常压储罐顶盖结构设计优化.pdf

广 场 储罐是石化工业中广泛使用 常压储罐顶盖结构设计 的储存设备 ，用以储存各种气体 、 液体和固体物料。本文着重介绍的 是储罐设计压力为常压，设计温度 的优化 接近常温条件下储存的液态石油及 化工产品的碳钢制焊接立式平底储 罐。常压储罐的形状，最常用的是 林 秀 平底立式圆筒形储罐，其顶盖结构 (福建省石油化学工业设计院 福建 福州 350001) 型式主要有平盖、锥盖和拱顶盖三 种，见图1(包边角钢也可设置在 【摘 要】本文以顶盖厚度计算和应力校核结果为依据 ，对常用的不同直 内侧 )。一般顶盖结构应该具有承 径的碳钢常压储罐的顶盖结构进行了优化设计，提 出了安全可靠、经济 受内压作用的强度和承受负压作用 合理的顶盖结构设计方案 ，可为类似储罐 的结构设计提供参考。 的稳定性。所以顶盖设计时应进行 【关键词 】常压储罐 顶盖结构 优化设计 强度计算和稳定性校核。 1 顶盖设计计算条件的确定 由于常压储罐一般在罐顶 卜 有直通大气的开口(如通气管)，为 无内压储罐 ，即设计内压为0。所 以通常只须考虑储罐顶盖承受外载 荷进行顶盖设计计算。JB／T4735规 定 自支承式锥顶或拱顶设计外载荷 应包括顶盖 自重 、保温材料重和不 小于0．0012MPa的附加载荷… ； HG20582规定平盖设计外载荷应包 括：顶盖 自重、保温材料重、工人 取值不同。考虑到通用性和可比 便的特点，广泛应用于小直径的常 体重、雪载荷、储罐内微量负压、附 性 ，本文统一取 ：设计温度为50％， 压储罐中。在相同的直径和相同的 加载荷等，取0．002MPa作为设计外 储罐材料采用Q235B，腐蚀裕度取 载荷下，平盖的理论计算厚度要比 载荷z【1；GB50341则规定 自支承式 C=1mm，顶盖盖板或扁钢加强筋 椭圆封头、碟形封头 、锥盖 、拱顶 锥顶或拱顶最小设计 外载荷为 的许用应力 【o-]I=131．6MPal”，角钢 盖的厚度大 ，为了减小平盖厚度 ， 0．0022MPa3『1(与API650I41的规定相 加强筋的许用应力 【盯】=·150MPa[I。 往往采用加强筋来增强平盖的强度 同，多数情况下偏于安全 )。通过比 和刚度。工程上最常用的是平盖厚 较，本文选用0．0022MPa作为顶盖设 2 顶盖结构设计 度6mm，用角钢或扁钢作为加强筋 计外载荷。 来提高平盖承载能力的方法，见图 常压储罐多数采用碳钢制作 ， 2．1平盖设计 2 (加强筋也可以设置在平盖下表 且多在常温下贮存。对于相同的材 面 )。 平盖具有结构简单 、制造方 料 ，不同的设计规范许用应力可能 (1)不加筋平盖厚度计算： 不加筋平盖计算厚度}l1： 林秀 (1962一)女，高级工程师，工学学士，长期从事石油化工设 f0．5 备的设计工作。 6=D面 (1) 2 f石油和化工设苗．。09．。。 不加筋平盖名义厚度 ： 6=8p+C．+C，(取整 ) (2) 储罐公称直径 1600 18∞ 2。0。 2200 2400 2600 2SO0 3000 3200 3400 式中：D—储罐内径 ，mm； 所需平盖厚度(m) 6 8 8 8 10 10 10 10 12 12 Pc一平盖设计外载荷，MPa； 平盖重量k(g) 98．3 165 203 245 364 426 494 566 772 87O 【 卜一设计温度下平盖的许用