储罐拱顶面积计算.docx
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储罐拱顶面积计算
储罐拱顶面积计算
钢制常压立式圆柱形储罐是炼油化工企业不可缺少的设备，贯穿整个生产过程，数量众多，并且，储存的介质都为易燃、易爆、高温、有毒、有害的液体或气体，危险性极大。
储罐按储存介质的不同，可以分为原油罐、中间产品罐、产品罐、含硫污水罐和气柜五大类。
其中，原油罐是指储存原油的各类储罐；中间产品罐是指储存石脑油、粗汽油、粗柴油、蜡油、渣油、加氢裂化原料等各类中间产品的储罐；产品罐是指储存汽油、煤油、柴油、航空煤油等各类成品油的储罐；含硫污水罐是指储存各类含酸、碱、污油及各类硫化物的污水罐；气柜是指储存未脱硫瓦斯的湿式和干式气柜。
储罐按结构不同，可以分为固定顶罐、浮顶罐、内浮顶罐。
固定顶罐又分为自支承拱顶罐、自支承锥顶罐、柱支承锥顶罐。
随着装置高含硫原油加工量的不断增加，储罐的腐蚀日益加重，具体表现在：
每一次储罐清罐检修时，在罐体、罐底或罐顶经常可以发现麻点、凹坑，甚至被腐蚀穿孔，一旦发生事故，后果将不堪设想。
经调研，集团公司内部其他企业也普遍反映储罐腐蚀越来越严重，日益威胁石化企业的安全、稳定、长周期运行。
为了延长金属储罐的使用寿命，现在行之有效的办法就是在储罐的罐体、罐底以及罐顶进行油漆、防腐，工程量非常大。
储罐清罐检修工程竣工后，施工单位要根据《全国统一安装工程预算定额》编制检修工程结算书，计取工程费用。
在工程量的计算中，关键是拱顶面积的计算。
目前采用的计算方法是：
拱顶面积为罐底面积的1.25倍，部分施工单位按1.2倍或1.3倍计算。
1按照专业文献，计算储罐拱顶面积
（1）潘家华先生所著《圆柱形金属油罐设计》[1]一书的介绍：
拱顶是一种自支承式的罐顶，形状近
①公称容积大于等于20000m3的储罐拱顶面积A
R=D
X2+（D/2）2=R2=D2
X2=3D2/4
X=0.866D
h=D-X=0.134D
A=π（D2+4h2）/4=π（D2+4×0.134×0.134D2）/4=1.072×πD2/4
储罐的罐底面积A底
A底=πr2=πD2/4
那么，公称容积大于等于20000m3的储罐的拱顶面积A与罐底面积A底的比例关系为：
A=1.072A底
②公称容积小于20000m3的储罐拱顶面积A
R=1.2D
X2+（D/2）2=（1.2D）2
X2=1.19D2
X=1.091D
h=1.2D-X=0.109D
A=π（D2+4h2）/4=π（D2+4×0.109D×0.109D）/4=1.048×πD2/4
储罐的罐底面积A底
A底=πr2=πD2/4
那么，公称容积小于20000m3的储罐的拱顶面积A与罐底面积A底的比例关系为：
A=1.048A底
2技术经济分析
经计算，镇海炼油化工公司160台拱顶储罐的拱顶面积共计61689.5m2（其中：
公称容积大于20000m3的储罐的拱顶面积之和为12986.6m2；公称容积小于20000m3的储罐的拱顶面积之和为48702.9m2），罐底面积合计共为58588.2m2。
采用加权平均法计算，拱顶面积A与罐底面积A底的关系系数权数分别为：
系数1.072的权数为12986.6/61689.5=0.21
系数1.048的权数为48702.9/61689.5=0.79
则：
1.072×0.21+1.048×0.79=1.05得：
A/A底=1.05
按平均每台储罐5年一次清罐检修计算，每年约要安排30台储罐检修，则每年需要除锈、刷油、防腐的拱顶面积为61689.5/5=12338m2，罐底面积为58588.2/5=11717.6m2。
采用新方法后，
A/A底=1.05
则：
（1.25-1.05）/1.25=0.16
即：
按实计算的拱顶面积，将比原先的简化处理方法计算的拱顶面积减少16%，相应地，拱顶油漆防腐工程费用也将下浮16%。
根据《全国统一安装工程预算定额浙江省单位估价表（一九九四年）第二册》[3]，对储罐检修中拱顶除锈、刷油防腐蚀、保温工作的工程费用计算如下：
（1）拱顶除锈工程的费用
工程预算定额中，金属表面除锈工程分为手工除锈、砂轮机除锈、喷砂除锈。
根据金属腐蚀程度，分为轻锈、中锈、重锈三种，详见表1。
表1储罐除锈工程预算表
序号
项目名称
定额子目
工程量
基价/元
其中：
人工费/元
合计/元
其中：
人工/元
1
人工除锈设备
（Ф1000mm以上）
中锈
13-5
461.8
13.02
9.24
6012.6
4267.0
2
重锈
13-6
461.8
37.76
30.20
17437.6
13946.4
3
砂轮机金属面除锈
中锈
13-11
461.8
26.94
17.82
12440.9
8229.3
4
重锈
13-12
461.8
84.90
66.66
39206.8
30783.6
5
石英砂除锈设备
（Ф1000mm以上）
内壁
13-15
230.9
306.69
27.72
70814.7
6400.5
6
外壁
13-16
230.9
218.23
20.30
50389.3
4687.3
注：
工程量以“10m2”为一个计量单位。
结合近期储罐检修的实际情况，现按砂轮机除重锈考虑，则：
工程直接费为77035元，其中，人工费为10515元。
（2）拱顶刷油防腐蚀工程的费用（见表2）
表2储罐刷油、防腐工程预算表
序号
项目名称
定额子目
工程量
基价/元
其中：
人工费元
合计/元
其中：
人工/元
1
设备刷红丹防锈漆
第一遍
13-68
461.8
17.2
4.46
7943.0
2059.6
第二遍
13-69
461.8
15.8
4.62
7296.4
2133.5
2
设备涂聚氨脂底
两遍
13-519
461.8
91.25
18.81
42139.3
8686.5
增一遍
13-520
461.8
46.12
10.07
21298.2
4650.3
3
设备涂聚氨脂中间漆
一遍
13-521
461.8
35.77
7.43
16518.6
3431.2
增一遍
13-522
461.8
30.06
7.43
13881.7
3431.2
4
设备涂聚氨脂面漆
每一遍
13-523
461.8
40.48
7.43
18693.7
3431.2
注：
工程量以“10m2”为一个计量单位。
结合近期储罐检修的实际情况，现按刷红丹防锈漆一遍、涂聚氨脂底漆二遍、中间漆一遍、面漆二遍考虑，则：
工程直接费为103988元，其中，人工费为21040元。
（3）拱顶保温工程的费用
除高温油罐的拱顶需保温外，其他拱顶储罐的拱顶都不需要保温。
考虑到公司高温油罐的数量并不多，只有6台，故将保温工程的费用忽略不计。
（4）工程造价
根据《浙江省建筑安装工程费用定额》[4]，储罐检修、防腐工程类别分为特类、一类、二类、三类、四类，对应的取费综合费率也分为五种，详见表3。
表3水、电、暖、卫、通安装综合费率%
序号
项目
取费基数
工程类别
特类
一类
二类
三类
四类
1
施工附加费
人工费
9.4
8.6
7.8
7.1
6.3
2
施工包干费
人工费
6.7
6.2
5.6
5.1
4.5
3
现场经费
人工费
62.9
55.6
48.4
41.4
34.4
4
间接费
人工费
67.5
60.1
52.9
46.1
39.5
5
利润
人工费
80.3
71.3
62.4
53.5
44.6
6
综合费率
人工费
226.8
201.8
177.1
153.2
129.3
一般，储罐刷油、防腐工程套用“化工设备安装”三类工程取费，详见表4。
表4储罐刷油、防腐费用表
序 号
费用名称
计算公式
费率，%
费用元
1
直接费
181023
其中：
人工费
A1
31555
2
综合取费
A1×FL
153.2
48342
3
共性技术措施费
一×FL
2
3621
4
有害环境保健费
一×FL
0.6
1086
5
税金
1+2+3+4
3.43
8029
6
劳保统筹
A1×FL
18
5680
7
工程造价
合计
247781
综上所述，若拱顶储罐的拱顶面积按A=1.072A底（或A=1.048A底）计算，每年可以节约修理费用约25万元。
3结论
拱顶储罐油漆防腐工程，其拱顶工程量的计算，考虑到镇海炼化公司内拱顶储罐有160台，数量比较多，拱顶高度各不相同，按公式计算比较繁琐，则拱顶面积A可以按如下的方法计算：
A=1.05A底
式中：
A-拱顶面积，m2；
A底-储罐底面积，m2。
A底=πr2
=πD2/4
新的计算方法通过广泛调研、严密推导，加以规范、使之合理化，给拱顶储罐检修工程结算工作提供了科学依据，统一了计算方法，提高了工程结算管理水平。
采用新的计算方法后，储罐拱顶面积减少16%，也就是拱顶油漆防腐工程费用下浮16%，每年至少可以节约25万元，从而减少储罐修理费用，降低了公司生产成本。
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