700m拱顶罐设计.docx

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（-19oCt<50oC）基本风压：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16JGBJ12890,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摘要储罐是一种储存液体或气体的钢制密封容器。主要应用与石油化工工业贮存石油及其产品以及其他液体化学产品。钢制储罐是石油、化工、粮油、食品、消防、交通、冶金、国防等行业必不可少的、重要的基础设施，我们的经济生活中总是离不开大大小小的钢制储罐，钢制储罐储油是目前应用最普遍的一种储油方式。它很少受到自然条件和地理位置的制约，储油容量可以根据需要灵活确定。内浮顶储罐是在拱顶储罐内部增设浮顶而成，罐内增设浮顶可减少介质的挥发损耗，外部的拱顶又可以防止雨水、积雪及灰尘等进入罐内，保证罐内介质清洁。这种储罐主要用于储存轻质油，例如汽油、航空煤油等。目前国内的内浮顶有两种结构：一种是与浮顶储罐相同的钢制浮顶；另一种是拼装成型的铝合金浮顶。关键词：内浮顶罐；汽油；结构设计AbstractAtankisasteel,sealedcontainerthatstoresliquidsorgases.Mainlyusedinthepetrochemicalindustrytostorepetroleumanditsproductsandotherliquidchemicalproducts.Steelstoragetankispetroleum,chemical,grainandoil,food,fire,transportation,metallurgy,nationaldefenseandotherindustriesindispensable,importantinfrastructure,oureconomiclifeisalwaysinseparablefromlargeandsmallsteelstoragetanks,steelstoragetankoilstorageiscurrentlythemostcommonapplicationofakindofoilstoragemethod.Itisrarelyconstrainedbynaturalconditionsandgeographicallocation,andtheoilstoragecapacitycanbeflexiblydeterminedaccordingtoneeds.Theinnerfloatingroofstoragetankismadeofaddingafloatingroofinsidethevaultstoragetank,andthefloatingroofinthetankcanreducethevolatilelossofthemedium,andtheexternalvaultcanpreventrain,snowanddustfromenteringthetanktoensurethecleanlinessofthemediainthetank.Thistankismainlyusedtostorelightoil,suchasgasoline,jetkerosene,etc.Atpresent,therearetwostructuresofthedomesticinnerfloatingroof:oneisthesamesteelfloatingroofasthefloatingroofstoragetank;Theotherisaassembledaluminumalloyfloatingtop.Keywords:Innerfloatingtoptank;gasoline;Structuraldesign目录第1章绪论31.1 概况31.2 结构设计特点31.2.1 结构型式的确定31.2.2 结构组成31.2.3 内浮盘31.2.4 密封装置41.2.5 导向防转装置41.2.6 罐体41.2.7 其他装置4第二章内浮顶油罐的设计计算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152.7.3 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概况长期以来，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。为了较经济有效地解决这个间题，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内浮顶油罐，我国直到70年代末期才开始研制。内浮顶油罐是介于固定顶油罐和浮顶油罐之间的一种结构型式，即是在固定顶油罐内部增设一个浮动顶盖1.2结构设计特点1.2.1 结构型式的确定内浮顶油罐的结构型式其实是内浮盘和密封装置的结构形式。内浮盘和密封装置的型式多种多样，本设计采用边缘板的钢制浅盘式内浮顶和弹性材料密封1.2.2 结构组成内浮顶油罐是由固定顶罐体、内浮盘、密封装置、导向防转装置、通气孔、高液位报警器、静电导出线等组成。1.2.3 内浮盘内浮盘由一层薄的单盘板，在其外侧围以一圈边缘板焊制而成。盘上带有立柱,使浮盘下降时最终支撑在罐底上，为了检修需要，内浮盘上还设有人孔。内浮盘在正常漂浮状态时，不受外载作用，强度破坏可能性很小，当它处于立柱支撑位置时，由于浮盘板较薄，一旦受到活载作用，不易保证其整体形状，可能产生失稳现象。为此，在设计中应考虑：(1)加强内浮盘边缘环。在内浮盘的边缘板上设置一个加强环，浮盘板与加强环采用筋板支撑加固共同组成边缘环带。这样不仅加固了浮盘板的整体刚度，保证了边缘板的整体形状，而且加强了立柱支撑部的浮盘局部刚度。由于浮盘边缘刚度的加强，可以减少浮盘正常漂浮状态下，因其自重引起浮盘板边缘的下挠。(2)理布置立柱，防止浮盘产生较大的凹凸变形。内浮盘径向和环向立柱的间距相比浮顶应该小一些。1.2.4 密封装置内浮顶油罐要求密封间隙为150mm,密封为196Nm,达到良好的密封性能。本设计采用的弹性材料密封结构，由密封袋、软泡沫塑料块、固定钩板等组成。考虑贮存介质为油品,密封袋采用丁睛耐油橡胶带制作,为了保证弹性,厚度取1.5mm。浮盘与罐壁间隙的密封，依靠泡沫塑料压缩变形后的弹性维持。软泡沫塑料块采用弹性很大的轻质聚氨酷作成梯形截面，断面宽度为230mm,可以在较宽的变形范围内保持大体相同的密封力，与边长相等的正方形截面相比，节省材料。为了固定密封胶袋位置，防止泡沫塑料块在浮盘下降时往上翻，又不致于戳破密封胶袋，采用带圆弧转角的固定钩板。1.2.5 导向防转装置为防止内浮盘的偏移和转动，在内浮盘上设有导向装置。本设计由于油罐较小,内浮盘上没有转动浮梯，浮盘四周又有弹性良好的密封装置，因此进出液的推力不大，可采用偏于一侧的一根导向管。为使升降平稳及避免产生火花，在导向管周围装三个铜滑轮。铜滑轮和导向管间留有3mm间隙，防止卡住。另外在浮盘与导向管的交会处焊上一个接管，直径稍大于导向管，上端安装有一个密封装置，以防止贮液渗到浮盘上。1.2.6 罐体罐体包括罐壁、罐底和固定顶。罐壁由钢板组焊而成。环、纵焊缝采用对接焊，内表面齐平光滑。罐底由中腹板和边缘板组成，采用条形排板组焊。固定顶采用自支承拱顶，顶板采用搭接。1.2.7 其他装置为了内浮顶油罐安全正常操作，还设置（1）通气孔：包括自动通气阀、罐壁通气孔、罐顶通气孔；（2）静电导通线；（3）高液位报警器；（4）检修用的罐顶直梯，带芯人孔。第二章内浮顶油罐的设计计算2.1 罐基本参数的确定内浮顶油罐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(92#汽油)及工作环境确定设计温度为-19°CWK50C,设计压力为常压，即-0.49KPa1.96Kpa.其他参数将在后文中介绍。2.2 罐总体内径和高度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。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:表21储罐的经济尺寸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HRHR小型封闭储罐H2RH2R不等壁厚大型封闭储罐HIaC2+C3H2C当容积小于IoOom3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Hy3D8(I-I)看来合理些。在确定贮罐的设计容积时，贮罐安全高度还应考虑液位的极限波动及消防的要求(贮罐空气泡沫接管到液面之间应留有一定高度，以保证储液面上泡沫覆盖层能有足够厚度)。内浮顶罐的体积公式为：×D2×H=V(2.1)根据公式（IJ）和（1-2）及充装系数为0.9,则浮顶罐罐罐高度与直径计算结果为:-×-×D2×0.9=70048所以D=13.8m,H=5.2m计算容积为：oD2H,1.1 =777m34对于立式圆筒形储罐，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JBT4735-1997<<钢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。上述两种理论确定的内径和高度与HG21502.2-92（化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HG21502.2-92给定的参数为准（见附录）。HG21502.2-92提供的公称容积为700册的储罐的参数如下：计算容积：764n3；储罐内径：9200mm；罐壁高度：12500mm；拱顶高度：991mm；总高:13491mm；罐壁底圈到第七圈的厚度（mm）分别为：6,6,6,6,6,6,6,储罐总重：28720Kg02.3 材料的选择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Q235-A,Q235-B或Q235-A-F牌号钢材。由1000机3至IOoOOm3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Q235-A-F和Q235-A。当这些小型油罐错存汽油时，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一10°C以上时，取Q235-A,在-10-20°。时取（2235-A-Fo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Q235-A或Q235-A-F,日本在这些部位多选用SS41o4、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Q235-B。2.4 罐壁的设计工程设计中罐壁厚度通常由三种方法确定，即：(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/HS000/6的储罐。(3)应力分析法：此方法适用于LH>10006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。2.4.1 壁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：”军等+c(2.2)2式中：t-罐壁按强度要求的最小壁厚，mm；D-油罐的直径，m；H-由所计算的那圈壁板的底边至罐壁顶端的垂直距离，m；-贮液的比重，当贮液的实际比重小于1时，取y=1；-焊缝系数，根据我国目前的焊接水平和焊缝质量检查的具体情况,可取。=0.90；M-许用应力，可按2/3OS进行计算，OS为材料规定的最低屈服极限,公斤/毫米方式中0.3是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；C-钢板的允许负偏差及腐蚀裕量之和，mm。钢板的允许负偏差，与钢板的厚度和宽度有关。按(2-2)式计算出的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(22)式确定的壁厚在任何情况下不得小于按刚性要求所决定的。2.4.2 罐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。(2.3)(2.4)OOo490(“-03)。<rt49(8-0.3)Dr丽+1式中：td-储存介质时的设计厚度(mm)；储存水时的设计厚度(mm)；P-储液的密度(kg/)；H-计算的壁板底边至罐壁顶端的垂直距离(m)；D-储罐内直径(m)；设计温度下罐壁钢板的许用应力(MPa)；引-常温下罐壁钢板的许用应力(MPa)；-焊缝系数，取0.9；G-钢板或钢管的厚度负偏差(mm),取0.6mm；G-腐蚀裕量(mm),取3mm；查得，常温下Q235-A的许用应力可=375MP0,设计温度下的许用应力为t=157MP,将D=9.2m,H=12.5m代入上式,分别得：第一层：4.9 × 0.737 × (12.5-0.3) × 9.2375 × 0.94.9 × (12.5 - 0.3) × 9.2÷ 0.6 + 3 = 4.8009mm157 × 0.9+ 0.6 = 4.4922mm第二层:4.9 X 0.74 × (10.2 - 0.3) X 9.2375 × 0.94.9 × (10.2 - 0.3) × 9.2+- 0.6 + 3 = 4.5785mn157 X 0.9+ 0.6 = 3.7585 mm第三层:4.9 × 0.74 × (7.8 - 0.3) X 9.2357 × 0.94.9 × (7.8 - 0.3) × 9.2+ 0.6 + 3 = 4.3413mm157 × 0.9+ 0.6 = 2.9928 mm第四层:4.9 × 0.74 X (5.5 - 0.3) X 9.2357 × 0.94.9 X (5.5 - 0.3) X 9.24- 0.6 + 3 = 4.1399TnTn157×0.9+ 0.6 = 2.2589 mm第五层:td4.9 × 0.74 X (3.1 - 0.3) X 9.2357 × 0.94.9 X (3.1 - 0.3) X 9.2+ 0.6 + 3 = 5.0756nn157x0.9+ 0.6 = 1.4933 mm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<12m时，最小壁板厚度为6mm；当油罐直径12mgD<15m时,最小壁板厚度为7mm；当油罐直径15m<D<36m时，最小壁板厚度为8mm。2.4.3 罐壁的设计外压储罐的外压包括风压和罐内负压，对内浮顶罐，没有罐内负压。故设计外压为:Po=2.25zW0（2.5）故：p0=2.25X0.74X350=580Pa式中：也-风压高度变化系数，对于有密集建筑群的大城市区，取。74；WO-建罐地区的基本风压，350Pao2.4.4 罐壁的开孔及开孔补强由于使用的要求，必须在油罐壁上开孔并接管，例如，进出油管、通气孔、人孔和检查孔等。对罐壁的一些开孔有如下要求：1、无密闭要求的内浮顶罐，应在最高设计液位以上的罐壁上设置环形通气孔,通气孔应沿四周均匀分布，且不得少于4个，通气孔的总有效面积按下式计算：B0.06D=0.06×9.2=0.55m2（2.6）式中：B环向通气孔总有效通气面积（租2）。2、罐壁上应至少设置一个低位人孔，并宜设一个高位人孔，其规格不应小于DN600o在罐壁上开孔后将在孔的附近产生应力集中，其峰值应力通常达到罐壁基本应力的3倍，甚至更高。这样高的局部应力再加上开孔结构在制造过程中又不可避免的会形成缺陷和残余应力，如不采取适当的补强措施，就很可能在孔口造成疲劳破坏和脆性裂口，使孔口处撕裂。补强的办法就是在开孔的周围焊上补强圈板,以增大开孔周围的壁厚，降低孔周围的应力。理论分析和实际经验表明，用罐壁相同材质的钢板作为补强圈板，补强圈板的横截面积与孔口的横截面积（孔口直径和罐壁厚度的乘积）取值相同，将有良好的效果，足以保证孔口的强度要求。因此工程实际中均采用这种“等截面”补强的方法。接管公称直径大于50mm的开孔应补强，当开孔直径不超过250mm,补强板可采用环形板，当开孔直径大于250mm时，补强板采用多边形板。2.5 罐底的设计立式油罐的罐底一般是直接放在地基的砂垫层上.油罐内的油品重量可直接传结地基。底板仅受一简单的压缩力，这对钢板来说，受力是极其微小的。因此，对底板来说，理论上几乎没有强度要求，只需要将油品与地基隔开，不渗漏就行了。不过，考虑到不同大小的油罐由于地基沉陷的影响和经济要求，各种规范都对油罐罐底的结构，如排板的形式、底板的厚度以及搭接联接的方式等提出了不同的要求。罐底设计的主要依据是：对排板、焊接、联接方法和板厚的要求。2.5.1 排版形式罐底板的排板形式，主要考虑使其焊接变形最小、易于施工、以及节约钢材等因素来决定。经过多年的实践，目前主要采用如图3所示的两种形式。图3储罐罐底板排版形式当储罐内径小于12.5m时宜采用条形排版形式，当外径大于等于12.5时，宜采用弓形边缘板。由于本文所设计的油罐外径为9.2m,故选用条形排版形式（如图3-a）0罐底板的接缝除弓形边缘板之间为对接外其余全为搭接。搭接顺序一般是由中心向边缘进行。2.5.2 罐底板厚度的计算根据石油化工立式圆筒形钢制焊接储罐设计规范SH3046-1992表3-1中幅板钢板规格厚度储罐内径（m）中幅板钢板规格厚度（mm）碳素钢不锈钢D>2064.5表3-2边缘板钢板规格厚度底圈罐壁板厚度（mm）边缘板钢板规格厚度（mm）碳素钢不锈钢11-2087所以，罐底中幅板厚7mm,底圈罐壁板厚度为13mm,则边缘板钢板厚9mm。2.6 罐顶设计2.6.1 固定顶设计内浮顶储罐固定顶一般设计为拱顶。拱顶是一种由球面拱形结构通过包边环量与罐壁上沿相连接的固定顶盖。球面拱顶与锥顶相比，拱顶结构简单、刚性好、能承受较高的剩余压力、钢材耗量少；但气体空间较一般的锥顶盖大，制造也比锥顶盖麻烦些。球壳半径R=（0.81.2）D=7.4l1.1m（油罐内径）转角曲率半径p=0.1D=0.92h0.4r=1.84m（*为罐半径）顶板周边与包边环量采用薄弱连接。内浮顶罐罐顶的外载荷由球壳的自重、雪载、活载荷、罐内真空度等组成。当对外载荷估计太低会使球壳受压失稳，也会使包边角被拉坏。估计过高会浪费材料,一般外载荷由下计算：=Qi÷Qz÷Qs÷Q4(2.7)式中：q作用于球壳上的外载荷，kgf/m2；q球壳单位面积的自重，kgf/m2；q2雪载荷，kgf/m2；q3活载荷，kgf/m2；q4罐内可能产生的最大真空度；kgf/m2；g2÷Q3÷心的取值最小不应小于120kgf7m2o2.6.2 球壳的设计对于700立方米或较大的储罐采用加肋拱顶较经济，使在拱顶满足稳定性的条件下，拱顶自身的重量最轻。对拱顶罐的球壳进行内压力作用下所产生的薄膜应力的强度校核和外教作用下的稳定校核。在大多数情况下后者是主要的，故只校核后者。球壳的厚度一般用公式：tmin-0.42/?+C=0.42×0.8×9.2+14.1mm(2.11)计算，但最小不得小于4mm。式中：tmin所需最小板厚，mm；R罐顶曲率半径，m；C腐蚀裕量。光球壳稳定性校核PCr=0.312Ee)(2.8)式中：Pcr稳定许用载荷，kgf/cm2；E钢的弹性模量，kgf/cm2；t球壳厚度，mm；R球壳曲率半径，mo代入数据求得PCr=0.312×192×IO9(£)=11897p稳定性验算满足：PPcr式中：P拱顶的设计外压力Pcr许用压力。2、筋条球壳稳定性校核Pcr = 2.1 X IO4式（2.9）式中：t1带筋条顶板的折算厚度，mm；Di带筋条顶板径向截面的平均抗弯刚度，kg-mm；(2.14)E钢材的弹性模量，E=1.63× W4kgmm2;bi纬向筋宽度，mm；hi纬向筋厚度，mm；Li径向截面上的筋（纬向筋）间距，mm；m带筋顶板径向折算系数；e经向截面上，组合截面形心O点到顶板中心面的距离，mm,A = E常吁+ +9+会电词式（2.11）E钢材的弹性模量，取E=1.63x 104kgnn2;b2纬向筋宽度，mm；h2纬向筋厚度，mm；L2径向截面上的筋（纬向筋）间距，mm；n2一一带筋顶板径向折算系数；九2 = 1+铝式（2.12）e2经向截面上，组合截面形心。点到顶板中心面的距离，mm, D罐顶抗弯刚度，kg-mmO2.6.3 拱顶的稳定性校核拱顶球壳无内压作用，只校核外载荷作用下的稳定性。作用在拱顶不致由皱折造成失效的安全应力（拱顶许用临界应力）PcrPCr=O.IE等式中：E弹性模量，取E=200Gpa;T球壳厚度，mm（不包括腐蚀裕量）；D储罐直径，m;母线与水平面夹角；将数据代入公式得Per=3.062XIO6Pa而在罐顶中由动载荷和静载荷所引起的压力P=8693.551PaP小于PCr满足稳定性要求。2.7 抗震设计2.7.1 倾覆力矩的计算M=Qog（2.13）式中：M水平地震载荷对罐底底面的弯矩，kgf-cm2；Qo水平地震的载荷，kgf-cm2；H罐底底面至液面的高度，m；Qo按下式计算：Qo=zamax代入可得：Qo=28.6352kgfcm2M=179kgfcm2式中：Cz综合影响系数，对常压立式油罐，取Cz=0.40;%海地震影响系数最大值，0max与地震烈度有关；WO产生载荷的油罐总重量；o2.7.2 罐壁压应力计算底层壁板的最大压应力可按下式计算(2.14)错误!未定义书签。o=l6615xl07kgfcm2式中：底层壁板的最大压应力，kgf/cm2；N底层壁板底部的垂直载荷，包括罐体自重和保温层重，kgf；A底层壁板的截面积，cm?；A=TlDtW底层壁板的截面系数，cnP；W=O.785。2亡D油罐的直径，cm；t油罐底层壁板的厚度，cmo2.7.3 罐壁临界压应力及其校核临界许用压应力可按下式计算/f125l25cr=3.88×IO5Q)g)(2.15)cr=760.3585kgf7cm2式中：才临界许用压应力，kgfcm2o当。"c"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GB50009-2001规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。结论本次设计的油罐是700m3的内浮顶罐，通过查阅相关资料作为参考，主要对罐体材料，罐的直径及高度的确定，储罐抗震的设计计算，同时还进行了罐壁、罐底、罐顶的计算及校核，还有储罐附件的确定，储罐的防护措施的选择，得出以下结论：1 .选择的基本材料为Q235-A型钢，不仅能满足罐体对强度和刚度的要求,也大大节约了制造成本，达到了经济合理的目地油罐的直径为9200mm,罐壁高为12500mm；2 .罐壁共设计”七层，自最底层开始分别是6mm、6mm、6mm、6mm、6mm、6mm、6mm；,由于罐体容积小所以油罐没有设计加强圈；3 .罐底的设计上，罐底选用的是条形板形式，油罐罐底采用的周边弓形边缘板组成，因为焊接变形最小、方便施工，还可以节省罐底的钢材；4 .罐顶采用固定拱顶的结构，因为拱顶的结构比较简单，刚性好，可以承受较大的剩余压力，钢材的消耗较少，同时拱顶结构施工简便；5 .经对罐体主体结构设计的同时，还对油罐的抗震进行了设计，通过详细的设计计算，得出油罐在设计时的地震情况下，油罐是安全的。参考文献lGB50341-2003,立式圆筒形钢制焊接油罐设计规范，2003.2GB150-1998,钢制压力容器标准，1998.3GBT4735,钢制压力容器，1997.4GBJl2890,«立式圆筒形钢制焊接油罐施工及验收规范,2000.5SYJlOI682«立式圆筒形钢制焊接油罐设计技术规定石油工业部规划设计总院1982.6潘家华、郭光臣等.油罐及管道强度设计，石油出版社(1986,北京).7张有渝、刘智萍.内浮顶油罐的设计问题，油气储运，第1期，第13卷8秦景娜、内浮顶储罐的设计及推广，大化科技，2002.9彭小军、高宏斌.立式油罐基础的设计选型，工程设计，2005.3.10史倬轮.内浮顶罐技术及发展,石化科技，1996,3(1)：16-20.11龚利亭.对内浮顶和拱顶油罐设计的若干看法，江西石油化工，2000.12孟德文.汽油罐腐蚀原因分析及防腐措施，辽阳石油化工高等专科学校学报，2001,第3期，第17卷.*3W11?内浮IIwUw那尺寸*一34*充用号公*««计算ft4帕M(mra)*"ikPk：«»Sl()!号r*献CK-IJ1.I一申早接Maim)一八。TTT-(BRn)»(三,)1HG：15«.J-W-IOl102100IlO4500?«0477«327666r5.5(t5Q235-A.F81702HG232城103104200KO5500IWWJS87IOM76666665.56«5mo3HGn5C2.2-92-lC5IM300«0KWIWW«05IIMS666665.56iS二4HG21MJ.Z-W-JOTIOS40043075001055011435666t655.566SWZtoSHG?IW：.921O9HOSOOSMKOOUOOOUlIlUI5666«655.5652222。*'HG21502.2*92-111112600635WOOIloeO汴q1IH9666<6665.S66S2$g357HGHSU.2-924131147007649200125COWl114916««t6665.5665；:M8HGnSO2.2K-115n8C0FM100OO12<*;dIJWB86665665.5CCT卜/”3HG215O2»2-117H8.IMCIKO115001280125413254?666656S.5(75Q235-AOkPaIOHG115M.2-W-nS1201500ISSO!3000BSOO14O58166666S.561SSH2S1112HG21502.292-121IttHGJJSW-2-92-123!242000MXX)21863M0USOO17000143SO1585«.户1841159191769】9118W796867«6666i65.S5.561955MS50S94S5UHG215OM-JtI25126SOOO536021000】6SMtm13U1198T666645T9S20R34485KHG:1502.2-92-12712S100OO10700SOCOOIKOO'2÷19?«19H151311916665.5?10S286520ISHG!lStt.242U9130ZOGOO22400420001750022046U14110%BS5.5?125ISMnR>10M516HG!1502.2-92-13131300UOOO2woo，限26788M252220181$U1!9999S.S112559W701132I按,计算SeuS星匕AtiWlq弋九下盘的几代看收.6LX旗、It板厚度为包括腐惊格量.'款的部点射，为Q2J5A.(1.一.一三-,-附录A：钢制立式圆筒形内浮顶储罐系列标准