非标拱顶油罐设计计算书

1、5625m非标拱顶油罐设计计算书目录1 .罐壁设计 .(2)1.1 油罐直径与高度的确定 .(2)1.2 确定壁板的下料尺寸 .(2)1.3 其他主要参数的确定 .(3)1.4 罐壁强度校核计算 .(3)1.5 罐壁稳定性计算及加强圈确定 .(4)2 .油罐罐底板设计及计算 .(6)2.1 排板形式确定 (6)2.2 下料尺寸的确定 (6)2.3 底板质量计算公式 .(8)2.4 垫板质量计算 (9)3 .拱顶设计.(10)3.1 拱顶尺寸的确定 (10)2.1拱顶质量的确定 (12)4.参考文献.(11)5625m3非标拱顶油罐设计计算书第一章拱顶油罐总图设计计算过程第一节油罐直径与高度的确

2、定41.油罐直径D的确定油罐储存容量为 5625m3,名义容量约为 5625+0.95 = 5921( m3)。综合考虑耗钢量和占地面积，油罐直径取:D=21.7(m)则壁板周长 C=68(m),2.油罐高度的确定根据得H=16单圈下料块数为 8.5块。(m)圈层数高度(mm壁板厚度(mm8200067200066200065200084200010320001222000141200014根据已知的H值，结合钢板规格，进行壁板编排并确定钢板的圈层数。并以此列出表1。表1壁板总高为 H= 16 + 0.03 = 16.03(同V 1 D2H 1443.14 21.72 16.03一 一3592

3、5 mH安全=0.95H= 0.95x 16.03 = 15.23(m实际名义容量安全高度为H 作业=H安全-进出由短管中心距油罐底板的高度=15.23-0.25=14.98 (同作业高度为. 冗 21.723V作业=X 14.98 = 5537.34 m 3第二节罐壁下料尺寸确定根据石油库工艺设计手册常用钢板每平方米质量表，可确定壁板的下料尺寸，如表2所示。表2圈层数1内直径(m)周长(m)下料块数下料尺寸单板净质量(kg)总净质量(kg)821.7688.56X2000X 8000753.606405.60721.7688.56X2000X 8000753.606405.60621.768

4、8.56X2000X 8000753.606405.60521.7688.58X2000X 80001004.808540.80421.7688.510X 2000 X 80001256.0010676.00321.7688.512X 2000 X 80001507.2012811.20221.7688.514X 2000 X 80001758.4014946.40121.7688.514X 2000 X 80001758.4014946.40累加壁板的总净质量为G=6405.60 X 3+8540.80+10676.00+12811.20+14946.40 X 2=81137.60 (kg)

5、第三节其他主要参数的确定1 .底圈壁板内直径：D底内=D=21.7 (n)2 .底圈壁板外直径：D底外=D+2s底圈壁板=21.7+0.014 X 2=21.728 (m)3 .油罐底板直径：D底二口底外+0.1=21.828 (m)4 .顶圈壁板内直径：D顶内=D=21.7 ( m)5 .顶板外沿直径：D 1=D0-0.03=21.7-0.03=21.67(m)6 .拱顶曲率半径：R=1.2D=1.2 X 21.7=26.04 (m)2 Di 2221,67 27 .拱顶矢局：h=R- JR(1) =26.04- J26.04() =2.361(m)228 .油罐总高：H总=H + h +

6、s中心顶板=16.03+2.361+0.005=18.396( m)1.计算公式第四节罐壁强度校度的计算_ 4.9D(H-0.3) p式中：t t试水条件下罐壁板的设计壁厚（mm） ；D 油罐内径（m1;H计算液位高度（m）,从所计算的那圈壁板底端至罐壁顶端的高度；p 储液相对密度，此处取 1 （储液密度与水密度之比）；b t常温下钢板许用应力，此处取 157Mpa焊缝系数，此处取;0.9t 壁板实际厚度，mm；C 0 钢板允许负偏差，mm （厚度在 6-7时取0.6, 8-25 时取0.8 ,下同）；C 钢板腐蚀余量，则（本设计处内陆地区，一律取 1）;由以上公式，绘制表 3。表3圈层数H(

7、m)D(m)tt (m)t(m)to(m)Co(mm)C(mm)82.0321.71.3062.900.6174.0321.72.8164.410.6166.0321.74.3165.910.6158.0821.75.8287.620.81410.0321.77.33109.130.81312.0321.78.831210.630.81214.0321.710.341412.140.81116.0321.711.841413.640.81由表3可知罐壁强度符合标准。第五节罐壁稳定性计算及加强圈确定1.根据公式：PCr =16.48HDetmin2.5He= H32.5eihitminti圈层数

8、hi (m)t i (mm)Hei总当量高度（m)8252.0007252.0006252.000可算得各圈壁板当量高度，如表3所示表35270.8627.9674290.46032110.27922130.18312130.183总当量高度为H E = Hei =2X 3+0.862+0.460+0.279+0.183 X 2=7.967 ( m)2.罐壁许用临界压力2.5D t-21 7Pcr =16.48 ? -min=16.48 H E D7.9672.55=1.144 (kPa)21.7罐壁设计压力P0=2.25 co k+q=2.25 X 0.370+1.2 X 0.49=1.42

9、1 ( kPa)由上式可知邑PcP02一、 1 一故应设一个抗风圈，在 1HE处2又因为抗风圈离焊缝距离须大于0.15m,所以抗风圈位置在离包边角钢3.85m处。该油罐直径21.6m,故选用中间抗风圈尺寸为L125 X 80X812.5/8,其尺寸为 L125X80X 8,查石油库工艺设计手册热轧不等边角钢规格表，应选用角钢型号为 理论质量为12.551kg/m ,则中间抗风圈的质量为m抗风圈=12.551 X 3.14 X 21.7=855.2 (kg)3.因包边角钢选用的尺寸为L 75 X 10 ,查石油库工艺设计手册热轧等边角钢规格表，则其质量为 10.8085kg/m,包边角钢 =10

10、.8085 X 3.14 X 21.7=736.5 (kg)第二章油罐罐底板设计及计算第一节排板形式确定根据油罐直径，查立式圆筒形钢制焊接油罐设计规范（以下简称规范），确定排版形式。本油罐直径D=21.7m>12.5m,故须设置环形边缘板。第二节下料尺寸的确定绘一个底板排板示意图，根据油罐底板的直径、排板形式、钢板的规格，利用直角三角形等几何学原 理，算出下料尺寸。根据规范，本油罐设计的中幅板厚度都为21-1号板，为 8000X2000,面积为16m,1-10号板，设弧的半径为 R,8mm ,边缘板厚度为10mm ,以下为各板的平面规格 有3块h=2000mm, Ri=10914mm,该

11、板径向的直边L2RiRi h10914-2000 10914 1862 mmcos100.9848L1 2R1-htan10 2 10914-20000.17633144 mm生形1S扇形 S三角形 一3.1418-210914_ 2_210914 2000 3144 6766211mm6.766m有18块1-2号板,弧半径，即较小圆半径R2=R1-L2+60=9112 mm长边长L3.R2 10002 400040 5096 mmS2 5096有2块1-3号板,有2块1-4号板,短边 Li= . 91122 (1000 2000 40)2 2000 406657mm12320002004 9

12、112 2000 4000 509610226224mm2 10.226m322-2S3=4000X 2000=8000000mm=8m同理长边S42000 (L1 L2)2.3.14R2arcsin20002 L1 L2 22R2200022(L1 L2)180R22. 20002 (L12L2)213832196mm2=13.832m21-5号板，长边 Li= .91122 29202 3960 4671mm ,短边 L2= . 91122 49202 3960 3709mmc 1S5 - 2000 (4671 3709)2.200024671 3709 23.14 9112 arcsin

13、 2 911218020002 (4671 3709)2291 侵220002 (4671 3709)28475280mm2=8.475m2L2= ,91122 (1000 - 4Q2 (2000-40) 7101mm1-6号板，长边Li=<911222488020=7715mm)短边 L2= ., 91122 68802 20 5994mmS611 2000 (7715 5994)222.200027715 59943.14 9112 arcsin 2 911218020002 (7715 5994)22J22242000(7715 5994)13870821mm 2=13.871m

14、29112 - 2共4块1-7号板，其弧形部分面积和1-2号板弧形部分相同,其长边长 L1= .91122 10002 (7000 40 4) 2216mm1S7=2216X 2000+ 2004 9112 2000 4000 5096 =4506224mm2=4.506m22共2块1-8号板，其形状与1-4号板相似，可根据1-4号板求出面积S8=13832196-4880 X 2000=4072196mm2=4.072m2共4块1-9号板L1= 91122 68402 2920 3100mmL2= 91122 29202 6840 1791mm231002 179123.14 9112 ar

15、csin ,31002 17912212 9112S9 - 3100 1791 2180- _29112"31002 179122mm2=3.191m2第三节底板质量计算公式油罐下料底板质量M=SX 7.85s, （S:钢板面积 m2； s ：钢板厚度 mm）列表4表4序号名称厚度（mm）块数面积（m ）重里（Kg ）单块板总重量1-1中幅板8316.0001004.803014.401-2中幅板8210.226642.191284.381-3中幅板828.000502.401004.801-4中幅板8413.832110.66442.641-5中幅板848.475532.23212

16、8.921-6中幅板8413.871871.103484.401-7中幅板824.507283.04566.081-8中幅板844.072255.721022.881-9中幅板843.191200.39801.561-10环形边缘板10186.766531.139560.34底板总重量为：M 总=3014.40+1284.38+1004.80+442.64+2128.92+3484.40+566.08+1022.88+801.56+9560.34=23310.40( kg)第四节垫板质量计算垫板采用尺寸为 6X1942X 50,共需18块，每块垫板重量为1942 50 c - mo= 6 7.

17、85 4.573(kg)1000000故垫板总重量为M 垫板总=4.573X 18=82.314(kg)第三章拱顶设计第一节拱顶尺寸的确定根据题意和规范，顶板厚度s 一般可取5mm本罐容积大于 2000m3,须带加强肋板。中心顶板 r 取 1000mm 则 R2=r-40=960 (mrm,D 0=21700 (mrm, D1=21670 (mrm,a 1=arcsin(D 1/2R尸 arcsin21670/(2X 26040) =24.59 ° ;“2=arcsin(R 2/R尸 arcsin(960/26040)=2.11°I弧 AD=2tt R( a 1a 2)/3

18、60=2 X 3.14 X 26040 X (24.59 ° -2.11 ° )/360=10212(mm) 取径向肋板40块弧 AB=兀 D/n 1+40=3.14 X 21670/40+40=1741 ( mrm;弧 CD=2 兀 R/n 1+40=2X 3.14 X 960/40+40=191(mm)根据AD弧长及肋间距要求 d0,确定肋的位置与圈数n' =AD/1350=10212/1300= 8 (取 1100-1400mm 皆可)最终弧 AD取值自上而下为 20mm 1300mm 1300mm 1300mm 1300mm 1300mm 1300mm 13

19、00mm 1092mm求两扇形顶板的下料弧长AR CD的半径R=Rtg a 1=26040 xtg24.59 ° =11916.5mm；R 2=Rtg a 2=26040x tg2.11 ° =959.4mmR60、L 径向月=AD()2410212X ( (26040-60)/26040)-24=10164mmR环向肋的切向曲率半径(1) r5=980mm6= r 5+ d 0=980+1300=2280mm7= r 6+ d 0=2280+1300=3580mm8= r 7+ d 0=3580+1300=4880mm9= r 8+ d 0=4880+1300=6180m

20、m10= r 9+ d 0=6180+1300=7480mmm= r 10+ d 0=7480+1300=8780mmr12= r 11+ d 0=8780+1300=10080 mm；(2) a 6= r 6X 360/2 R R=2280X 360/ (2X3.14 X 26040) =5.02 ° ;a 7= r 7X360/2 兀 R=7.88 ° ;a 8= r 8X360/2 兀 R=10.74° ;a 9= r 9X360/2 兀 R=13.60° ;a 10= r 10 X 360/2 兀 R=16.47° ;a 11= r 1

21、1 X 360/2 兀 R=19.33° ;a 12= r 12X 360/2 兀 R=22.19° ;则环向肋的切向曲率半径R6- R13分别为：R=Rtg a 6=26040 x tg 5.02 ° =2287.4mm；R=Rtg a 7=26040 x tg 7.88 ° =3604.1mm；R=Rtg a 8=26040 xtg10.74 ° =4939.1mm；R=Rtg a 9=26040 xtg13.60 ° =6299.7mm；R0=Rtg a 10=26040xtg16.47 ° =7698.6mmR1=R

22、tg a 11=26040xtg19.33 ° =9134.4mmR2=Rtg a 12=26040X tg22.19 ° =10621.4mm求出环向肋的长可先由以下辅助计算公式：R，=r6cos a 6 =2280 x cos5.02 ° =2271.3mmR，=r7cos a 7=3580 Xcos7.88 ° =3546.2mm；R，=rscos a 8=4880X cos10.74 ° =4794.5mm；R，=rgcos a 9=6180 Xcos13.60 ° = 6006.7mm；R。/ =r10cosa 10=748

23、0x cos16.47 ° =7173.1 mm；R=riicos a 11=8780Xcos19.33 ° = 8285.1mm；R2 / =r12cosa 12=10080 x cos22.19 ° = 9333.4mm ;则环向肋的长分别为：16=2 兀 R / /n 8=2X 3.14 X 2271.3/40 8=349mm17=2 兀 R / /n 8=2X 3.14 X 3546.2/40 8=549mm18=2 兀 R / /n 8=2 X 3.14 X 4794.5/40 8=745mm19=2 兀 R)/ / n 8=2X 3.14 X 6006

24、.7/40 8=935mm1 10=2 % Rwx / n 8=2X 3.14 X 7173.1/40 8=1118mm1 11=2% Rnx / n 8=2X 3.14 X 8285.1/40 8=1293mm1 12=2 % R2x / n -8=2X 3.14 X 9333.4/40 8=1457mm第二节拱顶质量的确定扇形顶板与肋板的质量(1)径向肋板质量：规格：10164 X60X 8;查油库工艺设计手册可知8mm?常用钢板每平方米重62.80 kg。S=10.164 X 0.06=0.609 m2；m=0.609X 62.80=38.25 kg；M=40m=40< 38.25

25、=1530 kgo(2)环向肋板质量：规格：lx X 60X8;查油库工艺设计手册可知8mmi常用钢板每平方米重62.80 kg。Sx= % (Rx / +0.06) X (Rx / +0.06)-Rx / X Rx' /40得 S 6=0.02 m2, S 7= 0.03 m2, S 8=0.04 m2, S 9=0.05 m2, S 10=0.06 m2 ；S 11=0.08 m2； S 12=0.09 m2；则 mx=62.80Sx得 m6=1.26 kg,m 7=1.88 kg, m 8=2.51 kg, m 9=3.14 kg, m 10=3.77 kg；m 11=5.02 kg； m 12=5.65 kg；贝 U Mx=40m,M 9=125.6 kg , M io=15O.8 kg得 M6=50.4 kg,