【正文】 I 摘要 由于能源危機(jī)，近若干年來(lái)許多原油依靠進(jìn)口的工業(yè)化國(guó)家都增加了原油的儲(chǔ)備量 。 這一經(jīng)濟(jì)需求促進(jìn)了油罐事業(yè)的發(fā)展 。 在這次畢業(yè)設(shè)計(jì)中，我設(shè)計(jì)的是 5 萬(wàn)方浮頂油罐 。設(shè)計(jì)包括了油罐的幾何尺寸的設(shè)計(jì)，罐壁的設(shè)計(jì)，浮頂?shù)脑O(shè)計(jì)和校核，抗風(fēng)圈加強(qiáng)圈的設(shè)計(jì)，開(kāi)孔補(bǔ)強(qiáng)的設(shè)計(jì)，油罐材料用量的計(jì)算，安全與消防設(shè)計(jì)，以及用 C AD 做罐頂，罐壁，浮頂?shù)慕Y(jié)構(gòu)圖。 總之，通過(guò)這次畢業(yè)設(shè)計(jì)，我 了解 了很多，在以后的學(xué)習(xí)和工作中，我會(huì)將所學(xué)知識(shí)更好的運(yùn)用。 關(guān)鍵詞 ：油罐 。 5 萬(wàn)方 ；設(shè)計(jì)；結(jié)構(gòu)圖 II Abstrct Seeing energy crisis， nearly for quite a number of years came crude oi l depend i nward i ndustriali zed countries i ncrease crude oil margi n economy demand promotion know clearly oilcan oceanographical develop. In my graduate design at this time, what I design is fifty thousand stete float roof design includi ng the oilcan geometry si ze, the oilcan wall, the oi lcan float roof, the oilcan AntiWind loop and stengthen loop. Anyhow， through this graduation project I realized much,both studying and working after graduated,I will use all the knowledge learned better. Keyword: oilcan。 fifty thousand stere； constructional drawing I 目 錄 摘要 ................................................... I Abstrct ............................................... II 1 緒論 ................................................. 1 目的意義 ............................................ 1 國(guó)內(nèi)外現(xiàn)狀 .......................................... 1 ........................................... 3 油罐的直徑和高度 ...................................... 3 罐壁部分 .............................................. 3 罐壁應(yīng)力特點(diǎn)分析 ................................ 3 罐壁的排板與連接 ................................ 4 罐壁厚度的計(jì)算 .................................. 4 罐底部分 .............................................. 5 罐底的排板形式 .................................. 5 中幅板和邊緣板 .................................. 5 罐底板的直徑和坡度 .............................. 6 浮頂部分 .............................................. 6 浮頂概況及結(jié)構(gòu) .................................. 6 50000 立方米浮頂罐的選材 ....................... 10 浮頂?shù)脑O(shè)計(jì)準(zhǔn)則 ................................ 11 抗風(fēng)圈的設(shè)計(jì)和計(jì)算 ................................... 11 加強(qiáng)圈的設(shè)計(jì)和計(jì)算 ................................... 12 罐壁的開(kāi)孔補(bǔ)強(qiáng) ....................................... 12 .............................. 14 浮頂罐的安全設(shè)計(jì) ............................... 14 浮頂罐的消防設(shè)計(jì) .............................. 15 浮頂罐材料用量計(jì)算與材料表 .......................... 15 浮頂罐材料用量計(jì)算 ............................. 15 材料表見(jiàn)構(gòu)造圖（后附 3 幅 AutoCAD 圖） ........... 16 3 設(shè)計(jì)計(jì)算書(shū) ........................................... 17 50000 立方米浮頂罐幾何尺寸的計(jì)算 .................... 17 罐壁厚度的計(jì)算 ....................................... 17 第一準(zhǔn)則的計(jì)算和校核 ................................. 34 第二準(zhǔn)則的校核 ....................................... 36 西南石油大學(xué) 2021 屆本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） II 第三準(zhǔn)則的校核 ....................................... 38 浮頂?shù)膹?qiáng)度及穩(wěn)定性校核 ............................... 39 抗風(fēng)圈的設(shè)計(jì)和計(jì)算 ................................... 40 加強(qiáng)圈的設(shè)計(jì)和計(jì)算 ................................... 41 罐壁的開(kāi)孔補(bǔ)強(qiáng) ....................................... 42 ................................ 43 浮頂罐的安全設(shè)計(jì) ..................................... 43 浮頂罐的消防設(shè)計(jì) .................................... 44 浮頂油罐滅火特點(diǎn) ............................... 44 浮頂油罐泡沫滅火系統(tǒng)的計(jì)算 .................... 45 浮頂油罐自動(dòng)滅火系統(tǒng)設(shè)計(jì) ...................... 50 5．浮頂罐材料用量計(jì)算與計(jì)算表 ............................ 54 浮頂罐材料用量計(jì)算 ................................... 54 材料表見(jiàn)構(gòu)造圖（后附 3 幅 AutoCAD 圖） ................ 54 ....................................... 55 施工工藝選擇 ........................................ 55 提前進(jìn)行防腐 ........................................ 56 及時(shí)向罐內(nèi)充水 ...................................... 56 壁板和浮頂施工平行進(jìn)行 .............................. 56 7．結(jié)論 ................................................ 57 致 謝 ............................................... 58 參考文獻(xiàn) ............................................... 59 5 萬(wàn)方浮頂 油 罐設(shè)計(jì) 1 1 緒論 目的意義 近一二十年來(lái)油罐的設(shè)計(jì)及施工技術(shù)都有了較過(guò)去更快的發(fā)展。從世界范圍來(lái)講，這一狀況與國(guó)際上的能源危機(jī)有關(guān)。由于能源危機(jī)，近若干年 來(lái)許多原油依靠進(jìn)口的工業(yè)化國(guó)家都增加了原油的儲(chǔ)備量。這就迫使許多國(guó)家要造更多更大的油罐。這一經(jīng)濟(jì)需求促進(jìn)了油罐事業(yè)的發(fā)展。有越來(lái)越多的工程技術(shù)人 員從事油罐的設(shè)計(jì)、研究工作。近年來(lái)，油罐發(fā)展的明顯趨勢(shì)是大型化。 油罐的大型化有很多的優(yōu)點(diǎn)，如節(jié)省鋼材、節(jié)約投資、減小占地面積、節(jié)省配件、便于操作管理等等。因此，如今的多數(shù)油罐都進(jìn)行大型化的設(shè)計(jì)。與此同時(shí)，罐的結(jié)構(gòu)上也有很多改進(jìn)。浮頂設(shè)計(jì)也廣泛運(yùn)用于大型罐的設(shè)計(jì)上，與固定頂相比，因?yàn)闆](méi)有氣相的存在，幾乎沒(méi)有蒸汽損耗，只有周圍密封處的泄露損耗，而且罐內(nèi)沒(méi)有危險(xiǎn)性混合氣體 的存在，火災(zāi)的危險(xiǎn)性小且不易被腐蝕。與此同時(shí)，隨著油罐的大型化，實(shí)踐也提出了越來(lái)越多的新課題。隨著這些課題的研究和解決，也就使油罐的設(shè)計(jì)與施工技術(shù)進(jìn)一步發(fā)展和深化 [6]。 國(guó)內(nèi)外現(xiàn)狀 我國(guó)自大慶油田發(fā)現(xiàn)以后，油罐事業(yè)得到較快的發(fā)展， 70 年代初期由于長(zhǎng)距離輸油管線的建立，使這一發(fā)展得到加速。我國(guó)大型油罐建造技術(shù)發(fā)展分為三個(gè)階段：第一個(gè)階段為整體技術(shù)引進(jìn)，包括材料、設(shè)計(jì)技術(shù)和施工技術(shù)，如 20 世紀(jì) 80 年代中期在大慶、秦皇島建造的 10 萬(wàn)方浮頂油罐；第二階段實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)和施工技術(shù)國(guó)產(chǎn)化，僅進(jìn)口高強(qiáng)度鋼材，如 20 世紀(jì) 90 年代在上海、鎮(zhèn)江、黃島等地建造的 10 萬(wàn)方浮頂油罐；第三階段實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)技術(shù)、施工技術(shù)和高強(qiáng)度鋼材全面國(guó)產(chǎn)化，如在北京燕山石化公司健造的 4 臺(tái) 10 萬(wàn)方浮頂油罐。自 1985 年從國(guó)外引進(jìn) 10 萬(wàn)方浮頂油罐的設(shè)計(jì)和施工技術(shù)后陸續(xù)在大慶、秦皇島、儀征、黃島、舟山、鐵嶺、大連、上海、鎮(zhèn)江、燕山、湛江等地建造了 80 多臺(tái) 10 萬(wàn)方浮頂油罐，并且自行設(shè)計(jì)，建造了茂名石化北山嶺 2 臺(tái) 萬(wàn)方浮頂油罐。因此，我國(guó)大型油罐的建設(shè)已經(jīng)起步，正在進(jìn)入一個(gè)快速發(fā)展階段 [5]。 1962 年美國(guó)芝加哥橋梁公司首先建立成 10 萬(wàn)立方米浮頂罐，直徑87米高約 21米； 1964 年殼牌石油公司在歐洲建成 10 萬(wàn)立方米浮頂油罐；西南石油大學(xué) 2021 屆本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 2 1967 年委內(nèi)瑞拉建成 15 萬(wàn)立方米浮頂油罐，直徑 115 米，高 米；日本 1971 年建成 16 萬(wàn)方浮頂油罐，直徑 109 米，高 米。目前世界上最大的油罐為 24 萬(wàn)立方米。以上可以看出，油罐發(fā)展的總趨勢(shì)是走向大型化，并且大型化是比較經(jīng)濟(jì)的 [10]。 油罐的種類是按照幾何形狀來(lái)劃分的。可分為三大類：立式圓柱形油罐、雙曲率油罐、臥式圓柱形油罐。圓柱形油罐根據(jù)其頂部結(jié)構(gòu)的不同可分為：錐頂油罐、懸鏈?zhǔn)接凸?、拱頂油罐、浮頂油罐、?nèi)浮頂油罐。其中浮 頂油罐的浮頂可直接放于油面上，隨油品收發(fā)而上下浮動(dòng)，在浮頂與罐內(nèi)壁之間的環(huán)形空間有隨著浮頂上下的密封裝置。因?yàn)檫@種罐幾乎全部消滅了氣體空間，從而大大減少了油品的蒸發(fā)損耗。浮頂油罐是目前在國(guó)內(nèi)外大型或中型油罐中最常用的一種結(jié)構(gòu)形式。浮頂有兩種，一種為雙盤(pán)式，一種為單盤(pán)式。雙盤(pán)式的有上下兩層蓋板，兩層蓋板之間由邊緣環(huán)板，徑向與環(huán)向隔板若干互不滲漏的艙室。雙盤(pán)式隔熱效果好，多用于輕質(zhì)油的儲(chǔ)存，常作為煉廠成品罐和中間罐用，雙盤(pán)式多用于小型罐，國(guó)內(nèi)最大的為 5000 立方米，而 5000 立方米以上的浮頂罐多為單盤(pán)式 [6]。5 萬(wàn)方浮頂 油 罐設(shè)計(jì) 3 說(shuō)明書(shū) 油罐的直徑和高度 對(duì)于油罐的直徑和高度，這個(gè)尺寸設(shè)計(jì)合理，便可使油罐的材料消耗和建設(shè)費(fèi)用降低，提高建設(shè)的經(jīng)濟(jì)效益。我們知道每個(gè)油罐都是按照一定的容積設(shè)計(jì)的。在容積一定的條件下，油罐的直徑和高度可以按各種尺寸組合，但在各種組合中總有 一組尺寸使材料最省。油罐的直徑 D高度 H 按材料最省的油罐直徑和高度的計(jì)算： 根據(jù)公式： ???H 式中 H — 是油罐的經(jīng)濟(jì)高度 ； m ???? ][? ； br tt ??? ，是罐頂和罐底厚度之和。 罐壁 部分 罐壁應(yīng)力 特點(diǎn) 分析 對(duì)于儲(chǔ)罐罐壁受力分析表明，環(huán)向應(yīng)力是主要 的，軸向彎曲應(yīng)力相對(duì)來(lái)說(shuō)是比較小的。罐壁的環(huán)向應(yīng)力在罐壁下部與罐底的連接處其值最小，從連接處向上逐漸增大，最大應(yīng)力的位置與罐的直徑和壁厚有關(guān)，大約在 2 RT 處 (其中： R儲(chǔ)罐半徑： T儲(chǔ)罐壁厚 )。 為了確定罐壁最大應(yīng)力所處的位置，國(guó)內(nèi)外儲(chǔ) 罐方面的專家進(jìn)行了大量的測(cè)試和分析研究工作。比如國(guó)內(nèi)在施工秦皇島 341010 m? 。浮頂儲(chǔ)罐時(shí)，有關(guān) 科研單位對(duì)罐壁進(jìn)