm矩形截面。</p><p>　　最危險(xiǎn)截面與支點(diǎn)間距為25mm。</p><p><b>　　最危險(xiǎn)截面慣性矩</b></p><p>　　J=bh/12=（0.3×3.8）/12 =1.3718 cm4 式（2-30）</p><p>　　δmax=Mmax&

90、#215;(e/j)=(150/2)×(2.5)×(1.9/1.3718)=2.59kg/mm2 式（2-31） </p><p>　　[δ]=13.5 kg / mm2 </p><p>　　δmax < [δ]，接頭強(qiáng)度足夠。</p><p>　?。?）浮頂?shù)母×π：?/p>

91、</p><p>　　圖6 強(qiáng)度校核計(jì)算模型 圖7 浮梁危險(xiǎn)截面計(jì)算模型 </p><p>　　浮頂?shù)淖灾谿=1082 kg，浮梁總長(zhǎng)度L=12.9 m,每米浮梁產(chǎn)生的浮力F（介質(zhì)的密度以汽油790kg/m3 計(jì)且按SH3046－92標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，只計(jì)浮筒部分浮力）。</p><p>　　F=(0.165/2)2 ×

92、; 3.14×1×790＝16.892 kg / m 式（2-32）</p><p>　　浮梁所提供的總浮力：</p><p>　　W=129×16.892=2179.068 kg 式（2-33）</p><p>　　浮梁浮力自重

93、比：W/G=2179.068/1082= > 2,符合標(biāo)準(zhǔn)要求。</p><p><b>　　4、浮船的抗沉計(jì)算</b></p><p>　　浮船的下沉深度不得大于浮船外邊緣板的高度b3，且至少留出5~10cm余量，即：</p><p><b>　　式（2-34）</b></p><p>　　

94、式中：T——浮船底板傾角=0時(shí)下沉的最大深度，cm；</p><p>　　T0a——浮船底板傾角角引起的滲液深度的附加量，cm；</p><p>　　浮船最大的下沉深度T為：</p><p><b>　　式（2-35）</b></p><p><b>　　式中：</b></p><

95、;p><b>　　令 </b></p><p><b>　　則：</b></p><p>　　2.6.4 罐頂?shù)娜丝缀蜋z查孔</p><p>　　油罐的固定頂和內(nèi)浮頂上應(yīng)至少各設(shè)1個(gè)DN600的人孔，固定頂上宜設(shè)置沿四周均布的目視檢查孔，且不得少于4個(gè)。</p><p><b>　　

96、2.7 抗震設(shè)計(jì)</b></p><p>　　在地震時(shí)，儲(chǔ)罐是受地震損害最嚴(yán)重的設(shè)備之一，往往是由于儲(chǔ)罐內(nèi)物料受地震力而晃動(dòng)導(dǎo)致罐體變形、裂縫，物料大量外流而引起火災(zāi)、爆炸等事故發(fā)生。由于儲(chǔ)罐抗震性能不好且抗震措施未能完善的解決，所以在近年來(lái)國(guó)內(nèi)外地震中，儲(chǔ)罐的震害屢見(jiàn)不鮮，更為嚴(yán)重的是儲(chǔ)罐的損壞有時(shí)還伴隨著火災(zāi)，爆炸和環(huán)境污染等次生災(zāi)害。因此抗震設(shè)計(jì)是目前儲(chǔ)罐的研究的熱門。</p>&

97、lt;p>　　2.7.1 傾覆力矩的計(jì)算</p><p><b>　　式（2-36）</b></p><p>　　式中： M ——水平地震載荷對(duì)罐底底面的彎矩，kgf-cm；</p><p>　　Q0——水平地震的載荷，kgf；</p><p>　　H——罐底底面至液面的高度，m；</p><p

98、><b>　　Q0按下式計(jì)算： </b></p><p>　　式中： CZ——綜合影響系數(shù)，對(duì)常壓立式油罐，取CZ=0.40;</p><p>　　——地震影響系數(shù)最大值，與地震烈度有關(guān)；</p><p>　　W0——產(chǎn)生載荷的油罐總重量，W按下式計(jì)算。</p><p>　　式中： W′——罐內(nèi)儲(chǔ)液重量，kgf；&

99、lt;/p><p>　　Ft——?jiǎng)右合禂?shù)，由H/R查表選??；</p><p>　　R——底層圈板的內(nèi)半徑，cm 。</p><p>　　2.7.2 罐壁壓應(yīng)力計(jì)算</p><p>　　底層壁板的最大壓應(yīng)力可按下式計(jì)算</p><p><b>　　式（2-37）</b></p><p

100、>　　式中： ——底層壁板的最大壓應(yīng)力，kgf/cm2；</p><p>　　N——底層壁板底部的垂直載荷，包括罐體自重和保溫層重，kgf；</p><p>　　A——底層壁板的截面積，cm2；</p><p>　　W——底層壁板的截面系數(shù)，cm3；</p><p>　　D——油罐的直徑，cm；</p><p>

101、　　t——油罐底層壁板的厚度，cm 。</p><p>　　2.7.3 罐壁臨界壓應(yīng)力及其校核</p><p>　　臨界許用壓應(yīng)力可按下式計(jì)算</p><p><b>　　式(2-38)</b></p><p>　　式中： ——臨界許用壓應(yīng)力，kgf/cm2 。</p><p>　　當(dāng)時(shí)，說(shuō)明在設(shè)

102、計(jì)預(yù)測(cè)的地震情況下，油罐安全。</p><p>　　國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)«建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范»GB50009-2001規(guī)定在地震烈度為七度或七度以上時(shí)（烈度為九度區(qū)為不適宜建罐區(qū)）必須采取抗震措施。為減少地震力，日本的經(jīng)驗(yàn)是在儲(chǔ)罐內(nèi)采取增設(shè)擋板的措施，好比農(nóng)民挑水時(shí)水桶內(nèi)往往放兩塊木板的道理。由于本設(shè)計(jì)中的儲(chǔ)罐，工作環(huán)境為湖北地區(qū)，而湖北地區(qū)的地震烈度為六度，故在抗震措施上不用過(guò)多的考慮。</p>

103、;<p>　　2.8 儲(chǔ)罐的附屬設(shè)施</p><p>　　附屬設(shè)施主要包括：透光孔、通風(fēng)孔、清掃孔、量油孔、呼吸閥等已形成標(biāo)準(zhǔn)化，可根據(jù)油罐容量合理選用。對(duì)不同類型的儲(chǔ)罐還有物料管線，安全設(shè)施以及檢測(cè)儀表等附屬設(shè)施。 </p><p>　　2.8.1 油罐附件</p><p>　　油罐附件是油罐自身的重要組成部分。它的設(shè)置按其作用可分

104、成4種類型： </p><p>　　1、保證完成油料收發(fā)、儲(chǔ)存作業(yè)，便于生產(chǎn)、經(jīng)營(yíng)管理。 </p><p>　　2、保證油罐使用安全，防止和消除各類油罐事故。 </p><p>　　3、有利油罐清洗和維修。 </p><p>　　4、能降低油品蒸發(fā)損耗。 </p><p>　　油罐除一些通用附件外，盛裝不同性質(zhì)油品，用

105、于不同結(jié)構(gòu)類型的油罐，還應(yīng)配置具有專門性能的附件，以滿足安全與生產(chǎn)的特殊需要。</p><p>　　對(duì)內(nèi)浮頂油罐，其專用附件有：通氣孔、氣動(dòng)液位訊號(hào)器、量油導(dǎo)向管、導(dǎo)向防轉(zhuǎn)裝置、靜電導(dǎo)出裝置、帶芯人孔等。</p><p>　　1）、透光孔和量油孔：用于檢查罐內(nèi)情況及測(cè)量油位,根據(jù)需要設(shè)置。</p><p>　　2）、排污孔：排污孔設(shè)置在儲(chǔ)罐底部最低位置,放水管可兼作

106、排污管。</p><p>　　3）、梯子和欄桿：高度大于5m的立式儲(chǔ)罐,應(yīng)采用盤梯或斜梯。梯子外側(cè)和罐頂操作區(qū)應(yīng)設(shè)欄桿。</p><p>　　4）、人孔：人孔的數(shù)量應(yīng)根據(jù)儲(chǔ)罐大小及維修要求設(shè)置。通常在罐頂設(shè)1個(gè)人孔,在罐壁設(shè)1個(gè)或多個(gè)人孔。人孔應(yīng)設(shè)在方便操作的位置,并避開(kāi)罐內(nèi)附件。對(duì)內(nèi)浮頂儲(chǔ)罐,在其固定頂上應(yīng)設(shè)置不少于1個(gè)DN500mm或DN600mm的人孔；在內(nèi)浮頂上應(yīng)設(shè)置不少于1個(gè)DN

107、600mm的人孔;在內(nèi)浮頂支撐高度以上及以下的罐壁上宜各設(shè)不少于1個(gè)DN600mm的人孔。</p><p>　　5）、導(dǎo)向防轉(zhuǎn)裝置：導(dǎo)向管可以兼作量液管，多用于鋼制內(nèi)浮頂罐，鋁制內(nèi)浮頂多采用鋼絲繩作為導(dǎo)向防轉(zhuǎn)裝置。</p><p>　　6）、防雷和防靜電接地：對(duì)于爆炸危險(xiǎn)場(chǎng)所,儲(chǔ)罐應(yīng)按規(guī)范要求做防雷和防靜電接地設(shè)計(jì)。鋼制儲(chǔ)罐的防雷接地裝置可兼作防靜電接地用。其主要作用是使浮頂和儲(chǔ)罐保持相等

108、的電位，防止靜電的危害，保證儲(chǔ)罐安全運(yùn)轉(zhuǎn)。</p><p>　　浮管式鋁制內(nèi)浮頂罐的主要附件包括：浮頂支柱、密封裝置、導(dǎo)靜電裝置、真空閥、防旋轉(zhuǎn)裝置、量油孔、人孔、油品入口擴(kuò)散管、罐壁通氣孔、罐頂通氣孔等。</p><p>　　2.8.2 汽油罐的安全設(shè)施</p><p>　　對(duì)于輕油罐配備的專用附件有：呼吸閥擋氣板、防火器、機(jī)械呼吸閥、泡沫發(fā)生器、液壓安全閥。其作

109、用分別如下：</p><p>　　1）、吸閥擋氣板：防止空氣進(jìn)入油罐時(shí)直沖油面，油面上的油品蒸汽氣體層就不會(huì)被沖散，因此可減少油品的蒸發(fā)損耗。</p><p>　　2）、防火器：防火器又稱油罐阻火器，是油罐的防火安全設(shè)施，它裝在機(jī)械呼吸閥或液壓安全閥下面，內(nèi)部裝有許多銅、鋁或其它高熱容金屬制成的絲網(wǎng)或皺紋板。當(dāng)外來(lái)火焰或火星萬(wàn)一通過(guò)呼吸閥進(jìn)入防火器時(shí)，金屬網(wǎng)或皺紋板能迅速吸收燃燒物質(zhì)的熱量

110、，使火焰或火星熄滅，從而防止油罐著火。它的作用有二，一是吸熱，使燃燒氣體的溫度降到閃點(diǎn)以下，將火焰熄滅。二是隔火，使火焰，火花不至于進(jìn)入油罐。</p><p>　　3）、機(jī)械呼吸閥：調(diào)整儲(chǔ)油罐的壓力。</p><p>　　4）、泡沫發(fā)生器：當(dāng)混合氣液沿管道流過(guò)泡沫發(fā)生器孔板時(shí)，突然節(jié)流，流速隨之增大，造成負(fù)壓，使大量空氣吸入泡沫發(fā)生器內(nèi)，形成空氣泡沫，將火熄滅。</p>&l

111、t;p>　　5）、液壓安全閥：選用呼吸閥時(shí)應(yīng)同時(shí)選用直徑相同的液壓安全閥，液壓安全閥是為提高油罐更大安全使用性能的又一重要設(shè)備，它的工作壓力比機(jī)械呼閥要高出5~10%。正常情況下，它是不動(dòng)的，當(dāng)機(jī)械呼吸閥因閥盤銹蝕或卡住而發(fā)生故障或油罐收付作業(yè)異常而出現(xiàn)罐內(nèi)超壓或真空度過(guò)大時(shí)，它將起到油罐安全密封和防止油罐損壞作用。</p><p>　　2.8.3 物料的管線設(shè)計(jì) </p><p>

112、<b>　　1）、進(jìn)料管　</b></p><p>　　儲(chǔ)罐進(jìn)料管應(yīng)從罐體下部接入, 以免物料流入時(shí)產(chǎn)生靜電,也可使罐內(nèi)液體按一定方向流動(dòng)。當(dāng)可燃液體進(jìn)料管需從儲(chǔ)罐上部接入時(shí),應(yīng)沿罐內(nèi)壁延伸到距儲(chǔ)罐底200處。</p><p><b>　　2) 、出料管　</b></p><p>　　出料管應(yīng)設(shè)在罐體下部，管口高度可根據(jù)排

113、出要求及儲(chǔ)存物料的清潔程度而定。對(duì)于有分水要求的油品儲(chǔ)罐或有雜質(zhì)沉積的物料儲(chǔ)罐,出料口的位置應(yīng)適當(dāng)高些。清凈物料的出料口可設(shè)置在罐壁的最低點(diǎn)。</p><p><b>　　3) 、排凈管　</b></p><p>　　儲(chǔ)罐維修、清洗或變換儲(chǔ)存物料時(shí),需通過(guò)排凈管排凈。排凈管接口應(yīng)設(shè)在儲(chǔ)罐的最低處。排凈口也可與物料出口合并使用。當(dāng)排凈口設(shè)在罐底時(shí)，儲(chǔ)罐基礎(chǔ)要為排凈口留出

114、安裝維修的空間。</p><p><b>　　4) 、放水管　</b></p><p>　　當(dāng)儲(chǔ)存物料在靜置儲(chǔ)存中有水在罐底沉積時(shí),應(yīng)設(shè)放水管。放水管接口設(shè)在儲(chǔ)罐的底部。</p><p>　　2.8.4 檢測(cè)控制儀表</p><p>　　1) 、溫度計(jì)：應(yīng)在儲(chǔ)罐側(cè)壁安裝就地指示溫度計(jì)。低溫常壓液體儲(chǔ)罐應(yīng)設(shè)溫度指示儀。對(duì)罐

115、內(nèi)設(shè)有蒸汽加熱器的儲(chǔ)罐,為防止物料加熱超溫,宜設(shè)溫度控制及報(bào)警系統(tǒng)。重要的溫度高低溫報(bào)警宜引至控制室監(jiān)控。</p><p>　　2) 、壓力計(jì)：低溫常壓液體儲(chǔ)罐和設(shè)有氮封系統(tǒng)的儲(chǔ)罐,應(yīng)設(shè)置就地壓力計(jì)和壓力控制系統(tǒng)。重要的壓力高、低報(bào)警宜引至控制室監(jiān)控。</p><p>　　3) 、流量計(jì)：因生產(chǎn)管理需要,要求記錄流入、流出物料量時(shí),應(yīng)在儲(chǔ)罐(或罐組)進(jìn)出界區(qū)的物料管線上設(shè)置流量計(jì),流量計(jì)應(yīng)

116、具有指示(或記錄)累記功能。作為接納生產(chǎn)裝置界區(qū)外原料或向界區(qū)外輸出產(chǎn)品的儲(chǔ)罐,選用的流量計(jì)要具有足夠的精度。</p><p>　　4) 、液位計(jì)：各儲(chǔ)罐均應(yīng)設(shè)液位計(jì)。根據(jù)操作需要,液位計(jì)的功能有就地指示、液位控制和高低液位報(bào)警?？扇家后w的儲(chǔ)罐除設(shè)置液位計(jì)外,還應(yīng)設(shè)高低位報(bào)警器（防止過(guò)量充液造成災(zāi)害性事故）,必要時(shí)可設(shè)自動(dòng)聯(lián)鎖切斷進(jìn)液裝置或自動(dòng)聯(lián)鎖停出料泵。</p><p>　　2.9 儲(chǔ)

117、罐基礎(chǔ)的設(shè)計(jì)</p><p>　　油罐基礎(chǔ)對(duì)保證油罐安全使用有重要的意義。對(duì)于內(nèi)浮頂罐來(lái)說(shuō)，如果儲(chǔ)罐基礎(chǔ)出現(xiàn)過(guò)大的偏斜沉降，儲(chǔ)罐罐壁將隨之變形，使圓形的罐壁筒圈呈橢圓形，從而影響浮頂?shù)纳?。?chǔ)罐基礎(chǔ)受荷載作用后變形的控制，是儲(chǔ)罐基礎(chǔ)設(shè)計(jì)中應(yīng)重點(diǎn)考慮的問(wèn)題。為了滿足油罐的安裝精度，油罐基礎(chǔ)的承載能力及沉陷量必須符合使用要求。</p><p>　　2.9.1 儲(chǔ)罐基礎(chǔ)的選型</p>

118、<p>　　儲(chǔ)罐基礎(chǔ)的選型，應(yīng)根據(jù)儲(chǔ)罐的形式、容積、地質(zhì)條件、材料供應(yīng)情況、業(yè)主要求及施工技術(shù)條件、地基處理方法和經(jīng)濟(jì)合理性等條件綜合考慮。</p><p>　　根據(jù)油罐基礎(chǔ)破壞機(jī)理及其使用要求可將它分為3類：①護(hù)坡式基礎(chǔ);②環(huán)墻式基礎(chǔ);③外環(huán)墻式基礎(chǔ)。</p><p>　　當(dāng)儲(chǔ)罐直徑D＞8m時(shí)，基底壓力一般超過(guò)100，通?？刹捎铆h(huán)墻式基礎(chǔ),亦可采用護(hù)坡式基礎(chǔ)。其優(yōu)點(diǎn)是混凝土