石油化工裝置中儲罐的結(jié)構(gòu)設(shè)計

1、<p>　　石油化工裝置中儲罐的結(jié)構(gòu)設(shè)計</p><p><b>　　摘要： </b></p><p>　　石油化工設(shè)計中，鋼儲罐是必備的設(shè)備。作為設(shè)計人員我們要做的是設(shè)計儲罐的基礎(chǔ)。大型儲罐的特點是直徑大、荷載重，與一般工業(yè)基礎(chǔ)相比，對地基和基礎(chǔ)設(shè)計及施工有其特殊的要求。儲罐絕大多數(shù)為圓柱形，按其使用功能，可分為儲氣罐和儲油罐兩大類。 </p>

2、<p>　　關(guān)鍵詞：石油化；結(jié)構(gòu)；設(shè)計 </p><p>　　Abstract: </p><p>　　Petroleum chemical engineering design, steel tank is the necessary equipment. As designers, what we want to do is the basis of design sto

3、rage tanks. The characteristics of large tanks is large in diameter, the load heavy, compared with general industrial foundation, the foundation and basic design and construction has its special requirements. Most of the

4、 storage tanks for cylindrical, according to the use function, can be divided into two kinds of storage tank and tanks. </p><p>　　Key words: the oil; Structure; design </p><p>　　中圖分類號：TU276.7文獻標

5、識碼：A 文章編號： </p><p>　　1 罐基礎(chǔ)的設(shè)計，應(yīng)具有下列工藝、安裝、設(shè)備及總圖等資料： </p><p>　　1、罐區(qū)平面布置及設(shè)計豎向標高，罐中心坐標。 </p><p>　　2、儲罐的型式、容積、幾何尺寸、罐底坡高、及中心標高、環(huán)墻頂標高、設(shè)計地面標高。 </p><p>　　3、罐區(qū)金屬總重，保溫及附件總重，罐壁、罐頂、

6、罐底總重。 </p><p>　　4、罐區(qū)內(nèi)介質(zhì)及最高儲液面的高度、最高溫度、介質(zhì)重度。 </p><p>　　5、罐區(qū)的罐前平臺、排放口、溝、井、梯基礎(chǔ)等輔助設(shè)施的位置及型式。 </p><p>　　6、與儲罐罐體有關(guān)的管道布置、預(yù)埋件、錨栓布置及罐周的排水設(shè)施。 </p><p>　　7、儲罐施工安裝、試壓等方法對罐基礎(chǔ)的要求。 <

7、/p><p>　　8、對罐基礎(chǔ)的使用要求。 </p><p><b>　　2 罐基礎(chǔ)選型 </b></p><p>　　罐基礎(chǔ)的選型，應(yīng)根據(jù)儲罐的型式、容積、地質(zhì)條件、材料供應(yīng)情況、業(yè)主要求及施工技術(shù)條件、地基處理方法和經(jīng)濟合理性等條件綜合考慮。當儲罐基礎(chǔ)座落在靜流水源地及儲存不可降解介質(zhì)時，且儲罐泄露物有可能污染地下水或附近環(huán)境時，儲罐基礎(chǔ)部分應(yīng)

8、采取防滲漏措施。 </p><p>　　罐基礎(chǔ)型式主要有護坡式、環(huán)墻式、外環(huán)墻式。本次所設(shè)計的儲罐均位于山坡上，地質(zhì)條件較好，而且不考慮地震，考慮到施工的方便，又節(jié)約用地，故決定采用鋼筋混凝土環(huán)墻式基礎(chǔ)。 </p><p><b>　　3 環(huán)墻的計算 </b></p><p>　　環(huán)墻可僅進行環(huán)向力計算，環(huán)墻式罐基礎(chǔ)的環(huán)墻單位高環(huán)向力設(shè)計值按下

9、式計算： </p><p>　　Ft=(rQwrwhw+rQmrmh)KR </p><p><b>　　3.1 環(huán)墻寬度 </b></p><p>　　環(huán)墻寬度一般根據(jù)儲罐容積大小(容積大則寬)和地基土的好壞(地基好可適當減小)及環(huán)墻設(shè)計總高度來決定，還應(yīng)考慮環(huán)墻剛度能否適應(yīng)可能出現(xiàn)的基礎(chǔ)不均勻沉降情況(不均勻沉降大則要求環(huán)墻剛度大)，儲罐的

10、類型(浮頂還是固定頂，浮頂罐要求環(huán)墻剛度大)和重要性程度。 </p><p>　　為減少環(huán)墻不均勻沉降，假定環(huán)墻底面地基壓力與環(huán)墻內(nèi)側(cè)同一深度處儲罐底面地基壓力相等，可推出環(huán)墻寬度計算公式，即《石油化工企業(yè)鋼儲罐地基與基礎(chǔ)設(shè)計規(guī)范》6.1.1式，根據(jù)此式求得初步寬度后，根據(jù)儲罐容積、地基土承載力、環(huán)墻高度、基礎(chǔ)不均勻沉降可能性等因素，確定需要的環(huán)墻剛度，可適當調(diào)整截面寬度。 </p><p&g

11、t;　　罐壁底端傳給環(huán)墻頂端的線分布荷載當為浮頂罐時，應(yīng)為罐壁的重量，當為固定頂罐時，應(yīng)包括罐壁和罐頂?shù)闹亓俊Ｓ斜貙訒r，也要計入。 </p><p><b>　　3.2環(huán)墻高度 </b></p><p>　　除考慮工藝安裝標高和儲罐基礎(chǔ)周邊高出設(shè)計地面至少30cm的要求，還要考慮最終沉降量而預(yù)抬高高度，環(huán)墻埋置深度還要滿足《石油化工企業(yè)鋼儲罐地基與基礎(chǔ)設(shè)計規(guī)范》8.

12、1.9條，不宜小于600mm，在地震區(qū)，當?shù)鼗劣幸夯赡軙r，埋深不宜小于1.0m。在寒冷地區(qū)罐基礎(chǔ)埋深宜滿足凍土深度要求。綜合以上因素最終確定環(huán)墻的高度。 </p><p>　　3.3環(huán)墻截面配筋 </p><p>　　根據(jù)規(guī)范式5.2.3和式5.3.1計算即可。分充水預(yù)壓和正常工作兩種情況。按其中大者配筋。 </p><p>　　關(guān)于留排污槽的環(huán)墻，缺口處環(huán)向力

13、可根據(jù)環(huán)墻計算時得到的單位高度環(huán)向力計算出來，假定此部分力由加強筋承受，As=Ft/fy，我在外伸部分同樣配置加強筋。因為此處應(yīng)力集中，外伸部分也要按梁、板計算，經(jīng)過計算發(fā)現(xiàn)，截面按構(gòu)造配筋完全能滿足要求，比我按加強筋配置法配筋要小。但為保險起見，對30000m3以上儲罐環(huán)墻基礎(chǔ)，還是要校核一下。 </p><p><b>　　3.4后澆帶 </b></p><p>

14、　　根據(jù)實際調(diào)查和計算分析，發(fā)現(xiàn)影響環(huán)墻內(nèi)力的主要原因是環(huán)墻現(xiàn)澆混凝土的溫差和收縮變形，這種因素是不容忽視的，特別是儲罐直徑較大，環(huán)墻的周長已超過規(guī)定的混凝土伸縮縫間距，再加上外露地面較高，以及配筋不恰當、施工時混凝土的水灰比較大等原因，引起環(huán)墻的裂縫。所以每隔30~40m留一處后澆帶，寬度500mm左右，其間環(huán)向鋼筋不得截斷，待其他部分環(huán)墻基礎(chǔ)施工完畢28天后，采用高一級微膨脹混凝土澆灌并振搗密實。 </p><p

15、>　　4 抗震設(shè)防的規(guī)定： </p><p>　　對儲罐容積大于5x104m3的基礎(chǔ)抗震設(shè)防分類應(yīng)按乙類考慮；小于或等于5x104m3的油罐基礎(chǔ)應(yīng)按丙類考慮。 </p><p><b>　　5 罐基礎(chǔ)的構(gòu)造 </b></p><p>　　5.1 罐基礎(chǔ)頂面，應(yīng)自中心向周邊做成15‰～35‰的坡度。當自己承載力及變形能滿足要求或儲罐容積較大

16、時取較小坡度；不能滿足要求或儲罐容積較小時，取較大坡度。 </p><p>　　5.2 罐基礎(chǔ)頂面周邊高出設(shè)計地面高度（不包括考慮最終沉降量而預(yù)抬高的高度）不宜小于300mm。 </p><p>　　5.3 罐基礎(chǔ)頂面，應(yīng)設(shè)置瀝青砂絕緣層，其厚度宜為80mm～150mm。中砂與石油瀝青重量的配比宜為93：7. </p><p>　　5.4瀝青砂絕緣層下面，應(yīng)設(shè)置中粗

17、砂墊層，其厚度不宜小于300mm。 </p><p>　　5.5鋼筋混凝土環(huán)墻寬度不宜小于250mm。環(huán)墻頂面應(yīng)在罐壁向內(nèi)20mm處做成1：2的坡度。罐壁至環(huán)墻外緣尺寸不宜小于100mm。環(huán)墻底部不應(yīng)放角擴寬。 </p><p>　　5.6鋼筋混凝土環(huán)墻，應(yīng)設(shè)置泄漏孔。泄露孔應(yīng)沿罐周均勻設(shè)置，其間距宜為10m～15m。泄露孔的孔徑為50mm,其進口處孔底宜與砂墊層底標高相同，并以不小于5‰

18、的坡度坡向環(huán)墻外側(cè)。泄露孔進口處應(yīng)設(shè)置由礫石和粒徑為20mm～40mm的卵石組成反濾層和鋼筋濾網(wǎng)，出口應(yīng)高于設(shè)計地面。 </p><p>　　5.7鋼筋混凝土環(huán)墻頂面，應(yīng)設(shè)置厚度為20mm～30mm的1：2水泥砂漿或50mm厚C30細石混凝土找平層。 </p><p>　　5.8鋼筋混凝土環(huán)墻不宜開缺口，施工時當必須留活口時，其尺寸應(yīng)盡量減小，環(huán)向鋼筋應(yīng)錯開截斷。罐體安裝結(jié)束后，應(yīng)采用比環(huán)

19、墻高一強度等級的微膨脹混凝土立即將缺口封堵密實，鋼筋接頭應(yīng)采用焊接。 </p><p>　　5.9鋼筋混凝土環(huán)墻的環(huán)向受力鋼筋的混凝土保護層最小厚度（從鋼筋外邊緣算起），不應(yīng)小于40mm。 </p><p>　　5.10 鋼筋混凝土環(huán)墻的配筋，應(yīng)符合下列要求： </p><p>　　5.10.1向受力鋼筋的截面最小總配筋率，不應(yīng)小于0.4％。對于公稱容積不小于100

20、00m3或建在軟土、軟硬不一地基上的儲罐，環(huán)墻頂端和底端宜各增加兩圈附和環(huán)向鋼筋，其直徑應(yīng)與環(huán)墻環(huán)筋相同。 </p><p>　　5.10.2豎向構(gòu)造鋼筋的最小配筋率，不應(yīng)小于0.15％～0.2％（每側(cè)），鋼筋直徑宜為12mm～18mm，間距宜為150mm～200mm，豎向鋼筋其上下兩端宜為封閉式。 </p><p>　　5.11環(huán)向受力鋼筋接頭，應(yīng)采用機械連接或焊接連接。 </p&

21、gt;<p>　　5.12 鋼筋混凝土環(huán)墻當圓周(中心圓)長度大于40m時，宜留寬度為900mm～1000mm后澆帶，在保證鋼筋連續(xù)的原則下分段澆灌，后澆帶應(yīng)采用提高一個強度等級的微膨脹混凝土澆灌并搗實或采取其它有效措施。 </p><p>　　5.13 罐前操作平臺的基礎(chǔ)，應(yīng)與鋼筋混凝土環(huán)墻基礎(chǔ)分開。 </p><p>　　5.14 當儲罐內(nèi)儲存介質(zhì)最高溫度高于90℃時，與

22、罐底接觸的罐基礎(chǔ)表面應(yīng)采取隔熱措施。 </p><p>　　5.15 儲罐底板外周邊應(yīng)封口，封口應(yīng)采用能適應(yīng)罐底板變形的構(gòu)造措施或材料，并應(yīng)在儲罐充水試壓完畢罐體未保溫前進行。 </p><p>　　5.16鋼筋混凝土環(huán)墻的混凝土強度等級，不應(yīng)低于C25。環(huán)向鋼筋宜用HRB335或HRB400級鋼筋；豎向鋼筋宜用HPB235或HRB335級鋼筋。 </p><p>

23、<b>　　6 地基處理 </b></p><p>　　地基處理的目的，主要是改善地基土的水理性質(zhì)和提高地基土的抗剪強度，改善土的變形性質(zhì)，使其在上部結(jié)構(gòu)荷載作用下，不致發(fā)生破壞或出現(xiàn)過大變形(絕對沉降和差異沉降), 以保證儲罐的正常使用。為達此目的，須采取適當?shù)膶Σ邅砀纳频鼗鶙l件，這些對策主要包括下述四類: </p><p>　　1. 改善土的抗剪特性 </p

24、><p>　　2. 改善土的壓縮性能 </p><p>　　3. 改善飽和土的滲透性 </p><p>　　4. 改善砂土的動力特性 </p><p>　　常見的儲罐地基處理有: 充水預(yù)壓法、砂井預(yù)壓法、強夯法、爆擴擠密灰土 </p><p>　　樁法、振沖碎石樁法、土工織物加固法、預(yù)堆土反壓法、水泥深層攪拌法、CFG樁復(fù)