大型立式储罐结构设计.doc

设计题目 大型立式储油罐结构设计 技术参数和设计要求： 技术参数：直径 15m 长度 10.5m 材质 16Mn 壁厚 10mm 设计要求：工作压力 2.0kgf/cm2 实验压力 2.5kgf/cm2 常温下微冲击 设计任务： 1.写出该结构的几种设计方案 2.强度计算及尺寸选择 3.绘制结构设计图 4.撰写主要工艺过程 5.撰写设计说明书 工作计划与进度安排： 1．查阅资料 2天 2．设计计算 3．上机绘图 4．答辩 年 月 日 课程设计任务书 1 储罐及其发展概况 油品和各种液体化学品的储存设备—储罐是石油化工装置和储运系统设施的重要组成部分。由于大型储罐的容积大、使用寿命长。热设计规范制造的费用低，还节约材料。 20世纪70年代以来，内浮顶储油罐和大型浮顶油罐发展较快。第一个发展油罐内部覆盖层的施法国。1955年美国也开始建造此种类型的储罐。1962年美国德士古公司就开始使用带盖浮顶罐，并在纽瓦克建有世界上最大直径为187ft（61.6mm）2.1.1 正装法 此种方法的特点是指把钢板从罐底部一直到顶部逐块安装起来，它在浮顶罐的施工安装中用得较多，即所谓充水正装法，它的安装顺序是在罐低及二层圈板安装后，开始在罐内安装浮顶，临时的支撑腿，为了加强排水，罐顶中心要比周边浮筒低，浮顶安装完以后，装上水除去支撑腿，浮顶即作为安装操作平台，每安装一层后，将上升到上一层工作面，继续进行安装。 2.1.2 倒装法 先从罐顶开始从上往下安装，将罐顶和上层罐圈在地面上安装，焊好以后将第二圈板围在第一罐圈的外围，以第一罐圈为胎具，对中点焊成圆圈后，将第一罐圈及罐顶盖部分整体吊至第一、二罐圈相搭接的位置，停于点焊，然后在焊死环焊缝。用同样的方法把下面的部分依次点焊环焊，直到罐底板的角接焊死即成。 2.1.3 卷装法 将罐体先预制成整幅钢板，然后用胎具将其卷筒，在运至储罐基础上，将其卷筒竖起来，展成罐体装上顶盖封闭安装而建成。 2.2 各种方法优缺点比较 2.2.1 正装法 这种装焊方法需要采用多种设备和装配夹具，大多数装配焊接都要搭脚手架，此外，装配工作在吊架吊台上工作，不仅操作不方便，不宜保证焊接质量，还花费时间，而且高空焊接薄钢焊接容易变形，工序烦琐，各工种相互制约，施工速度慢，也不安全，所以在大型储罐中很少采用正装法。 2.2.2 倒装法 这种方法不用搭脚手架，并且操作人员是在地面上工作，安全增加，有利于提高工程质量，但相比于卷装法来说，由于倒装法也是在工地作用，因此劳动强度还是比较大，而卷装法生产效率和产品质量上都比前两中大有提高。 综上所述，采用卷装法。 2.3 油罐的基础 为了确保有一个稳定性，排水良好，具有足够承载能力，必须建造油罐基础或底座，大的油罐常需带有混淋土的基础，以便把整个基础封闭起来，增加稳定性。油罐基础座，根据油罐的类型，容易满足生产使用要求，地形、地貌、地基条件，以及施工技术条件的因素。合理选用的油罐基础有以下常见几种：护坡式基础、环墙式基础、外环墙式基础、特殊构造的基础。 根据比较选用，护坡式基础[2]。 3 罐壁设计 3.1 罐壁的强度计算 3.1.1 罐壁厚的计算 （3.1） 式中：—设计压力：0.2（Mpa）； —罐的内径：15000（mm）； —设计温度下材料的许用应力230（Mpa）； —焊缝系数：查表得0.9； —钢板的负偏差0.8（mm）； —腐蚀裕度； K—腐蚀，轻微腐蚀1.0（mm）； B—容器的使用寿命10年； —壁厚减薄量0（mm）； 取 3.1.2 罐壁的应力校核 (3.2） 故满足材料要求 按照试验应力公式校核 （3.3） 式中：—为材料的屈服极限, 而 故满足要求。 3.2 储罐的风力稳定计算 3.2.1 抗风圈 浮顶储罐没有固定顶盖，为使储罐在风载作用下保持上口圆度，以维持储罐整体形状，故需在储罐上部整个圆周上设置一个抗风圈。 3.2.2 抗风圈所需要的最小截面系数WZ 假定作用月储罐外壁还风面的风后按正弦曲线分布。风取分布范围所对应的抗风圈区段为两段较的圆拱，如图3.1[4]所示，圆拱所对应的圆心角为 60° 图3.1 抗风圈区段 储罐上半部罐壁所承受的风载荷有抗风圈承担