5000立方米储罐设计.doc

PAGE 36 PAGE 1 绪论 大型储罐的意义 有“工业血液”之称的原油作为国家重要的战略物资，是支撑国民经济发展和国家安全的重要支柱。随着我国国民经济的快速发展，石油短缺问题越来越严重。自1993年开始，我国已成为纯石油进口国，2000年我国原油、成品油进口总量约为七千万吨，2001年的进口总量约为六千万吨[1]刘庆成. 中国石油安全现状及未来对策分析[J]. 宏观经济管理，2004，(7): 25- [1]刘庆成. 中国石油安全现状及未来对策分析[J]. 宏观经济管理，2004，(7): 25-27. [2]韩文秀，裴建军.建立国家石油储备的国际经验和启示[J].宏观经济研究，2001，(12):54-59. 设计目的及要求 设计一个5000m3成品油储罐。设计压力：1.8KPa，容积：5000 m3，设计温度：0-45℃，设计风压：750Pa，地震烈度：7度。 国内外研究现状及发展趋势 国内大型储罐设计建造技术发展可分为四个阶段。第一阶段为整体技术引进，包括材料、设计技术及施工技术，如20世纪80年代中期在大庆、秦皇岛建设的10×104m3储罐；第二阶段实现了设计技术及施工技术国产化，仅高强度材料进口，如20世纪90年代在上海、镇海、兰州、黄岛等地建设的10×104m3储罐储罐；第三阶段全面实现了国产化，从高强度材料、设计技术及施工技术，如在北京燕山建设的4台10×104m3储罐。第四阶段是大型储罐的设计跨入世界先进行列，国内已设计建成15×104m3储罐，如在江苏仪征和甘肃兰州建设的15×104m3储罐。大型储罐在国外的发展起步较早，1962年美国首先建成10×104m3大型储罐；1967年委内瑞拉建成了15× [3]于清，王一军，许跃新，杨烈武.大型储罐设计技术的发展[J]. 新疆石油天然气,2006,(04):73-79，92. 设计理论、规范的选用 目前，在国外油罐工程建设项目中，使用的主要规范有美国的API650、英国的BS2654、日本的JISB8501等。其中广泛采用美国石油学会标准API650。事实上，API650标准已经成为国际上设计建造油罐的通用标准。通过对建成的大型油罐罐壁应力分析结果来看，采用API650标准进行设计，罐壁应力分布比较平缓，有利于提高油罐的安全性。鉴于上述原因，大型油罐采用美国石油学会标准API650进行设计比较合理。在以上几个国家储罐的设计标准中，罐壁强度的计算公式和系数的选取上有所不同，但基本理论都是根据储液的静压力作用在罐壁上所产生的环向应力，用定点法或变点法计算罐壁的厚度。 而在规范中的焊缝系数，则反映了一个国家的技术政策和技术水平，合理地确定焊缝系数关系到储罐的安全以及经济。在规范中，各国在焊缝系数选择上的差异比较大。储罐上的焊缝是储罐受力的薄弱环节，分析国内外大量的储罐破坏事故，多发生在焊缝或焊缝热影响区的金属部分。在一般情况下，焊缝金属强度和母材金属强度相等，甚至超过它。但由于焊缝和焊缝热影响区受高温影响强度削弱，因此，必须采用焊缝系数补偿焊接时可能产生的强度削弱，焊缝系数与无损探伤的技术水平也是直接相关的。世界上工业发达的国家，如美国和英国取的焊缝系数是φ=l。 依据我国的大型储罐的制造、施工水平和无损检验水平，储罐的设计标准中取焊缝系数φ=0.9还是比较符合中国的实际情况。但在设计容量大于5×104m3容积以上的大型油罐，我国的储罐设计标准，具有一定的局限性。应借鉴国外的设计规范，罐壁焊缝系数取φ=l比较符合中国的实际。大型储罐没计时，罐壁焊缝系数取φ=1在技术上是可行的。规范中各国罐壁高度H的选取，在SH3046标准中H为罐壁高度或溢流口高度，对于浮顶罐和拱顶罐在罐壁上无溢流口，因此计算罐壁时H取罐壁的实际高度。而在API650标准中H为储液高度，拱顶罐和浮顶罐的罐壁实际高度要高于储液高度l～1.5米，在其它参数相同时，按SH3046标准计算比按API650标准计算，每层罐壁约增加厚度1～4mm。因此按API650标准设计大型储罐可节省投资。 材料的发展 随着油罐的大型化而产生的主要问题之一就是对材料的要求更高。为了避免底层罐壁过厚带来的整体热处理问题和解决焊接问题，对于大型油罐的设计，均采用高强度钢。在日本，10×l04m3、12×l04m3、l6×l04m3大型油罐普遍使用屈服强度490MPa级的调质钢，例如spv490Q、WEL—TEN62等。这类材料强度高、韧性好、碳当量较低、焊接性能较好。事实上，这类材料的发展和推广促进了油罐的大型化。因此，大型油罐一般采用屈服强度490MPa 油罐用国产高强度钢板目前国内钢铁企业也在开发，其中武汉钢铁(集团)公司等单位研制的WH610D2钢板在燕山石化公司建造的4座10×l04m3浮顶油罐得到工业化应用。武钢