儲罐設(shè)計基礎(chǔ)

1、第第1章章 儲罐設(shè)計概述儲罐設(shè)計概述主要內(nèi)容儲罐及發(fā)展概況影響儲罐工藝系統(tǒng)和儲罐建造的因素儲罐的種類及特點儲罐材料及選用儲罐設(shè)計方法與基本要求教學(xué)重點：教學(xué)重點： 儲罐種類、特點及應(yīng)用情況，儲罐種類、特點及應(yīng)用情況， 儲罐設(shè)計的常用規(guī)范；儲罐設(shè)計的常用規(guī)范； 儲罐的大型發(fā)展趨勢及技術(shù)難題儲罐的大型發(fā)展趨勢及技術(shù)難題 儲罐材料及的常用規(guī)范儲罐材料及的常用規(guī)范教學(xué)難點：教學(xué)難點： 無無1.1儲罐及發(fā)展概況1.1.11.1.1儲罐：儲罐： 油品和各種液體化學(xué)品的儲存設(shè)備油品和各種液體化學(xué)品的儲存設(shè)備. . 用途用途: :是儲運系統(tǒng)設(shè)施、煉油、化工裝置是儲運系統(tǒng)設(shè)施、煉油、化工裝置 的重要組成部的重要

2、組成部分。分。 按溫度劃分按溫度劃分, ,可分為可分為: : 低溫儲罐低溫儲罐(-90 (-90 -20 )-20 ) 常溫儲罐常溫儲罐(90)(2104m3以上的固定頂儲罐可制造成部件，在現(xiàn)場組裝成整體結(jié)構(gòu) 1.2.7儲液損耗 研究石油類或液體化學(xué)品儲運系統(tǒng)儲液的損耗日益受到人們的重視。損耗不但使資源浪費，降低了儲液的質(zhì)量，造成經(jīng)濟損失，而且嚴重污染環(huán)境，危害人們的生活質(zhì)量和生存，因此作為儲運系統(tǒng)重要組成部分的儲罐技術(shù)發(fā)展的標(biāo)志之一，就是有效徑制和盡量減少儲液的很耗。損耗類型與損耗量 石油類或液體化學(xué)品儲液的損耗可分為蒸發(fā)損耗和殘漏損耗兩種類型。蒸發(fā)損耗和殘漏損耗分別是指儲液在生產(chǎn)、儲存、運

3、輸、銷售中由于受到工藝技術(shù)及設(shè)備的限制，有一部分較輕的液態(tài)組分氣化而造成的在數(shù)量上不可回收的損失和在作業(yè)未能避免的滴灑、滲漏、儲罐(容器)內(nèi)壁的乳黏附、車、船底部余液未能卸凈等而造成的數(shù)量損失，儲液(油品)的殘漏損耗不發(fā)生形態(tài)變化。 文獻和調(diào)查資料表明，儲液損失，特別是油品損耗數(shù)量是十分驚人的。1980年，中國11個主要油田的測試結(jié)果表明，從井口開始到井場原油庫，井場油品損耗量約占采油量的2%，其中發(fā)生于井場庫的蒸發(fā)損耗約占總損耗的32%。據(jù)1995年第四屆國際石油會議報道，在美國油品從井場經(jīng)煉制加工到成品銷售的全過程中，品損耗數(shù)量約占原油產(chǎn)量的3%。若以總損耗為3%估算，全世界每年的油品損耗

4、約有1X108t，幾乎相當(dāng)于中國一年的原油產(chǎn)量。儲液損耗的危害 1.液(油品)數(shù)量減少，經(jīng)濟損失嚴重 據(jù)估算全世界從油田井場到銷售的全過程中，每年原油和油品的總耗達3%。每年散失到大氣中的量約1X108t，其經(jīng)濟損失相當(dāng)嚴重。 2.儲液(油品)質(zhì)量降低 由于油品的蒸發(fā)都是油料中的最輕組成，因此會嚴重降低油品質(zhì)量，甚至使本來合格油品變?yōu)椴缓细?。例如，汽油隨著輕組分的蒸發(fā)，蒸氣壓下降，啟動性變差;辛烷值降低，汽油在發(fā)動機內(nèi)燃燒時抗爆性變差。當(dāng)航空汽油的蒸發(fā)損耗率達到1. 2%時，其初餾點升高30C ,蒸氣壓下降20，辛烷值減少0. 5個單位。 3.環(huán)境污染，危及人的生活質(zhì)量和生存 大多數(shù)的油庫、油

5、碼頭、石油與化工聯(lián)合裝置和加油站分布在人口稠密的城市或周邊地區(qū)，散發(fā)到大氣中的油氣含有苯和有機活性化合物，苯對人有致癌作用，而有機活性化合物與氮氧化物在紫外線的作用下會發(fā)生一系列的光化學(xué)反應(yīng)，生成臭氧、一氧乙酞硝酸醋、醛類、酮類和有機酸類等二次污染物；大氣中的SO2還會生成硫酸鹽氣溶膠，這種一次和二次污染物的混合物稱為光化學(xué)煙霧。這種煙霧強烈刺激人的眼睛、喉嚨導(dǎo)致頭痛以及使呼吸道患者病情惡化，嚴重時甚至造成死亡。因此尋找降低油品和液體化學(xué)品損耗 的措施，是十分重要的課題。儲液損耗的原因 油品與液體化學(xué)品損耗兩種類型中，蒸發(fā)是儲液損耗的主要原因。為此在這里主要闡述儲罐蒸發(fā)損耗的各種原因。 任何儲

6、液的蒸發(fā)損耗都是在儲罐內(nèi)部傳質(zhì)過程中發(fā)生的。這種傳質(zhì)過程包括發(fā)生在氣、液接觸面的相際傳質(zhì)，即儲液的蒸發(fā)(液體表面的汽化過程)。發(fā)生在儲罐內(nèi)氣相空間蒸氣分子的擴散.上述過程的進行，使儲罐內(nèi)氣相空間原有的空氣變?yōu)橼呌诰鶆蚍植嫉膬σ赫魵夂涂諝獾幕旌蠚怏w.當(dāng)外界條件變化引起混合氣體狀態(tài)參數(shù)改變時，混合氣體從儲罐排入大氣，就造成了儲液的蒸發(fā)損耗。 引起蒸發(fā)的內(nèi)部因素是儲液本身的固有性質(zhì)。對油類來說是多種碳氫化合物的餾分組成，餾分組成越輕，沸點越低，蒸氣壓越大，蒸發(fā)損耗越大。因此在儲罐內(nèi)溶劑汽油、航空汽油、車用汽油和原油，容易 造成蒸發(fā)損耗，而煤油、燃料油的蒸發(fā)損耗稍小，潤滑油的蒸發(fā)損失更小。對液體化學(xué)品

7、來說其組成較單一純度較高，其蒸發(fā)損耗主要取決于沸點、蒸汽壓的大小，沸點越低、蒸氣壓越大就越容易蒸發(fā)。因此在儲罐內(nèi)的醚類、醇類容易蒸發(fā)，苯類、酚類稍小，酸類和堿類更小。 引起蒸發(fā)的外部因素主要有溫度、儲罐的承壓能力、儲罐氣相空間大小、儲罐的密封程度、儲罐的大小呼吸等。 1.溫度 對同一種儲液，大氣溫度和儲液溫度的高低是決定蒸發(fā)速度的重要因素。溫度越高儲液蒸發(fā)越劇烈。同時，隨著溫度的升高，儲罐氣相空間的壓強也升高，增大的壓強一旦超過儲罐的安全控制壓力使呼吸閥打開時，大量的儲液蒸氣就會排出罐外，造成損耗。 2.儲罐的承壓能力 儲罐的承壓能力較低，儲液蒸氣(油氣)在較短時間內(nèi)達到呼吸閥的開啟壓力，油氣

8、排入大氣，使罐內(nèi)壓力降低，這樣呼吸閥開啟頻率增加.蒸發(fā)速度加快蒸發(fā)損耗增加。儲罐的承壓能力較高，導(dǎo)致蒸發(fā)速度減慢，蒸發(fā)損耗減少。 3.儲罐氣相空間 儲罐中儲液上方氣相空間越大，蒸發(fā)損耗越大。據(jù)計算，在相同溫度和密封條件下儲存同一種牌號汽油，進油量為儲罐容量積20%時的蒸發(fā)損耗比進油量為儲罐容積95%時大8倍。 4.儲罐的密封程度 若進油儲罐上部密封不嚴即有孔隙，隨著儲罐內(nèi)部或外部氣壓的波動，油氣就會從孔隙被排出或空氣被吸入?？紫恫恢挂粋€，就會因空氣流動形成自然通風(fēng)?？諝鈴囊粋€孔隙進入而油氣從另一個孔隙排出。當(dāng)孔隙在不同高度分布時，還會因高差而產(chǎn)生的氣壓壓差使油氣從低處孔隙排出，空氣從高處孔隙吸

9、人。油氣排出和空氣吸入，會使儲罐內(nèi)的油蒸氣濃度降低，又會使油品不斷地蒸發(fā)，形成惡性循環(huán)。這種因儲罐不同高度的孔隙引起的蒸發(fā)扭耗又稱為自然通風(fēng)損耗。 儲罐上孔隙的產(chǎn)生原因為焊縫處的銹蝕、透光孔、法蘭密封墊缺損、呼吸閥閥盤失靈、操作時盆油口未蓋嚴等。 5.儲罐的大呼吸 儲罐頂大呼吸是指儲罐收、發(fā)儲液(油)時的呼吸。 儲液收油時，由于油面逐漸升高，氣相空間逐漸減小，罐內(nèi)氣相壓力增大，當(dāng)壓力超過儲罐安全控制壓力時使呼吸閥打開。一定濃度的油蒸氣從呼吸閥排出，直到儲罐停止收油，所呼出的油蒸氣造成了油品的蒸發(fā)損耗。 當(dāng)儲罐向外發(fā)油時，因油面不斷降低，罐內(nèi)氣相壓力減小，當(dāng)壓力小于呼吸閥控制的真空度時，儲罐開始

10、吸人新鮮空氣。由于油面上方油氣沒有飽和，促使油品蒸發(fā)速度加快，使油氣重新達到飽和，罐內(nèi)氣相壓力再次上升，可能有部分油氣因壓力過大，從呼吸閥逸出，大部分飽和蒸氣將在下一次收油時被呼出。 6.儲罐的小呼吸 罐內(nèi)儲液(油品)在沒有收、發(fā)作業(yè)靜止儲存情況下，隨著環(huán)境氣溫、壓力在一天內(nèi)晝夜周期變化，罐內(nèi)氣相溫度、儲液(油品)的蒸發(fā)速度、蒸氣(油氣)濃度和蒸氣壓力也隨著變化，這種排出或通過呼吸閥儲液蒸氣(油氣)和吸人空氣的過程所造成的儲液(油品)損耗稱作儲罐小呼吸損耗，在生產(chǎn)上也叫儲罐靜止儲存損耗中，小呼吸損耗約占10%。有關(guān)資料表明：一座1x104 m3地上金屬汽油罐，一年小呼吸損失可達117t，損失率

11、為1.7%。1.2.8儲罐選型 首先根據(jù)儲液的性質(zhì)和儲液的需要，確定選用浮頂罐還是固定頂罐。 若是常壓儲存，主要為了減少蒸發(fā)損耗或防止污染環(huán)境保證儲液不受空氣污染、要求干凈等宜選用浮頂罐或內(nèi)浮頂罐。 若是常壓或低壓儲存，蒸發(fā)損耗不是主要問題，環(huán)境污染也不大，可不必設(shè)置浮頂且需要適當(dāng)加熱儲存，宜選用固定頂罐。 浮頂選型時 20m以下小直徑罐，常用雙盤式； 油品蒸汽壓高于103.4kPa時，也用雙盤式； 單盤式浮頂?shù)慕ㄔ熨M用是雙盤式的1/3； 雙盤式浮頂強度高，積雪深度2m以上時，用雙盤式； 雙盤式浮頂絕熱保溫效果好 1.3儲罐用材和選用1.3.1儲罐用材概述儲罐用材按類別可分為碳鋼(碳素鋼和低合

12、金鋼)、不銹鋼、鋁及其合金等。按儲罐各部位又可分為鋼板(厚、薄鋼板)、結(jié)構(gòu)用型鋼、管子、鍛件、法蘭、螺柱(螺栓)、螺母、焊接用材(焊條、焊絲、焊劑或保護氣體)。儲罐容量的大型化，促進高強度鋼的應(yīng)用和開發(fā)儲罐用鋼材近30多年來，由于儲罐大型化的發(fā)展，高強度鋼的應(yīng)用越來越多，等級也越來越高。 1962 荷蘭10 104 m3 壁厚 34.5mm 罐壁用德國材料st52, 抗拉強度500600MPa; 日本14104 m3 壁厚 49mm 材料SM570 抗拉強度570720MPa; 1985 中國引進日本10 104 m3 材料SPV490 Q 抗拉強度610740MPa; 1997 中國生產(chǎn)10

13、 104 m3 國產(chǎn)材料 WH610D2(12MnNiVR) 抗拉強度610740MPa 儲罐壁板最大厚度的限制 儲罐壁板最大厚度的限制是由下面兩個因素引起的。 其一是對一定強度的鋼板，由于儲罐容量(尺寸)的增大，壁板厚度需相應(yīng)增加; 其二是隨著壁板厚度的增加，為消除壁板在制造和焊接時產(chǎn)生的應(yīng)力，必須進行現(xiàn)場消除應(yīng)力的熱處理措施。目前對儲罐大型化還沒能解決熱處理的問題，為此只有限制壁板的厚度以確保儲罐的安全運行。目前儲罐壁板最大厚度限制在45mm范圍以內(nèi)。儲罐用材(主要是鋼板)的多樣性 儲罐容量從100m3到10 104 m3甚至20 104 m3，要求鋼板的品種從普通碳素結(jié)構(gòu)鋼到焊接結(jié)構(gòu)高普

14、通碳素結(jié)構(gòu)鋼到焊接結(jié)構(gòu)高強度鋼。強度鋼。其強度等級范圍廣，以滿足儲罐不同容滿足儲罐不同容量的需求。量的需求。 滿足液體腐蝕性的要求的不銹鋼材質(zhì)滿足液體腐蝕性的要求的不銹鋼材質(zhì)的應(yīng)用越來越多，主要牌號有主要牌號有0Cr18Ni9 , 00Cr19Ni10 , 0Cr17Ni12Mo2 , 00Cr17Ni14Mo20。 對某些液體化學(xué)品小容量儲罐也有采用鋁及其合液體化學(xué)品小容量儲罐也有采用鋁及其合金材質(zhì)的。金材質(zhì)的。1.3.2儲罐壁板用材的基本要求 儲罐壁板用材的基本要求是強度，可焊性和夏比(V形缺口)沖擊功。1.強度 強度包括抗拉強度和屈服強度。由于儲罐的操作溫度在250以下，且大部分儲罐處在

15、90以下，因此其強度大多是常溫下的強度。強度是決定罐壁厚度大小的力學(xué)性能指標(biāo)。 強度與材料的使用狀態(tài)(熱處理狀態(tài))有關(guān)。高強度鋼常用的有正火鋼和調(diào)質(zhì)鋼。 正火：熱處理方法簡單，材質(zhì)均勻. 調(diào)質(zhì)：熱處理工藝復(fù)雜,強度及沖擊韌性比正火高2.可焊性 鋼板的可焊性一般用兩個指標(biāo)來控制，一是碳含量或碳當(dāng)量，二是熱影響區(qū)的硬度。 第一個指標(biāo)取決于鋼材的化學(xué)成分。一般碳鋼以碳含量，低合金鋼以碳含量或碳當(dāng)量Ce把鋼的化學(xué)成分對鋼淬硬性的影響折算成碳的影響來估價可焊性。 可焊性的另一個指標(biāo)是熱影響區(qū)的硬度。熱影響區(qū)的硬度與Ce值及焊接時冷卻速度有關(guān)。 Ce值越高，冷卻速度越快，熱影響區(qū)的硬度越高。 碳含量或碳當(dāng)

16、量含量越高，熱影響區(qū)硬化與脆化傾向越大，焊接應(yīng)力下，產(chǎn)生裂紋傾向越大 碳鋼碳含量0.25%, 低合金鋼碳含量0.25%, 應(yīng)限定Ce0.45%,可焊性良好. 碳鋼碳含量0.40%,低合金鋼碳含量0.38%, 粹裂傾向性大,可焊性不好.3.鋼板的韌性沖擊功Akv 防止儲罐(油罐)脆性破壞的一個重要數(shù)據(jù)指標(biāo)。 鋼板的V形缺口沖擊試驗得到鋼板的韌性沖擊功(吸收能量)Akv值來預(yù)測鋼板的韌性。 影響罐壁鋼板沖擊韌性的因素很多，有 儲罐的最低設(shè)計溫度； 鋼板的強度； 鋼板的厚度； 鋼板的時效性、晶粒度和使用狀態(tài)等。 （所謂儲罐的最低設(shè)計溫度。是指儲罐最低金屬溫度。 它是指設(shè)計最低使用溫度與充水試驗時的水

17、溫兩者中的較低值。設(shè)計最低使用溫度是取建罐地區(qū)的最低日平均溫度加13 。 設(shè)計溫度低于-20的特殊情況，必須考慮低溫對材料性能、結(jié)構(gòu)形式等方面的影響。設(shè)計溫度等于低于-20的儲罐，應(yīng)當(dāng)按照低溫儲罐設(shè)計，設(shè)計溫度的下限由特定的工況確定）。 1.儲罐最低設(shè)計溫度 溫度越低，鋼板的韌性越差，設(shè)計溫度較低的罐壁板應(yīng)有較高的沖擊韌性。對不同的材料，其最低使用溫度應(yīng)有所限制，對同一種材料在不同的低溫度下使用，其韌性的要求應(yīng)有不同。 2.鋼板的強度 鋼板的強度等級越高，越容易產(chǎn)生脆性破壞，且產(chǎn)生裂紋的敏感性也越大。因此對強度等級較高的壁板，相應(yīng)要有較高沖擊韌性要求。 3.鋼板的時效性、晶粒度和使用狀態(tài) 鋼板

18、的時效性是隨著時間的延長，塑性和韌性下降，冷脆溫度轉(zhuǎn)變點升高。沸騰鋼的時效性和晶粒度比鎮(zhèn)靜鋼大，因此沸騰鋼的沖擊韌性比鎮(zhèn)靜鋼的差。同一種鋼材調(diào)質(zhì)處理使用狀態(tài)比正火處理使用狀態(tài)的沖擊韌性高。 4.鋼板的厚度 鋼板越厚越容易產(chǎn)生脆性破壞。原因之一是板厚的增加，沖擊韌性降低。之二是，板厚的增加容易產(chǎn)生裂紋。因此鋼板越厚沖擊韌性的要求應(yīng)更高。1.3.3儲罐主要用材的選擇 儲罐用材的選擇應(yīng)根據(jù)儲罐的設(shè)計溫度(最低和最高設(shè)計溫度)、物料的特性(腐蝕性、毒性、易爆性等)、鋼材的性能和使用限制，在保證儲罐各部位 安全、可靠的基礎(chǔ)上節(jié)省投資的原則。 儲罐罐壁，尤其是底圈壁板、第二層圈壁和罐底的邊緣板對選材來說是

19、最重要的，它們之間的連接焊縫受力較大，且較復(fù)雜，也往往容易出現(xiàn)事故。 為從材料的選擇方面保證強度和焊縫質(zhì)量，罐底邊緣板應(yīng)與底圈壁板同材質(zhì)。儲罐的其他部分，如罐底的中幅板、罐頂及肋板、抗風(fēng)圈、加強圈等一般可選用Q235-A, Q235-B或Q235-AF鋼材。 不銹鋼儲罐材質(zhì)的選擇，主要是根據(jù)液物料的腐蝕性要求，一般選擇0Cr18Ni9就可以。適用于小容量儲罐.1.3.4國內(nèi)儲罐用鋼材 國內(nèi)幾十年來，逐步完善和制定儲罐設(shè)計標(biāo)準，采用Q235-AF、Q235-A、Q235-B、Q235-C、20R、16MnR等鋼材建造中、小型容量的儲罐，并積累了較豐富的經(jīng)驗。 1997年采用國產(chǎn)材料WH610D2

20、(12MnNiVR)鋼板建造10 X 104 m3大型浮頂原油儲罐，該鋼種是武鋼生產(chǎn)的調(diào)質(zhì)低合金高強度鋼，強度為490MPa。 儲罐用材料的許用應(yīng)力、使用狀態(tài)見相關(guān)標(biāo)準 GB 50341、SH 3046、JB/T 4735的規(guī)定。 1.Q235-AF、Q235-A、Q235-B、Q235-C 普通低碳鋼 Q235-AF、Q235-A鋼板技術(shù)要求低,鋼板質(zhì)量差, 2002年以后的標(biāo)準已取消這兩種牌號； Q235-B 大量生產(chǎn),并廣泛使用. Q235-B、 Q235-C 韌性高于A級 特點:有一定強度,良好的塑性、韌性和加工工 藝性,特別是焊接性能良好.價格低廉,應(yīng)用廣泛.2. 20R 容器用優(yōu)質(zhì)

21、低碳鋼（按壓力容器專用鋼的要求進行冶煉和檢驗，嚴于一般的碳素結(jié)構(gòu)鋼） 平均含碳量0.20% 除保證、 s b對沖擊韌性有嚴格要求（相當(dāng)于原來AR） 特點 (1)20R與20g相近,板厚6100mm,一般熱扎狀態(tài)供貨，板厚大于30mm,應(yīng)以正火狀態(tài)供貨. (2)20R的塑性、韌性都相當(dāng)好，焊接性能好，較薄的板材焊接時一般不需預(yù)熱， 強度低（s不小于245MPa,b=400520MPa） (616mm時) 是壓力容器用鋼中強度級別最低的鋼種 一般用于溫度-20、475以下的容器(3)20R制造壓力容器，用于中低壓且為小型容器 (大型容器、高壓容器用強度級別高一些的低合 金類壓力容器用鋼)(4)20

22、R在-20以下使用，隨溫度降低呈低溫脆性 25mm厚以上板材在0以下使用時要求做V型缺 口試樣的低溫沖擊試驗，AKV值達31J.(5)20R在475以上時高溫強度明顯下降（發(fā)生珠光體的球化） 20R使用溫度不應(yīng)超過500 16MnR 16MnR 是在20號鋼的基礎(chǔ)上加入價格便宜的錳與硅進行強化形成的CMn鋼， Mn元素含量1.21.6%.特點 16MnR與20R相比,含碳量相仿,但利用錳的強化作用可使16MnR的強度顯著升高. 16MnR鋼的可焊性是幾種低合金壓力容器專用鋼中最好的一種.(3)16MnR是屈服強度350MPa級的普通低合金中等強度鋼，具有良好的綜合力學(xué)性能、焊接性能、工藝性能以

23、及低溫沖擊韌性.(4) 16MnR鋼的缺口敏感性比低碳鋼大、疲勞強度 低，焊接時易產(chǎn)生裂紋. (5) 16MnR：使用條件： -20 475，壓力不限, 常溫沖擊值A(chǔ)kv31J (0-10使用時，板厚大于38mm，進行低溫 沖擊試驗) (-10 -19使用時，板厚大于20mm進行低溫沖擊試驗，且Akv20J ) (6) 是壓力容器制造采用最多的鋼號. 16MnR：中低壓壓力容器;中小型高壓容器 400m3以下液化石油氣、氧氣以及氮氣球形容器 1.4儲罐設(shè)計1.4.1相關(guān)概念強度、韌性、剛度 材料強度：是指載荷作用下材料抵抗永久變形和斷裂的能力。屈服點和抗拉強度是鋼材常用的強度判據(jù)。 韌性：是指

24、材料斷裂前吸收變形能量的能力。材料韌性一般隨著強度的提高而降低。 剛度：是過程設(shè)備在載荷作用下保持原有形狀的能力。剛度不足是過程設(shè)備過度變形主要原因之一。 1.4.2儲罐設(shè)計基本要求 a.安全可靠 材料的強度高、韌性好； 材料與介質(zhì)相容； 結(jié)構(gòu)有足夠的剛度和抗失穩(wěn)能力； 密封性能好 b.滿足過程要求 功能要求； 壽命要求； c.綜合經(jīng)濟好 生產(chǎn)效率高、消耗系數(shù)低； 結(jié)構(gòu)合理、制造簡便； 易于運輸和安裝d.易于操作操作、維護和控制 操作簡單； 可維護性和可修理性好； 便于控制 e.優(yōu)良的環(huán)境性能1.4.3基本設(shè)計步驟需求分析需求分析目標(biāo)界定總體總體結(jié)構(gòu)設(shè)計結(jié)構(gòu)設(shè)計零部件零部件結(jié)構(gòu)設(shè)計結(jié)構(gòu)設(shè)計參數(shù)

25、設(shè)計參數(shù)設(shè)計設(shè)計實施設(shè)計實施 1.4.4影響參數(shù)設(shè)計的因 素材料材料規(guī)范標(biāo)準規(guī)范標(biāo)準設(shè)計準則設(shè)計準則參數(shù)設(shè)計參數(shù)設(shè)計 國外標(biāo)準：國外標(biāo)準： 美國石油學(xué)會標(biāo)準鋼制焊接油罐API650 日本工業(yè)標(biāo)準鋼制焊接油罐結(jié)構(gòu)JISB 8501 英國標(biāo)準石油工業(yè)立式鋼制焊接油罐BS2654 美國石油學(xué)會標(biāo)準大型焊接低壓儲罐設(shè)計和建造推薦規(guī)定 API620 中國標(biāo)準：中國標(biāo)準： 立式圓筒型鋼制焊接油罐設(shè)計規(guī)范GB 50341 石油化工立式圓筒形鋼制焊接儲罐設(shè)計規(guī)范 SH3046 立式圓筒型鋼制焊接油罐施工及驗收規(guī)范 GBJ128 鋼制焊接常壓容器 第十二章 立式圓筒形儲罐 JB/T 4735 1.4.5 影響儲

26、罐工藝系統(tǒng)和儲罐建造的因素儲罐容積 確定儲罐容積(一種介質(zhì))可根據(jù)該種介質(zhì)進出罐區(qū)的流量和裝置對介質(zhì)儲存天數(shù)進行計算，其計算公式為: V=(W1-W2) 式中：V儲存總?cè)莘e W1介質(zhì)進入罐區(qū)的流量 W2介質(zhì)流出罐區(qū)的流量 介質(zhì)儲存的天數(shù) 儲罐的儲存系數(shù) 儲罐的儲存系數(shù)一般取值如下： 儲罐公稱容積1000m3 的固定頂罐 =0.9 儲罐公稱容積1000m3 的固定頂罐 =0.85 浮頂罐或內(nèi)浮頂罐 =0.85 球罐和臥罐 =0.9 儲罐的總?cè)莘e除以儲罐的個數(shù)便得每個儲罐的容積。 儲罐的個數(shù)應(yīng)滿足不同裝置生產(chǎn)操作的要求.一般儲罐個數(shù)為2-4臺.若生產(chǎn)需要儲罐個數(shù)可較多，儲罐的容積有以下四種不同的含

27、義。 儲罐的容積有以下四種不同的含義。 計算容積:計算容積是指按罐壁高度和內(nèi)徑計算的圓筒幾何容積。 公稱容積：公稱容積是指儲罐的圓簡幾何容積(計算容積)圓整后，以整數(shù)表示的容積，通常所說的1000m3儲罐。10000m3儲罐是指公稱容積。 實際容積(儲存容積)：實際容積是指儲罐實際上可儲存的最大容積。計算容積減去A部分的容積.便是實際容積.如圖1-3 (b)所示。 A的取值根據(jù)儲罐的形式和容積大小可在3001100范圍內(nèi)確定。 操作容積(工作容積)：操作容積是指儲罐液面上、下波動范圍內(nèi)的容積(即在儲罐的操作過程中輸出最大的滿足質(zhì)量要求容積)。實際容積減去B部分的容積.便是操作容積，如圖1-3

28、(c)所示。 B值與儲罐出料口結(jié)構(gòu)有關(guān)，如圖1-4所示。罐區(qū)的現(xiàn)場條件(包括自然條件) 1.建罐地區(qū)的溫度 建罐地區(qū)的溫度高低與儲液的蒸發(fā)損失、能量損耗、儲罐材料和檢測儀表的選用密切相關(guān)，或者說對儲液的儲存成本產(chǎn)生直接影響。 對同一種介質(zhì)氣溫越高和持續(xù)天數(shù)越長，儲罐內(nèi)儲液溫度也增高.相應(yīng)其氣壓越大.燕發(fā)損失越多(建罐地區(qū)的晝夜溫差和大氣壓的變化越大所引起的儲罐“小呼吸”也會使蒸發(fā)損失增加)。為降低其蒸發(fā)損失，在高溫季節(jié)往往對儲罐采用水噴淋裝里以降低其罐體溫度。 對一些液體需要在低于室溫狀態(tài)下儲存(如液化氣、液態(tài)氧、氨和氯乙烯等)，除保冷措施外，還需要采用冷凍裝置供給其冷以維持其較低溫度。在這里

29、儲存壓力和儲存溫度是互相依賴的，在儲罐能承受一定壓力的情況下，要尋找一個適當(dāng)?shù)膬Υ鏈囟?以盡可能減少冷凍裝的能量。 在寒冷季節(jié)，對儲存黏性較大或凝固點較低的介質(zhì)，儲罐除保溫外還需加熱，使其保持便于輸送的流動狀態(tài)。2.風(fēng)載荷 建罐地區(qū)的風(fēng)荷載，對儲罐的穩(wěn)定性和經(jīng)濟性產(chǎn)生影響.在風(fēng)荷載較大地區(qū)，往往把儲罐設(shè)計成“矮胖”較為經(jīng)濟。在強風(fēng)季節(jié)要注意儲罐的位移和傾覆(空罐或儲液很少時)。 在計算風(fēng)力時，必須考慮儲罐的絕熱層厚度、梯子、平臺、管線、頂蓋的形狀等產(chǎn)生的影晌。在風(fēng)沙較多較大的地區(qū)，為了保證儲液的純度和潔凈必須十分注意儲罐形式的選擇。3.雪荷載 建罐地區(qū)的雪荷載，對儲罐的罐頂設(shè)計和運行都產(chǎn)生影響

30、，特別是雪荷載較大地區(qū)，對直徑較大的大型儲罐的罐頂荷載增大了，對儲液的潔凈度或純度有要求的介質(zhì)更要注意儲罐類型的選擇。對儲罐的附加設(shè)施，如泵、呼吸閥、阻火器、檢測儀表、絕熱層等，要采取防凍、保溫、防水措施或采用全天候結(jié)構(gòu)產(chǎn)品。4.地震荷載 地震時，儲罐是受地震損害最嚴重設(shè)備之一，因此在地震烈度為7度或7度以上的地區(qū)建罐時(烈度為9度區(qū)是不適宜建罐地區(qū))應(yīng)采取抗震措施。5.地基的地耐力和地價 建罐地區(qū)的地耐力對一定容積儲罐的高徑比選擇和儲罐基礎(chǔ)費用起決定性作用。 地耐力較高的地區(qū)，不但可大大降低處理地基的費用.而且儲罐的高徑比可取得大些.這樣儲堆本身占地面積少，且儲罐間的間距也相應(yīng)縮小，對地價較高的地區(qū)其面積更能得到充分的利用。因此，地耐較大且地價又適中的地區(qū)，可大大節(jié)約罐區(qū)的投資公用。6.外部環(huán)境腐蝕(包括大氣和土坡腐蝕) 儲罐外表面的腐蝕往往比內(nèi)表面腐蝕更不好處理。特別在化工區(qū)大氣中經(jīng)常有酸霧、堿或鹽塵，這些雜質(zhì)與露水或蒸汽和大氣中的氧形成一個活潑的腐蝕介質(zhì)。 幾乎每一種腐蝕(一般腐蝕、點腐蝕、局部漫出腐蝕、電化學(xué)腐蝕、縫隙晶間腐蝕