【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 在現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行地面組對(duì)。下端支柱可采用普通材料。 經(jīng)過比較，選擇雙段式的支柱，在常溫球罐中也有有安裝方面希望改善柱頭部位支柱與球殼連接的應(yīng)力狀況而采用雙段式支柱結(jié)構(gòu)，這時(shí)不要求上段采用也殼體相同的材質(zhì)。 ③ 支柱與球殼的連接 主要分為有墊板和無墊板兩種結(jié)構(gòu)。有墊板結(jié)構(gòu)（又稱加強(qiáng)板）可增加球殼板的剛性，但又增加了球殼上的搭接焊縫，在低合金高強(qiáng)鋼的施 焊中由于一產(chǎn)生裂紋，探傷檢查有困難，股應(yīng)盡量避免采用焊板結(jié)構(gòu)。目前國(guó)內(nèi)球罐的標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)中都是采用無墊板結(jié)構(gòu)。 支柱與球殼連接部結(jié)構(gòu)，分為平板式和半球式兩種。半球式受力較合理，抗拉斷能力強(qiáng)。平板式結(jié)構(gòu)造成邊角的高應(yīng)力狀態(tài)，結(jié)構(gòu)不合理。支柱與球殼連接的下部結(jié)構(gòu)，分為直接連接和有托板連接兩種。有托板結(jié)構(gòu)可以改善支撐和焊接條件，便于焊縫檢查。 經(jīng)過分析比較，選擇無補(bǔ)強(qiáng)板半球式有托板的連接結(jié)構(gòu)。 ④ 支柱的防火安全結(jié)構(gòu) 支柱的防火安全結(jié)構(gòu)主要是在支柱上設(shè)置防火層及易熔塞結(jié)構(gòu)。當(dāng)在罐區(qū)內(nèi)發(fā)生火災(zāi)時(shí)，為了防止球罐的支柱在短時(shí)間 內(nèi)被火燒塌，引起球罐破壞使事故加劇，除了對(duì)罐體采用防火水幕噴淋外，對(duì)于高度為 1m以上的支柱，用厚度 50mm 以上的耐熱混凝土或具有相第 2 章 液化石油氣儲(chǔ)罐選型及設(shè)計(jì) 12 當(dāng)性能的不燃性絕緣材料覆蓋（或用與儲(chǔ)槽本體淋水裝置能力相當(dāng)?shù)牧芩b置加以有效保護(hù)），對(duì)于液化石油氣球罐更為必要。防火隔熱層不應(yīng)發(fā)生干裂，其耐火性必須在 1h以上。結(jié)構(gòu)如圖所示 圖 22 支柱 防火隔熱結(jié)構(gòu) 1支柱壁 2防火隔熱層 3易熔塞接管 4防火層夾子 5易熔塞 6螺母 （ 2） 拉桿結(jié)構(gòu) 拉桿是作為承受風(fēng)載荷級(jí)地震載荷的部件，增加球罐的穩(wěn)定性而設(shè)置的，拉桿結(jié)構(gòu)可分為可調(diào) 式和固定式兩種。 ① 可調(diào)式拉桿 可調(diào)式拉桿分長(zhǎng)短兩段，用可調(diào)螺母連接，以調(diào)節(jié)拉桿的松緊度。大多數(shù)采用高強(qiáng)度的圓鋼或鍛制圓鋼制作，可調(diào)式拉桿的結(jié)構(gòu)型式也有多種：?jiǎn)螌咏徊婵烧{(diào)式拉桿、雙層可調(diào)式拉桿、雙拉桿或三拉桿可調(diào)式、相隔一柱的單層交叉可調(diào)式拉桿（這種可以改善拉桿的受力狀況）。 ② 固定式拉桿 固定式拉桿一般采用鋼管制作，拉桿的一頭焊死在支柱的上下加強(qiáng)筋上，另一頭采用十字相焊或固定板相焊，不可調(diào)節(jié)，管狀拉桿必須開設(shè)排氣口。 目前國(guó)內(nèi)自行建造的球罐和引進(jìn)球罐的大部分都是采用可調(diào)式拉桿。在可調(diào)式拉桿中選擇可以改 善受力狀況的相隔一柱的單層交叉可調(diào)式拉桿，結(jié)構(gòu)如圖： 13 圖 23 單層交叉可調(diào)式拉桿 1支柱 2支耳 3長(zhǎng)拉桿 4調(diào)節(jié)螺母 5短拉桿 人孔和接管 一、 人孔結(jié)構(gòu) 通常球罐上設(shè)有兩個(gè)人孔，分別在上、下極帶上，人孔與球殼相焊部分應(yīng)選用與球殼相同或相當(dāng)?shù)牟馁|(zhì)。人孔結(jié)構(gòu)在球罐上選擇為水平蓋吊蓋形式的整體鍛件凸緣補(bǔ)強(qiáng)，因?yàn)檫@種結(jié)構(gòu)既保證了因開孔削弱的強(qiáng)度得到充分補(bǔ)強(qiáng)，節(jié)省材料，且避免了補(bǔ)強(qiáng)處壁厚的突變，降低了應(yīng)力集中程度。規(guī)格選擇用 DN600。 表 23 人孔規(guī)格及安裝尺寸 規(guī)格 圖號(hào) 重量（ Kg/臺(tái)） 安裝尺寸（毫米） d D L DN500 GRK500 86 500 645 320 DN600 GRK600 126 600 755 340 DN750 GRK750 334 750 980 345 二、接管結(jié)構(gòu) 球罐接管部分是強(qiáng)度的薄弱環(huán)節(jié)，因此采用厚管壁或整體鍛件凸緣補(bǔ)強(qiáng)等補(bǔ)強(qiáng)措施。接管的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)應(yīng)該考慮的問題： （ 1）接管材料：與球殼相焊的接管選用與殼體相同的材料為 16MnR （ 2）開孔位置：設(shè)計(jì)在上、下極板上 第 2 章 液化石油氣儲(chǔ)罐選型及設(shè)計(jì) 14 （ 3）孔的補(bǔ)強(qiáng)尺寸：由于球罐容積大，一般殼體壁厚都比接 管厚的多，為了保證焊接質(zhì)量，接管采用厚壁管 （ 4）接管的補(bǔ)強(qiáng)：采用厚壁管補(bǔ)強(qiáng) （ 5）提高接管的抗疲勞性能措施：接管的配管法蘭面成水平或豎直狀態(tài)；接管補(bǔ)強(qiáng)元件與球殼的連接使補(bǔ)強(qiáng)元件的軸線垂直于球體開孔表面；選用整體補(bǔ)強(qiáng)凸緣；球罐上有的接管需設(shè)置加強(qiáng)筋。 表 24 球罐接管推薦表格（《液化石油氣儲(chǔ)運(yùn)與管理》） 容積 m3 人孔 液相入口管 液相出口管 氣相管 安全閥接管 放散管 液相回流管 就地 遠(yuǎn)縛壓力表 就地溫度計(jì) 遠(yuǎn)縛溫度計(jì) 就地液面計(jì) 120 DN500 DN80 DN80 DN50 2DN80 DN50 DN50 ZG1/2〃 M27 2 M33 2 DN40 200 DN500 DN80 DN80 DN50 2DN80 DN50 DN50 M27 2 M33 2 DN40 400 DN500 DN80 DN80 DN50 2DN80 DN50 DN50 M27 2 M33 2 DN40 650 DN500 DN100 DN100 DN70 2DN100 DN80 DN80 M27 2 M33 2 DN40 1000 DN600 DN100 DN100 DN70 2DN100 DN80 DN80 M27 2 M33 2 DN40 容積為 1000m3的球罐選擇人孔、接管、及其他附件見表最后一行。 附件設(shè)計(jì) 球罐的附件主要有梯子平臺(tái)、水噴淋裝置、隔熱保冷設(shè)施、液位計(jì)、壓力表、安全閥、溫度計(jì)。 一、梯子平臺(tái) 球罐外部設(shè)有頂部平臺(tái)，中間平臺(tái)以及為了從地面進(jìn)入這些平臺(tái)的斜梯、直梯或盤梯。頂部平臺(tái)是工藝操作用的平臺(tái)，中間平臺(tái)是為了操作人員上下頂部平臺(tái)時(shí)中間休息，或者作為檢查球罐赤道部位外部情況用。 梯子和平臺(tái)設(shè)置如圖所示： 15 圖 24球罐內(nèi)、外旋梯結(jié)構(gòu) 1球體 2內(nèi)部中間平臺(tái) 3下部?jī)?nèi)旋梯 4支柱 5拉桿 6底部人孔 7頂部人孔 8外旋梯上部平臺(tái) 9外旋梯上滾輪 10頂部?jī)?nèi)旋梯平臺(tái) 11上部?jī)?nèi)旋梯 12外旋梯 13外旋梯下滾輪 14外旋梯底部軌道 一臺(tái)球罐采用一個(gè)單獨(dú)的梯子，梯子的結(jié)構(gòu)分為：上部盤梯和下部斜梯兩部分。上部盤梯造成近似于球面的螺線形，因?yàn)樗幸韵绿攸c(diǎn)：第一，由赤道處中轉(zhuǎn)平臺(tái)可以一直連接到容器頂部的圓形平臺(tái)，中間不需要再增加中轉(zhuǎn)平臺(tái)，行程較短，行走舒適，沒有陡升陡降的感覺；第二、耗用鋼材較少；第三、梯子與球面的距離始終保持不變。這 樣，不僅梯子與球面曲率協(xié)調(diào)一致，美觀大方，還有利于保溫工程的施工。 這種近似于球面螺線形盤梯實(shí)際上是球體與圓柱體相貫的相貫線，其形成規(guī)律如下：①盤梯的內(nèi)側(cè)板是由一個(gè)與球罐同心而直徑較大的假象球和一直徑小于假象球半徑與赤道圓內(nèi)切于圓柱面，垂直正交而形成的相貫線右側(cè)上部的一部分；②盤梯外側(cè)板下邊線是由一個(gè)與球罐同心并共一根垂直軸的旋轉(zhuǎn)橢球面（托球的水平半軸大于垂直半軸）和一直徑大于橢球水平半軸，并與內(nèi)側(cè)板假象圓柱面同軸，內(nèi)切于旋轉(zhuǎn)橢球面赤道圓的圓柱面，垂直正交而形成的相貫線右側(cè)上部的一部分；③內(nèi)外側(cè)板的下邊線在 盤梯任意水平回轉(zhuǎn)角方向上，對(duì)應(yīng)點(diǎn)高度相等，保持踏步板水平。 二、水噴淋裝置 球罐上裝設(shè)水噴裝置是為了內(nèi)盛的液化石油氣的隔熱需要，同時(shí)也可起消防的保護(hù)作用。采用環(huán)形冷卻水管裝置，供水強(qiáng)度為 2L/ 2m min。 第 2 章 液化石油氣儲(chǔ)罐選型及設(shè)計(jì) 16 （ 1）所需灑水量 球罐外表面積： 錯(cuò)誤 !未找到引用源。 所需灑水量： 錯(cuò)誤 !未找到引用源。 （ 2）灑水管口徑 水流速： v=2m/s=120m/min 所需管徑： 三、隔熱和保冷措施 1．隔熱設(shè)施 隔熱設(shè)施采用水噴淋裝置，選型和數(shù)據(jù)計(jì)算見上節(jié) 2．保 冷設(shè)施 單層球殼保冷采用聚氨酯泡沫塑料，因?yàn)樗谋＠湫阅茌^好。 四、液位計(jì) 球罐中采用的液位計(jì)主要有浮子 齒帶液位計(jì)，玻璃板式液位計(jì)，雷達(dá)液位計(jì)，超聲波液位計(jì)等多種。 裝設(shè)浮子 齒帶液位計(jì)，一般都設(shè)有可以知識(shí)高液位和低液位的玻璃板式液位計(jì)。由于浮子 齒帶液位計(jì)操作安全、可靠、靈敏度高，讀數(shù)方便、準(zhǔn)確，是比較理想的球罐用液位計(jì)。 玻璃板式液位計(jì)直觀性好，在上下接管處裝有可自動(dòng)切斷的閥門，上下閥內(nèi)最小通道錯(cuò)誤 !未找到引用源。 ，閥內(nèi)裝有鋼球，當(dāng)玻璃板因意外事故破壞時(shí)，鋼球在容器內(nèi)壓力作用下，起自動(dòng)密封作用， 防止容器內(nèi)液體外流。 雷達(dá)液位計(jì)是利用超高頻電磁波經(jīng)天線向被探測(cè)容器內(nèi)的液面發(fā)射，當(dāng)電磁波到液面后反射回來，儀表檢測(cè)出發(fā)射波及回波的時(shí)差，從而計(jì)算出液面高度。 超聲波液位計(jì)是利用超聲的各種特性來測(cè)量液位。如利用聲波碰到液面產(chǎn)生反射波的原理，測(cè)出發(fā)射波及回波的時(shí)差，從而計(jì)算出液面高度，可用于連續(xù)測(cè)量；另外，利用聲波在不同介質(zhì)中聲阻抗的差異，有液位時(shí)，聲阻抗較小，無液位時(shí)，聲阻抗最大，放大器使繼電器勵(lì)磁或放電，來進(jìn)行液位報(bào)警。 采用一種結(jié)構(gòu)較為合理的連通管式液位計(jì)裝置，它的特點(diǎn)是采用連通管，把多個(gè)玻璃板式液位計(jì) 裝設(shè)在連通管上，可以測(cè)量全液位。連通管采用 DN50 的鋼管制成，并與球罐 17 操作用梯子平臺(tái)配合裝設(shè)，便能較易觀測(cè)液位情況。它的優(yōu)點(diǎn)是可使球殼上液位計(jì)的開孔減少至最少數(shù)量，且節(jié)省配管材料。并且在高、低液位線處設(shè)有報(bào)警裝置。防止裝載過量、抽空，以免發(fā)生事故，特別在裝載液化氣時(shí)更要慎重。 五、壓力表 為了測(cè)量容器內(nèi)壓力，球罐應(yīng)設(shè)置壓力表，考慮到壓力表由于某種原因而發(fā)生故障，或由于儀表檢查而取出等情況，應(yīng)在球殼的上部和下部各設(shè)一個(gè)以上的壓力表。 壓力表按其測(cè)量范圍，分為真空表、壓力真空表、微壓表、低壓表、中壓表及高壓表。真空表用于測(cè)量小于大氣壓力的壓力值；壓力真空表用于測(cè)量小于和大于大氣壓力的壓力值；微壓表用于測(cè)量小于 60000 Pa 的壓力值；低壓表用于測(cè)量 0~6MPa 壓力值；中壓表用于測(cè)量 10~60MPa 壓力值；高壓表用于測(cè)量 100MPa 以上壓力值。 由于液化石油氣的設(shè)計(jì)壓力是 ，選用低壓表。 壓力表的安裝應(yīng)注意下列問題： （ 1） 壓力表選擇低壓表 （ 2） 為了使壓力表讀數(shù)盡可能正確，壓力表的表面直徑應(yīng)大于 150m。 （ 3） 壓力表前應(yīng)安裝截止閥，以便在儀表標(biāo)校時(shí)可以取下壓力表。 六、安全閥 為防止球罐運(yùn)轉(zhuǎn)異常造成內(nèi)壓超過設(shè)計(jì)壓力 ，應(yīng)在氣相部分設(shè)置一個(gè)以上的安全閥，以便及時(shí)排出部分氣相物料，自動(dòng)地將內(nèi)壓回復(fù)到設(shè)計(jì)壓力以下。同時(shí)在氣相部分還要設(shè)置一個(gè)以上的輔助的火災(zāi)安全閥，使得由于火災(zāi)而使罐內(nèi)物料溫度及壓力上升時(shí)，能自動(dòng)發(fā)生作用，排泄物料，確保球罐不超壓。 1. 安全閥的選用 安全閥的型式通常采用直接載荷彈簧式。根據(jù) GB150，根據(jù)容器的工作壓力確定安全閥的開啟壓力為 。設(shè)計(jì)壓力取 ，且其中至少有一個(gè)安全閥的開啟壓力小于 。設(shè)置有多個(gè)安全閥，排泄量為各個(gè)安全閥排泄量之和，備用安全閥的排泄量不算入所需排 泄量。 錯(cuò)誤 !未找到引用源。 —— 球罐的安全泄放量， kg/h。 q—— 在泄放壓力下液化氣體的汽化潛熱， KJ/kg，液化石油氣選 255 KJ/kg； 第 2 章 液化石油氣儲(chǔ)罐選型及設(shè)計(jì) 18 錯(cuò)誤 !未找到引用源。 —— 球罐的受熱面積， 錯(cuò)誤 !未找到引用源。 ，按下列公式計(jì)算：錯(cuò)誤 !未找到引用源。 = 錯(cuò)誤 !未找到引用源。 或從地面起到 高度以下所包括的外表面積，取二者中較大值（ 錯(cuò)誤 !未找到引用源。 為球罐外直徑， m），取 錯(cuò)誤 !未找到引用源。 = 錯(cuò)誤 !未找到引用源。 = =； F—— 系數(shù)，球罐置于地面上時(shí)，取 F=；對(duì)置于大于 10L/(錯(cuò)誤 !未找到引用源。 )噴淋裝置下時(shí)，取 F=。噴淋水強(qiáng)度為 2 L/(錯(cuò)誤 !未找到引用源。 )，所以 F取 。 經(jīng)計(jì)算的 錯(cuò)誤 !未找到引用源。 為 。 （ 1） 處于臨界條件 ])1k 2(/P[P 1kkd0 ??時(shí)， )/( d20 ZTMCKPWA s??? （ 2） 處于亞臨界條件 ])1k 2(/P[P 1kkd0 ??時(shí)， ???????????????????????? 10/200KKdKddsPPPPkkZTMKPWA 式中 0A —— 安全閥的最小排放面積， 2mm ； K— 安全閥額定泄放系數(shù)，取 ， 對(duì)于不帶調(diào)節(jié)圈的微啟式安全閥，K=～ ，此處取平均， ； C— 氣體特性系數(shù)， C=520 1112???????? ? kkkk； M—— 氣體摩爾質(zhì)量； Z—— 氣體壓縮系數(shù) 此處取 ； T— — 泄放裝置進(jìn)口側(cè)氣體的溫度， 423K； 0P —— 安全閥的出口處壓力 ,Mpa ； dP —— 安全閥的泄放壓力，包括設(shè)計(jì)壓力和超壓限度兩部分 ,Mpa 。 k—— 氣體絕熱指數(shù) 19 0P = dP = 0P / dP = k 取 112 ??????? ? kkk=＜ 0P / dP =，即處于亞臨界排放 所以利用公式???????????????????????? 10/200KKdKdds