畢業(yè)設(shè)計(jì)--5萬(wàn)方浮頂罐設(shè)計(jì)

1、<p><b>　　摘要</b></p><p>　　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CAD做罐頂，罐壁，浮頂?shù)慕Y(jié)構(gòu)圖。&l

2、t;/p><p>　　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。</p><p>　　關(guān)鍵詞：油罐; 5萬(wàn)方；設(shè)計(jì)；結(jié)構(gòu)圖</p><p><b>　　Abstrct</b></p><p>　　Seeing energy crisis，nearly for quite a nu

3、mber of years came crude oil depend inward industrialized countries increase crude oil margin upon.The economy demand promotion know clearly oilcan oceanographical develop. In my graduate design at this time, what I desi

4、gn is fifty thousand stete float roof oilcan.The design including the oilcan geometry size, the oilcan wall, the oilcan float roof, the oilcan Anti-Wind loop and stengthen loop. </p><p>　　Anyhow，through this

5、 graduation project I realized much,both studying and working after graduated,I will use all the knowledge learned better.</p><p>　　Keyword: oilcan; fifty thousand stere；</p><p>　　constructional

6、- drawing</p><p><b>　　目 錄</b></p><p><b>　　摘要I</b></p><p>　　AbstrctII</p><p><b>　　1 緒論1</b></p><p><b>　　1.1目的

7、意義1</b></p><p>　　1.2國(guó)內(nèi)外現(xiàn)狀1</p><p><b>　　2.設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)3</b></p><p>　　2.1油罐的直徑和高度3</p><p><b>　　2.2罐壁部分3</b></p><p>　　2.2.1罐壁應(yīng)力特點(diǎn)分

8、析3</p><p>　　2.2.2罐壁的排板與連接4</p><p>　　2.2.3罐壁厚度的計(jì)算4</p><p><b>　　2.3罐底部分5</b></p><p>　　2.3.1罐底的排板形式5</p><p>　　2.3.2中幅板和邊緣板5</p><p

9、>　　2.3.3罐底板的直徑和坡度6</p><p><b>　　2.4浮頂部分6</b></p><p>　　2.4.1浮頂概況及結(jié)構(gòu)6</p><p>　　2.4.2 50000立方米浮頂罐的選材10</p><p>　　2.4.3 浮頂?shù)脑O(shè)計(jì)準(zhǔn)則11</p><p>　　2.

10、5抗風(fēng)圈的設(shè)計(jì)和計(jì)算12</p><p>　　2.6加強(qiáng)圈的設(shè)計(jì)和計(jì)算12</p><p>　　2.7罐壁的開(kāi)孔補(bǔ)強(qiáng)13</p><p>　　2.8.浮頂罐的安全與消防設(shè)計(jì)14</p><p>　　2.8.1浮頂罐的安全設(shè)計(jì)14</p><p>　　2.8.2 浮頂罐的消防設(shè)計(jì)15</p>&

11、lt;p>　　2.9浮頂罐材料用量計(jì)算與材料表16</p><p>　　2.9.1浮頂罐材料用量計(jì)算16</p><p>　　2.9.2材料表見(jiàn)構(gòu)造圖（后附3幅AutoCAD圖）16</p><p><b>　　3設(shè)計(jì)計(jì)算書(shū)17</b></p><p>　　3.1 50000立方米浮頂罐幾何尺寸的計(jì)算17

12、</p><p>　　3.2罐壁厚度的計(jì)算17</p><p>　　3.3第一準(zhǔn)則的計(jì)算和校核33</p><p>　　3.4第二準(zhǔn)則的校核35</p><p>　　3.5第三準(zhǔn)則的校核38</p><p>　　3.6浮頂?shù)膹?qiáng)度及穩(wěn)定性校核38</p><p>　　3.7抗風(fēng)圈的設(shè)計(jì)和

13、計(jì)算39</p><p>　　3.8加強(qiáng)圈的設(shè)計(jì)和計(jì)算40</p><p>　　3.9罐壁的開(kāi)孔補(bǔ)強(qiáng)42</p><p>　　4.浮頂罐的安全與消防設(shè)計(jì)43</p><p>　　4.1浮頂罐的安全設(shè)計(jì)43</p><p>　　4.2 浮頂罐的消防設(shè)計(jì)44</p><p>　　4.2.

14、1浮頂油罐滅火特點(diǎn)44</p><p>　　4.2.2 浮頂油罐泡沫滅火系統(tǒng)的計(jì)算44</p><p>　　4.2.3 浮頂油罐自動(dòng)滅火系統(tǒng)設(shè)計(jì)50</p><p>　　5．浮頂罐材料用量計(jì)算與計(jì)算表53</p><p>　　5.1浮頂罐材料用量計(jì)算53</p><p>　　5.2材料表見(jiàn)構(gòu)造圖（后附3幅Au

15、toCAD圖）53</p><p>　　6.施工工藝與步驟54</p><p>　　6.1 施工工藝選擇54</p><p>　　6.2 提前進(jìn)行防腐55</p><p>　　6.3 及時(shí)向罐內(nèi)充水55</p><p>　　6.4 壁板和浮頂施工平行進(jìn)行55</p><p><

16、b>　　7．結(jié)論56</b></p><p><b>　　致 謝57</b></p><p><b>　　參考文獻(xiàn)58</b></p><p><b>　　1 緒論</b></p><p><b>　　1.1目的意義</b>&

17、lt;/p><p>　　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、

18、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]。</p>&l

19、t;p><b>　　1.2國(guó)內(nèi)外現(xiàn)狀</b></p><p>　　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)

20、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)12.5 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

21、[5]。</p><p>　　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；1967年委內(nèi)瑞拉建成15萬(wàn)立方米浮頂油罐，直徑115米，高14.6米；日本1971年建成16萬(wàn)方浮頂油罐，直徑109米，高17.8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]。&l

22、t;/p><p>　　油罐的種類是按照幾何形狀來(lái)劃分的?？煞譃槿箢悾毫⑹綀A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

23、最常用的一種結(jié)構(gòu)形式。浮頂有兩種，一種為雙盤式，一種為單盤式。雙盤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式[6]。</p><p><b>　　2.設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)</b></p><p&g

24、t;　　2.1油罐的直徑和高度</p><p>　　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。油罐的直徑高度按材料最省的油罐直徑和高度的計(jì)算：</p><p><b>　　根據(jù)公式： <

25、;/b></p><p>　　式中 —是油罐的經(jīng)濟(jì)高度；m</p><p><b>　??； </b></p><p>　　，是罐頂和罐底厚度之和。</p><p><b>　　2.2罐壁部分</b></p><p>　　2.2.1罐壁應(yīng)力特點(diǎn)分析</p>

26、<p>　　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處(其中：R-儲(chǔ)罐半徑：T-儲(chǔ)罐壁厚)。</p><p>　　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。浮頂儲(chǔ)罐時(shí)，有關(guān)科研單位對(duì)罐壁進(jìn)行了

27、環(huán)向應(yīng)力實(shí)測(cè)，發(fā)現(xiàn)最大應(yīng)力在第2圈罐壁上，與公式計(jì)算得出的最大應(yīng)力位置基本相符。利用有限元應(yīng)力分析法，也證明罐壁的環(huán)向應(yīng)力在罐壁與罐底連接處最小，從底部向上逐漸增大。根據(jù)儲(chǔ)罐的直徑不同最大應(yīng)力可能分布在第1圈上部或第2圈下部，而罐壁的軸向彎曲應(yīng)力在罐壁底部最大。這些研究成果對(duì)罐壁厚度的分析與設(shè)計(jì)提供了可靠的依據(jù)[8]。</p><p>　　2.2.2罐壁的排板與連接</p><p>　　儲(chǔ)

28、罐罐壁是一個(gè)圓筒形的鋼板焊接結(jié)構(gòu)，圓筒形壁板承受儲(chǔ)液的靜壓，此靜壓分布呈三角形分布，自上而下逐漸增大，因此每層壁板亦隨外載荷的變化由上而下逐層增厚。但是在實(shí)際工程中不可能采用連續(xù)變化截面厚度的鋼板去建造儲(chǔ)罐，所以罐壁結(jié)構(gòu)為逐級(jí)增厚的階梯形變截面。儲(chǔ)罐壁板下部鋼板的厚度是根據(jù)強(qiáng)度確定的，上部少數(shù)幾層壁板是根據(jù)剛性要求按最小壁厚確定的。罐壁各層壁板的縱向焊縫宜向同一方向逐層錯(cuò)開(kāi)1/3板長(zhǎng)，且不得小于500mm。在實(shí)際建造中，由于供料長(zhǎng)度規(guī)格

29、的限制，一般按鋼板的實(shí)際長(zhǎng)度進(jìn)行排板。排板的原則是：相鄰層壁板縱焊縫互相錯(cuò)開(kāi)，其距離不得小于500mm；底層壁板縱焊縫與罐底邊緣板對(duì)接焊縫及頂層壁板的縱焊縫與包邊角鋼的對(duì)接接頭不得小于200 mm，與環(huán)向焊縫之間距離不得小于100 mm；罐壁板縱橫焊縫應(yīng)采用對(duì)接結(jié)構(gòu)形式，焊接接頭可參照國(guó)家現(xiàn)行的《焊接接頭的基本形式與尺寸》的規(guī)定。罐壁的底層壁板通過(guò)內(nèi)、外角焊縫與罐底的邊緣板相連接，頂層壁板上部設(shè)有一圈包邊角鋼。對(duì)于固定頂儲(chǔ)罐則包邊角鋼起

30、到連接罐頂和承受罐頂水平力的作用。</p><p>　　2.2.3罐壁厚度的計(jì)算</p><p>　　50000立方米浮頂儲(chǔ)罐罐壁所使用的鋼板占儲(chǔ)罐鋼材總用量的一半。因此，在保證安全可靠的前提下，經(jīng)濟(jì)合理地確定罐壁厚度是十分重要的。目前世界主要工業(yè)國(guó)的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范，如美國(guó)APl650《鋼制焊接儲(chǔ)罐》；日本JISB8501《鋼制焊接油罐結(jié)構(gòu)》；英國(guó)BS2654《石油工業(yè)用立式鋼制焊接油罐》等，對(duì)

31、確定罐壁厚度的計(jì)算方法基本是一致的，即以0.3m的修正高度，修正以薄膜應(yīng)力為基礎(chǔ)的計(jì)算公式，稱為定設(shè)計(jì)定點(diǎn)法。定點(diǎn)法適應(yīng)于較小的油罐設(shè)計(jì)，使其各圈罐壁的應(yīng)力分布比較均勻。但對(duì)于較大的油罐如果采用定點(diǎn)法設(shè)計(jì)，往往造成罐壁厚度與環(huán)向應(yīng)力不協(xié)調(diào)，鋼材用量分配不合理。而采用設(shè)計(jì)變點(diǎn)法可以使罐壁環(huán)向應(yīng)力趨于均勻。APl650規(guī)定直徑大于60m的儲(chǔ)罐應(yīng)采用變?cè)O(shè)計(jì)點(diǎn)法確定罐壁厚度。根據(jù)應(yīng)力分析結(jié)果，結(jié)合實(shí)際腐蝕情況，對(duì)罐壁底部?jī)扇︿摪宓暮穸冗M(jìn)行調(diào)整。

32、</p><p>　　API650規(guī)定：用變點(diǎn)法在充水試驗(yàn)條件下（=水=1），求計(jì)算壁厚。</p><p><b>　　計(jì)算厚度公式：</b></p><p><b>　　2.3罐底部分</b></p><p>　　2.3.1罐底的排板形式</p><p>　　罐底排板方式不

33、同會(huì)直接影響罐底的變形和應(yīng)力的大小及方向。合理的排板方式應(yīng)力求做到：鋪板方便、焊接程序簡(jiǎn)單、變形量小、內(nèi)部殘余應(yīng)力小、節(jié)約鋼材和施工速度快。對(duì)直徑不大于12m的儲(chǔ)罐,用等厚底板；對(duì)直徑大于12m的儲(chǔ)罐,由于罐底與罐壁連接的周邊存在較大地邊緣應(yīng)力,所以必須在中幅板的外圈設(shè)置厚度較厚的外圈板。</p><p>　　2.3.2中幅板和邊緣板</p><p>　　中幅板采用搭接焊，邊緣板與中幅板之

34、間的搭接焊縫均采用單面連續(xù)角焊縫，焊縫高度等于較薄板件的厚度，實(shí)際搭接寬度不應(yīng)小于5倍板厚，且不得小于25 mm。</p><p>　　當(dāng)邊緣板厚度不大于6 mm時(shí)不開(kāi)坡口，焊縫間隙為板厚的1.5倍；厚度大于6 mm的邊緣板應(yīng)用V形坡口。中幅板和邊緣板的厚度分別見(jiàn)下表：</p><p>　　表2.1 中幅板厚度</p><p>　　表2.2 邊緣板厚度</

35、p><p>　　2.3.3罐底板的直徑和坡度</p><p>　　根據(jù)國(guó)內(nèi)一般做法，取儲(chǔ)罐底層壁板的中心線與罐底邊緣板外緣的最小距離為60mm，由此確定出罐底出罐底板的最小直徑。由于基礎(chǔ)的設(shè)計(jì),首先確定壁厚將產(chǎn)生較大的變形,其中心部位撓度最大,當(dāng)變形超過(guò)一定限度后,會(huì)造成底板焊縫的拉裂。為了補(bǔ)償基礎(chǔ)沉降引起的底板中部凹陷及排除殘液,采取反變形措施,即底板及基礎(chǔ)均應(yīng)設(shè)置坡度,使中心高,四周低。一

36、般坡度取值1.5%,對(duì)軟弱基礎(chǔ)取3%。</p><p><b>　　2.4浮頂部分</b></p><p>　　2.4.1浮頂概況及結(jié)構(gòu)</p><p>　　浮頂油罐是目前在國(guó)內(nèi)，外大型和中型油罐當(dāng)中最常用的一種結(jié)構(gòu)型式。浮頂有兩種，一種為雙盤式，一種為單盤式。雙盤式的有上、下兩層蓋板，兩層板之間由邊緣環(huán)板、經(jīng)同與環(huán)向隔板分隔為若干互不滲漏的艙

37、室。雙盤式隔熱效果好，多用于輕質(zhì)油的儲(chǔ)存，常做為煉廠成品罐和中間罐用，雙盤式多用于小型罐，國(guó)內(nèi)最大的為5000米以上的浮頂罐多為單盤式的。單盤式浮頂?shù)闹苓厼榄h(huán)形浮船，環(huán)形浮船由隔板將浮船分隔成若干個(gè)互不滲漏的艙室，浮船環(huán)所圍的面積由單層鋼板覆蓋，單盤與浮船之間由連接角鋼連接。國(guó)外對(duì)于10萬(wàn)米。以上的油罐也有采用浮子式的。本章主要介紹我國(guó)應(yīng)用最廣泛的單盤式浮頂?shù)脑O(shè)計(jì)。</p><p>　　單盤由鋼板搭接而成，排板的

38、型式有條形與人字形兩種。兩種排板方法各有優(yōu)缺點(diǎn)，其中人字形排板錯(cuò)縫此較容易，外形似乎也較美觀，我國(guó)某油庫(kù)3臺(tái)五萬(wàn)米。油罐中有兩臺(tái)為條形排板，另一臺(tái)為人字形排板。單盤鋼板的厚度根據(jù)強(qiáng)度計(jì)算的要求而定，但厚度不得小于4毫米。板與板之間的搭接寬度不應(yīng)小于5倍板厚，且不小于25毫米。單盤板的上表面應(yīng)采用連續(xù)滿角焊，下表面在遇到浮頂支柱或其他剛性較大的構(gòu)件時(shí)，周圍300毫米范圍內(nèi)搭接縫亦應(yīng)采用連續(xù)滿角焊，其余采用間斷焊。（我國(guó)常用油罐浮頂?shù)挠嘘P(guān)尺

39、寸見(jiàn)表2.3，供設(shè)計(jì)時(shí)參考。）</p><p>　　船艙頂板及底板均應(yīng)有一定的坡度，上面頂板的坡度為排水用，底板的坡度為使汽泡匯聚于單盤的邊椽，待壓力達(dá)到一定數(shù)值后，由盤邊透氣閥排出，坡度一般不小于15／1000。APl650規(guī)定，最小坡度為12英寸此3／16英寸。外邊椽板的寬度一般為800～1000毫米。</p><p>　　環(huán)形的浮船被等分成若干互不連通的艙室，艙室的數(shù)目根據(jù)設(shè)計(jì)需要而

40、定，艙室數(shù)目多比較安全，但增加了造價(jià)。5萬(wàn)立方米油罐分成32個(gè)艙室；2萬(wàn)立方米油罐分成18個(gè)艙室，1萬(wàn)立方米油罐分成14個(gè)艙室。艙室之間的板稱為船艙隔板。船艙隔板與船艙頂板可采用間斷焊，其余三邊接縫應(yīng)在一側(cè)采用間斷焊，另一側(cè)采用連續(xù)焊，以防止竄艙，如果竄艙則失去了分成艙室的意義，一旦浮船有一處泄漏則會(huì)造成整個(gè)浮頂?shù)某翛](méi)。環(huán)形的浮船被等分成若干互不連通的艙室，艙室的數(shù)目根據(jù)設(shè)計(jì)需要而定，艙室數(shù)目多比較安全，但增加了造價(jià)。5萬(wàn)立方米油罐分成

41、32個(gè)艙室；2萬(wàn)立方米油罐分成18個(gè)艙室，1萬(wàn)立方米油罐分成14個(gè)艙室。艙室之間的板稱為船艙隔板。船艙隔板與船艙頂板可采用間斷焊，其余三邊接縫應(yīng)在一側(cè)采用間斷焊，另一側(cè)采用連續(xù)焊，以防止竄艙，如果竄艙則失去了分成艙室的意義，一旦浮船有一處泄漏則會(huì)造成整個(gè)浮頂?shù)某翛](méi)。</p><p>　　表2.3 我國(guó)常用的浮頂尺寸[5] </p><p>　　在浮頂上還設(shè)有若干浮頂立柱，設(shè)浮頂立桂的目的有

42、二：一是在液面處于低位時(shí)，浮頂下降并支承在立柱上，以免浮頂與罐內(nèi)附件，如罐內(nèi)加熱盤管、清掃器等相碰，二是為了檢修時(shí)，浮頂支于立柱上(此時(shí)支撐高度不低于1.8米)，人可由人孔進(jìn)入罐底與浮頂之間的空間內(nèi)進(jìn)行檢修。立柱設(shè)計(jì)時(shí)其設(shè)計(jì)荷載除考慮其所負(fù)擔(dān)的那部分面積的固定荷載外，還要加上120公斤／米的其他荷載。浮頂立柱與罐底板接觸的部位應(yīng)設(shè)置厚度不小于5毫米的墊板，墊板直徑不小于中500毫米，共周邊應(yīng)與罐底板連續(xù)焊。</p><

43、;p>　　在浮頂罐隨還設(shè)有中央攤水管。內(nèi)徑小于45米的油罐應(yīng)裝有一根Dgl00的排水管，內(nèi)徑大于或等于45米，但小于80米的油罐應(yīng)裝有2根Dgl00的排水管，內(nèi)徑大于或等于80米的油罐應(yīng)裝有三根Dg100的排水管。中央排水管是為排罐頂上的雨水用的，它是由若干段鋼管組成的，管與管之間有活動(dòng)接頭。在國(guó)外也有采用耐油橡膠軟管的。采用耐油橡膠軟管時(shí)，可避免活動(dòng)接頭長(zhǎng)時(shí)間使用后有時(shí)會(huì)產(chǎn)生泄漏構(gòu)毛病，但軟管長(zhǎng)期浸泡在油內(nèi)．必須保證其耐油性能。

44、排水管的上端必須裝有單向閥，以免排水管或接頭有泄漏時(shí)，油品從排水管倒流到浮頂上來(lái)。排水管應(yīng)能在浮頂全行程里正常工作。</p><p>　　在浮頂上還設(shè)有自動(dòng)通氣閥。當(dāng)浮頂隨液位下降時(shí)，在浮頂支承在浮頂立柱上之前，自動(dòng)通氣閥應(yīng)先行開(kāi)啟。自動(dòng)通氣閥開(kāi)啟后，使罐底與浮頂間的空間與大氣接通。自動(dòng)通氣閥有兩個(gè)作用，一是當(dāng)浮頂位于立柱上時(shí)，此時(shí)如繼續(xù)抽油，如果沒(méi)有自動(dòng)通氣閥，則形成抽空，大氣壓力會(huì)把罐頂壓壞，二是在此位置上進(jìn)

45、油時(shí)，如無(wú)此閥，則會(huì)在罐底與浮頂?shù)目臻g內(nèi)形成空氣層。自動(dòng)通氣閥的截面積應(yīng)按最大進(jìn)出油量來(lái)確定。</p><p>　　在浮頂上，一般在單盤邊緣處要設(shè)置緊急排水口。當(dāng)中央排水管失效(如堵塞或因誤操作將下面閥門關(guān)閉)或因雨量過(guò)大中央排水管來(lái)不及排水而造成單盤上積水時(shí)，為保證浮頂不致破壞，當(dāng)水位超過(guò)極限位置時(shí)，水由緊急排水口直接排入罐內(nèi)。</p><p>　　在罐壁盤梯頂平臺(tái)到浮頂之間還應(yīng)設(shè)最一架

46、轉(zhuǎn)動(dòng)浮梯作為到達(dá)浮頂?shù)耐ǖ馈Ｔ谠O(shè)計(jì)時(shí)要考慮到當(dāng)浮頂上升到最高位置時(shí)轉(zhuǎn)動(dòng)浮梯不會(huì)與浮頂上的任何附件相碰，當(dāng)浮頂下降到最低位置時(shí)，轉(zhuǎn)動(dòng)浮梯的仰角不大干60度。在升降的全行程中轉(zhuǎn)動(dòng)浮梯的踏步應(yīng)能自動(dòng)保持水平，梯子下端的滾輪應(yīng)始終在軌道上滾動(dòng)。轉(zhuǎn)動(dòng)浮梯處于任意位置時(shí)，應(yīng)能承受500公斤中點(diǎn)集中力，同時(shí)在最大風(fēng)荷下工作。</p><p>　　浮頂上應(yīng)裝設(shè)導(dǎo)向裝置，以防止轉(zhuǎn)動(dòng)浮梯的推力，以及進(jìn)出油等原因造成浮頂?shù)霓D(zhuǎn)動(dòng)和偏移。

47、</p><p>　　此外每個(gè)艙室應(yīng)設(shè)蓬船艙人孔，人孔直徑不小于500毫米。在正常操作情況下，應(yīng)定期進(jìn)入艙室檢查有無(wú)泄漏或滲油處，如有則應(yīng)及時(shí)檢修。人孔應(yīng)設(shè)有不會(huì)被大風(fēng)吹開(kāi)的輕型防雨蓋，人孔接管上端應(yīng)高出浮頂?shù)脑试S積水高度。</p><p>　　此外，浮頂上還應(yīng)至少設(shè)置一個(gè)人孔，以便油罐排空后，在檢修時(shí)進(jìn)行通風(fēng)、透光和便于檢修人員的出入。</p><p>　　在浮頂

48、的外邊緣板與罐內(nèi)壁之間有200～300毫米的間隙，這部分間隙由密封裝置填充。關(guān)于密封裝置的結(jié)構(gòu)在本章下面幾節(jié)還要詳細(xì)敘述。但采用密封時(shí)應(yīng)考慮到靜電導(dǎo)出問(wèn)題。如采用帶鋼滑板的機(jī)械密封，滑板應(yīng)采用厚度不小于1.5毫米的鍍鋅薄鋼板制造，且必須在不超過(guò)3米的圓周長(zhǎng)度范圍內(nèi)設(shè)一根截面積不小于10平方毫米的軟銅復(fù)膠線，將鋼滑板與浮頂連通。當(dāng)采用非金屬材料制成軟密封時(shí)，必須在浮頂與罐壁之間設(shè)置兩條截面積不小于25平方毫米的軟銅復(fù)膠線。導(dǎo)線與鐵之間的導(dǎo)

49、電性能必須良好。</p><p>　　2.4.2 30000立方米浮頂罐的選材</p><p>　　目前，儲(chǔ)罐大型化遇到的主要問(wèn)題之一是材料的選用。大型儲(chǔ)罐的用材與壓力容器不同，除了具有高強(qiáng)度、高韌性外，還應(yīng)具有良好的焊接性能。為了避免底層罐壁過(guò)厚而導(dǎo)致的材料和焊接問(wèn)題，大型儲(chǔ)罐普遍都采用高強(qiáng)度鋼板。借鑒日本采用高強(qiáng)度鋼板進(jìn)行設(shè)計(jì)與施工大型儲(chǔ)罐的經(jīng)驗(yàn)，我國(guó)已建成的40多座。浮頂儲(chǔ)罐罐壁(由

50、強(qiáng)度決定的壁厚)和邊緣板大多數(shù)采用日本用于壓力容器的SPV490Q鋼板。在設(shè)計(jì)與施工方面，我國(guó)對(duì)使用日本生產(chǎn)的高強(qiáng)度鋼板積累了豐富的經(jīng)驗(yàn)。因此，采用SPV490Q鋼板施工大型油罐的技術(shù)已非常成熟。國(guó)內(nèi)對(duì)大型儲(chǔ)罐用鋼板國(guó)產(chǎn)化也做了大量工作，但批量生產(chǎn)的鋼板質(zhì)量還需要進(jìn)一步提高。</p><p>　　罐壁和罐底的邊板對(duì)選材來(lái)說(shuō)是最重要的,也是最難于判斷的。由強(qiáng)度決定的罐壁部分、罐底的邊緣板、人孔接管、補(bǔ)強(qiáng)板在原則上應(yīng)

51、選擇同一種材料[7]。</p><p>　　按照我國(guó)目前通用的油罐系列，2萬(wàn)、3萬(wàn)、5萬(wàn)立方米油罐，由強(qiáng)度決定的罐壁一律采用16MnR鋼板，由剛性決定的罐壁取A3F鋼板。由剛性決定的罐壁部分第一受力很小，第二鋼板較薄，故采用沸騰鋼不會(huì)有危險(xiǎn)。</p><p>　　因此由于本設(shè)計(jì)中30000m3浮頂鋼制儲(chǔ)罐，屬于大型儲(chǔ)罐，其儲(chǔ)存的是90汽油為輕質(zhì)油品，則應(yīng)根據(jù)建罐地區(qū)最低日平均溫度選取材料，

52、故罐壁材料可取16MnR鋼板，當(dāng)17-26mm板厚時(shí)強(qiáng)度極限σb=50kgf/mm2,屈服極限σs=33 kgf/mm2，當(dāng)27-36mm板厚時(shí)強(qiáng)度極限σb=50kgf/mm2,屈服極限σs=31 kgf/mm2，許用應(yīng)力值。[7]</p><p>　　2.4.3 浮頂?shù)脑O(shè)計(jì)準(zhǔn)則</p><p>　　浮頂?shù)脑O(shè)計(jì)應(yīng)滿足以下四個(gè)條件：</p><p>　　（1）對(duì)于單盤

53、式浮頂，設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)做到單盤板和任意兩個(gè)艙室同時(shí)破裂時(shí)浮頂不沉沒(méi)；對(duì)于雙盤式浮頂，設(shè)計(jì)應(yīng)做到任意兩個(gè)艙室同時(shí)破裂時(shí)浮頂不沉沒(méi)。</p><p>　?。?）在整個(gè)罐頂面積上有250mm降雨量的積水存在單盤上時(shí)浮頂不沉沒(méi)。</p><p>　?。?）在正常操作條件下，單盤與儲(chǔ)液之間不存在油氣空間。</p><p>　?。?）在以上各種條件下，浮頂能保持結(jié)構(gòu)的完整性，不產(chǎn)生強(qiáng)

54、度或失穩(wěn)性破壞。[7]</p><p>　　2.5抗風(fēng)圈的設(shè)計(jì)和計(jì)算</p><p>　　敞口油罐應(yīng)設(shè)置抗風(fēng)圈以保持油罐受風(fēng)載荷時(shí)的圓度?？癸L(fēng)圈應(yīng)設(shè)置在油罐的頂部，我國(guó)常將抗風(fēng)圈置于包邊角鋼以下1米的位置上。</p><p>　　設(shè)計(jì)風(fēng)壓按下式計(jì)算：</p><p>　　式中 —設(shè)計(jì)風(fēng)壓, ;</p><p>　　—體

55、系系數(shù),取1.5;</p><p>　　—轉(zhuǎn)換系數(shù),取2.25;</p><p><b>　　—高度變化系數(shù);</b></p><p>　　—標(biāo)準(zhǔn)風(fēng)壓, 取70。</p><p>　　抗風(fēng)圈所需最小截面系數(shù)可按下式計(jì)算：</p><p>　　式中 —油罐內(nèi)徑, ;</p><p

56、><b>　　—罐壁全高, ;</b></p><p>　　—抗風(fēng)圈所需最小截面系數(shù), 。</p><p>　　2.6加強(qiáng)圈的設(shè)計(jì)和計(jì)算</p><p>　　設(shè)置了抗風(fēng)圈以后，錐體的上部保持了圓度，但抗風(fēng)圈下面的筒體仍有可能局部被吹變形。這時(shí)需要在下部適當(dāng)?shù)奈恢迷O(shè)置加強(qiáng)。</p><p>　　油罐各層圈板的當(dāng)量高度

57、按以下方法計(jì)算：</p><p>　　式中 —折算前圈板的實(shí)際高度，m；</p><p>　　—罐壁的最小厚度，mm；</p><p>　　—所計(jì)算的那層圈板的壁厚，mm；</p><p>　　—所計(jì)算的那層圈板在厚度為時(shí)的當(dāng)量高度，m。</p><p>　　式中 —在當(dāng)量筒體上允許不加強(qiáng)的臨界高度，m；</p&

58、gt;<p><b>　　—油罐內(nèi)徑，m。</b></p><p>　　式中 —設(shè)計(jì)風(fēng)速，m/s；</p><p>　　—設(shè)計(jì)真空度，mbar。</p><p>　　2.7罐壁的開(kāi)孔補(bǔ)強(qiáng)</p><p>　　由于使用的要求，必須在儲(chǔ)罐上開(kāi)孔并接管，例如，進(jìn)出油管、清掃孔、人孔等。在罐壁上開(kāi)孔后將在孔的附近產(chǎn)

59、生應(yīng)力集中，其峰值應(yīng)力通常達(dá)到罐壁基本應(yīng)力的7倍，甚至更高。這樣高的局部應(yīng)力，再加上開(kāi)孔結(jié)構(gòu)在制造過(guò)程中又不可避免地會(huì)形成缺陷和殘余應(yīng)力，如不采取適當(dāng)?shù)难a(bǔ)強(qiáng)措施，就很可能在孔口疲勞破壞或脆性裂口，使孔口處撕裂。補(bǔ)強(qiáng)的辦法就是在開(kāi)孔的周圍焊上補(bǔ)強(qiáng)圈板，以增大開(kāi)孔周圍的壁厚，降低孔周圍的應(yīng)力。由于應(yīng)力集中的影響區(qū)只在孔的附近，離孔邊不院處應(yīng)力就會(huì)下降，因此，補(bǔ)強(qiáng)金屬應(yīng)直接焊在孔的附近才能起到作用，一般做法都是將補(bǔ)強(qiáng)圈板緊貼孔口周圍。<

60、/p><p>　　儲(chǔ)罐直徑較大,開(kāi)孔的直徑比儲(chǔ)罐直徑要小得多,所以罐壁的開(kāi)孔補(bǔ)強(qiáng)可把它視為平板開(kāi)孔補(bǔ)強(qiáng)問(wèn)題,這樣可使問(wèn)題簡(jiǎn)化,且不會(huì)造成太大誤差.實(shí)際工作中均采用”等截面”補(bǔ)強(qiáng)的方法.當(dāng)開(kāi)孔直徑不超過(guò)250mm時(shí),補(bǔ)強(qiáng)板可采用環(huán)形板,環(huán)形板的外直徑取為內(nèi)直徑的2倍左右;當(dāng)開(kāi)孔直徑超過(guò)250mm時(shí),補(bǔ)強(qiáng)板可采用多邊形板,其內(nèi)切圓直徑為補(bǔ)強(qiáng)板內(nèi)孔直徑的2倍左右。</p><p>　　需補(bǔ)強(qiáng)金屬截面

61、積: </p><p>　　式中 —沿油罐壁縱向的開(kāi)孔直徑;</p><p>　　—開(kāi)孔處罐壁的計(jì)算壁厚。</p><p>　　在補(bǔ)強(qiáng)區(qū)域的補(bǔ)強(qiáng)面積: </p><p>　　式中 —在補(bǔ)強(qiáng)區(qū)域內(nèi)罐壁實(shí)際壁厚超出計(jì)算壁厚的部分可作補(bǔ)強(qiáng)的截面積;</p><p>　　—開(kāi)孔處罐壁的厚度。</p><

62、;p>　　接管厚度在補(bǔ)強(qiáng)區(qū)域內(nèi)超出計(jì)算壁厚的部分可作補(bǔ)強(qiáng)的截面積:</p><p>　　式中 —接管的壁厚;</p><p><b>　　—接管的計(jì)算壁厚;</b></p><p><b>　　。</b></p><p><b>　　補(bǔ)強(qiáng)板的截面積:</b></p&

63、gt;<p>　　式中 —補(bǔ)強(qiáng)板截面積;</p><p>　　—補(bǔ)強(qiáng)板外半徑與內(nèi)半徑之差值。</p><p>　　2.8.浮頂罐的安全與消防設(shè)計(jì)</p><p>　　2.8.1浮頂罐的安全設(shè)計(jì)</p><p><b>　　1、儲(chǔ)罐防雷擊；</b></p><p>　　2、防靜電接地：

64、防靜電措施是儲(chǔ)罐設(shè)計(jì)中必須考慮的。主要應(yīng)注意的方面是： </p><p>　　（1）使儲(chǔ)罐有良好的接地，結(jié)合防雷要求一并考慮，接地電阻≤10Ω。即使這樣，由于大多數(shù)油品電導(dǎo)率低，積累的電荷消散慢，檢測(cè)取樣應(yīng)在油品靜置2小時(shí)以后才能進(jìn)行。</p><p>　　（2）避免采用帶飛濺的裝罐方式，料液入口速度應(yīng)限制在1m/s以下，進(jìn)料前端開(kāi)口處應(yīng)做成向上呈的銳角。</p><p

65、>　　（3）液位計(jì)的浮子不應(yīng)有能造成放電的毛刺和尖角，且應(yīng)固定在金屬弦桿上，浮子沿弦桿移動(dòng)，與罐壁保持一定距離，以防浮子上聚集的靜電荷產(chǎn)生火花放電，浮子與繩索接角部位應(yīng)采用有色金屬管制造以防鐵器之間碰撞火花。測(cè)溫、取樣桶為金屬體時(shí)，其吊線繩索也應(yīng)良好地接地。</p><p>　　3、防爆：石油產(chǎn)品蒸汽和空氣混合后，可能形成爆炸性混合氣體，當(dāng)油品蒸汽在空氣中達(dá)到一定的體積濃度范圍、并遇明火時(shí)，就要發(fā)生爆炸。油

66、蒸汽在空氣中會(huì)引起爆炸的最小濃度和最大濃度，相應(yīng)的稱為爆炸下限和爆炸上限之間的區(qū)間稱為爆炸范圍。爆炸區(qū)間范圍越大，發(fā)生爆炸的機(jī)會(huì)就越多，著火的危險(xiǎn)性也就越大。</p><p>　　對(duì)于防爆的措施，可對(duì)防爆電器設(shè)備進(jìn)行合理的選型。防爆電器設(shè)備是一種能在爆炸危險(xiǎn)場(chǎng)所中安全使用，而不引起燃爆事故的特種電氣設(shè)備，其選型原則是：</p><p>　　（1）防爆電氣設(shè)備的選型原則是安全可靠，經(jīng)濟(jì)合理。

67、</p><p>　　（2）防爆電氣設(shè)備應(yīng)根據(jù)爆炸危險(xiǎn)區(qū)域等級(jí)和爆炸危險(xiǎn)物質(zhì)的類別、級(jí)別、組別選型。</p><p>　　2.8.2 浮頂罐的消防設(shè)計(jì)</p><p>　?。?）防火安全性能高；</p><p>　　浮頂油罐常用來(lái)儲(chǔ)存甲類易燃液體。由于浮頂直接與油面接觸，不存在油氣空間，罐內(nèi)儲(chǔ)存油品產(chǎn)生的油氣量減少，降低了油品損耗，提高了油罐

68、安全性能，有利于防火安全。</p><p><b>　?。?）著火的火勢(shì)小</b></p><p>　　在一般情況下，浮頂油罐容易著火的地方，大都發(fā)生在浮盤頂與油罐壁之間的環(huán)形密封圈上，著火面積小，火勢(shì)不大，早期著火，易于撲滅。例如某煉油廠的浮頂油罐著火，只發(fā)生在環(huán)形密封圈周邊三個(gè)不同點(diǎn)，最大長(zhǎng)度不過(guò)7m，著火后只用15min就將火撲滅。</p><

69、;p>　?。?）著火后易于撲救</p><p>　　浮頂油罐初起火災(zāi)，大都發(fā)生在環(huán)形密封圈處，著火面積不大，火勢(shì)較小，利于撲救。例如某煉油廠浮頂油罐曾發(fā)生過(guò)兩次著火，都是由值班人員站在浮頂油罐梯子的平臺(tái)上用手提式泡沫滅火器將火撲滅。</p><p>　　2.9浮頂罐材料用量計(jì)算與材料表</p><p>　　2.9.1浮頂罐材料用量計(jì)算</p>&

70、lt;p>　　對(duì)于材料用量，按照變壁油罐來(lái)計(jì)算</p><p>　　罐頂與罐底金屬用量：</p><p>　　式中 —油罐體積，；</p><p><b>　　—油罐全高，；</b></p><p>　　—罐頂和罐底厚度之和。</p><p>　　為滿足液壓載荷罐壁所需要的金屬用量：<

71、;/p><p>　　式中 —油罐體積，；</p><p><b>　　—油罐全高，；</b></p><p><b>　　—。</b></p><p>　　上部定壁部分無(wú)益消耗的金屬：</p><p><b>　　式中 —；</b></p>&

72、lt;p>　　—規(guī)范所規(guī)定的最小壁厚，mm。</p><p>　　以下之變壁部分無(wú)益消耗的金屬：</p><p>　　式中 —油罐體積，；</p><p><b>　　—油罐全高，；</b></p><p><b>　　—；</b></p><p><b>

73、　　—油罐半徑，m；</b></p><p>　　—油罐上部定壁部分，=</p><p><b>　　—每層圈板的高度。</b></p><p>　　2.9.2材料表見(jiàn)構(gòu)造圖（后附3幅AutoCAD圖）</p><p><b>　　3設(shè)計(jì)計(jì)算書(shū)</b></p><p&

74、gt;　　3.1 50000立方米浮頂罐幾何尺寸的計(jì)算</p><p>　　油罐的直徑高度按材料最省的油罐直徑和高度的計(jì)算：</p><p><b>　　根據(jù)公式： </b></p><p><b>　?。?.1）</b></p><p>　　式中 —是油罐的經(jīng)濟(jì)高度；m</p>&

75、lt;p><b>　　； </b></p><p>　　，是罐頂和罐底厚度之和。</p><p>　　已知：16MnR的許用應(yīng)力是（見(jiàn)表3.1），，；</p><p>　　設(shè)計(jì) ，將數(shù)據(jù)代入公式（3.1），就可以計(jì)算出H，</p><p>　　再由公式：，可以計(jì)算出直徑，其中為已知。</p><

76、p><b>　　所以： </b></p><p>　　根據(jù)我國(guó)設(shè)計(jì)的外浮頂罐的主要結(jié)構(gòu)參數(shù)對(duì)50000m3油罐，選取內(nèi)徑D=60m，罐壁全高H=19.35m，則最高液位Hz=19.35-1=18.35m。每層圈板高度</p><p>　　3.2罐壁厚度的計(jì)算</p><p>　　罐壁的設(shè)計(jì)首先要確定壁厚，將此50000的浮頂罐的罐壁設(shè)計(jì)

77、為10圈，每層圈板高度為1.93m，API650規(guī)定：用變點(diǎn)法在充水試驗(yàn)條件下（=水=1），求計(jì)算壁厚。</p><p><b>　　(1)確定許用應(yīng)力</b></p><p>　　由參考文獻(xiàn)[7]表3-5當(dāng)17-26mm板厚時(shí)，強(qiáng)度極限σb=50kgf/mm2,屈服極限σs=33 kgf/mm2，</p><p>　　當(dāng)27-36mm板厚時(shí)強(qiáng)

78、度極限σb=50kgf/mm2,屈服極限σs=31 kgf/mm2，</p><p>　　可見(jiàn)本設(shè)計(jì)采用= 。</p><p>　　(2)求底圈計(jì)算壁厚</p><p><b>　?。?.2）</b></p><p><b>　　式中：</b></p><p>　　—所計(jì)算的

79、那一圈罐壁板底邊至罐壁頂端（當(dāng)設(shè)有溢流口時(shí)，應(yīng)至溢流口下沿）的垂直高度，;</p><p><b>　　—油罐直徑，；</b></p><p>　　—設(shè)計(jì)溫度下罐壁鋼板的許用應(yīng)力，， 按表3-1選??；</p><p>　　—儲(chǔ)液重量，當(dāng)儲(chǔ)液容重大于時(shí)，取儲(chǔ)液實(shí)際容重；當(dāng)儲(chǔ)液重小于時(shí)，??；</p><p><b>

80、;　　—焊縫系數(shù)，取</b></p><p>　　取以上兩種計(jì)算結(jié)果的較小值，所以底圈的計(jì)算壁厚 =28.07mm</p><p>　　(3)求第2圈計(jì)算壁厚（計(jì)算中i=2）</p><p>　　因?yàn)?.375〈2.1〈2.625</p><p><b>　　因此用下式計(jì)算</b></p>&l

81、t;p>　　用逐步試算法求，取Hz=18.35-1.93=16.42m</p><p><b>　　第一次試算</b></p><p><b>　　第三次試算</b></p><p>　　(4)求第3圈計(jì)算壁厚（i=3）</p><p><b>　　第一次試算</b>&l

82、t;/p><p>　　(5)求第4圈計(jì)算壁厚（i=4）</p><p><b>　　應(yīng)用下式計(jì)算</b></p><p>　　(6)求第5圈計(jì)算壁厚（計(jì)算中i=5）</p><p><b>　　第二次試算</b></p><p><b>　　第三次試算</b>

83、;</p><p>　　(7)求第6圈計(jì)算壁厚（計(jì)算中）</p><p><b>　　應(yīng)用下式計(jì)算， </b></p><p><b>　　用逐步試算法求，取</b></p><p><b>　　第一次試算</b></p><p><b>　

84、　第二次試算</b></p><p><b>　　第三次試算</b></p><p>　　(8)求第7圈計(jì)算壁厚（計(jì)算中）</p><p><b>　　應(yīng)用下式計(jì)算，</b></p><p><b>　　用逐步試算法求，取</b></p><p&

85、gt;<b>　　第一次試算</b></p><p><b>　　第二次試算</b></p><p><b>　　第三次試算</b></p><p>　　(9)求第8圈計(jì)算壁厚（計(jì)算中）</p><p><b>　　用下式計(jì)算，</b></p>

86、<p><b>　　用逐步試算法求，取</b></p><p><b>　　第一次試算</b></p><p><b>　　第二次試算</b></p><p><b>　　第三次試算</b></p><p>　　(10)求第9圈計(jì)算壁厚（計(jì)算

87、中）</p><p><b>　　用下式計(jì)算，</b></p><p><b>　　用逐步計(jì)算法求，取</b></p><p><b>　　第一次試算</b></p><p><b>　　第二次試算</b></p><p><

88、b>　　第三次試算</b></p><p>　　(11)求第10圈計(jì)算壁厚（計(jì)算中）</p><p><b>　　應(yīng)用下式計(jì)算，</b></p><p><b>　　用逐步試算法求，取</b></p><p><b>　　第一次試算</b></p>

89、<p><b>　　第二次試算</b></p><p><b>　　第三次試算</b></p><p>　　式中 —所計(jì)算的那一圈罐壁板底邊至罐壁頂端（當(dāng)設(shè)有溢流口時(shí)，應(yīng)溢流口下沿）的垂直高度，;</p><p><b>　　—油罐直徑，；</b></p><p>

90、;　　—設(shè)計(jì)溫度下罐壁鋼板的許用應(yīng)力，；</p><p>　　—儲(chǔ)液重量，當(dāng)儲(chǔ)液容重大于時(shí)，取儲(chǔ)液實(shí)際容重；當(dāng)儲(chǔ)液容重小于時(shí)，??；</p><p><b>　　—焊縫系數(shù)，取。</b></p><p>　　表3.1 鋼板許用應(yīng)力值</p><p>　　表3.2 罐壁最小設(shè)計(jì)厚度</p><p&g

91、t;　　表3.3 鋼板厚度允許負(fù)偏差</p><p>　　根據(jù)表3.2中的：D=60，其最小壁厚為8mm，再根據(jù)表3.3中的負(fù)偏差對(duì)底圈至第9圈的計(jì)算結(jié)果進(jìn)行圓整后得出各圈的壁厚見(jiàn)下表：</p><p>　　表3.4 50000浮頂罐罐壁各圈壁厚</p><p>　　3.3第一準(zhǔn)則的計(jì)算和校核</p><p>　　(1)下沉深度不大于外邊

92、緣板的高度，且有一定的裕量，以免油品由浮頂外側(cè)經(jīng)過(guò)外邊緣板流入浮頂并灌進(jìn)艙室內(nèi)。可用下式表達(dá)：</p><p><b>　?。?.01）</b></p><p>　　式中 —外邊緣板的高度，cm;</p><p>　　—在這種情況下，當(dāng)時(shí)的下沉深度，cm;</p><p>　　—由于而引起的浸沒(méi)深度的增加量，cm；<

93、;/p><p><b>　　—安全裕量，cm；</b></p><p>　　(2) 下沉深度不大于內(nèi)邊緣板的高度，且有一定的裕量，以免油品由浮船內(nèi)側(cè)漫過(guò)內(nèi)邊緣板進(jìn)入艙室，并導(dǎo)致浮頂沉沒(méi)?？捎孟率奖磉_(dá)：</p><p><b>　?。?.02）</b></p><p>　　式中 —內(nèi)邊緣板的高度，cm；&

94、lt;/p><p>　　g—浮船尺寸，cm。,</p><p>　?。?.01）、（3.02）式中，、、g、均為已知數(shù)，只要求出和便可校核。</p><p>　　計(jì)算: (3.03)</p><p>　　式中 —浮船外徑, ;</p><p><b>　　—浮

95、船內(nèi)徑, ;</b></p><p>　　-浮船的重量,; ，（是每一個(gè)浮艙的重量）；</p><p>　　(儲(chǔ)液是90號(hào)汽油)</p><p><b>　　（3.04）</b></p><p>　　上式中：， ,再根據(jù)表2.3中的數(shù)據(jù)代入可求得：</p><p>　　（鋼板的密度，g

96、=9.8）,代入（3.04）可得：</p><p>　　令， </p><p><b>　　式中 </b></p><p><b>　　-單盤板厚度，</b></p><p><b>　　(3.05)</b></p><p>&l

97、t;b>　　(3.06)</b></p><p>　　上式中：-艙室總數(shù)，50000分為32個(gè)；</p><p><b>　??；可求得，</b></p><p>　　(3.07) </p><p><b>　　當(dāng)時(shí),下沉深度:</b></p><

98、;p>　　（3.08） </p><p><b>　　當(dāng)時(shí),下沉深度:</b></p><p>　?。?.09） </p><p><b>　　校核：</b></p><p><b>　　，（?。?lt;/b><

99、;/p><p>　　所以設(shè)計(jì)是符合要求的。</p><p>　　3.4第二準(zhǔn)則的校核</p><p>　　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(méi)。在下暴雨時(shí)，由于雨量過(guò)大或中央排水管不暢，甚至堵塞，則單盤上將出現(xiàn)積水。</p><p><b>　　設(shè)計(jì)允許的積水量為</b></p>

100、;<p><b>　　（3.10）</b></p><p>　　式中 —單盤上允許的最大水積重量，;</p><p><b>　　D—油罐內(nèi)徑，</b></p><p><b>　　—水的重度，</b></p><p>　　—允許的降雨量，. 取</p>

101、;<p>　　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)的油品也不得超過(guò)浮船的外邊緣板，且應(yīng)留有一定的裕量。否則，油品就會(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(méi)。</p><p>　　以上的校核條件可用下式來(lái)表達(dá)</p><p><b>　?。?.11）</b></p><p>　　式中 -浮船本身

102、的沉沒(méi)深度（），;</p><p>　　-加上單盤以后浮船下沉增加量，</p><p>　　-由積水重量引起的浮船下沉增加量，</p><p>　　-安全裕量。一般取10-20，最小不低于5。</p><p>　　(1)浮船本身沉沒(méi)深度:</p><p>　　=17.73+12.8=30.53</p>&

103、lt;p>　　(2)加上單盤以后浮船下沉增加量: </p><p>　　(3)浮船有效截面積:</p><p>　　式中 —折減系數(shù), </p><p>　　—浮船上加強(qiáng)圈的截面積,如連接角鋼均可做為加強(qiáng)角鋼看待,取</p><p><b>　　(4)無(wú)量綱參數(shù):</b><

104、;/p><p>　　查表5-3得=1.166</p><p>　　(5)中心處垂直載荷:</p><p>　　式中 —罐中儲(chǔ)液的液面與單盤固定點(diǎn)之間的高差,;</p><p><b>　　代入值,得</b></p><p>　　(6)邊緣處垂直載荷:</p><p><b

105、>　　(7)求</b></p><p>　　(8)解方程求單盤上所受均布載荷:</p><p><b>　　(9)求中心撓度:</b></p><p>　　(10)由積水重量Q引起浮船下沉增加量:</p><p><b>　　校核：；</b></p><p>

106、;　　所以該設(shè)計(jì)是符合要求的。 </p><p>　　3.5第三準(zhǔn)則的校核</p><p>　　單盤的安裝高度C應(yīng)滿足以下條件：</p><p>　　式中：-安裝下限； </p><p><b>　　-安裝上限； </b></p><p><b

107、>　　代入數(shù)據(jù)可求得：；</b></p><p><b>　　設(shè)計(jì)安裝高度；</b></p><p>　　校核：24.96〈30〈41.91。</p><p>　　所以設(shè)計(jì)是符合要求的。</p><p>　　3.6浮頂?shù)膹?qiáng)度及穩(wěn)定性校核</p><p>　　(1)單盤強(qiáng)度校核:&

108、lt;/p><p>　　考慮單盤受到一些配件影響,故取</p><p><b>　　由值查表5-5得</b></p><p><b>　　單盤中心拉應(yīng)力</b></p><p>　　材料的許用拉應(yīng)力查表3-5得,焊縫系數(shù)取為0.5。</p><p><b>　　則：&l

109、t;/b></p><p><b>　　故設(shè)計(jì)符合校核。</b></p><p>　　(2)浮船強(qiáng)度校核:</p><p><b>　　由值查表5-4得</b></p><p><b>　　單盤邊緣徑向應(yīng)力:</b></p><p>　　浮船有效截

110、面面積: </p><p>　　浮船斷面所受壓應(yīng)力:</p><p>　　式中 -單盤邊緣的徑向應(yīng)力，；</p><p>　　t-單盤板的厚度，;</p><p><b>　　-浮船內(nèi)徑，；</b></p><p>　　A-用于強(qiáng)度計(jì)算的浮船有效截面積，。</p><p>

111、;　　材料屈服極限查表3-5得</p><p>　　則:, 故設(shè)計(jì)符合要求</p><p>　　3.7抗風(fēng)圈的設(shè)計(jì)和計(jì)算</p><p>　　敞口油罐應(yīng)設(shè)置抗風(fēng)圈以保持油罐受風(fēng)載荷時(shí)的圓度?？癸L(fēng)圈應(yīng)設(shè)置在油罐的頂部，我國(guó)常將抗風(fēng)圈置于包邊角鋼以下1米的位置上。</p><p>　　設(shè)計(jì)風(fēng)壓按下式計(jì)算：</p><p>

112、;　　式中 —設(shè)計(jì)風(fēng)壓, ;</p><p>　　—體系系數(shù),取1.5;</p><p>　　—轉(zhuǎn)換系數(shù),取2.25;</p><p>　　—高度變化系數(shù),由線性插入法;</p><p><b>　　;</b></p><p>　　—標(biāo)準(zhǔn)風(fēng)壓, 取70。</p><p>　

113、　抗風(fēng)圈所需最小截面系數(shù)可按下式計(jì)算：</p><p>　　式中 —油罐內(nèi)徑, ;</p><p><b>　　—罐壁全高, ;</b></p><p>　　—抗風(fēng)圈所需最小截面系數(shù), 。</p><p>　　對(duì)于敞口油罐（如浮頂罐），當(dāng)抗風(fēng)圈設(shè)置在由罐壁頂部以下600mm范圍內(nèi)時(shí)，可不設(shè)置包邊角鋼；如設(shè)置在600mm以

114、下時(shí)則必須設(shè)置包邊角鋼。這一包邊角鋼尺寸可參考國(guó)外有關(guān)規(guī)范選擇：</p><p>　　美國(guó)API650-77規(guī)定，當(dāng)抗風(fēng)圈安裝位置在距離罐壁上沿兩英尺以下時(shí)，上層壁板厚度為3/16in，應(yīng)裝in的角鋼；厚度為3/16in以上時(shí)，應(yīng)安裝in的。</p><p>　　英國(guó)BS2654-73規(guī)定，當(dāng)最上層壁板厚度為5mm時(shí)，角鋼尺寸取，若大于或等于6mm時(shí)，取。</p><p

115、>　　日本JISB8501-79規(guī)定，當(dāng)最上層壁板厚度為4.5mm時(shí)，角鋼尺寸取，若大于4.5mm時(shí)，取。</p><p>　　法國(guó)油罐規(guī)范規(guī)定,當(dāng)油罐直徑當(dāng) </p><p>　　本設(shè)計(jì)根據(jù)法國(guó)油罐規(guī)范規(guī)定取。</p><p>　　3.8加強(qiáng)圈的設(shè)計(jì)和計(jì)算</p><p>　　設(shè)置了抗風(fēng)圈以后，錐體的上部保持了圓度，但抗風(fēng)圈下面的筒體

116、仍有可能局部被吹變形。這時(shí)需要在下部適當(dāng)?shù)奈恢迷O(shè)置加強(qiáng)。</p><p>　　按各層圈板當(dāng)量高度列表于下：</p><p><b>　　故需設(shè)2個(gè)加強(qiáng)圈：</b></p><p>　　第一個(gè)加強(qiáng)圈：在當(dāng)量筒體上離抗風(fēng)圈處，，因位于罐壁最薄處，故無(wú)需折算。</p><p>　　第二個(gè)加強(qiáng)圈：在當(dāng)量筒體上離抗風(fēng)圈處，，因位于

117、罐壁最薄處，故無(wú)需折算。</p><p>　　加強(qiáng)圈尺寸由參考文獻(xiàn)[7]查表6-2,6-3取加強(qiáng)圈角鋼為。</p><p>　　3.9罐壁的開(kāi)孔補(bǔ)強(qiáng)</p><p>　　按照“等截面”的原則，補(bǔ)強(qiáng)板的厚度和尺寸可以計(jì)算求得。</p><p>　　在罐壁第一層圈板上開(kāi)一個(gè)公稱直徑的人孔</p><p>　　需補(bǔ)強(qiáng)金屬截面

118、積: </p><p>　　式中 —沿油罐壁縱向的開(kāi)孔直徑;</p><p>　　—開(kāi)孔處罐壁的計(jì)算壁厚。</p><p>　　由表3-10 ,接管規(guī)格,補(bǔ)強(qiáng)圈尺寸.</p><p>　　所以,在補(bǔ)強(qiáng)區(qū)域的補(bǔ)強(qiáng)面積: </p><p>　　式中 —在補(bǔ)強(qiáng)區(qū)域內(nèi)罐壁實(shí)際壁厚超出計(jì)算壁厚的部分可作補(bǔ)強(qiáng)的截面積;</p

119、><p>　　—開(kāi)孔處罐壁的厚度。</p><p>　　接管厚度在補(bǔ)強(qiáng)區(qū)域內(nèi)超出計(jì)算壁厚的部分可作補(bǔ)強(qiáng)的截面積:</p><p>　　式中 —接管的壁厚, ;</p><p>　　—接管的計(jì)算壁厚, ;</p><p><b>　　,</b></p><p><b>

120、　　,, 。</b></p><p><b>　　補(bǔ)強(qiáng)板的截面積:</b></p><p>　　式中 —補(bǔ)強(qiáng)板截面積;</p><p>　　—補(bǔ)強(qiáng)板外半徑與內(nèi)半徑之差值。</p><p>　　,所以設(shè)計(jì)符合要求.</p><p>　　4.浮頂罐的安全與消防設(shè)計(jì)</p>&

121、lt;p>　　4.1浮頂罐的安全設(shè)計(jì)</p><p><b>　　1、儲(chǔ)罐防雷擊；</b></p><p>　　2、防靜電接地：防靜電措施是儲(chǔ)罐設(shè)計(jì)中必須考慮的。主要應(yīng)注意的方面是： </p><p>　?。?）使儲(chǔ)罐有良好的接地，結(jié)合防雷要求一并考慮，接地電阻≤10Ω。即使這樣，由于大多數(shù)油品電導(dǎo)率低，積累的電荷消散慢，檢測(cè)取樣應(yīng)在油品

122、靜置2小時(shí)以后才能進(jìn)行。</p><p>　?。?）避免采用帶飛濺的裝罐方式，料液入口速度應(yīng)限制在1m/s以下，進(jìn)料前端開(kāi)口處應(yīng)做成向上呈的銳角。</p><p>　?。?）液位計(jì)的浮子不應(yīng)有能造成放電的毛刺和尖角，且應(yīng)固定在金屬弦桿上，浮子沿弦桿移動(dòng)，與罐壁保持一定距離，以防浮子上聚集的靜電荷產(chǎn)生火花放電，浮子與繩索接角部位應(yīng)采用有色金屬管制造以防鐵器之間碰撞火花。測(cè)溫、取樣桶為金屬體時(shí)

123、，其吊線繩索也應(yīng)良好地接地。</p><p>　　3、防爆：石油產(chǎn)品蒸汽和空氣混合后，可能形成爆炸性混合氣體，當(dāng)油品蒸汽在空氣中達(dá)到一定的體積濃度范圍、并遇明火時(shí)，就要發(fā)生爆炸。油蒸汽在空氣中會(huì)引起爆炸的最小濃度和最大濃度，相應(yīng)的稱為爆炸下限和爆炸上限之間的區(qū)間稱為爆炸范圍。爆炸區(qū)間范圍越大，發(fā)生爆炸的機(jī)會(huì)就越多，著火的危險(xiǎn)性也就越大。</p><p>　　對(duì)于防爆的措施，可對(duì)防爆電器設(shè)備