2023年全國碩士研究生考試考研英語一試題真題(含答案詳解+作文范文)_第1頁
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文檔簡介

1、<p>  液化石油氣埋地臥式儲(chǔ)罐的設(shè)計(jì)與要求</p><p>  [摘 要]液化石油氣埋地臥式儲(chǔ)罐安全性更好,由于外部覆蓋層的作用,設(shè)計(jì)比常規(guī)容器復(fù)雜,特別要考慮容器與覆蓋層之間的相互作用和埋地的腐蝕問題。 </p><p>  [關(guān)鍵詞]液化石油氣 埋地罐 加強(qiáng)圈 表面防腐 </p><p>  中圖分類號(hào):F239.63 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A 文章編號(hào):1

2、009-914X(2015)13-0027-01 </p><p>  1 液化石油氣埋地儲(chǔ)罐的特點(diǎn) </p><p>  液化石油氣埋地臥式儲(chǔ)罐在國外比較流行,單罐容積最大達(dá)3500m3,埋地罐是指設(shè)備被安裝在地面上或下挖坑中,外部被填埋覆蓋層的容器,埋地罐設(shè)計(jì)安裝時(shí)需考慮當(dāng)?shù)噩F(xiàn)場條件、地下水的情況和操作要求,設(shè)備應(yīng)安裝在已知地下水水平之上。設(shè)備的外部覆蓋層應(yīng)不小于0.5m。 </

3、p><p>  由于外部覆蓋層的存在,埋地罐具有以下優(yōu)勢: </p><p>  1)具有更好的安全性,可以有效的保護(hù)設(shè)備:a)避免周圍火的輻射或周圍爆炸產(chǎn)生的壓力波;b)避免外來物的撞擊;c)也可以減少人為破壞。 </p><p>  2)節(jié)約項(xiàng)目用地面積: a)由于安全性好,設(shè)備到邊界的安全距離可以減小。b)埋地罐因設(shè)備結(jié)構(gòu)相對簡單,制造容易,當(dāng)多個(gè)臥式儲(chǔ)罐設(shè)計(jì)放在

4、一起時(shí)作為埋地罐時(shí),根據(jù)組裝、焊接、涂層施工的要求,以及填埋材料及特性,設(shè)備之間的距離最小可以到1m,可以有效的節(jié)約項(xiàng)目用地。 </p><p>  3)可以滿足環(huán)境安全和現(xiàn)場美化的要求。 </p><p><b>  埋地罐的設(shè)計(jì) </b></p><p>  埋地罐由于外部覆蓋層的原因,設(shè)計(jì)總體比地面上的球罐和地面臥式圓筒罐要復(fù)雜,特別要考

5、慮容器與覆蓋層之間的相互作用和埋地的腐蝕問題。 </p><p>  目前還有沒有專門的關(guān)于埋地罐的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn),設(shè)計(jì)計(jì)算仍然是采用常規(guī)壓力容器設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)如GB150,ASME等,與常規(guī)壓力容器設(shè)計(jì)計(jì)算不同是,埋地罐由于增加了外部覆蓋層的作用力和基礎(chǔ)支撐方法的不同,會(huì)在容器筒體上產(chǎn)生附加的彎距,外部作用力和剪力,需對這些應(yīng)力進(jìn)行校核。 </p><p>  埋地罐的基礎(chǔ)有三種:整體沙層基礎(chǔ),水泥

6、排支撐的沙床基礎(chǔ)或鞍座基礎(chǔ)。整體沙層基礎(chǔ),水泥排支撐的沙床基礎(chǔ)對設(shè)備提供了連續(xù)的支撐,設(shè)備筒體直接放在沙層基礎(chǔ)上,這是埋地罐常用的支撐方法。較少情況下,埋地罐也會(huì)采用鞍式支座支撐的結(jié)構(gòu)(如圖1、2、3所示)。 </p><p>  1.1 埋地罐設(shè)計(jì)載荷 </p><p>  埋地罐需考慮的設(shè)計(jì)載荷包括: </p><p>  1)設(shè)備重量,需考慮設(shè)備自重,設(shè)備內(nèi)充

7、裝液體的重量以及壓力試驗(yàn)時(shí)設(shè)備的重量。 </p><p>  2)設(shè)備內(nèi)操作壓力,按相關(guān)數(shù)據(jù),丙烷,丙烯(C3)的操作壓力一般為13.8bar, 丁烷,丁烯(C4)的操作壓力一般為4.5(bar), 設(shè)備的設(shè)計(jì)壓力在此基礎(chǔ)上設(shè)定。 </p><p>  3)設(shè)備內(nèi)設(shè)計(jì)外壓,除客戶特別注明外,按-0.5(bar)考慮。 </p><p>  4)設(shè)備外部覆蓋層的作用力

8、,此作用力與設(shè)備設(shè)計(jì)外壓共同組合作為設(shè)計(jì)外壓,需校核設(shè)備筒體在此外壓作用下的穩(wěn)定性。 </p><p>  5)基礎(chǔ)產(chǎn)生的支撐力,整體沙層基礎(chǔ),水泥排支撐的沙床基礎(chǔ)對設(shè)備提供了連續(xù)的支撐,沙層對設(shè)備的支撐力應(yīng)與內(nèi)部外壓一起組合用于校核容器的穩(wěn)定性,決定容器的設(shè)計(jì)壁厚,還需將設(shè)備簡化為彈性基礎(chǔ)上梁校核設(shè)備上彎距與剪力,對于雙鞍座支撐的容器,按常規(guī)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行設(shè)計(jì)計(jì)算,但要考慮到設(shè)備外部填埋層對設(shè)備的作用力。 </

9、p><p>  6)由于壓力和溫度變化在設(shè)備上增加的附加外力,當(dāng)壓力或溫度變化時(shí),設(shè)備可能會(huì)有延伸或收縮,這會(huì)在容器上產(chǎn)生附加的軸向摩擦力,延伸時(shí)產(chǎn)生的軸向力會(huì)增加兩端封頭的外部壓應(yīng)力,需校核設(shè)備的穩(wěn)定性。 </p><p>  7)地震載荷,按相關(guān)壓力容器設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行計(jì)算; </p><p>  8)可能的爆炸載荷,如有,一般轉(zhuǎn)化為增加的外部覆蓋層重量考慮;按外壓進(jìn)行

10、設(shè)計(jì)計(jì)算。 </p><p><b>  1.2 設(shè)計(jì)溫度 </b></p><p>  埋地罐采用常溫壓力儲(chǔ)存的方法,設(shè)計(jì)溫度取常溫,最高為35℃ </p><p><b>  1.3 材料選擇 </b></p><p>  一般為碳鋼材料,按液化石油氣介質(zhì)的特點(diǎn)進(jìn)行選材。GB一般選用Q345R,

11、 ASME一般選用SA516Gr.70. </p><p>  1.4 埋地罐的管口 </p><p>  設(shè)備上開孔數(shù)量應(yīng)盡量少,對于小接管,常設(shè)計(jì)焊接在人孔蓋或一些大的接管的法蘭蓋上,減少筒體上的開孔數(shù)。從安全的角度和維護(hù)快捷的要求,接管應(yīng)定位在設(shè)備的頂部,要伸出外部覆蓋層。 </p><p>  1.6 埋地罐的結(jié)構(gòu)要求 </p><p&g

12、t;  目前埋地罐設(shè)備直徑一般不超過8000mm,最大容積一般不超過3500m3。這是綜合考慮設(shè)計(jì)壓力,制造的可能性,熱處理的要求、運(yùn)輸、設(shè)備的基礎(chǔ)和經(jīng)濟(jì)性的結(jié)果。 </p><p>  從容器設(shè)計(jì)原理上來講,軸對稱的載荷應(yīng)由設(shè)備筒體承受,非對稱的載荷應(yīng)由加強(qiáng)圈來承擔(dān),所以最合理的設(shè)計(jì),設(shè)備的厚度應(yīng)該是由設(shè)計(jì)內(nèi)壓或由外部覆蓋層結(jié)合設(shè)備內(nèi)設(shè)計(jì)外壓的最大外壓決定,設(shè)備重量,設(shè)備內(nèi)充裝液體以及外部覆蓋層產(chǎn)生的周向彎距,

13、應(yīng)由加強(qiáng)圈來承擔(dān),加強(qiáng)圈的合理設(shè)計(jì)是埋地罐的設(shè)計(jì)重點(diǎn)所在。埋地罐的加強(qiáng)圈一般設(shè)置在設(shè)備內(nèi)部。 </p><p>  容器內(nèi)直徑大于3500mm時(shí),一般就要考慮設(shè)置加強(qiáng)圈,加強(qiáng)圈的距離決定于設(shè)備兩加強(qiáng)圈之間筒體的環(huán)向應(yīng)力,兩加強(qiáng)圈之間的距離與設(shè)備內(nèi)直徑的比值一般控制在1:2到1:1 的水平,這主要是基于設(shè)計(jì)比較經(jīng)濟(jì)合理考慮的。 </p><p>  加強(qiáng)圈的大小基于容器的受力大小和兩個(gè)加圈之

14、間的距離,加強(qiáng)圈的筋板和肋板的厚度一般不大于設(shè)備筒體的厚度,從經(jīng)濟(jì)的角度,加強(qiáng)圈的材料一般與設(shè)備本體相同。 </p><p><b>  埋地罐制造的要求 </b></p><p><b>  1)制造公差要求 </b></p><p>  由于埋地罐具有相對較高的設(shè)計(jì)外部壓力,筒體對口錯(cuò)邊量及截面橢圓度的要求要相對提高,

15、建議:環(huán)縫錯(cuò)邊量:小于10%薄板厚度,或3mm,取兩者的小值;筒體截面橢圓度:不大于筒體厚度50% 。 </p><p><b>  2)熱處理 </b></p><p>  除由于液化石油氣介質(zhì)中含有如濕H2S等,設(shè)備必須進(jìn)行熱處理外,應(yīng)盡量考慮減少設(shè)備的設(shè)計(jì)厚度,避免設(shè)備筒體設(shè)計(jì)厚度不大于標(biāo)準(zhǔn)中要求熱處理的厚度,這樣可以避免現(xiàn)場熱處理,減少制造的難度。 </

16、p><p><b>  3)焊縫布置 </b></p><p>  對于現(xiàn)場制造的容器,考慮到檢查的可能性,縱焊縫應(yīng)不布置在底部120℃的范圍內(nèi)。 </p><p>  埋地罐表面防腐的要求 </p><p>  埋地罐的腐蝕有兩個(gè)方面,一方面是內(nèi)部介質(zhì)對罐內(nèi)表面的腐蝕,另一方面為貯罐外表填埋層介質(zhì)產(chǎn)生的腐蝕,由于設(shè)備置于外

17、部覆蓋層中,腐蝕過程不易檢查,所以埋地罐的防腐設(shè)計(jì)尤為重要。目前的防腐設(shè)計(jì)主要是采用防腐涂層和陰極防護(hù)相結(jié)合的方法。埋地罐的設(shè)計(jì)壽命至少25年,為延長貯罐的使用壽命,要求貯罐表面防腐涂層必須具有較高耐電壓性能、與金屬表面有良好的結(jié)合性,同時(shí)應(yīng)根據(jù)涂層的質(zhì)量、有效保護(hù)年限及外界設(shè)計(jì)條件等因素合理選擇陰極保護(hù)法中的陽極材料和保護(hù)電流。 </p><p><b>  總結(jié) </b></p&g

18、t;<p>  1)埋地液化石油氣貯罐安全性好,將來的應(yīng)用國內(nèi)的應(yīng)用將會(huì)越來越廣泛。 </p><p>  2)埋地液化石油氣貯罐的設(shè)計(jì)要綜合考慮外部覆蓋層與設(shè)備間的相互作用。 </p><p>  3)設(shè)備內(nèi)部加強(qiáng)圈的合理設(shè)計(jì)是埋地液化石油氣貯罐的設(shè)計(jì)重點(diǎn)。 </p><p>  4)埋地液化石油氣貯罐的防腐設(shè)計(jì)對設(shè)備的安全使用非常關(guān)鍵。 </

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