【導(dǎo)讀】趨勢(shì)是大型化，油罐大型化給人們帶來許多經(jīng)濟(jì)利益，也帶來了一些技術(shù)課題。間，從而大大減少了油品的蒸發(fā)損耗和大氣污染等。地區(qū)地質(zhì)狀況良好，適合建罐，罐壁厚度計(jì)算采用變點(diǎn)設(shè)計(jì)法，分別計(jì)算了充水和儲(chǔ)油兩種不同儲(chǔ)存介質(zhì)的情況，用它計(jì)算大容量罐時(shí)，可減少某些圈的壁厚和罐壁總用鋼量。設(shè)計(jì)中不僅包括了罐頂，設(shè)計(jì)采用我國國內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)。油罐的抗震設(shè)計(jì)也參照國內(nèi)外的設(shè)計(jì)規(guī)范，可承受8級(jí)以上。校核部分包括浮頂四個(gè)準(zhǔn)則，強(qiáng)度和穩(wěn)定性校核，下節(jié)點(diǎn)校核以及開孔補(bǔ)強(qiáng)

　　

【正文】 kkkkcttka m cHRtx 881? ???????? ? ? mmtmxxmRtxmcHxaa681m i n7382??????????????????? 807 ???attk第二次試算 ? ? ? ? 1 ??? ???? ?? kkkkc 西安石油大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 33 mcHRtx a 881 ?????????? ? mmtmxxmRtxmcHxaa683m i n8382??????????????????? 807 ???attk第三次試算 ? ? ? ? 1 ??? ???? ?? kkkkc m cHRtx 881? ???????? mxxmRtxmcHxa3m i n8382??????????? ? ? mmt a 68 ???? ???? mmttttmt9()(1009100908??????????的等壁厚的與即 取腐蝕裕量 mmc 1? （重度腐蝕） 儲(chǔ)油壁厚 +C 與充水壁厚比較，兩者取其中較大者 表 32 罐壁最小設(shè)計(jì) 厚度 油罐內(nèi)徑 D,m 罐壁最小設(shè)計(jì)厚度 ,mm D＜ 12 4 12≤ D＜ 15 5 15≤ D＜ 36 6 36≤ D≤ 60 8 D＞ 60 9 西安石油大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 34 表 33 不同材料壁厚選擇 材料 07MnCrMoVR 16MnR 層數(shù) 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 充水 9 9 儲(chǔ)油 9 9 大值 9 9 偏差 0 0 圓整 29 26 25 23 20 17 15 12 9 9 西安石油大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 35 4 浮頂設(shè)計(jì) 基本數(shù)據(jù) 單盤板厚： mmt 5? 船艙底板： mmb 40004 ? mmt 54 ? 船艙頂板： mmb 40002 ? mmt ? 內(nèi)邊緣板： mmb 6801 ? mmt 121 ? 外邊緣板： mmb 8403 ? mmt 103 ? 浮船外徑：mD ? 浮船內(nèi)徑： 由于浮頂罐的優(yōu)勢(shì) ——浮頂儲(chǔ)罐的浮頂 是一個(gè)漂浮在貯液表面上的浮動(dòng)頂蓋，隨著儲(chǔ)液的輸入輸出而上下浮動(dòng)，浮頂與罐壁之間有一個(gè)環(huán)形空間，這個(gè)環(huán)形空間有一個(gè)密封裝置，使罐內(nèi)液體在頂蓋上下浮動(dòng)時(shí)與大氣隔絕，從而大大減少了儲(chǔ)液在儲(chǔ)存過程中的蒸發(fā)損失。采用浮頂罐儲(chǔ)存油品時(shí)，可比固定頂罐減少油品損失 80%左右。所以采用浮頂罐。浮頂?shù)慕Y(jié)構(gòu)型式主要有雙盤式和單盤式兩種。雙盤式多用于 5000 3m或更小的油罐，單盤式的多用于 5000 3m 以上儲(chǔ)罐，所以本設(shè)計(jì)選用單盤式浮頂。我國常用單盤式 表 41 浮頂儲(chǔ)罐尺寸 西安石油大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 36 校核 第一準(zhǔn)則校核 校核條件為： (1)下沉深度不大于外邊緣板的高度，且有一定裕量以免油品由浮頂外側(cè)經(jīng)過外側(cè)邊緣板流入浮頂并灌進(jìn)艙室內(nèi)。可用下試表達(dá) ???? ?TTb3 式中 3b 邊緣板的高度， m。 T在這種情況下， 當(dāng) 0?? 的下沉深度， m。 ?T 由于 0?? 而引起的沉沒深度的增加， m。 ? 安全裕量， m. (2)下沉深度不大于內(nèi)邊緣板的高度，且留有一定裕量以免油品由浮船內(nèi)側(cè)邊緣板進(jìn)入艙室，并導(dǎo)致浮頂沉沒?？捎孟卤磉_(dá)式。 ????? ? gTTb1 。，浮船 尺寸 ，見圖內(nèi)邊 緣板 高度 ， mg mb 13 。1 ??? 式（ 31）和試（ 32）中， gbbb ., 321 均為已知數(shù)， ? 為安全裕量，系控制的數(shù)字，一般以 1020cm 為宜，最低不得小于 5cm。 由以上看出，只要求出 T 和 ?T 便可進(jìn)行校核，現(xiàn)分別求 T 和 ?T 。 浮船重 外邊內(nèi)邊底頂 Q ????0 ? ? ? ? 隔板鋼鋼鋼鋼 QbtbDtbbDtbDtbDQ ??????? ???????? 442222223311120 mT?鋼? tQ )(2 )( ????????隔 NQ 60 ??? 單盤重 TtDQ 2221 ???????? ??? 鋼 考慮單盤上附件重 NTQ 61 0 0 ???，取 T 的計(jì)算 ? ? ? ? mDD QT 4 2 22 612221 039。0 ???? ???? ?? 226221 4mNDQP d ?? ??? ? 西安石油大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 37 ??? DD? mtPT d 221221 ??????? ??????????? ??? ??? 船艙 ??? mm ??個(gè)，圓心角取 i 43 ??????? ?ma 0139。0 TTTT ???? aTT ?? 0 maTTT 139。0 ?? ????? ?T 的計(jì)算 ? ? ? ? mbbg 313 ??????? ? a n 21 ?????? DD g? ? ?? ?? ? ? ? ? ?? ? mtgDT 21 1 ????? ????? ??? ?? ??? ??3 校核：取 ?? mTT ??????? ? ????? ?TTmb ?????? gTTmb ? 所以第一準(zhǔn)則滿足 第三準(zhǔn)則的計(jì)算和校核 第三準(zhǔn)則為在操作時(shí)單盤與儲(chǔ)液間不存在油氣空間。這一條件是從減少單盤的腐蝕考慮的。因此，單盤安裝高度 c 應(yīng)考慮以下條件： manccc ??min 計(jì)算單盤安裝位置區(qū)域 下限 mPTTPTc dd 8428 i n ???????? ?? ? 西安石油大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 38 上限 mTPc d 84 28 22022m i n ???? ?????? ?? ? 去單盤安裝高度 m a xm in, cccmc ??? 以滿足 第二準(zhǔn)則校核 第二準(zhǔn)則是在整個(gè)罐頂面積上有 250mm 降雨量的水積存在單盤上時(shí)浮頂不沉沒。在下暴雨時(shí)，由于雨量過大或中央排水管不暢，甚至阻塞，則單盤上將出現(xiàn)積水。 允許設(shè)計(jì)水量為 Q ?? 024 hDQ? 式中 Q –單盤上允許最大積水量， N 。 D –油罐內(nèi)徑， m ； ? –水的重度， 3mN ； 0h –允許降水量， m ；取 mh ? 在 Q 的作用下，浮頂?shù)南鲁亮吭黾印５O(shè)計(jì)要求即使在這種情況下罐內(nèi)油品也不得超越浮船內(nèi)邊緣板，且應(yīng)留有一定裕量。否則，油品就不會(huì)經(jīng)外邊緣板流入浮 頂。灌進(jìn)艙室最終導(dǎo)致浮頂沉沒。 以上校核條件可用下試表達(dá) ?????? 2103 TTTb 式中 0T –浮船本身沉沒深度 ? ?0?d ， m ； 1T? –加上單盤以后浮船下沉增量， m ； 2T –由積水重量 Q 引起的浮船下沉增加量， m ； ? –安全裕量 一般取 ? =100200mm,最小不得低于 50mm 設(shè)計(jì)允許的積水量 NhDQ 7202 ??????? 水?? mTTT 39。00 ????? ? ???????? ????? 01221 TcrPdT ?? 22 ??????? ????? ?? AetR3?? 式中 ? 無量綱參數(shù)； 3R 浮船平均半徑， m ； ? ?4113 ??? DR Ae 用于剛度計(jì)算的浮船有效截面積， 2m ； 西安石油大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 39 2444333222111 AtbtbtbtbAe ????? ???? 式中 4321 ???? 折減系數(shù)， ；， 4231 ???? ???? Ae 浮船上加強(qiáng)圈有效截面積，如連接角鋼等，均可作為加強(qiáng)角鋼看待， 2m 。 查《化工設(shè)備設(shè)計(jì)手冊(cè)》選用連接角鋼尺寸為 1080100 ??? mmAL ? mAe ?? ? ? ? ? 11 ?? ???????eAD ?? 查表 5–3《油罐及管道強(qiáng)度設(shè)計(jì)》第 107 頁，利用線性內(nèi)插法得 ?k 2222 21101212220 mNThDDq ?????????? ?????????????? ???? ???? ?? ? ? ? 22121 4 2 MNq ??????? ?? AQ ?235 的彈性模量 mNE ?? ? ? ? ? ? ? ? ? 311034313411 ????????? ??EtDke ?23110 mNqeqqqq ??? ? 解得 單盤中心撓度 ? ? mEtqRkf m 3 1043 41 ??? ??? mfhDDT m 2222012122 ???????????? ???mTTT )( ??????????? mTTTmb 2103 ???????? 所以滿足第二準(zhǔn)則 浮頂強(qiáng)度及穩(wěn)定性校核 單盤的強(qiáng)度驗(yàn)算 單盤中心處拉應(yīng)力 22223 t REqkm ?? 西安石油大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 40 式中 m? –單盤中心的拉應(yīng)力，單位 2mN ； 3k –與浮船徑向剛性有關(guān)的系數(shù)； E–剛才的彈性模量，單位 2mN ； q–單盤上所受的當(dāng)量均布載荷，單位 2mN ； R–單盤的半徑，單位 m ； t–單盤板的厚度，單位 m ； q 值取第一準(zhǔn)則和第二準(zhǔn)則兩種不同情況下 q 值的較大者 第一準(zhǔn) 則中： ? ?gtq s 1?? ?? 式中 S? –鋼板的密度取 3785 mkgs ?? ? –油的密度 31 mkg?? ? ? 23 3 5 4 6 0 mNq ??????? 考慮到單盤上一些配件的影響后取 2400 mNq ? 第二準(zhǔn)則中： mNq ? 取兩者中的較大值 2400 mNq ? 查《油罐及管道強(qiáng)度設(shè)計(jì)》第 112 頁表 51 得 ?k ? ? 63 2 2210 ??????? m? 取 ?? ，上面連續(xù)焊，下面間接焊 ? ? Mp as ???? ?? ? ? Pa66 ??????? ? ???? ?m ∴ 單盤強(qiáng)度合格 浮船強(qiáng)度校核 由單盤邊緣傳來的徑向應(yīng)力 ?? 使浮船成為一個(gè)受壓的圓環(huán) ，由平衡條件可得出浮船斷面所受的壓應(yīng)力為： AtD2 2???? 式中 ?? –單盤邊緣的徑向力， 2mN ； t–單盤板的厚度， m ； 2D –浮船內(nèi)徑， m ； A–用于強(qiáng)度 計(jì)算的浮船有效截面積， 2m 西安石油大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 41 22232 t REqk??? 由《油罐及管道強(qiáng)度設(shè)計(jì)》書第 112 頁表 54 查得 ?k ? ? Pa63 2 210 ???????? ?? 浮船頂板和底板既寬且薄，其臨界穩(wěn)定能力很低，故浮船斷面壓應(yīng)力校核時(shí)往往把這部分忽略不計(jì)。于是 mAtbtbA L 0 1 6 5 0 1 1 ????????? 式中 lA –連接角鋼的面積 PaAtD 662 ??? ????? ??? Pas 66 8 3 ?????? s?? ? ∴ 浮船強(qiáng)度滿足 浮船平面內(nèi)穩(wěn)定校核盤 浮船在平面內(nèi)單位長度上的臨界壓力可按下式計(jì)算 1Pcr –浮船在圓環(huán)平面內(nèi)的臨界失穩(wěn)載荷， mN ； 0R –浮船平面直徑， m ； ? ? ? ? mDDR 210 ?????? yI –浮船截面對(duì) y 軸的慣性矩， 4m ? ? 4434203322322021 1212 ?? tbxbtbtbxtbI y ????? 其中 042 bx ??? ，?? ? ? 43232 mI y ???????????????, 3101???????nM P aP c r取 M P atNr 6 ????? ?? 西安石油大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 42 ???? Nr