700m拱顶罐设计2.docx

《700m拱顶罐设计2.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《700m拱顶罐设计2.docx（27页珍藏版）》请在优知文库上搜索。

1、学院课程设计课程名称油气储运与装卸课程计题目700m3拱顶罐设计学院课程设计任务书题目名称700立方米内浮顶储罐设计系部专业班级学生姓名一、课程设计的内容（1）确定拱顶油罐的基本结构和局部构件;（2）确定油罐大小及相应构件的规格尺寸;（3）储罐的附属设施。二、课程设计的要求与数据1、设计要求（I）初步掌握主要设备的选型；（2）熟练应用常用工程制图软件；（3）熟悉储运项目设计程序步骤；（4）掌握储运项目常用标准规范；（5）熟悉并掌握储罐的计算方法；（6）熟练应用CAD绘制一张装配图；2、设计数据物料：92#汽油；设计压力：正压：196OPa负压：490Pa设计温度：自选（-19oCt50oC）基

2、本风压：686Pa雪载荷：441Pa抗震设防烈度：8度场地土类型：11类储液密度：725kgm3腐蚀裕量：3mm设计风速:55ms焊接接头系数：0.9三、课程设计应完成的工作1、课程设计内容（1）对拱顶油罐的结构进行详细设计，包括拱顶、罐壁、罐底、内浮顶的结构尺寸的设计，储罐附件的结构选取。（2）对拱顶油罐的主要结构进行强度计算，包括拱顶、罐壁、罐底、内浮顶的厚度计算，加强圈的计算和校核；（3）绘制图纸：采用CAD绘制拱顶罐装配图一张。2、课程设计说明书按学校“课程设计工作规范”中的“统一书写格式”撰写，具体包括：（1）摘要；（2）目录；（3）正文；（4）总结与展望；（设计过程的总结，还有没有

3、改进和完善的地方）；（5）参考文献（不少于5篇）；（6）附录。四、课程设计进程安排序号设计各阶段内容地点起止日期1指导老师就课程设计内容、设计要求、进度安排、评分标准等做具体介绍。学生确定选题，明确设计要求。2查阅与设计有关的资料3相关工艺设计计算4撰写课程设计说明书5课程设计初稿的修订6上交课程设计说明书7课程设计进行答辩五、应收集的资料及主要参考文献lGB50074-2002,石油库设计规范2HG21502.1-1992钢制立式圆筒型固定顶储罐系列13JGB50341-2003,立式圆筒形钢制焊接油罐设计规范4GB150-1998,钢制压力容器标准5GBT4735,钢制压力容器16JGBJ

4、12890,立式圆筒形钢制焊接油罐施工及验收规范朱萍，徐英，杨一凡球罐和大型储罐化学工业出版社20058帅健，于桂杰，管道及储罐强度设计石油工业出版社2010通过大量大型储罐的设计、建造和使用发现，采用大容量油罐储油具有节省钢材、减少占地面积、方便操作管理、减少油罐附件及管线长度和节省投资等优点，符合当今社会低碳环保，可持续发展的要求。从目前国内外的经济发展及国家需要建设大量的大型储备库情况来看，我国油罐生产的大型化将成为发展的趋势。目前油田储罐拥有量很多，其中使用量最多的是内浮顶储罐。其在国内外石油化工部门应用较为广泛。本文将700立方米内浮顶储罐的设计加以总结概述。关键词：内浮顶罐汽油结构

5、设计目录第1章绪论11.1 汽油储罐的设计目的和意义11.2 储罐结构的选择11.3 内浮顶罐的概述11.3.1 内浮顶罐的发展11.3.2 内浮顶罐的结构、性能与应用。21.3.3 浮盘的选择31.3.4 铝制内浮盘储罐3134铝制内浮顶工作原理4第2章内浮顶油罐的设计计算52.罐总体尺寸的确定52.1 罐基本参数的确定52.2 罐总体内径和高度的确定52.3 材料的选择62.4 罐壁的设计72.4.1 壁厚的确定72.4.2 罐壁的设计厚度82.4.3 罐壁的设计外压92.4.4 罐壁的开孔及开孔补强92.5 罐底的设计102.5.1 排版形式102.5.2 罐底板厚度的计算112.6 罐

6、顶设计112.6.1 固定顶设计112.6.2 球壳的设计122.6.3 拱顶的稳定性校核142.7 抗震设计142.7.1 倾覆力矩的计算142.7.2 罐壁压应力计算142.7.3 罐壁临界压应力及其校核15结论16参考文献17附录18第1章绪论1.1 汽油储罐的设计目的和意义本次课程设计主要包括：对浮顶油罐的结构进行详细设计，包括浮顶、罐壁、罐底的结构尺寸的设计，以及储罐附件的结构选取；对拱、浮顶油罐的主要结构进行强度计算，包括浮顶、罐壁、罐底的厚度计算。通过以上设计计算，进一步提高对所学学科知识的运用能力和工程设计能力。近十几年来，我国的油气储运事业获得了蓬勃发展。新建的国家战略石油储

7、备基地正为我国经济长期健康、快速发展提供能源保障。油气田生产、处理离不开管道和储罐，油气运输和储存离不开管道和储罐，大型炼油厂的各种管道和储罐更是错综复杂、星罗棋布，大部分的油气产品正是通过储罐储存和管道输送最终送达用户的。设计满足使用要求的储罐，使之在寿命期内不发生结构失效，是本次设计的目的。1.2 储罐结构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。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10()()m3的油罐)，固定顶油罐之

8、间的距离为0.6D,内浮顶油罐之间的距离为0.4D。对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。1.3 内浮顶罐的概述1.3.1 内浮顶罐的发展我国内浮顶储罐的历史可追溯至上世纪70年代，由当时的北京石油设计院和东方红炼油厂等单位合作，在1978年3月将东方红炼油厂的一台30003汽油拱顶罐改造成为内浮顶储罐，采用浅盘式设计，由此诞生了我国首台内浮顶储罐2。作为钢制焊接浮盘的开山鼻祖，浅盘

9、式浮盘的安全性欠佳，一旦液体进人浮盘上部，就存在整盘倾覆的风险，因此在浅盘式浮盘的基础上又出现了若干变种，比如利用隔板将浅盘空间隔开，使得盘体上方某一区域的进液不至于扩散至全盘的敞口仓式浮盘。但是这类浮盘无法提供积极浮力的问题始终存在，因此很快就被具备完整浮仓结构的浮盘类型所取代，比如钢制焊接的单盘式、双盘式浮盘等。尽管具备完整浮仓结构的钢制焊接浮盘在安全和环保性能方面没有问题，但由于内浮顶储罐的工况较为稳定，因此存在着强烈的使用轻型浮盘的客观需求，以期获得更高的储罐有效容积利用率，降低设备设施全生命周期的运营成本。在我国现存的内浮顶储罐中，规模最大的浮盘是复合材料浮盘.该浮盘位于中海壳牌的内

10、浮顶原油储罐中，直径为78m,罐容积为10万m32,共有5座相同规格的储罐，始建于2004年，至今使用时间已经超过16年。1.3.2 内浮顶罐的结构、性能与应用。内浮顶储罐是带罐顶的浮顶罐，也是拱顶罐和浮顶罐相结合的新型储罐。内浮顶储罐的顶部是拱顶与浮顶的结合，外部为拱顶，内部为浮顶。内浮顶储罐具有独特优点：一是与浮顶罐比较，因为有固定顶，能有效地防止风、砂、雨雪或灰尘的侵入,绝对保证储液的质量。同时，内浮盘漂浮在液面上，使液体无蒸汽空间，减少蒸发损失85%96%；减少空气污染，减少着火爆炸危险，发生火灾一般不会造成大面积燃烧，易于保证储液质量,特别适合于储存高级汽油和喷气燃料及有毒的石油化工

11、产品；由于液面上没有气体空间，故减少罐壁罐顶的腐蚀，从而延长储罐的使用寿命，二是在密封相同情况下，与浮顶相比可以进一步降低蒸发损耗。内浮项罐具有许多优点,应用范围越来越广，是一种很有发展前途的储罐。美国石油学会认为:设计完善的内浮项是迄今为止为控制固定项蒸发损耗所研究出来的最好的和投资最少的方法。因此，内浮顶储罐可用来储存汽油、喷气燃料以及醛类、醇类、酮类、苯类等易燃易爆易挥发的液体化学品。内浮项罐与固定项罐比较有以下优点：(1)大量减少蒸发损耗。由于液面上有浮动顶覆盖,储液与空气隔绝,减少空气污染和着火爆炸危险，易于保证储液质量,特别适用于储存高级汽油和喷气燃料以及有毒污染的液体化学品。易于

12、将已建成固定顶罐改选为内浮顶罐,并取消呼吸阀，阻火器等附件,投资少,经济效益明显。(4)因有固定顶能有效防止风砂、雨雪或灰尘污染储液,在各种气候条件下保证储液的质量,有“全天候车储罐”之称。在密封效果相同的情况下，与浮顶罐相比,能进一步降低蒸发损耗,这是由于固定顶盖的遮挡以及固定顶与内浮盘之间的气相层甚至比双盘式浮项具有更显著的隔热效果。(6)内浮顶罐的内浮顶与浮顶罐上部敞开的浮盘不同，不可能有雨，雪荷载，内浮盘上载荷少,结构简单,轻便,可以省去浮盘上的中央排水管,转动浮梯等附件，易于施工和维护,密封材料可避免日光照射而老化。133浮盘的选择根据不同材料的性质以13.5m浮盘为例，按照国家标准

13、GB50341-2003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4.5mm厚，中间隔板选用2.5mm厚，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0.5mm厚，骨架、浮筒用1.2mm厚，13.5m浮盘重量约在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0.5mm厚铝板，骨架选用2mm厚，浮筒选用1.7mm厚，13.5m浮盘重量约在2.1t。由于重量轻，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

14、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。1.3.4 铝制内浮盘储罐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。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。与钢制内浮顶相比

15、，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1500r113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，个别部位采用钾接。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“0”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；另一一种是填料式舌形密封胶