內浮頂罐的設計（畢業(yè)論文）

1、分類號 單位代碼 11395 密 級 學 號 0606230137 學生畢業(yè)設計（論文）題 目內浮頂罐的設計作 者李雪松 院 (系)化學與化工學院專 業(yè)油氣儲運工程指導教師范曉勇答辯日期2010年 5 月 22 日榆 林 學 院畢業(yè)設計（論文）誠信責任書本人鄭重聲明：所呈交的畢業(yè)設計（論文），是本人在導師的指導下獨立進行研究所取得的成果。畢業(yè)設計（論文）中凡引用他人已經發(fā)表或未發(fā)表的成果、數據、觀點等，均已明確注明出處。盡我所知，除文中已經注明引用的內容外，本論文不包含任何其他個人或集體已經公開發(fā)表或撰寫過的研究成果。對本文的研究做出重要貢獻的個人和集體，均已在文中以明確方式標明。本人畢業(yè)設計

2、（論文）與資料若有不實，愿意承擔一切相關的法律責任。 論文作者簽名: 年 月 日摘 要甲醇是重要的化工原料，無論是生產還是使用的企業(yè)，其甲醇儲罐都是非常重要的設備。內浮頂罐的密閉性較之拱頂儲罐更好，能有效降低易揮發(fā)性物料的損失，提高其儲存的安全性。由于甲醇是易揮發(fā)性液體，而內浮頂罐的各項指標都符合甲醇的儲藏安全與降低損耗的要求。所以本文針對內浮頂罐對甲醇的儲存進行設計。在本文中，首先簡單介紹了內浮頂罐的產生，發(fā)展過程和現(xiàn)狀，以及內浮頂罐的優(yōu)點；然后闡述了內浮頂罐的意義、應用及其基本結構,并說明了對于甲醇儲存的原理與特點。最后根據甲醇的性質，針對內浮頂罐的參數、罐壁、罐頂、罐底進行結構設計，且對

3、內浮頂罐的風載荷和地震載荷分別進行計算。結果表明，所設計的內浮頂罐既能保證甲醇的安全和質量，又能在 0.35kpa 的風壓和 7 級地震裂度的作用下有較高的強度與穩(wěn)定性。關鍵詞：內浮頂罐, 甲醇, 結構設計ABSTRACTMethyl alcohol is an important chemical raw materials, production or use the enterprise, and methyl alcohol tanks are very important equipment. Inner floating roof tanks sealing is better t

4、han vault storage tanks, and inner floating roof tanks can effectively reduce the loss to volatile materials and improve the security of storage. Because of methyl alcohol is easily volatile liquid inner floating roof tanks each index all conformed to the safety of methyl alcohol to reduce losses an

5、d storage requirements. So based on inner floating roof tanks storage of methyl alcohol to design.First it introduced simply appear of inner floating roof tanks, development process and status, and the advantages of inner floating roof tanks. And then expounds the significance in inner floating roof

6、 tanks, application and basic structure, and for the principle and characteristics of methanol storage. Finally, according to the nature of the methyl alcohol, the structure that included tank wall, empowerments and tank bottom of the tank was designed and calculated the wind load and the earthquake

7、 load of the tank.The result showed, the designed tank could guaranteed the security and the quality of the methyl alcohol stored in it. At the same time, the designed tank had the comparatively intensity and the stability under the wind pressure of 0.35Kpa and the earthquake of grade 7.Key words: I

8、nner floating roof tank，Methyl alcohol，Structure designI目錄目 錄摘 要IABSTRACTII1 概 述11.1 內浮頂罐的產生11.2 文獻綜述11.2.1 內浮頂罐的發(fā)展21.2.2 內浮頂儲罐的結構，性能與應用31.2.3 內浮頂儲罐對甲醇的儲存32 設計方案52.1 設計內容與要求52.2 設計流程52.3 設計參數與材料確定52.3.1 內浮頂罐設計52.3.2 材料確定53 儲罐結構設計73.1 儲罐結構參數的確定73.1.1 儲罐直徑與高度73.1.2 罐壁壁板高度與數目83.2 罐壁設計83.2.1 罐壁厚度計算83.2.

9、2 罐壁板間的連接93.3 罐頂設計93.3.1 罐頂厚度與結構93.3.2 包邊角鋼的強度驗算103.3.3 拱頂的穩(wěn)定性驗算113.4 罐底設計113.5 內浮頂與罐壁之間的密封設計124 荷載計算134.1 風載荷計算134.1.1 傾覆134.1.2 滑移144.2 地震載荷計算144.2.1 水平地震載荷144.2.2 地震彎距154.2.3 第一圈罐壁底部的最大壓應力154.2.4 第一圈罐壁的容許臨界壓力154.3 其他結構155 設計圖紙16結 論21參考文獻22致 謝23I內浮頂罐的設計1 概 述1.1 內浮頂罐的產生在石化行業(yè)中，貯存液態(tài)物料的固定頂罐很多都比較大，容積一般

10、從幾十立方米到上萬立方米。由于室外氣溫變化，導致罐內壓力波動。壓力升高時，物料蒸氣從呼吸閥排入大氣（即所謂的小呼吸），造成物料損失和環(huán)境污染。除此之外，大型儲罐每次進出料時，會將液面上大部份物料蒸汽從呼吸閥排出(即所謂的大呼吸)，造成更大損失和環(huán)境污染。據前蘇聯(lián)全蘇石油儲運研究所資料報道，各種固定頂罐的蒸發(fā)損失比例為：原油罐占20.4%常壓汽油中間罐占13.2%成品汽油罐占9.3%上述損失中“大呼吸”損失占80%，“小呼吸”損失占20%。上海煉油廠一臺5000m3的汽油罐，每次進出油操作實測至少損失3276kg，按一年周轉26次并計入小呼吸及調合油品的損失，一年損失195t汽油，按1987年汽

11、油出廠價格計算折合人民幣12.8萬元1；對于易揮發(fā)物體，損失更大?；谏鲜鲈颍瑢尢岢隽烁咭?，產生了內浮頂罐。1.2 文獻綜述內浮頂罐是在固定頂罐內部再加上一個浮動頂蓋，主要由固定頂罐體、內浮盤、密封裝置、通氣孔、高低液位報警器等組成。這種罐的浮動頂漂浮在儲液面上，浮頂與罐壁之間有一環(huán)形空間，環(huán)形空間中有密封元件。浮頂與密封元件一起構成了儲液面上的覆蓋層，隨著儲液上下浮動，使得罐內的儲液與大氣完全隔開，不受風雨等外界因素的影響，減少了儲液儲存過程中的蒸發(fā)損耗，減少了大氣污染，易于保證貯液的質量和安全。因此，內浮頂罐是降低固定頂貯罐物料蒸發(fā)損失最安全、最經濟、最簡便的結構形式，現(xiàn)已廣泛用

12、于儲存汽油、醛類、醇類、酮類、苯類等易燃易爆易揮發(fā)的液體化學品。4甲醇別名木醇、木精，分子式為CH4O。是無色透明、易燃、易爆、易揮發(fā)的液體。相對密度(d20)0.7914，沸點 64.7，爆炸極限 6.0%-36.5%(體積分數)2。甲醇氣味刺鼻難聞，有毒，飲用能致人目盲，對于視神經具有顯著的危害。甲醇主要用于制造甲醛、醋酸、氯甲烷、甲胺和硫酸二甲酯等多處有機產品，也是農藥、醫(yī)藥的重要原料，是合成對苯二甲酸二甲酯，甲基丙烯酸甲酯和丙烯酸甲酯的原料之一，還是重要的溶劑，亦可摻入汽油作替代燃料用。20世紀80年代以來，甲醇開始用于生產甲基叔丁基醚、甲醇汽油、甲醇燃料以及甲醇蛋白等產品，大大促進了

13、甲醇的發(fā)展3。由于甲醇是重要的化工原料，無論是生產還是使用企業(yè)，其甲醇儲罐都是非常重要的設備。而甲醇是易揮發(fā)、易流動的液體，也是易燃易爆的危險性物質，并且有毒性。其沸點 64.65，爆炸范圍(在空氣中的體積分數)為 6.72%36.5%。因此，甲醇貯罐作為甲醇的貯存體，安全性不言而喻。用內浮頂罐儲存甲醇，內浮頂浮在甲醇液面上，隨液面升降而升降。由于甲醇液面被內浮頂緊密貼住，不存在蒸發(fā)空間，所以內浮頂罐幾乎沒有甲醇的呼吸損失，這樣可有效地防止因甲醇揮發(fā)、濃度堆積而造成的爆炸危險。當然，由于浮頂四周密封圈不可能絕對密封，甲醇會在此處有一點呼吸損失，但與固定頂罐的呼吸損失相比，幾乎可以忽略。由于內浮

14、頂罐的泄漏量極少，因而也更安全。所以本次選用內浮頂罐為甲醇儲罐，并對其進行結構設計，以供甲醇生產或使用企業(yè)加工制造使用。1.2.1 內浮頂罐的發(fā)展在上個世紀80年代以前，我國儲存甲醇基本上都采用固定頂罐，既影響了質量，又帶來嚴重的損耗，同時給環(huán)境也造成了污染。有關資料表明，一座1×104m3地上金屬甲醇儲罐，一年損失可達680t，損失率為10%，其經濟損失相當嚴重4。當時，人們最關心的是經濟損失和安全，后來還關心生態(tài)環(huán)境保護方面的問題，這就導致人們采用各種措施以滿足各方面的要求。如利用成膠劑在液面上形成一層隔絕大氣的凝膠狀浮蓋，利用聚酰胺小圓盤覆蓋液體自由表面，利用隋性氣體覆蓋層和采

15、用浮頂結構等措施，以減少儲液蒸發(fā)損耗及儲液氣對環(huán)境的污染5。其中，尤以內浮頂儲罐使用最廣。20世紀70年代以來，內浮頂儲油罐和大型浮頂油罐發(fā)展較快，第一個發(fā)展油罐內部覆蓋層的是法國。1955年美國也開始建造此種類型的儲罐。1962年，美國德士古公司就開始使用帶蓋浮頂罐并在紐瓦克建有世界上最大直徑為61.6米的帶蓋浮頂罐，至1972年，美國己建造了600多個內浮頂油罐6。1978年國內 3000 立方米鋁浮盤投入使用，通過測試蒸發(fā)損耗標定，收到顯著效果。近20年也相繼出現(xiàn)各種形式和結構的內浮盤或覆蓋物。密封裝置是內浮頂罐和大型浮頂儲罐建造的一個重要部件，目前已有機械密封、彈性材料密封和管式密封等

16、多種形式.為了更好的設計和發(fā)展內浮頂儲罐，1978年美國API650附錄H對內浮盤的分類、選材、設計、安裝、檢驗及標準荷載、浮力要求等均作了一系列的修訂和改進。世界上技術先進國家都備有較齊全的儲罐計算機專用程序，對儲罐作靜態(tài)和動態(tài)分析，同進對儲罐的重要理論問題，如大型儲罐T形角焊縫部的疲勞分析，大型儲罐基礎的靜態(tài)和動態(tài)特性分析，抗震分析等，以及試驗分析為基礎深入研究，通過試驗取得了大量數據，驗證了理論的準確性，從而使研究具有使用價值。1.2.2 內浮頂儲罐的結構，性能與應用內浮頂罐是固定頂罐內部再加上一個浮動頂蓋，主要由罐體內浮盤、密封裝置、通氣孔、高低液位報警器等組成（見圖5.1），這種罐的

17、浮動頂漂浮在儲液面上，浮頂與罐壁之間有一環(huán)形空間，環(huán)形空間中有密封元件7。浮頂與密封元件一起構成了儲液面上的覆蓋層。隨著儲液上下浮動，使得罐內的儲液與大氣完全隔開，減少儲液儲存過程中的蒸發(fā)損耗，保證安全，減少大氣污染。內浮頂罐與固定頂罐比較有以下優(yōu)點:(1)大量減少蒸發(fā)損耗。(2)由于液面上有浮動頂覆蓋，儲液與空氣隔絕，減少空氣污染和著火爆炸危險，易于保證儲液質量，特別適用于儲存高級汽油和噴氣燃料以及有毒污染的液體化學品。(3)易于將己建成固定頂罐改選為內浮頂罐，并取消呼吸閥，阻火器等附件，投資少，經濟效益明顯。(4)因有固定頂能有效防止風沙、雨雪或灰塵污染儲液，在各種氣候條件下保證儲液的質量

18、，有“全天候車儲罐”之稱。(5)在密封效果相同的情況下，與浮頂罐相比，能進一步降低蒸發(fā)損耗，這是由于固定頂蓋的遮擋以及固定頂與內浮盤之間的氣相層甚至比雙盤式浮頂具有更顯著的隔熱效果。(6)內浮頂罐的內浮頂與浮頂罐上部敞開的浮盤不同，不可能有雨，雪荷載，內浮盤上載荷少，結構簡單，輕便，可以省去浮盤上的中央排水管，轉動浮梯等附件，易于施工和維護，密封材料可避免日光照射而老化。內浮頂罐具有許多優(yōu)點，應用范圍越來越廣，是一種很有發(fā)展前途的儲罐。美國石油學會認為:設計完善的內浮頂是迄今為止為控制固定頂蒸發(fā)損耗所研究出來的最好的和投資最少的方法。因此，內浮頂儲罐可用來儲存汽油噴氣燃料以及醛類醇類酮類苯類等

19、易燃易爆易揮發(fā)的液體化學品。1.2.3內浮頂儲罐對甲醇的儲存鑒于內浮頂罐最大的優(yōu)勢是外界的風沙雨雪對儲液質量的影響降低到最少，并且減少儲液的蒸發(fā)損耗及儲液蒸氣對環(huán)境的污染，國內上世紀70年代后期開始用其儲存甲醇。最先使用淺盤或鋼制內浮盤，20世紀80年代后期開始，使用鋁制內浮盤，再后來就使用不銹鋼內浮盤，由于淺盤式鋼制內浮頂的抗沉性差，20世紀90年代后己經不再使用。目前，就建的內浮頂罐絕大多數采用鋁制內浮頂或者不銹鋼內浮盤，在用的固定頂罐，當需要改造為內浮頂罐時，也多采用鋁制內浮頂或不銹鋼內浮頂。用內浮頂罐儲存甲醇，內浮頂浮在甲醇液面上，隨液面升降而升降。由于甲醇液面被浮頂緊密貼住，不存在蒸

20、發(fā)空間，所以浮頂罐幾乎沒有甲醇的呼吸損失。當然，由于浮頂四周密封圈不可能絕對密封，甲醇會在此處有一點呼吸損失，但與固定頂罐的呼吸損失相比，幾乎可以忽略。據有關資料介紹，內浮頂裝置對常壓下?lián)]發(fā)性較強的產品能減少90-95%的損耗，由于內浮頂罐的泄漏量極少，對揮發(fā)性強的石油產品有更好的儲存效果，因而也更安全。關資料介紹， 揮發(fā)性較強的石油產品可減2 設計方案2.1 設計內容與要求內浮頂儲罐結構設計包括：儲罐結構參數的確定、罐壁設計、罐頂設計、罐底設計、內浮盤與罐壁間密封設計以及荷載計算。其中罐頂按自支承式拱頂的弱頂結構設計，內浮頂選用湖南石化設備制造有限公司的裝配式不銹鋼內浮盤，罐底由中幅板和邊緣

21、板塔接，罐壁的縱、環(huán)焊縫采用對接焊。所設計的內浮頂儲罐不但要保證甲醇的質量和安全，還要保證在 0.35kpa風壓和7級地震裂度作用下的強度與穩(wěn)定性。2.2 設計流程儲罐結構參數確定罐壁設計罐頂設計載荷計算密封設計罐底設計2.3 設計參數與材料確定2.3.1 內浮頂罐設計表2.1 內浮頂罐設計參數工作壓力常壓操作容積1000m3設計壓力常壓甲醇密度792.8Kg.m-3工作溫度50腐蝕裕量2mm焊接接頭系數0.85設計地震烈度7級設計風壓0.35KPa設計容積1050m32.3.2 材料確定甲醇在碳鋼中的腐蝕速度為 0.01-0.05mm/a，固定頂罐體采用Q235-A鋼制造。內浮頂由專業(yè)廠家生

22、產制造，一般采用18-8不銹鋼和鋁及鋁合金材料制成，對比甲醇在兩種材料中的腐蝕情況，采用 18-8 不銹鋼13。表 2.2 甲醇在兩種材料中的腐蝕情況介質材料濃度%溫度255080100甲醇18-8不銹鋼<100100優(yōu)優(yōu)優(yōu)優(yōu)優(yōu)優(yōu)優(yōu)優(yōu)甲醇鋁及鋁合金濕（水>1.0）干優(yōu)良優(yōu)良優(yōu)優(yōu)注：優(yōu)-每年腐蝕速度0.05，良-每年腐蝕速度為0.05-0.5mm.。3 儲罐結構設計3.1 儲罐結構參數的確定3.1.1 儲罐直徑與高度由于給定的設計容積為1050m3，儲罐容積不是很大，所以直徑與高度按等壁厚進行計算，從而得出用料較省，投資較少的經濟尺寸。R-儲罐半徑； D-儲罐直徑；S-罐壁板厚度；

23、H-儲罐高度；V-儲罐的設計容積； S1-罐頂板厚度；S2-罐底板厚度。設罐底與罐頂為圓板（按投影面積），其金屬體積之和為q1，則 （5-1）令，則 （5-2）設罐壁的金屬體積為q2，則 （5-3）若儲罐金屬的總體積為Q,則 （5-4）因為所以則 （5-5）取Q對H的一階導數,并使其等于0得 （5-6） （5-7）式(5-7)左端為罐頂和底的金屬體積之和。 (5-8)式(5-7)右端為罐壁金屬體積的一半。 (5-9)由此可得一個結論：等壁厚儲罐當罐頂和底的金屬用量等于罐壁用量一半時,儲罐金屬用量最省。由（5-7）可得儲罐經濟高度： (5-10)所以 (5-11)對于容積不是很大的閉式儲罐，其罐

24、底與罐頂及罐壁厚度相等，則代入（5-11）可得 此時,儲罐金屬用量最省由 可求出儲罐直徑。將代入得 D=11m所以 H=D=11m。3.1.2 罐壁壁板高度與數目儲罐罐壁是由一圈一圈的壁板焊接組成的，根據鋼板規(guī)格及儲罐高度要求，可確定罐壁由6圈壁板組成，每圈高度1800mm。3.2 罐壁設計3.2.1罐壁厚度計算罐壁是一個圓柱形的鋼板焊接結構，每圈壁板隨著外載荷(靜水壓)的變化由下至上逐層減薄。對于容積不是很大的儲罐，采用定點法設計罐壁厚度，計算簡便，結果也足夠安全。定點法計算時選壁板上端作為計算高度進行設計，則不夠安全，選在板下端又偏于保守。根據理論和實際測定，板的應力最大的地方通常在板的下

25、端0.300m處。所以定點法計算是以高出板下端0.300m處的液體壓力來確定板的厚度的方法。因此罐壁設計厚度應滿足下式14：而 式中罐壁計算厚度，mm；鋼板負偏差，取=0.8mm；腐蝕裕量；H所計算那一圈罐壁板底邊至罐頂端的垂直高度，m；焊接接頭系數；設計溫度下鋼板的許用應力，取=157Mpa；甲醇密度，Kg/m3。從罐底往上數：第一圈： 故第二圈： 故可見，罐壁第一圈到第六圈的壁厚是逐步減小的。因儲罐容積不太大，從材料的準備和液面上的壁板內外壁受腐蝕的情況考慮，采用等壁厚設計，即第一圈到第六圈壁板都采用相同厚度，均取8mm(計算厚度圓整至鋼板的規(guī)格厚度)。3.2.2 罐壁板間的連接罐壁板之間

26、的連接采用焊接，焊接坡口的基本形式及尺寸均須符合有關標準的規(guī)定。由于內浮頂罐不但要滿足強度更重要是保證內浮盤在罐壁上隨液位升降上下運動，浮盤周邊是一圈軟密封圈，因此罐壁的縱、環(huán)焊縫須采用對接焊，焊縫必須磨平，余高小于1mm(見圖5.2)。貯罐沖液后，罐壁在液柱靜壓力的作用下，產生很大的環(huán)向應力。此環(huán)向應力使罐壁周向伸長，并沿半徑方向向外擴張。由此可見，在液壓作用下，罐壁的強度實際由罐壁的縱縫所決定的，因而罐壁的縱縫必須焊透。而罐壁環(huán)縫的強度則要求大于固定頂與罐頂包邊角鋼的連接焊縫的強度。因為一旦發(fā)生事故，首先在固定頂與罐頂包邊角鋼的連接焊縫處脫開，避免罐內介質外溢造成事故，因而罐壁的環(huán)縫也必須

27、焊透。3.3 罐頂設計3.3.1 罐頂厚度與結構罐頂按自支承式拱頂的弱頂結構設計(見圖5.4)。由于罐頂通過罐壁通氣孔與大氣相通，罐頂內外壁都要受到周圍環(huán)境空氣的腐蝕，腐蝕會比內浮盤遮蓋下的罐體嚴重。因此，錐頂厚度應在計算厚度的基礎上加上腐蝕裕量，其值不應低于罐體厚度。自支撐錐頂的厚度可按以下公式計算15：式中D儲罐直徑，m；p罐頂自重和附加載荷之和。假設罐頂厚度為8mm，估算罐頂重為7500kg，折合成單位面積載荷為罐頂附加載荷應按檢修載荷取值，且不小于1200Pa，所以E彈性模量，取E=200Gpa；母線與水平面夾角，取自支撐錐頂坡度為1/2，于是=300；C腐蝕裕量，mm。園整至鋼板規(guī)格

28、厚度8mm。所以假設罐頂厚度8mm合理。自支承式的罐頂形狀近似球面，靠拱頂周邊支撐于焊在罐壁的包邊角鋼上。球面由8mm的中心蓋板和瓜皮板組成。瓜皮板共塊20對稱布置，板與板之間互相搭接，搭接寬度40mm，搭接的外側采用連續(xù)焊，內側采用間斷焊（圖5.5）。中心蓋板搭在瓜皮板上，搭接寬度50mm。瓜皮板與包邊角鋼在外側采用單面連續(xù)焊，焊角高度取3.5mm的弱頂焊接結構，以防一旦發(fā)生事故，罐頂首先被掀開，以避免罐壁破壞，物料漏出。3.3.2 包邊角鋼的強度驗算自支承式的錐頂、拱頂儲罐需要在罐壁連接處設置包邊角鋼，以承受從罐頂傳來的橫向力，此橫向力是因為罐內或罐外壓力而產生的水平分力。罐頂就靠拱頂周邊

29、支撐于焊在罐壁上的包邊角鋼上，因此認為與包邊角鋼相連的罐頂和罐壁各16倍板厚的截面可與包邊角鋼共同起加強作用，共同承受水平分力，此區(qū)的最小面積16：式中包邊角鋼的許用應力，?。荒妇€與水平面夾角,為300；D儲罐直徑，m ； P儲罐單位面積荷載，為1973.4 Pa(5.1算出)；焊接系數。將數據代入公式得包邊角鋼尺寸采用L75×75×8，其截面積A大于包邊角鋼的強度足夠。3.3.3 拱頂的穩(wěn)定性驗算拱頂球殼無內壓作用，只校核外載荷作用下的穩(wěn)定性。作用在拱頂不致由皺折造成失效的安全應力（拱頂許用臨界應力）Pcr為17。 式中 E彈性模量，取E=200Gpa；t球殼厚度，mm（

30、不包括腐蝕裕量）；D儲罐直徑，m；母線與水平面夾角；將數據代入公式得：而在罐頂中由動載荷和靜載荷所引起的壓力P=1973.4Pa，P小于滿足穩(wěn)定性要求。3.4 罐底設計罐底由中幅板和邊緣板搭接而成。根據受壓與腐蝕情況，再結合工程經驗，中幅板和邊緣板鋼材厚度分別取6mm 和8mm，并按塔接T型排列（見圖5.6）。罐底的中間部分相當于一個鋪在彈性基礎上的薄板，除基礎有過大的沉陷外，其所受應力是很小的，但底版的邊緣部分受力卻十分復雜。中幅板采用單面連續(xù)塔接角焊，為保證邊緣板比較平坦，中幅板必須搭在邊緣板上。中幅板搭在邊緣板上也采用單面連續(xù)搭接角焊。在罐底上的三塊鋼板重疊處為減小板縫高度和應力集中，應

31、上層底板切角（見圖5.6放大圖）。全部塔接焊縫至少焊接兩遍成形。邊緣板在與罐底壁相焊接的部分應做成平滑支承面。邊緣板對焊接縫下面采用厚度為4毫米、寬度為50毫米的墊板（見圖5.6放大圖）。邊緣板之間的對接焊縫上表面必須磨平，以保證與灌底下端緊密接觸。底圈壁板與邊緣板之間采用雙面連續(xù)角焊T型接頭，在這一部分，由于受到灌底的牽制或約束，無法沿半徑的方向伸出，焊縫的受力狀況比較復雜。因此，要求罐壁與罐底連接處的內、外角焊縫，具有較少的缺陷，有較高的沖擊軔性，采用焊三遍成形，就變得很重要了，在施工上應充分注意。罐底為消耗或補償因基礎下沉而引起的中部凹陷，同時也便于排除殘液，設計有一定的坡度（見圖5.7

32、）。3.5 內浮頂與罐壁之間的密封設計本設備選用湖南石化設備制造有限公司的裝配式不銹鋼內浮頂，它是一個漂浮在液面上的浮蓋，在-漂浮狀態(tài)下，其下表面與貯液全部接觸，周邊是軟密封。它可隨液面上下活動，高液位受高位報警裝置的限制，在低液位時可支承在浮頂本身設置的支柱上。內浮盤與罐壁之間的密封通常采用彈性材料密封結構（圖5.3）。它是在丁腈橡膠密封袋（用于油品時）中填充梯形截面的聚氨酯軟泡沫塑料，依靠泡沫塑料的壓縮變形來實現(xiàn)密封。密封材料中還設固定鉤板，其目的是為了固定密封膠袋位置，防止泡沫塑料在浮盤下降時往上翻。圓弧轉角是為不致戳破密封膠袋。每米圓周長度設置固定鉤板。內浮盤與罐壁之間間隙取150mm

33、，采用斷面寬度230-250mm的軟泡沫塑料密封塊，密封力約為200N/m。為消除蒸汽空間，彈性塊應侵入液面下20-50mm，外層密封袋能在使用環(huán)境中經久耐用，且不污染儲液。為防止液體的毛細現(xiàn)象，要在橡膠密封袋上壓有鋸齒。4 荷載計算4.1 風載荷計算為保證儲罐在0.35kpa設計風載荷作用下的穩(wěn)定性，必須考慮風載荷作用下儲罐的傾覆和滑移。4.1.1 傾覆取風載荷作用于貯罐重心位置，由風載荷使貯罐傾覆的力矩應小于由貯罐重量產生的抵抗力矩（取空罐時最危險的情況）18。傾覆力矩：MD=1/2×HQ (kN.m)抵抗力矩： (kN.m)式中 H貯罐高度,H=11m；Wr貯罐自重（包括附件及

34、配件），Wr=43735×1.01442200；貯液自重,空罐時取=0；Q風載荷，（kN）；其中：C形狀系數，取C=0.7；風壓高度變化系數，取=1.15； -設計風壓值，=0.35kN/m2 ；A-受壓面積，即儲罐的最大垂直投影面積，A=HD=154m2；小于 安全。4.1.2 滑移由風載荷在罐底板下表面的滑移剪力應小于由底板和基礎之間的摩擦抵抗力(取空罐時最危險的情況)19?；萍袅? 式中，-底板和基礎之間的靜摩擦系數,取= 0.7(鋼板和瀝青砂石之間的摩擦系數)。小于 安全。4.2 地震載荷計算驗證在7級地震烈度的設計地震載荷作用下，儲罐的強度和穩(wěn)定性。4.2.1水平地震載荷

35、20式中Q0儲罐的水平地震作用N；綜合影響系數，取=0.4(為常壓式儲罐)；max水平地震影響系數,按7級地震烈度，max=0.23；W產生地震載荷的設備總重量,；F動液系數，;其中貯罐底面至貯罐液面高度，儲罐最高液面按設計容積1050m3計算,其中=1050mm；R自上往下數第一圈罐壁的半徑，R=5500mm；h雙曲正切函數。，代入計算得=0.47W貯罐內貯液重量，故。4.2.2地震彎距水平地震載荷對貯罐底面的彎距：。4.2.3第一圈罐壁底部的最大壓應力式中第一圈罐壁底部的垂直荷載，按罐體自重的80%計算；A1-第一圈罐壁的截面積，；Z第一圈罐壁的截面抵抗距，；第一圈罐壁的平均直徑，=11m

36、； 第一圈罐壁的實際壁厚，=0.0080m；。4.2.4 第一圈罐壁的容許臨界壓力H基礎頂面至罐壁頂面的高度，H=12.608m。（基礎頂面至罐壁底面是同一標高的兩個平面）。小于 安全通過以上載荷的計算,證明所設計的內浮頂甲醇儲罐在0.35KPa和7級地震烈度的作用下,安全穩(wěn)定。4.3 其他結構為了保證甲醇儲液的安全儲存及計量，內浮頂罐選用了合適的附件。主要有罐壁通氣孔、透光孔、人孔、消防泡沫管、液位計口、阻火器、靜電避雷針、水噴淋器等，其設計要求按有關標準和規(guī)范進行。235設計圖紙圖 5.1 內浮頂儲罐結構圖5.2 罐壁縱、環(huán)對接焊圖5.3 內浮盤彈性材料密封結構1 罐壁 2 密封膠帶 3 固定鉤板 4 軟泡沫塑料密封塊 5 內浮盤圖5.4 罐頂結構圖5.5 罐頂瓜皮板之間的搭接