1500立方储罐设计【优秀机械毕业设计论文】
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说明书一份。36页，18200字。
图纸共6张，如下所示
0总图.dwg
1罐体图.dwg
2罐壁通气孔总图.dwg
3进油扩散管.dwg
4量油导向管.dwg
5罐盘梯及平台(A).dwg
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-
1500 3m 储 罐 设 计 第 1 页 共 36 页 目录 1 综述 . 3 内外汽油储罐的发展概况 . 3 罐结构型式的选择 . 4 浮顶储罐概述 . 4 浮顶罐的构成及特点 . 4 盘的选择 . 6 制内浮盘储罐 . 6 制内浮顶工作原理 . 8 2 内浮顶油罐的设计计算 . 9 浮顶油罐的设计思想和参数的确定 . 9 总体尺寸的确定 . 9 罐内径和高度的确定 . 9 浮顶所占容积和有效容积的估算 . 10 料的选择 . 11 壁设计 . 11 厚的确定 . 12 壁的设计厚度 . 12 壁的设计外压 . 13 强圈设计 . 14 壁的开孔及开孔补强 . 15 底设计 . 16 顶设计 . 19 定顶设计 . 19 壳设计 . 20 浮顶设计 . 22 顶的人孔和检查孔 . 25 震设计 . 26 综 述 第 2 页 共 36 页 覆力矩的计算 . 26 壁压应力计算 . 26 壁临界压应力及其校核 . 27 罐的附属设施 . 27 罐附件 . 27 油罐的安全设施 . 28 料的管线设计 . 29 测控制仪表 . 29 罐基础的设计 . 30 罐基础的选型 . 30 油储罐基础的处理 . 31 3 储罐设计的经济评价 . 31 价的意义 . 31 价的指标 . 31 价指标分析 . 33 论 . 34 参考文献 . 35 致谢 . 36 1500 3m 储 罐 设 计 第 3 页 共 36 页 1500 3m 储罐设计 1 综述 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、柴油等介质。随着内浮顶技术的发展，汽油和航空煤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。 1955 年前后，第一次实际采用塑料泡沫浮顶这个充气的救生筏形的构件漂浮在液面上，能减少汽油罐的蒸发损失 85%。法国还研制了由硬聚氯乙烯浮动盖板组成并以同样材料作为浮子支撑的内浮顶罐。前苏联从 1961 年起开始使用合成材料做内浮盖，到 1970 年末已有 300622 3m 容量的储罐装配了合成材料做的内盖。 1962 年美国在组瓦克建有世界上最大直径为 187带盖浮顶罐。到 1972 年美国已建造了 600 多个内浮顶油罐。 由于塑料浮顶耐温较差及使用寿命等问题 , 从 20 世纪 50 年代开始，非钢内浮顶罐开始出现，其材料有铝、环氧及聚酯玻璃钢、聚氯乙烯塑料和聚氨酯泡沫塑料等。加拿大欧文炼厂在直径为 罐中就采用了全铝制的内浮顶。 与钢制内浮顶相比 ,非钢内浮顶具有质轻、耐腐蚀等优点 ,但强度较差 ,有的价格较贵 ,使其应用受到限制 。 20 世纪 80 年代以前以钢 制内浮顶的应用为主， 但此后 ,耐腐蚀能力和综合力学性能较好的铝合金在内浮顶制造上得以应用 ,用其制造的装配式铝制内浮顶油罐的降耗率能够达到 96%,而且现场安装时的动火量比钢盘式内浮顶减少 95%以上 ,因此得到广泛的推广应用。为了更好的设计和发展内浮顶储罐，1978 年美国 录 H 对内浮盘的分类、设计、安装、检验及标准荷载、浮力综 述 第 4 页 共 36 页 要求等作了一系列的修订和改进。 国内于 20 世纪 70 年代后期，开始使用浅盘式钢制内浮顶。 由于浅盘式钢制内浮顶的抗沉性差 ， 20 世纪 80 年代中后期开始使用铝制内浮顶 ，钢制内浮顶已使用得很少。 1978 年国内 3000 3m 铝盘储罐投入使用，通过测试蒸发损耗标定，收到显著效果，近 20 年也相继出现了各种形式和结构的内浮盘或覆盖物。 经过长时期的使用及探索 ,近年来 ,内浮顶的总体结构有了较大改进 ,相继开发了多种新型的装配式铝浮顶 ,使内浮顶储罐技术得到较快发展。目前新建的内浮顶罐，绝大多数采用铝制内浮顶。在用的罐，当需要改造成内浮顶罐时，采用铝制内浮顶是最佳的选择。 油品储罐的选型应考虑的主要因素是尽量降低油品损耗， 避免油品在储存期间变质，减轻大气污染与火灾的危险性，同时还要考虑经济合理 。 控制和减少储液的蒸发是储罐技术发展的一个重要方面。油品在储存过程中的蒸发损失不仅可以造成储液量的损失，还导致油品质量的下降，使油品变质。减少储罐的蒸发损失有很多措施，如用水喷淋可基本消除固定顶罐的小呼吸损失，但这要浪费大量的冷却水，将罐体外表面涂成白色或使用热绝缘材料可降低小呼吸损耗60 ，还有提高储罐承载能力等措施。但是，以上这些措施都不能从根本上减少储罐的蒸发损失，采用内浮顶罐是迄今为止控制油品蒸发损失所采用的技术中最有效的解 决办法之一。 储存汽油，柴油的储罐 原则上 既可以选择固定顶油罐 ,也可选用内浮顶油罐。 但不同罐型的防火距离要求是不同的 ,一般而言 (容量大于 1000 3m 的油罐 ),固定顶油罐之间的距离为 为罐直径 )， 内浮顶油罐之间的距离为 固定顶与内浮顶油罐的选型进行分析比较 ,当土地价格与地基处理费用较高时 ,从经济合理性上来讲 ,选用内浮顶油罐是恰当的。 考虑到本油罐所盛的介质为汽油，而汽油为易挥发的轻质油品，为降低汽油的蒸发损耗，减少环境污染，以及减少油库的占地面积，选 用内浮顶罐最合适。 1500 3m 储 罐 设 计 第 5 页 共 36 页 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（ 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煤油、 汽油等要求高的油品。 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、综 述 第 6 页 共 36 页 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。 3）、内浮顶罐的缺点：与拱顶罐相比耗钢量多一些 ,施工要求高一些 ,与浮顶罐相比密封结构检查维修不便 ,储罐不易大型化 ,目前容量一般不超过 10000 3m 。 根据不同材料的性质以 盘为例，按照 国家标准 立式圆筒形钢制焊接油罐设计规范 的要求，在不考虑腐蚀余量的情况下，对其耗材和性能比较。 1)钢浮顶。按照标准要求下盘、上盘及周边钢板选用 ，整体重量超过为 35t。 2)不锈钢浮顶。不锈钢内浮顶适用性好，耐腐蚀，适用于大多数介质。浮顶盖板选用 ，骨架、浮筒用 ， 盘重量约在 9t。 3)铝浮顶。铝浮顶耐腐蚀性较好，整体重量轻，制作方便。盖板选用 铝板，骨架选用 2，浮筒选用 ， 盘重量约在 于重量轻，浮盘运行稳定性好。 根据上面的比较，选用铝浮顶的性价比高，经济合理；如必须选用钢浮顶，选用不锈钢材料做内浮顶无论从使用方面，还是价格方面都比选用碳钢浮顶更为合理。 所谓铝制内浮顶储罐，即是在钢制的固定顶储罐内设置一个铝制或铝镁合金材料装配而成的内浮盘。装配式铝制内浮顶采用非焊接结构 ,主要由浮筒、构架、铺板及支腿等部件组成。构架和铺板位于油面以上 ,用卷制的铝合金筒作浮力构件 ,支撑整个构架 ,铺板与油面之间有一定的空间 ,除了铝浮顶与罐壁之间的环形空间以外 ,所有1500 3m 储 罐 设 计 第 7 页 共 36 页 油面由铝浮顶覆盖。铝浮顶周边与罐壁之间的环形间隙采用舌形密封装置或填料式舌形密封装置加以密封。铝浮顶上设有量油孔、真空阀、人孔、防静电装置和防旋转装置等附件。 铝制内浮顶按照提供浮力的元件区分有浮管式的和浮子式的。本设计选用浮管式， 其结构如图 1 所示 ： 图 1 装配式铝制内浮顶油罐结构示图 与钢制内浮顶相比，铝制内浮顶有很多优点： 1）、施工工期短，对罐壁要求低 钢制内浮顶是用钢板焊接而成，往往是在生产罐区内施工 ,长时间大量焊接与切割的动火工作对生产罐区来说无疑是十分危险的，装配式铝制内浮顶实现了预制 ,全部零部件可以通过罐壁人孔送入罐内 ,用螺栓进行安装 ,安装时的动火工作量比钢盘式内浮顶减少 95%以上， 1 台 1500 3m 油罐的装配式铝制内浮顶 ,可以在一星期之内完成全部安装工作。 2）、质量轻，成本低，安装、搬运方便 铝制内浮顶的全部零件都采用铝合金制造，在搬运过程中十分轻便。因此，在安装过程中不需要起重设备，零件的组装不用焊接，多采用螺栓紧固，个别部位采用铆接。特别适合于旧拱顶钢罐改造成内浮顶罐。 3）、密封圈更耐腐蚀 钢制内浮顶采用“ O”密封，而装配式铝制 内浮顶四周与罐壁之间的环形空间多数采用舌形密封装置加以密封，一种是舌形橡胶密封带，一般用在新罐上；另一种是填料式舌形密封胶带 ,一般用在旧罐上。舌形密封属于二次密封 ， 它除了提高密封效果外，还可以保持一次密封免遭风雨等的破坏，延长一次密封的寿命，但使用二次密封能减少油罐的有效使用容积。 其结构图如图 2 所示： 综 述 第 8 页 共 36 页 图 2 舌形密封装置 4）、浮盘升降更平稳，不易卡盘 钢制内浮顶由于自身重量大、浮船容易腐蚀渗漏，造成倾斜升降，发生沉船现象，导致油罐不能正常工作。装配式铝制内浮顶改变了传统的利用大直径 (00)不 锈钢管作支撑的硬式防转装置，采用了固定钢丝绳支撑的软式防转装置，使内浮顶自由的漂浮在油面上，缓解了浮顶径向压力的不均衡状态，防止了卡盘现象。 当油品进罐后，油品充满在罐底、罐壁与内浮顶之间，当油品液位高度达到淹没浮筒的 1/2 时，内浮顶便在浮筒产生的浮力作用下漂浮在油面上，随着油面升降而升降，有效地减小了油品上部的气相空间，同时，始终将油品与空气保持隔离状态，从而大量减少了油品的蒸发损耗，节约了能源，减少了环境污染，提高了储罐使用的安全性。内浮顶储罐正常运行的关键点是内浮盘的安全 平稳升降。若处理不当，引起沉盘，起不到内浮顶储罐的作用，则安全性要求就得不到保证。为确保内浮盘安全平稳升降的要求主要有两方面：一是导向结构；二是内浮盘的平整度。导向管越垂直，内浮盘的平整度越好，内浮盘上下升降的平稳性越好。 1500 3m 储 罐 设 计 第 9 页 共 36 页 2 内浮顶油罐的设计计算 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（汽油）及工作环境（湖北地区）确定设计温度为00 ，设计压力为常压，即 他参数将在后文中介绍。 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。 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： 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 等壁厚 小型敞口储罐 H R H R 小型封闭储 罐 H 2R H 2R 不等壁厚 大型封闭储罐 H 1322C 表 1储罐的经济尺寸 当容积大于 1000 3m 时采用不等壁厚的储罐。若把罐壁和罐顶看作相同的费用，并且分别为罐底费用的两倍时，其经济尺寸 8/3 看来合理些。按此算得容积为 1500 3m 的储罐，高度为 径为 罐为“矮胖形 ”，取H=算容积为 : 2315274V D H 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 4735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）。由此计算出内 浮 顶 油 罐 的 设 计 计 算 第 10 页 共 36 页 的储罐的最经济内径值可归纳为下表： V （ 3m ） 罐体材料 碳钢 /不锈 钢 碳钢 /不锈钢 V （ 3m ） 罐体材料 碳钢 /不锈钢 碳钢 /不锈钢 20 锈钢 3050/2900 900 锈钢 11600/11600 30 锈钢 3500/3350 1000 锈钢 12150/12150 50 锈钢 4100/3950 1500 锈钢 14300/14400 80 锈钢 4800/4650 2000 锈钢 16250/16450 100 锈钢 5100/4950 2500 锈钢 17750/18150 150 锈钢 5800/5650 3000 锈钢 19250/19750 200 锈钢 6400/6250 3500 锈钢 20550/20850 250 锈钢 6900/6700 4000 锈钢 22100/22250 300 锈钢 7350/7100 5000 锈钢 24350/24900 400 锈钢 8100/7850 6000 锈钢 26600/27150 500 锈钢 8700/8450 7000 20R/不锈钢 27550/29050 600 锈钢 9250/8950 8000 20R/不锈钢 29250/31050 700 锈钢 9600/10500 9000 20R/不锈钢 31100/无 800 锈钢 1100/11100 10000 16锈钢 31000/无 表 2储罐的最经济内径值 上述两种理论确定的内径和高度与 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 定的参数为准。 供的公称容积为 1500 3m 的储罐的参数如下： 计算容积： 1650 3m ；储罐内径： 13000壁高度： 13500顶高度：14050高 :14905壁底圈到第八圈的厚度（ 别为： 8， 7， 6， 6，6， 6， 6， 6，储罐总重： 51425 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 根据内浮顶使用有关规定：放油时罐内应保持 高度，防止浮盘落架，卡盘，收放油时油罐本身的高度减少 油时顶部有 空间（不包括圆1500 3m 储 罐 设 计 第 11 页 共 36 页 顶部分） 。因此 浮。 2、储罐的有效容积 上面确定了 1500 3m 储罐的高度 H=以内浮顶所占储罐的容积为： .2 浮式（ 2 储罐的有效容积为： 浮总有效。 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 235号钢材。 由 1000 3m 至 10000 3m 的小型油罐由强度决定的罐壁部分的选材，根据用途及建罐地区最低日平均温度分别采用 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 上时，取 0 时取 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 235本在这些部位多选用 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 壁设计 工程设计中罐壁厚度通常由三种方法确定，即： 内 浮 顶 油 罐 的 设 计 计 算 第 12 页 共 36 页 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/H1000/6 的储罐。 3）、应力分析法：此方法适用于 L/H1000/6 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 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： 2 2 式中： 米； ； ； 贮液的实际比重小于 1时，取 =1； 据我国目前的焊接水平和焊缝质量检查的具体情况，可取 = 可按S3/2进行计算，S为材料规定的最低屈服极限， 3/ 毫米公斤 ； 式中 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； 米。 钢板的允许负偏差，与钢板的厚度和宽度有关。按 (2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确定的壁厚在任何情况下不得小于按刚性要求所决定的。 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。 t 11 4 式（ 2 1500 3m 储 罐 设 计 第 13 页 共 36 页 12 式（ 2 式中： 1t 2t 3/； m)； m)； t 0 9； 1C 取 2取 2 查得，常温下 许用应力 ，设计温度下的许用应力为 57 ，将 D=13m， H=入上式，分别得： 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： 当油罐直径 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 面尺寸均为宽 =3 h=38形截面。 最 危险截面与支点间距为 25 最危险截面惯性矩 J=2=（ （ 2 e/j)=(150/2)( 式（ 2 =13.5 2,符合标准要求。 4、 浮船的抗沉计算 浮船的下沉深度不得大于浮船外边缘板的高度 至少留出 510量，即： 1053 2 式中： T 浮船底板倾角 =0 时下沉的最大深度， 浮船底板倾角 角引起的渗液深度的附加量， 浮船最大的下沉深度 T 为： 10式（ 2 式中： s i ,1 431221122100 令 s 30 0100)1()1)(21(1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 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。 内 浮 顶 油 罐 的 设 计 计 算 第 26 页 共 36 页 震设计 在地震时，储罐是受地震损害最严重的设备之一，往往是由于储罐内物料受地震力而晃动导致罐体变形、裂缝，物料大量外流而引起火灾、爆炸等事故发生。 由于储罐抗震性能不好且抗震措施未能完善的解决，所以在近年来国内外地震中，储罐的震害屡见不鲜，更为严重的是储罐的损坏有时还伴随着火灾，爆炸和环境污染等次生灾害。因此抗震设计是目前储罐的研究的热门。 覆力矩的计算 20（ 2 式中： M 水平地震载荷对罐底底面的弯矩， 水平地震的载荷， H 罐底底面至液面的高度， m； 下式计算： 0m z式中： 综合影响系数，对常压立式油罐，取 地震影响系数最大值， 与地震烈度有关； 产生载荷的油罐总重量， W 按下式计算。 t 式中： W 罐内储液重量， 动液系数，由 H/R 查表选取； R 底层圈板的内半径， 壁压应力计算 底层壁板的最大压应力可按下式计算 式（ 2 式中： 底层壁板的最大压应力， N 底层壁板底部的垂直载荷，包括罐体自重和保温层重， 1500 3m 储 罐 设 计 第 27 页 共 36 页 A 底层壁板的截面积， W 底层壁板的截面系数， D 油罐的直径， t 油罐底层壁板的厚度， 壁临界压应力及其校核 临界许用压应力可按下式计算 (2式中： 临界许用压应力， 当 时，说明在设计预测的地震情况下，油罐安全。 国家标准 建筑结 构荷载规范 定在地震烈度为七度或七度以上时（烈度为九度区为不适宜建罐区）必须采取抗震措施。 为减少地震力，日本的经验是在储罐内采取增设挡板的措施，好比农民挑水时水桶内往往放两块木板的道理。由于 本设计中的储罐，工作环境为湖北地区，而湖北地区的地震烈度为六度，故在抗震措施上不用过多的考虑。 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。 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。 3、有利油罐清洗和维修。 4、能降低油品蒸发损耗。 内 浮 顶 油 罐 的 设 计 计 算 第 28 页 共 36 页 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 人孔；在内浮顶上应设置不少于 1个 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 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。 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，1500 3m 储 罐 设 计 第 29 页 共 36 页 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。 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510%。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。 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。 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。 内 浮 顶 油 罐 的 设 计 计 算 第 30 页 共 36 页 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)
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