非标拱顶油罐设计计算书

5625m3非标拱顶油罐设计计算书目录(2)罐壁设计(2)TOC\o"1-5"\h\z1.1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)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)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)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定1•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),单圈下料块数为8.5块。2.油罐高度的确定2.油罐高度的确定根据4V得H=16(m)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圈层数高度(mm)壁板厚度(mm)8200067200066200065200084200010320001222000141200014壁板总高为H=16+0.03=16.03(m)实际名义容量V4D2H43.1421.7216.035925m3安全高度为作业高度为H=0.95H二0.95X16.03=15.23(m)安全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(m)n21.72V=X14.98=5537.34m3作业4

■■第二节罐壁■■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)821.768&56X2000X8000753.606405.60721.768&56X2000X8000753.606405.60621.768&56X2000X8000753.606405.60521.768&58X2000X80001004.808540.80421.768&510X2000X80001256.0010676.00321.768&512X2000X80001507.2012811.20221.768&514X2000X80001758.4014946.40121.768&514X2000X80001758.4014946.40累加壁板的总净质量为G=6405.60X3+8540.80+10676.00+128n.20+14946.40X2=81137.60(kg)第三节其他主要参数的确定1•底圈壁板内直径：D广D=21.7(m)底内2•底圈壁板外直径：D=D+2s=21.7+0.014X2=21.728(m)底外底圈壁板油罐底板直径：D=D+0.1=21.828(m)底底外顶圈壁板内直径：D=D=21.7(m)顶内0顶板外沿直径：D=D-0.03=21.7-0.03=21.67(m)拱顶曲率半径：R=1.2D=1.2X21.7=26.04(m)7.拱顶矢高：h=R'R2—(斗)2=26.04^：26.042-(21-67)27.拱顶矢高：22&油罐总高：比总=H+h+s中心顶板=16.03+2.361+0.005=18.396(m)第四节罐壁强度校度的计算1.计算公式4.9D(H-0.3)Pt

t0式中：tt——试水条件下罐壁板的设计壁厚（mm）；D油罐内径（m）；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）；[——常温下钢板许用应力，此处取157Mpa①——焊缝系数，此处取①=0.9t壁板实际厚度，mm；C0——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，m（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(m)圈层数H(m)D(m)t(m)82.0321.71.3074.0321.72.8166.0321.74.3158.0821.75.82410.0321.77.33312.0321.78.83214.0321.710.34116.0321.711.84t(m)to(m)Co(mm)C(mm)62.900.6164.410.6165.910.6187.620.81109.130.811210.630.811412.140.811413.640.81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P]=16.481．根据公式P]=16.48cr(t—minID)2.5丿HE=工HeiHei(t)2.5=hHeiitl匕丿i可算得各圈壁板当量高度，如表3所示表3圈层数h(m)t(mm)H.总当量高度（m）825ei2.0007252.0006252.000

5270.8627.9674290.46032110.27922130.18312130.183总当量高度为H=工H.=2X3+0.862+0.460+0.279+0.183X2=7.967(m)Eei总当量高度为2.罐壁许用临界压力(t2.罐壁许用临界压力(t)2.521.7r51—min=16.48•1D丿7.967〔21.7丿2.5=1.144(kPa)D[P]=16.48—crHE罐壁设计压力P=2.25s+q=2.25X0.370+1.2X0.49=1.421(kPa)0kP由上式可知0〈［P］〈P2cr01故应设一个抗风圈，在可H处2E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L125X80X8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12.5/8，其尺寸为L125X80X8,理论质量为12.551kg/m，则中间抗风圈的质量为m=12.551X3.14X21.7=855.2(kg)抗风圈3•因包边角钢选用的尺寸为L75X10,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,m=10.8085X3.14X21.7=736.5(kg)包边角钢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8mm,边缘板厚度为10mm,以下为各板的平面规格1-1号板，为8000X2000，面积为16m2,有3块1-10号板，设弧的半径为R,2222222222h=2000mm,R1=10914mm,该板径向的直边L1h=2000mm,R1=10914mm,该板径向的直边L12R-h—icoslO°=10914-10914-20000.9848=1862mmL=2(R-hlan10°=2x(10914-2000)x0.1763=3144mm11S=S-S=丄x3.14x109142-1x(10914-2000)x3144=6766211mm2=6.766m2弓形扇形三角形182有18块③1-2号板，弧半径，即较小圆半径R2=R1-L2+60=9112mm长边长L=、：R—10002—4000+40=5096mmS=5096x2000+1x(2004x9112-2000xC1000+5096))=10226224mm2=10.226m322有2块④1-3号板，S3=4000X2000=8000000mm2=8m2有2块⑤1-4号板，短边L]=J91122-(1000+2000-40)2-2000+40=6657mm

同理长边L2=\91122—(1000-40)2—(2000-40)=7101mm共4块⑦1-6号板，长边L]=、；91122—48802+20=7715mm,短边L2=i；91122—68802+20=5994mmS=1x2000x(L+L)+S=1x2000x(L+L)+42123.14R2arcsin2气'20002+(L-L丄122RV2180<20002+(L-L)2-12-2'20002+(L-L)221——2—=13832196mm2=13.832m22V丿共4块⑥1-5号板，长边L]=\：91122—29202-3960=4671mm,短边L2=91122—49202—3960=3709mm…U20002+C1671-3709)2'3.14x91122xarcsin12x9112S=-x2000x(4671+3709)+V丿52180120002+(4671-3709)22x,91122-(I、^20002+(4671-3709)2=8475280mm2=8.475m23.14x91122xarcsinS=1x2000x(7715+5994)+斗(20002+(7715—5994》2x9112I丿180*20002+斗(20002+(7715—5994》2x9112I丿180*20002+(7715—5994)22x91122-(I、20002+(7715—5994)2丿2=13870821mm2=13.871m2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L]=£91122—10002—(7000—40x4)=2216mmS7=2216X2000+-x(2004x9112—2000x(4000+5096))=4506224mm2=4.506m272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=13832196-4880X2000=4072196mm2=4.072m28共4块1-9号板L91122—68402—2920=3100mm1L91122—29202—6840=1791mm23.14x91122arcsin(I、*''31002+17912S9=2x3100x1791+180x,91122—(i、、-'31002+179122x9112丿—%'31002+17912=mm2=3.191m2共4块第三节底板质量计算公式油罐下料底板质量M=SX7.85s,（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（m2）重量（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848.475532.232128.921-6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=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6X1942X50，共需18块,每块垫板重量为1942x50mo=x6x7.854.573(kg)01OOOOOO故垫板总重量为M=4.573X18=82.314(kg)垫板总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—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R=r-40=960(mm)，D°=21700(mm)，^=21670(mm),a]二arcsin(D/2R)二arcsin[21670/(2X26040)]=24.59°；a=arcsin(R/R)=arcsin(960/26040)=2.11°22弧AD=2nR(a-a)/360=2X3.14X26040X(24.59°-2.11°)/360=10212(mm)12取径向肋板40块弧AB=nD/n+40=3.14X21670/40+40=1741(mm)；11弧CD=2nR/n+40=2X3.14X960/40+40=191(mm)21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、1300mm、1092mm求两扇形顶板的下料弧长AB，CD的半径R=Rtga=26040Xtg24.59°=11916.5mm；R=Rtga2=26040Xtg2.11°=959.4mmR—60L=AD()—24=10212X((26040-60)/26040)-24=10164mm径向肋长R环向肋的切向曲率半径r=980mm；5r=r+d=980+1300=2280mm；650r=r+d=2280+1300=3580mm；760r=r+d=3580+1300=4880mm；870r=r+d=4880+1300=6180mm；980r=r+d=6180+1300=7480mm；TOC\o"1-5"\h\z90r=r+d=7480+1300=8780mm；100r=r+d=8780+1300=10080mm；110a=rX360/2nR=2280X360/(2X3.14X26040)=5.02°；66a=rX360/2nR=7.88°；77a=rX360/2nR=10.74°；88a=rX360/2nR=13.60°；99a=rX360/2nR=16.47°；10a=rX360/2nR=19.33°；11a=rX360/2nR=22.19°；12则环向肋的切向曲率半径R6〜R13分别为：R=Rtga=26040Xtg5.02°=2287.4mm；66R=Rtga=26040Xtg7.88°=3604.1mm；R=Rtga=26040Xtg10.74°=4939.1mm；88R=Rtga9=26040Xtg13.60°=6299.7mm；R=Rtga=26040Xtg16.47°=7698.6mm；10R]=Rtga『26040Xtg19.33°=9134.4mm；R=Rtga=26040Xtg22.19°=10621.4mm；1212求出环向肋的长可先由以下辅助计算公式：R'二rcosa=2280Xcos5.02°=2271.3mmTOC\o"1-5"\h\z66R'=rcosa=3580Xcos7.88°=3546.2mm；77R'=rcosa=4880Xcos10.74°=4794.5mm；88R'=rcosa=6180Xcos13.60°=6006.7mm；99R"二rcosa=7480Xcos16.47°=7173.1mm；1010

R"二rcosa=8780Xcosl9.33°=8285.1mm；1111R"二rcosa=10080Xcos22.19°=9333.4mm；1212则环向肋的长分别为：l=2nR'/n—8=2X3.14X2271.3/40—8=349mm66l=2nR'/n—8=2X3.14X3546.2/40—8=549mm；77l=2nR'/n—8=2X3.14X4794.5/40—8=745mm；88l=2nR"/n—8=2X3.14X6006.7/40—8=935mm；99l=2nR"/n—8=2X3.14X7173.1/40—8=1118mm；1010l=2nR"/n—8=2X3.14X8285.1/40—8=1293mm；11l=2nR"/n—8=2X3.14X9333.4/40—8=1457mm；12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：10164X60X8；查《油库工艺设计手册》可知8mm厚常用钢板每平方米重62.80kg。S=10.164X0.06=0.609m'；m=0.609X62.80=38.25kg；M=40m=40X38.25=1530k。(2)环向肋板质量：规格：lxX60X8；查《油库工艺设计手册》可知8mm厚常用钢板每平方米重62.80kg。Sx=n[(Rx"+0.06)X(Rx'+0.06)-Rx"XRx"]/40得S=0.02tf,6S=0.08tf11则m=62.80Sx得S=0.02tf,6S=0.08tf11则m=62.80Sxx得m=1.26k，6m=5.02k11则M=40m，xxS=0.03tf，7S=0.09tf；12m=1.88k，7m=5.65k；12S=0.04tf，8S=0.05tf，9S=0.06tf；10m8=2.51k，m9=3.1