大型立式储罐计算-2017年10月.ppt

浅谈大型立式储罐的计算 中航黎明锦西化工机械（集团） 有限责任公司技术中心 韩滔 2015.3.11 一、概述 储罐是工业中广泛使用的储存设备，用以储存石油、石化产品及其类似液体。本课件讲述的常压储罐，为内部气相空间有直接与大气相通的开口（即常压）和存在微内压的大型储存设备，而罐壁承受储液压力的作用会产生很高的应力，为保证储罐安全、可靠地运转，对储罐的设计、施工提出严格的要求，认为常压储罐而随意放松设计要求会导致灾难性后果，因此必须严格遵循有关的设计规范要求。 本课件重点介绍在常温和接近常压的条件下储存液体的立式圆筒形储罐，储罐由平罐底、圆柱形罐壁、角钢圈和罐顶组成，在施工现场进行组装焊接。罐底与罐壁采用T型接头，罐顶与罐壁采用搭接结构。罐顶结构形式只限为锥顶、拱顶两种。 一、概述(续) 二、主要载荷 承受载荷主要分为静载荷、操作载荷、动载荷三大类。 1．静载荷：储罐自重、隔热层重量、附加载荷、储存液体静压力、雪载荷。 2．动载荷：风载荷、地震载荷。 3. 操作载荷：正压（操作条件决定的气相空间）、负压（抽排液或温度变化形成）。 三、 设计建造规范 目前国内常用的设计规范： 1) 设计压力：-490Pa～6000Pa ，容积大于100m3储罐应按 GB50341-2003《立式圆筒形钢制焊接油罐设计规范》； SH3046-1992《石油化工立式圆筒形制焊接储罐设计规范》。 这两个设计标准主要是参考美国API650《钢制焊接油罐》编制的。对于埋地、储存极度和高度危害的介质、人工制冷液体的储罐不适用这两个标准。 对于极度和高度危害介质，一般参考美国API650设计。 2) 设计压力：6000Pa～18kPa，应按美国API650； 3) 设计压力：18kPa～103.4kPa低压储罐，应按美国API620。 本课件使用计算程序引用GB50341-2003 设计规范。 四、计算程序种类 目前我公司现有的计算程序： 1.1 SEI公司：石油化工静设备计算辅助设计桌面系统中圆筒形储罐计算程序； 1.2 天辰公司：EXCEL表格式计算程序。 1.3 京鼎公司：EXCEL表格式计算程序 。 1.4 中航黎明锦化机： EXCEL表格式计算程序。 因常压储罐设计天辰设计院较多，我公司使用频率较高为天辰公司计算程序。该程序界面简洁，数据输入简单，结论直观，修改及打印计算书方便，深受我公司工程技术人员喜欢。 本课件使用天辰计算程序讲述GB50341-2003 需要的计算内容。 五、如何正确使用计算程序 计算机的广泛应用有效地提高了我们的工作效率，使我们从设计工作中需要反复进行设备零部件强度，刚度计算过程解脱出来，虽然大部分计算内容由专业计算程序支持完成，但工程技术人员对形成计算书数据正确性、完整性负有法律责任。 由于计算模块不可能囊括所有技术细节，技术标准不断更新，与设计模型的不符，常需要我们对简单计算程序进行修改。 办法：深入学习标准，明确计算步骤，正确填写数据，学会分析重要数据合理性。 六、重要参数释义 1设计压力： 1.1定义：罐顶部气相空间的最高压力（表压），其值不应低于正常使用时可能出现的最高操作压力。压力范围：-490~6000Pa 1.2如何输入：设计内压：常压、满液输0Pa；微内压输具体数值；设计外压一般输安全阀负压开启压力490Pa或给定负压值，没有输0Pa。 2.设计温度： 2.1定义：在正常使用状态时罐壁及主要受力元件可能达到的最高或最低金属温度。温度范围：250℃ 2.2如何输入：操作温度为常温或低于50℃时，设计温度取50℃。 操作温度为大于等于50℃，小于90℃时，设计温度取90℃。 操作温度为大于等于90℃时，设计温度取最高操作温度加上20 ℃。 2.3设计温度大于等于90℃，小于250℃时，按附录B附加要求修正程序内容： 1）罐顶构件许用应力，还应乘表B2.2(P77)确定的设计温度下材料的屈服强度与210MPa的比值（不得大于1） 六、重要参数释义（续） 七、设计条件输入 设计条件输入可按图纸技术特性表数据给出。 八、罐壁计算模块 八、罐壁计算模块(续) 八、罐壁计算模块（续） 1.遵循设计原则： a.强度要求：罐壁承受储液静压力，静压力从上至下逐渐增大，即沿着罐壁高度方向每一点的承受压力不同，因此在静压力作用下罐壁中每一点的应力不得大于钢材的许用应力； b.稳定性方面：罐内的负压和风载的作用可能会使罐壁发生稳定失效破坏，因此要考虑罐壁的加强（增加罐壁厚或采用加强圈）。 2.对于大容量或多台不同容量的储罐，设计排版时应考虑钢板规格尽可能少，天辰统一规定碳钢按1.8m板幅排版，不锈钢按