20000立方米原油储罐设计毕业设计(论文)说明书

喵星人理工大学 111 毕毕业业设设计计说说明明书书 设计 论文 题目 设计 论文 题目 2000020000 立方米内浮顶原油储罐设计立方米内浮顶原油储罐设计 学生姓名 学生姓名 学学 号号 专业班级 专业班级 学学 部 部 指导教师 指导教师 2015 年 1 月 96 日 喵星人理工大学 I 摘 要 工程设什为实例 总结大型内浮顶原油储罐的设计 对大于32 m直径带肋 拱顶进行了设计分析对内浮顶储罐与固定顶储罐进行了比较 从罐体的配置 作用 制造和检验等方面阐述了内浮顶储罐的罐体设计技术要求 并就内浮顶 储罐的发展 储罐的用途特点 储罐的主要组成部分 油罐主体材质 罐壁厚 度计算 罐底结构形式 内浮顶结构形式 油罐附件 储罐的安全使用等进行 了详细分析 论述了内浮顶储罐的相关事项及步骤 关键词关键词 内浮顶储罐 固定顶储罐 通气孔 扩散管 量油孔 导向管 大 型储罐 喵星人理工大学 II AbstractAbstract Based on the engineering design work of 20 000 m3 large roof c0ne bottc m avfiationkerosene tank make the design analysis of over 32 m diameter roof with rib Comparison was made for inter floating roof tank with fixing roof tank shell design technical requirements for shell of inter floating rooftank were described from aspects of lay2out of shell function fabrication and inspection etc the relevant matters and the reformation procedures werediscussed for reforming from fixing roof tank to inter floating roof tank KeyKey wordswords inter floating roof tank fixing roof tank venting hole spreading tube hole for oil measure guide tube large tank roof design 喵星人理工大学 III 目 录 摘 要 I ABSTRACT II 第 1 章内浮顶储罐引言 1 1 1 国内外汽油储罐的发展概况 1 1 2 内浮顶储罐概述 1 1 2 1 内浮顶储罐的结构形式 1 1 2 2 内浮顶罐的构成及特点 1 第 2 章 内浮顶油罐的设计计算 3 2 1 内浮顶油罐的设计思想和参数的确定 3 2 2 罐总体尺寸的确定 3 2 2 1 储罐内径和高度的确定 3 2 2 2 内浮顶所占容积和有效容积的估算 4 2 3 材料的选择 5 2 4 罐壁设计 5 2 4 1 壁厚的确定 6 2 4 2 罐壁的设计厚度 6 2 4 3 罐壁的设计外压 7 2 4 4 加强圈设计 8 2 4 5 罐壁的开孔及开孔补强 9 2 5 罐底设计 10 2 5 1 排版形式 10 2 5 2 罐底的应力计算 11 2 6 罐顶设计 13 2 6 1 固定顶设计 13 2 6 2 球壳设计 14 2 6 3 内浮顶设计 16 2 6 4 罐顶的人孔和检查孔 19 2 7 储罐的附属设施 19 2 7 1 油罐附件 19 2 7 2 原油罐的安全设施 20 2 7 3 物料的管线设计 21 2 7 4 检测控制仪表 21 喵星人理工大学 IV 第 3 章 储罐设计的经济评价 23 3 1 评价的意义 23 3 2 评价的指标 23 3 3 评价指标分析 24 3 4 结论 25 结论 26 参考文献 27 致 谢 29 喵星人理工大学 1 第第 1 1 章内浮顶储罐引言章内浮顶储罐引言 1 11 1 国内外汽油储罐的发展概况国内外汽油储罐的发展概况 长期以来 我国库存轻质油品 广泛采用固定顶油罐和浮顶油罐 由于固定顶油 罐在存贮和收发油品时存在 小呼吸 和 大呼吸 油品蒸发损耗较大 而且会因 为油气逸散到空气中造成环境污染 危害人们身体健康 因此油品及化学品的蒸发损 耗一直是石油 化学工业关心的问题 人们最初关心的是经济损失和安全 近年来还 关心生态 环境保护方面的问题 为了较经济有效地解决这个问题 世界上发达国家 如美国 法国 前苏联早在五 六十年代相继开始研制浮顶油罐 我国直到 70 年代 末期才开始研制 由于浮顶罐能降低损耗 减少环境污染 主要用于储存原油 汽油 柴油 煤油等介质 随着内浮顶技术的发展 汽油和航空原油大多数采用内浮顶罐 新建的外浮顶罐几乎都用于储存原油 1 21 2 内浮顶储罐概述内浮顶储罐概述 1 2 11 2 1 内浮顶储罐的结构形式内浮顶储罐的结构形式 长期以来 贮存油品及化学品的固定顶储罐的蒸发损耗问题倍受关注 以汽油贮 存为例 固定顶储罐的蒸发损失高达9 而采用浮顶储罐则可减少蒸汽损耗98 4 以 上 且保护了环境 浮顶储罐有外浮顶和内浮顶2 种结构形式 外浮顶储罐 即敞顶 罐 无固定顶 贮液质量易受外界的影响 在严寒地区还会因积雪太厚及密封圈冻结 而难以使用 因此 外浮顶储罐已逐渐被内浮顶储罐所取代 内浮顶储罐是安装有内 浮盘的固定顶储罐 由于内浮顶储罐兼有外浮顶储罐和固定顶储罐的主要优点 因此 被誉为 全天候储罐 内浮顶储罐内安装的内浮盘及其密封装置 导向装置 防旋 转装置 静电导出装置以及自动通气阀等部件均由内浮盘制造商设计 制造及安装 1 2 21 2 2 内浮顶罐的构成及特点内浮顶罐的构成及特点 内浮顶储罐主要由罐体 内浮盘 密封装置 导向和防转装置 静电导出设施 通气孔 高液位报警器等组成 为避免浮顶漏损沉没 多采用带有环形隔舱的内浮顶 或采用双盘式内浮顶以增加浮盘的浮力及安全性 后者还起隔热作用 钢制的内浮盘的浮顶储罐在美国石油学会 API 称为 带盖的浮顶罐 而称铝 制 或非金属 浮盘为 内浮顶罐 而这两种形式的的储罐在国内均称为内浮顶储 罐 这种罐的顶部为拱顶与浮顶的结合 外部为拱顶 内部为浮顶 内部的浮顶可减 少油品的蒸发损耗 而外部的拱顶又可避免雨水 尘土等异物从环形空间进入罐内 由于具有浮顶罐和拱顶罐的优点 这种罐主要用于储存航空原油 汽油等要求高的油 喵星人理工大学 2 品 内浮顶油罐罐体外形结构与拱顶油罐大体相同 与浮顶油罐相比 它多了一个固 定顶 这对改善油品的储存条件 特别是防止雨水杂质进入油罐和减缓密封圈的老化 有利 同时内浮顶也能有效的减少油品的损耗 所以内浮顶油罐同时兼有固定顶油罐 和浮顶油罐的特点 从耗钢量比较 虽然内浮顶油罐比浮顶油罐增加了一个拱顶 但 也省去了罐壁和罐顶周围的抗风圈 加强环 滑动扶梯和折水管等 因此总耗钢量仍 略少于浮顶油罐 内浮顶罐的详细特点如下 1 内浮顶储罐不是固定顶罐和浮顶罐的简单迭加 由于结构上的特殊性 与固定 顶储罐相比有以下特点 储液的挥发损失少 由于内浮盘直接与液面接触 液相无挥发空间 从而减少 发损失 85 90 由于液面没有气相空间 所以减轻了罐体 罐壁与罐顶 的腐蚀 延长了储罐 的寿命 由于液面覆盖内浮盘 使储液与空气隔离 故大大地减少了空气的污染 减少 了着火爆炸的危险 易于保证储液的质量 特别适用于储存高级汽油和喷气燃料 也 适合储存有害的石油化工产品 在结构上可取消呼吸阀及罐顶冷却喷淋设施 易于老罐改造成内浮顶罐 并取消呼吸阀 阻火器等附件 投资少 经济效益 明显 2 内浮顶罐与外浮顶罐相比有如下特点 内浮顶罐又称 全天候 储罐 由于有顶盖密封能有效地防止风 沙 雨 雪 灰尘污染储液 在各种气候条件下均能正常操作 不管寒冷多雪 风沙频繁或是炎热 多雨地区储存高级油品或喷气燃料等严禁污染的储液特别适宜 在相同密封的条件下 内浮顶储罐可以进一步降低蒸发损耗 这是因为固定顶 的遮挡以及固定顶与内浮盘之间静止的空气层 有较好的隔热效果 并使蒸发损失进 一步减少 内浮顶储罐的内浮盘没有雨雪载荷 浮盘负荷小 结构简单 轻便 浮盘上可 以省去中央排水罐 转动扶梯 挡雨板等 易于施工和维护 由于有固定顶的遮挡 内浮盘周边的密封装置避免了日光直接照射而老化 节省材料 易于施工和维护 喵星人理工大学 3 第第 2 2 章章 内浮顶油罐的设计计算内浮顶油罐的设计计算 2 12 1 内浮顶油罐的设计思想和参数的确定内浮顶油罐的设计思想和参数的确定 内浮顶油罐总的设计思想是在设计容积给定的情况下 如何使设计出的油罐达到 最低的工程造价和材料消耗 同时又满足罐壁强度和稳定性要求 储罐的设计参数主要有 设计温度 设计压力 风及地震载荷 油罐的直径 高 度 容量等 根据储罐所盛装的介质 原油 及工作环境确定设计温度为 90 设计压力为C 0 常压 储液密度 840kg m3 腐蚀裕量 1mm 2 22 2 罐总体尺寸的确定罐总体尺寸的确定 储罐总体尺寸的确定主要坚持两个原则 即材料最省和费用最省 2 2 12 2 1 储罐内径和高度的确定储罐内径和高度的确定 根据储罐总体尺寸确定的两个原则 前人将计算储罐内径的方法归纳为下表 表表 1 储罐的经济尺寸储罐的经济尺寸 罐壁情况储罐形式按材料最省的经济尺寸按费用最省的经济尺寸 小型敞口储罐 H RH R 等壁厚 小型封闭储罐 H 2RH 2R 不等壁厚大型封闭储罐 H 1 32 2C CC H 当容积大于 1000时采用不等壁厚的储罐 若把罐壁和罐顶看作相同的费用 3 m 并且分别为罐底费用的两倍时 其经济尺寸看来合理些 按此算得容积8 3DH 为 20000的储罐 高度为 24 26m 直径为 34m 储罐为 矮胖形 取 3 m H 24 26m D 34m 计算容积为 V 4 D2 H 22015 3 m 对于立式圆筒性形储罐 可通过建立立式圆筒储罐罐体质量函数关系并求取极 小值 同时引入质量折算系数的概念 在遵循 JB T4735 1997 钢制焊接常压容器 原 则的基础上 推导出立式圆筒储罐最经济内径的计算公式 最后应用数值理论反复 迭代的方法来确定储罐的最经济内径值 计算过程可参考文献 16 由此计算的储 罐的最经济内径值可归纳为下表 喵星人理工大学 4 表表 2 储罐的最经济内径值储罐的最经济内径值 V 3 m 罐体材料 碳钢 不锈钢 mm is D 碳钢 不锈钢 V 3 m 罐体材料 碳钢 不锈钢 mm is D 碳钢 不锈钢 20Q235 A F 不锈 钢 3050 2900900Q235 A 不锈钢11600 11600 30Q235 A F 不锈 钢 3500 33501000Q235 A 不锈钢12150 12150 50Q235 A F 不锈 钢 4100 39501500Q235 A 不锈钢14300 14400 80Q235 A 不锈钢4800 46502000Q235 A 不锈钢16250 16450 100Q235 A 不锈钢5100 49502500Q235 A 不锈钢17750 18150 150Q235 A 不锈钢5800 56503000Q235 A 不锈钢19250 19750 200Q235 A 不锈钢6400 62503500Q235 A 不锈钢20550 20850 250Q235 A 不锈钢6900 67004000Q235 A 不锈钢22100 22250 300Q235 A 不锈钢7350 71005000Q235 A 不锈钢24350 24900 400Q235 A 不锈钢8100 78506000Q235 A 不锈钢26600 27150 500Q235 A 不锈钢8700 8450700020R 不锈钢27550 29050 600Q235 A 不锈钢9250 8950800020R 不锈钢29250 31050 700Q235 A 不锈钢9600 10500900020R 不锈钢31100 无 800Q235 A 不锈钢1100 111002000016MnR 不锈钢34000 无 上述两种理论确定的内径和高度与 HG 21502 2 92 化工钢制立式圆筒形内浮顶 储罐系列标准 提供的数据有些出入 这主要是考虑载荷 占地面积及许用容积等方 面的因素 本文的设计以 HG 21502 2 92 给定的参数为准 HG 21502 2 92 提供的公 称容积为 20000的储罐的参数如下 3 m 计算容积 22015 储罐内径 34000mm 罐壁高度 23710mm 拱顶高度 3 m 24080mm 总高 24260mm 罐壁底圈到第八圈的厚度 mm 分别为 8 7 6 6 6 6 6 6 储罐总重 162652Kg 2 2 22 2 2 内浮顶所占容积和有效容积的估算内浮顶所占容积和有效容积的估算 1 内浮顶占罐体的有效高度 喵星人理工大学 5 根据内浮顶使用有关规定 放油时罐内应保持 1 4m 的高度 防止浮盘落架 卡 盘 收放油时油罐本身的高度减少 1 4m 进油时顶部有 1 2m 的空间 不包括圆顶部 分 因此 mH6 22 14 1 浮 2 储罐的有效容积 上面确定了 20000储罐的高度 H 23 71m 所以内浮顶所占储罐的容积为 3 m 式 2 1 3 2 219320000 71 23 6 2 mV 浮 储罐的有效容积为 3 8 178062 219320000mVVV 浮总有效 2 32 3 材料的选择材料的选择 1 储罐的用材按类别可分为 碳钢 碳素钢和低合金钢 不锈钢 铝及其合金 2 储罐主要用材的选择 储罐用材的选择应根据储罐的设计温度 最低和最高设计温度 物料的特性 腐蚀性 毒性 易爆性等 钢材的性能和使用限制 在保证各部位安全 可靠的基 础上节省投资的原则 在满足其他条件的情况下优先选用碳素钢 3 罐壁和罐底的边板对选材来说是最重要地 也是最难于判断的 由强度决定的罐 壁部分 罐底的边缘板 或简称边板 人孔接管 补强板在原则上应选择同一种材科 罐底的中幅板 罐顶及肋板 抗风圈 加强圈等一般可选用 Q235 A Q235 B 或 Q235 A F 牌号钢材 由 1000至 20000的小型油罐由强度决定的罐壁部分的选材 根据用途及建 3 m 3 m 罐地区最低日平均温度分别采用 Q235 B 和 Q235 A F 当这些小型油罐锗存汽油时 则根据建罐地区的最低日平均温度选取不同材料 当最低日平均温度在 10以上时 取 Q235 B 在 10 20时取 Q235 A F C 0 C 0 油罐的其他部分 如罐底的中幅板 罐顶 抗风圈 加强圈等一般可选用 Q235 B 或 Q235 A F 4 罐壁材料三项基本要求 罐壁材料的三项基本要求是强度 可焊性和冲击韧性 三者全都重要不个可偏废 根据以上原则 储罐的主体材料选择 16MnR Q235 B 板材宽度 2 97m 喵星人理工大学 6 2 42 4 罐壁设计罐壁设计 工程设计中罐壁厚度通常由三种方法确定 即 1 定点法 用于容积较小的储罐 直径小于 60 米 2 变点法 此方法适用于 L H 1000 6 的储罐 3 应力分析法 此方法适用于 L H 1000 6 的储罐 对于容积较小的储罐 采用定点法设计罐壁厚度计算简便 结果也足够安全 2 4 12 4 1 壁厚的确定壁厚的确定 罐壁的设计首先要确定壁厚 在罐壁中环向应力是占控制地位的 因而壁厚是根 据环向应力确定的 壁厚一般可按下式计算 式 2 2 C HD t 2 3 0 式中 t 罐壁按强度要求的最小壁厚 毫米 D 油罐的直径 米 H 由所计算的那圈壁板的底边至罐壁顶端的垂直距离 米 贮液的比重 当贮液的实际比重小于 1 时 取 1 焊缝系数 根据我国目前的焊接水平和焊缝质量检查的具体情况 可 取 0 90 许用应力 可按进行计算 为材料规定的最低屈服极 S 3 2 S 限 3 毫米公斤 式中 0 3 是由于下一圈板或罐底对所计算的那圈板的约束而使最大应力减低的修 正系数 C 钢板的允许负偏差及腐蚀裕量之和 毫米 钢板的允许负偏差 与钢板的厚度和宽度有关 按 2 2 式计算出的 t 值 适当向 上圆整 考虑到预制 运输 安装以及保证建成后罐壁圆度等 按 2 2 式确定的壁厚 在任何情况下不得小于按刚性要求所决定的 2 4 22 4 2 罐壁的设计厚度罐壁的设计厚度 罐壁的设计厚度按下式计算 取其中的较大值 喵星人理工大学 7 式 2 3 t CCDH t 21 1 3 00049 0 式 2 4 1 2 3 09 4CDH t 式中 储存介质时的设计厚度 mm 1 t 储存水时的设计厚度 mm 2 t 储液的密度 3 mkg H 计算的壁板底边至罐壁顶端的垂直距离 m D 储罐内直径 m 设计温度下罐壁钢板的许用应力 MPa t 常温下罐壁钢板的许用应力 MPa 焊缝系数 取 0 9 钢板或钢管的厚度负偏差 mm 取 0 6mm 1 C 腐蚀裕量 mm 取 2mm 2 C 查得 常温下 16MnR 的许用应力 设计温度下的许用应力为 MPa235 将 D 34m H 24 26m 代入上式 分别得 MPa t 157 mmt72 4 9 0157 6 2343 026 248400049 0 1 mmt98 3 9 0235 6 0343 026 249 4 2 在确定壁板的名义厚度时 不能单纯地按计算结果考虑 因为计算公式只从满足罐 体强度方面考虑了作用在罐壁上的液柱静压力 材料的许用应力以及焊接接头系数 按照上述二式计算的罐壁厚度 最上一层或者几层钢板的厚度可能会较薄 以致于制 造难度增大 确定罐体壁厚还要考虑以下几个方面的问题 1 防腐蚀 2 罐体受力 3 罐体刚度 为此罐体壁厚 可用一些经过实践证明行之有效的经验数据加以限制 喵星人理工大学 8 当油罐直径 l2 m 时 最小壁板厚度为 6 mm 当油罐直径 12 m D 15 m 时 最 小壁板厚度为 7mm 当油罐直径 15 m D max 因而浮梁抗弯强度足够 浮梁接头最危险截面强度校核 见图 7 最危险断面 a a 及 b b 截面尺寸均为宽 3mm 高 h 38mm 矩形截面 最危险截面与支点间距为 25mm 最危险截面惯性矩 J bh 12 0 3 3 8 12 1 3718 cm4 式 2 30 max Mmax e j 150 2 2 5 1 9 1 3718 2 59kg mm2 式 2 31 33 5 kg mm2 max 2 符合标准要求 4 浮船的抗沉计算 p p 2p 2 2525 L max 350cm L max 2 p 2 p 2 p q 喵星人理工大学 20 浮船的下沉深度不得大于浮船外边缘板的高度 b3 且至少留出 5 10cm 余量 即 式 2 34 105 3 oa TTb 式中 T 浮船底板倾角 0 时下沉的最大深度 cm T0a 浮船底板倾角角引起的渗液深度的附加量 cm 浮船最大的下沉深度 T 为 式 2 35 A TTTT 10 式中 T m Tt P T D Q T sin 1 1 3 82 1 1 4 3 1 2 2 1 1 2 2 1 0 0 令 sin 1 1 3 82 4 3 0 m 则 tgD b T TT T TT a10 10 0 1 1 21 1 2 6 42 6 4 罐顶的人孔和检查孔罐顶的人孔和检查孔 油罐的固定顶和内浮顶上应至少各设 1 个 DN600 的人孔 固定顶上宜设置沿四 周均布的目视检查孔 且不得少于 4 个 2 72 7 储罐的附属设施储罐的附属设施 附属设施主要包括 透光孔 通风孔 清扫孔 量油孔 呼吸阀等已形成标准化 可根据油罐容量合理选用 对不同类型的储罐还有物料管线 安全设施以及检测仪表 等附属设施 2 7 12 7 1 油罐附件油罐附件 油罐附件是油罐自身的重要组成部分 它的设置按其作用可分成 4 种类型 1 保证完成油料收发 储存作业 便于生产 经营管理 2 保证油罐使用安全 防止和消除各类油罐事故 喵星人理工大学 21 3 有利油罐清洗和维修 4 能降低油品蒸发损耗 油罐除一些通用附件外 盛装不同性质油品 用于不同结构类型的油罐 还应配 置具有专门性能的附件 以满足安全与生产的特殊需要 对内浮顶油罐 其专用附件有 通气孔 气动液位讯号器 量油导向管 导向防 转装置 静电导出装置 带芯人孔等 1 透光孔和量油孔 用于检查罐内情况及测量油位 根据需要设置 2 排污孔 排污孔设置在储罐底部最低位置 放水管可兼作排污管 3 梯子和栏杆 高度大于 5m 的立式储罐 应采用盘梯或斜梯 梯子外侧和罐顶操作 区应设栏杆 4 人孔 人孔的数量应根据储罐大小及维修要求设置 通常在罐顶设 1 个人孔 在 罐壁设 1 个或多个人孔 人孔应设在方便操作的位置 并避开罐内附件 对内浮顶储 罐 在其固定顶上应设置不少于 1 个 DN500mm 或 DN600mm 的人孔 在内浮顶上应设置 不少于 1 个 DN600mm 的人孔 在内浮顶支撑高度以上及以下的罐壁上宜各设不少于 1 个 DN600mm 的人孔 5 导向防转装置 导向管可以兼作量液管 多用于钢制内浮顶罐 铝制内浮顶多采 用钢丝绳作为导向防转装置 6 防雷和防静电接地 对于爆炸危险场所 储罐应按规范要求做防雷和防静电接地 设计 钢制储罐的防雷接地装置可兼作防静电接地用 其主要作用是使浮顶和储罐保 持相等的电位 防止静电的危害 保证储罐安全运转 浮管式铝制内浮顶罐的主要附件包括 浮顶支柱 密封装置 导静电装置 真空 阀 防旋转装置 量油孔 人孔 油品入口扩散管 罐壁通气孔 罐顶通气孔等 2 7 22 7 2 原油罐的安全设施原油罐的安全设施 对于轻油罐配备的专用附件有 呼吸阀挡气板 防火器 机械呼吸阀 泡沫发生 器 液压安全阀 其作用分别如下 1 吸阀挡气板 防止空气进入油罐时直冲油面 油面上的油品蒸汽气体层就不会被 冲散 因此可减少油品的蒸发损耗 2 防火器 防火器又称油罐阻火器 是油罐的防火安全设施 它装在机械呼吸阀或 液压安全阀下面 内部装有许多铜 铝或其它高热容金属制成的丝网或皱纹板 当外 来火焰或火星万一通过呼吸阀进入防火器时 金属网或皱纹板能迅速吸收燃烧物质的 热量 使火焰或火星熄灭 从而防止油罐着火 它的作用有二 一是吸热 使燃烧气 体的温度降到闪点以下 将火焰熄灭 二是隔火 使火焰 火花不至于进入油罐 喵星人理工大学 22 3 机械呼吸阀 调整储油罐的压力 4 泡沫发生器 当混合气液沿管道流过泡沫发生器孔板时 突然节流 流速随之增 大 造成负压 使大量空气吸入泡沫发生器内 形成空气泡沫 将火熄灭 5 液压安全阀 选用呼吸阀时应同时选用直径相同的液压安全阀 液压安全阀是为 提高油罐更大安全使用性能的又一重要设备 它的工作压力比机械呼阀要高出 5 10 正常情况下 它是不动的 当机械呼吸阀因阀盘锈蚀或卡住而发生故障或油 罐收付作业异常而出现罐内超压或真空度过大时 它将起到油罐安全密封和防止油罐 损坏作用 2 7 32 7 3 物料的管线设计物料的管线设计 1 进料管 储罐进料管应从罐体下部接入 以免物料流入时产生静电 也可使罐内液体按一 定方向流动 当可燃液体进料管需从储罐上部接入时 应沿罐内壁延伸到距储罐底 200 处 2 出料管 出料管应设在罐体下部 管口高度可根据排出要求及储存物料的清洁程度而定 对于有分水要求的油品储罐或有杂质沉积的物料储罐 出料口的位置应适当高些 清 净物料的出料口可设置在罐壁的最低点 3 排净管 储罐维修 清洗或变换储存物料时 需通过排净管排净 排净管接口应设在储罐 的最低处 排净口也可与物料出口合并使用 当排净口设在罐底时 储罐基础要为排 净口留出安装维修的空间 4 放水管 当储存物料在静置储存中有水在罐底沉积时 应设放水管 放水管接口设在储罐 的底部 2 7 42 7 4 检测控制仪表检测控制仪表 1 温度计 应在储罐侧壁安装就地指示温度计 低温常压液体储罐应设温度指示 仪 对罐内设有蒸汽加热器的储罐 为防止物料加热超温 宜设温度控制及报警系统 重要的温度高低温报警宜引至控制室监控 2 压力计 低温常压液体储罐和设有氮封系统的储罐 应设置就地压力计和压力控 制系统 重要的压力高 低报警宜引至控制室监控 3 流量计 因生产管理需要 要求记录流入 流出物料量时 应在储罐 或罐组 进 出界区的物料管线上设置流量计 流量计应具有指示 或记录 累记功能 作为接纳生 喵星人理工大学 23 产装置界区外原料或向界区外输出产品的储罐 选用的流量计要具有足够的精度 4 液位计 各储罐均应设液位计 根据操作需要 液位计的功能有就地指示 液位 控制和高低液位报警 可燃液体的储罐除设置液位计外 还应设高低位报警器 防止 过量充液造成灾害性事故 必要时可设自动联锁切断进液装置或自动联锁停出料泵 喵星人理工大学 24 第第 3 3 章章 储罐设计的经济评价储罐设计的经济评价 钢制立式油罐的技术经济评价 在油罐技术性能满足需要的情况下 直接关系到 建设单位在基建阶段投资的高低和投入使用后经济效益的好坏 一台高水平设计的油 罐 无形中会给建设单位带来可观的经济效益 因此应当是建设单位十分关心的重要 技术经济问题 3 13 1 评价的意义评价的意义 油罐设计的技术经济评价问题不仅关系到油罐建设单位在基建阶段投资和使用后 的经济效益 而且也体现了油罐设计人员的技术水平高低和技术经济意识的强烈程度 探讨这个问题 既有利于今后油罐设计中节省基建投资和增加使用效益 也可用于对 以前的油罐设计总结经验教训 因此是很有意义的 3 23 2 评价的指标评价的指标 对油罐设计的技术经济评价应包含两个部份 一是油罐建造时 基本建设阶段的 钢材耗量和投资 二是投入使用后的有效利用容积 它反映的是经济效益 在油罐基本建设阶段 其评价指标可以采用每立方米容积耗钢量 A 和容 3 kg m 积造价 C表示 为了明确评价指标 有必要对容积 耗钢量和造价的含义加 3 m元 以规定 才能进行准确的对比评价 下面予以明确规定 容积 指许用容积 即油罐使用中实际允许储存的最大容积 它不应是公称容积 也不应是几何容积 耗钢量 指罐体质量 它包含罐顶 罐壁 罐壁加强圈 抗风圈 罐底和罐上开 口附件 浮盘 但不包括油罐盘梯 对于内浮顶油罐采用铝浮盘或其它非钢材时 则 不包括浮盘质量 造价 指油罐制作安装工程的直接费 材料费 人工费 机械费 直接费是构成 油罐工程造价的基础 油罐投入使用后 其评价指标采用有效系数 B 它是油罐许用容积与几何容积 3 V 之比值 即 公称容积为 20000的储罐 按由罐壁上沿向下 1 2m 至罐 1 V 1 3 V V B 3 m 底计算的许用容积为 几何容积为 32 3 m03 209262 126 2434 4 V 喵星人理工大学 25 故有效系数 32 1 m98 2201426 2434 4 V92 0 98 22014 03 20926 1 3 V V B 对油罐设计作技术经济评价 应综合考虑油罐在两个阶段 即基本建设阶段和使 用阶段的技术经济指标 技术经济评价高的油罐设计 应该是每立方米容积耗钢量 A 小 容积造价 C 低 有效系数 B 大 这说明该油罐的建造费用低 投入使用后的有效 利用率高 经济效益好 则该油罐技术经济指标好 设计水平高 每立方米容积耗钢量 A 和容积造价 C 并不是等同的指标 二者中更主要应重视 C 值 油罐技术发展到今日 A 值已不能全面反映油罐的技术经济性能好坏了 这是因 为 同一容积的油罐可以采用不同强度的钢材 内浮顶的浮盘除了钢盘和铝盘外 还 有其他材质的浮盘 可见 每立方米容积耗钢量 A 值并不能真正反映油罐基建阶段投 资的多少 在市场经济情况下 供应钢材的品种和数量都没有困难时 人们更关心的 是投资金额的多少和资金回收年限 而对 A 值并不十分关心 但在一般情况下 A 值大 则 C 值高 由 A 值的大小可以判定 C 值的高低 因此 A 值这个指标在作技术经济评价时是有作用的 应予以保留 3 33 3 评价指标分析评价指标分析 对单台油罐设计时 在公称容积确定的情况下 油罐直径和罐壁高度的变化对油 罐占地面积大小和基础的影响是很小的 因此对土地使用成本和油罐基础费用不予考 虑 油罐投入使用后 因其直径 高度或结构不同 而带来的日常操作和维修费用的 影响也是很小的 因此这些因素也不予考虑 首先 在油罐设计时 公称容积和内径一定的情况下 应将许用容积接近但大于 公称容积 使油罐实际允许储存的最大容积大于公称容积 降低每立方米容积耗钢量 A 和容积造价 C 其次 在结构设计上亦应尽量提高储存油品的最高液位 达到增大许用容积的目 的 对于内浮顶罐 要求钢浮盘升到最高液位时 其上表面最外圈支柱不与固定顶盖 相碰 这就限制了钢浮盘的上升高度 许用容积也难于再增大 为此可用改变拱顶曲 率半径的办法来减小这种限制 为了减小环向通气孔以上不能储存油品空间的高度 按照美国标准 AP1650 和我国石化标准 SH 3046 92 规定 环向通气孔可以设在固定 顶上 对于拱顶 内浮顶和浮顶罐 当把消防灭火剂入口设在罐壁上时 为了减少开 孔以上不能储存油品的容积高度 亦应将消防开口尽量靠近罐壁上沿 液下导入泡沫 法较液上注入法有更多优点 从提高油罐许用容积来讲 消防上采用液下导入泡沫亦 是很有效的措施 应当尽可能予以采用 对于高液位报警 无论是采用浮球液位计或 喵星人理工大学 26 是光导液位计 其控制最高液位不发生油品泄漏所预留的空间高度亦应越小越好 这 需要综合考虑进油管内径 进油速度及报警信息发生到停泵所需的时间等因素 每一台油罐的钢材耗量主要是用在罐体上 其中又以罐壁用钢材量最大 其厚度 每增加 lmm 不仅增加了钢材用量 而且增加了焊接工作量和焊条用量 工程直接费 也相应增加 因此要降低每立方米容积耗钢量 A 值和容积造价 C 值 必须从减小罐体 厚度着手 根据以上的分析可以看出 本文所设计的汽油罐在以下几个方面体现它的其经 济性 1 储罐的选型 选用内浮顶罐节省材料 减少投资 与浮顶罐相比省去了罐壁 和罐顶周围的抗风圈 加强环 滑动扶梯和折水管等 总耗钢量略少于浮顶油罐 与 固定顶罐相比在结构上可取消呼吸阀及罐顶冷却喷淋设施 对于罐区的建设 内浮顶 罐间的防火距离比固定罐少 0 2D 2 材料的选用 选用 16MnR 钢 在满足要求的情况下使壁厚达到了极小值 3 结构的设计 内径的确定 内径和高度的确定坚持了经济最省的原则 浮盘的选型 选用铝浮盘 不需动用电焊机等设备 施工周期比钢制内浮顶 短 拱顶的设计 选用加肋拱顶 结构简单 在满足稳定的条件下 自身的重量 最轻 钢材耗量少 基础的选择 采用环墙式基础混凝土用量省 3 43 4 结论结论 1 钢制立式油罐设计的技术经济指标 应分为基本建设阶段和使用阶段来评价 基建阶段的评价指标有每立方米容积耗钢量 A 和容积造价 C 主要 3 mkg 3 m元 应评价 c 值 使用阶段的评价指标是有效系数 B 2 油罐设计评价好的标志 应该是 A 值小 C 值低 而 B 值大 则该油罐耗钢 量小 建造费用低 而投入使用后的有效利用率高 经济效益好 当然前提是设计必 须符合规范 安全可靠 3 降低 A 和 C 值 提高 B 值 可从油罐容积 结构和罐体壁厚上采取措施 其 中关键是提高油罐的许用容积 4 有效系数 B 值应按油罐容积的大小有不同要求 一般应达到 0 92 以上 喵星人理工大学 27 结论 内浮盘浮于液面上 使得液相没有蒸发空间 可以减少蒸发损失达 85 90 此外 通过浮盘阻隔了空气与储液 在减少空气污染的同时减少了火灾危险的 程度 最后 由于液面上没有气体空间 减少了在运输过程中产生的振荡 防 止储液对罐内壁产生撞击或内压力变大 减轻灌顶和灌壁的