5000立方米成品油储罐设计.docx

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1、5000立方米成品油储罐设计1绪论1 1大Sitait的雅义有“工业也液”之称的原油作为国家震要的战杂物资，是支撑国民经济发展和匡演安全的重要支柱，刚看我国国民经济的快速发展.石油短基问8S越来越严窗.自1W3年开始，我国已成为纯石油进口国.2000年我国原油、成&油进口总量约为七千万吨,2001年的进口总约为六千万吨U】.祗有关部门B1.测.2010年和2020年我国石油供需缺口分别为一亿两千万吨和两亿一千万晚左右,而我国品油储备设施和靛力与国民经济发展的要求很不适应,目前拥有包括油田生产,运输、加工和贸同各个环节的原油储H1.容量约为二千万吨，R中煤油企业Bfi油Mj1.容量约为一千六百万

2、吨，我国的原油储存健力仅供炼油厂加工20天左右。美00、日本等发达S1.家均建立了完冬的石油储各制度，它们的石油储备均以原油为主.日本从1X4年开始至今,其储备量一直保持在150天的石油消费量.美国是世界上最大的石油储备国，1992年其石油储备量达到两亿零一百七十万吨，达到了73天的石油消费量.我国原油储存不Ji备被BS件钻备能力，只抵0风险和应付突发事件的能力非常腌弱2,由此可见，将原油提燎为成品油作为战的愧各储存起来也成为了一项至关重要的任务，而有效,经济，合理地设计出一个成Ia油储清.时成品油的慵存有着非常重大的意义.1.2设计目的及要求设计一个5000m3成品油储U.设计压力：1.8K

3、Pa,容积：5000m3.设计温度：0-45C,设计风压：750Pa,电震双度：7度，2国内外胡究现状及发履趋势国内大型优堵设计逑造技术发底可分为四个阶段.第一阶段为整体技术引进,包括材料、设计技术及施工技术，如。世磔0年代中昭在大庆东里岛独设的IOXKMfra储调；第二阶段实现了设计技术及虹技术51产化，仅高强度材料进口，如。世纪90年代在上海.使海、兰州.黄岛芬地建设的IOX1.O储等储门；第三阶段全面安现了国产化,从高强度材料,设计技术及工技术,如在北京燕山建设的4台10101113W1.f.第四阶段是大型钻1的设计脖人世界先进行列，国内已设计逮成15X104r3储1.如在江苏仪征如甘定

4、兰州建设的15101.1.24.大型愉域在国外的发展起步较早.1962年美国苜先建成IOXIMn3大型悌律；1967年委内庆拉建成了15X1O3大型愉注；1971年日本建成了16X104m3大型鳍谓；接着沙利阿技伯建成20X104m3巨型悦由3】.2.1设计理论、规范的选用目前，在国外油语工程建设项目中，使用的主要规范有美国的相】0、英国的HS2651、日本的J1.SB8501箸，其中广泛采用美国石油学会标准API650事实上，AP，65（府准已运成为国豚上设计建造油罐的遹用快准-通过对建成的大型油翅城壁应力分析铝黑来看,采用AP165D标准进行设计，糊壁应力分布比较平燎，有利于援高油比的安全

5、性，鉴于上述原因，大型油阻采用美国石油学会标准PIMD进行设计比较合理.在以上几个国家锌建的设计标准中,UI型强度的计算公式和系数的选取上有所不同,但基本理论都是根据储液的粉压力作用在J1.至上所产生的环向应力，用定点法或变力法计算语壁的厚度，而在坟范中的焊斓系物，则反映了一个BI家的技术政策和技术水平，合理地嫡定焊缝系数关系到储J1.的安全以及经济,在枕苑中，各国在岸绕系敛选择上的差异比较大.储袋上的焊绫是储瑞受力的薄弱环节,分析国内外大量的悌翅破坏事故,多发生在俘绫或辟81络影购区的金属部分.在一般情况下，焊旧金耳强度和母材金属强度相等，甚至超过它.但由于焊场和焊经热影响区受离温影响强度削

6、弱,因此，必须采用爆缝系数补空焊按时可Ie产生的刑度削弱，煌箍系数与无扳探伤的技术水平也是H接相关的.世K上工业发达的回家，如关B1.和英国取的寿绩系数是e=.依据我国的大型悌罐的制造,伟工水平和无搔检分水平，储If的设计标准中取焊培系软用.92是比较符合中国的实豚情况,但在设计容量大于5X10S13容积以上的大岂油注，我国的处谓设计标准，具有一定的局限性，应借鉴国外的设计规范，语至焊地系数取=1比较符合中国的实际.大型愉州没计时,罐壁焊经系效取O=I在技术上是可行的.规范中各国If望高度H的选取.5113016标泄中H为I1.望高度或沿流口高度，对于冲顶城和拱顶窿在堵壁上无海流口,因此H3J

7、堵壁时H取城壁的实际高度.而在P1650标准中H为储液高度.揽顶城和浮顶城的语空实际高度要高于储液高度、.5米，在其它叁数相同时,按SH304眼准计算比按API650标准计算，每层I1.壁约增加厚度4mm.因此按API650标准设计大型储域可节得投费.22材料的发履隋省油律的大型化而产生的主要问理之一就是对材搭的要求更高.为了迎免底层超壁过厚带来的整体热处理向她却解决焊接向I1.对于大型油注的设计，均采用高强度锅，在日本，10X104m312IO4e3.61Zm3大型油笔普遍使用屈而强Jg48MPn级的调质钢，例如spv490Q.*E1.TCX62等.这类材料强度高、初性好、球当量较低,焊接性

8、爱较好,事实上，这类材料的发展和推广促进了油I1.的大型化.因此.大型油律一般果用屈服强度490MI5级的海材.迄今为止.国内建造的IoXI（Mm3以上浮顶油律大都采用490MPU级的高强度钢材在设计处建造方面，对使用日本的高强度锯板，EI内已经积累了相当丰富的经防。海1用国产高强度蝌板目前国内钢铁企业也在开发,其中武汉钢铁集团）公司等单位助别的用613）2钢板在燕山石化公司建造的4座IOXIOm3浮Bi泄语得到工业化应用，武辆联合有关单位日主研制的VH610B2钢板不仅具有高演度、SWtt,而且具有优良的焊接性俄，尤其是能第适用于大t健量焊接工艺条件，此钢板的研制成功，结束了我BHt造IOX

9、IO4水原油储H1.长期依eii口的历史局面，对于强度级别更高的材料.如屉照强度在490*以上的材料,在国内外油Ie建设上很少使用,没有成熟的经验.因此,目的大型油UT用材料不宜使用屈服强度超过49CMPa以上的材履.23结构的发原语壁方面.油环大里化的主要限制是语至纲板最大允许使用厚度的限制.目前国内外主要油由规范允许的谆壁铜版最大使用厚度为m按此计算,使用屈服强度的Ow加的高强度材料所及等建造的油鸿最大容在20万立方米以下，如何鹿等在不突娠最大允许使用厚度的前投下增大油M1.的容,但决这一问8S的途径之一就是采用双空或多壁）油结.这种双壁（或多型）油门利:为酒力平衡式油M1.采用液力平命原

10、理，在内层珑M(亦麻主ii里)的下部外僧施m一个反向的力，从而降任内层调壁所受的溶压力，降低内层珑壁厚度.液力平勤式油S是今后超大型油J1.的发展方向之一，但其细节结构有待进一步探讨研究，谓顶方面，大型油H1.sIJ页主要有浮顶、自支撑拱顶和柱支搏键顶等。柱支撑椎顶的直径在理论上BJ以做的很大，BJ以满足大型油调的要求，但其结构建至，耗钢大，对基MI沉降的要求高，容易发生腐蚀等问履，往往会带来经济性差的问腰.另外，柱支撑错顶油罐很避设浮盘，不宜用作悌存同理发的油品,由此看来柱支凉罐顶不是大型油M1.的理想顶盖.自支撑拱顶JI有结构通单,新网小,对基础沉降的姿求低等特点，在油罐上应用普遍，自支W

11、t拱顶主要包恬带动克拱顶、阿光式拱JS包括子午蜩光、短程短网光入网架式拱JJ1.桁架式拼顶，网架式拼顶和桁架式揽顶由于材料消耗高、姓济性差等原因，很少在油窿上使用，带助壳拱顶适用于直径小于H米的油珑,不适合用于大型油H1.网充式拱顶SJiS合用于大型油JW顶，H有结构筒单，科.钢量小、施工符地争特点.钢制网亮式拱顶技术在国内得到了比较快的发展，计算理论和计算程序都比较成熟，目前G1.内已经建成5万立方米的锅制网克式拱顶油调Jtt径60米3铝制网克式拱JJi是一项新的技术,具有结构筒单，安装方使，酎鸟18.免处护、整体成本低等特点,在发达国家行到了广泛的使用,具设计技术、制造技术安装都比较成熟.

12、是大型拱J页的发展方向之一.国内此项技术处于起步输段.目前大型油罐大多数采闲外浮顶结构.主妾原因是外浮顶油if量经济，易于施工，外浮J页迪律主要用于储存原油，浮JS结构主要有单盘式和双盘式两种,24设计计算中面1礴问题241大型立式储罐的分类目前国内常用井方设成熟设计、制适和使用&性的大型立式铭r主要将以下几种.按压力分类有常在瑞、IB1.SS,高压11：技i三度分类看155-200,常品译90C)和高温律)250C).按Ie顶形式分有固定顶及浮顶慵城,对于浮顶愉律又将外浮顶,内浮顶，单浮S1.双浮鱼等形式,242钻罐大型化给设计)iS,使用带来的问题鳍谓的容积增大，其危险性也埼大，无论是储存

13、油品还是储存化工原料,容现大了，一旦出了事故,所造成的危害也相应增大，转语的容积5大,其珑底占地面积大，对慌缰的基础沉陷要求就要提高.G)恍缱基础的沉沦状况五接影响到懦曜的安全.如果基碇沉Pa过大，就有可能迨成语底板变形，若超底板变形所造成的应力过大，储珑底板焊域就可能会出现裂缱，(2)悦缱基础沉降出现严重不均匀时会造成愧以城壁怀斜，这种倾斜达到一定程度时，会对前面所提到的浮顶罐的缓作造成影响，即由于语堂的歪百度的原因，可能使在储储内上下运行的浮鱼出现卡鱼现象.(3)悦Si基础冏边沉降不均匀，危害最大,由于JS至底图板与堵底板的连接处谩高应力区，W)果基础围边沉厚的不均匀量过大，会造成IS登与

14、底板的角焊S1.及稣底边嫌皮力增大，可能会出现JIM底圆坂与1底板间的焊端典裂4,以上这股都会给设计、制造、使用大型立式储U带来国戏，在设计中应引起足够的重视.3隹萧的城壁设计3.1 堵壁厚度3.1.1 第一层窿壁厚度初计算根抿设计要求及具体分析.对于SOOOn3成品油Iim,由于愉城不是超大至的且设计压力不高,因此可以考虑II堂材料初选为Q2a5-A对于成品油，考虑密度较大的柴油,K密度为833kgm3.由于容积为5000n3.根娓经济和关藐性考虑，选用内径为23700mm,计算液位高度为1269ImnbH1.壁的计算厚度按下夕蚣式计算5OPMHDt)3.0(9.4-3.1)QttHDt)3.0(9,4-:(3.2)式中。Q235-.F热轧16157157137130121Q235-A热轧1615715713713012116-40150150130124111a*.t18710gI.48.1W,01S71000833)3.0691.12(7.238.7M5,W:MWi6ffiEtH1*:18.109.0157)3.0691.12(7.239.4=?-?=H符合16W.3.1.2 厚度附加量应按下式计算21CCC+=(3.3)式中C一厚度附加量(mm