拱顶油罐毕业设计.docx

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拱顶油罐毕业设计

拱顶油罐毕业设计

篇一：

拱顶储罐的设计

　　拱顶储罐的设计

　　【摘要】储罐石油化工装置和储运系统设施的重要组成部分，主要用于储存原油及各种液体化工品，在石油生产炼化与储运过程中起调节作用。

目前油田储罐拥有量很多，其中使用量最多的是拱顶储罐，它的优点是结构简单，施工方便，造价也较低。

本文对拱顶储罐的设计加以总结概述。

　　【关键词】拱顶储罐经济尺寸结构设计

　　储罐用钢主要是碳钢和不锈钢（腐蚀性的场合），目前油田内碳钢储罐较多。

选择储罐用材应根据安全可靠、经济合理的原则。

考虑储罐的设计压力和温度、储存介质及其性质、使用场合、材料的化学成分、焊接性能和抗腐蚀性能等因素，且应符合GB50341-20XX标准的规定。

　　2储罐经济尺寸的确定

　　对于公称容积≤1000m3的储罐，可采用等厚度设计，最节省材料的经

　　济尺寸是：

储罐直径与高度相等。

　　2.2对于公称容积＞1000m3的储罐，应采用不等壁厚设计，最节省材料的经济尺寸是：

　　式中：

　　t1——储存介质时的设计厚度（mm）；

　　t2——储存水时的设计厚度（mm）；

　　ρ——储液密度（kg/m3）；

　　H——计算的罐壁板底边至罐壁顶端（当设有溢流口时，应至溢流口下沿）的垂直距离（m）；

　　D—储罐内直径（m）；

　　[σ]t—设计温度下罐壁钢板的许用应力

　　（MPa）；

　　[σ]—常温下罐壁钢板的许用应力

　　（MPa）；

篇二：

拱顶罐课程设计

　　第1章绪论

　　1.1储罐的国内外发展概况

　　随着石油化工工业的发展以及国家原油战略储备库项目的实施，储罐的大型化将成为发展的必然趋势。

目前世界上已建成的大型储罐数量逐年增加，如早在1967年在委内瑞拉就建成了16×10m3的浮顶储罐，1971年日本建成了20×10m3的浮顶储罐，而世界产油大国之一的沙特阿拉伯也已成功建造了20×104m3厅的浮顶储罐。

　　国内大型储罐发展从20世纪70年代开始，1975年，国内首台5×104m3浮顶储罐在上海陈山码头建成。

继后，在石化企业、港口、油田、管道系统建造数十台5×104m3浮顶储罐。

20世纪80年代中后期，国内开始建造10×104m3的大型浮顶储罐，迄今为止，已经先后在秦皇岛、大庆、仪征、铁岭、黄岛、舟山、大连、山东、兰州、上海、镇海、燕山、湛江等地建造了80余座10×104m3浮顶储罐。

到目前为止，国内建成并投入使用的最大容积的大型浮顶储罐是中国石化集团公司建造的油罐15×10m3。

　　近一、二十年来，储罐的设计与施工技术都较过去有了更快的发展。

从世界范围来讲，这一状况与前一时期国际上的能源危机有关。

由于能源危机，近若干年来许多工业化的、靠进口原油的国家都增加了原油的储备量，这就迫使这些国家不得不建造更多更大的储罐。

这一经济需求不仅促进了储罐事业的发展，也使越来越多的新课题，随着这些新课题的研究和解决，这就使储罐的设计与施工技术进一步发展和深化。

　　现在储罐发展的总体趋势是走向大型化，而所以有此趋势是由于大型化具有下列优点：

444

（1）节省钢材，减少投资。

储罐容积越大，单一位容积所需要的钢材量越少。

相同的容积，由大罐组成要比小罐组成节省大投资。

（2）占地面积小，因为罐和罐之间要有一定的距离，所以在相同的容积情况下，用几台大罐比一群小罐的占地面积要节省的多。

　　（3）便于操作管理并且节省管线及配件。

几台大罐与一群小罐相比，库区管理要简单的多，在检修、维护、保卫等方面都比较方便。

　　由以上分析可以看出，储罐大型化有许多经济利益，这也就是这种趋势的动力。

目前油库的组成结构与十年前相比有了很大的改观，由储罐的“小而多”变为“大而少”。

这一

　　点也是衡量一个国家在储罐设计、研究、建造等方面技术水平高低的一个尺度。

　　长期以来，我国库存轻质油品，广泛采用固定顶油罐和浮顶油罐。

由于固定顶油罐在存贮和收发油品时存在“小呼吸”和“大呼吸”，油品蒸发损耗较大，而且会因为油气逸散到空气中造成环境污染，危害人们身体健康。

因此油品及化学品的蒸发损耗一直是石油、化学工业关心的问题。

人们最初关心的是经济损失和安全，近年来还关心生态、环境保护方面的问题。

为了较经济有效地解决这个问题，世界上发达国家如美国、法国、前苏联早在五、六十年代相继开始研制浮顶油罐。

我国直到70年代末期才开始研制。

由于浮顶罐能降低损耗，减少环境污染，主要用于储存原油、汽油、柴油等介质。

随着内浮顶技术的发展，汽油和航空煤油大多数采用内浮顶罐，新建的外浮顶罐几乎都用于储存原油。

　　1.2储罐的用途

　　储存设备又称储罐，主要是指用于储存或盛装气体、液体、液化气体等介质的设备，在化工、石油、能源、轻工、环保、制药及食品等行业得到广泛应用，如氢气储罐、液化石油气储罐、石油储罐、液氨储罐等。

储罐内的压力直接受温度影响，且介质往往易燃、易爆或有毒。

储罐的结构形式主要有卧式储罐、立式储罐和球形储罐。

用于储存液体或气体的钢制密封容器即为钢制储罐，我们的经济生活中总是离不开大大小小的钢制储罐，钢制储罐在国民经济发展中所起的重要作用是无可替代的。

钢制储罐是储存各种液体（或气体）原料及成品的专用设备，对许多企业来讲没有储罐就无法正常生产，特别是国家战略物资储备均离不开各种容量和类型的储罐。

我国的储油设施多以地上储罐为主，且以金属结构居多。

　　1.3储罐的分类及适用范围

　　由于储存介质的不同，储罐的形式也是多种多样的。

　　按位置分类：

可分为地上储罐、地下储罐、半地下储罐、海上储罐、海底储罐等。

按油品分类：

可分为原油储罐、燃油储罐、润滑油罐、食用油罐、消防水罐等。

　　按用途分类：

可分为生产油罐、存储油罐等。

　　按形式分类：

可分为立式储罐、卧式储罐等。

　　按结构分类：

可分为固定顶储罐、浮顶储罐、球形储罐等。

　　按大小分类：

100m3以上为大型储罐，多为立式储罐；100m3以下的为小型储罐，

　　多为卧式储罐。

　　选择储罐类型时，应综合考虑油库类型、油品类型、周转频繁程度、储油容量、建设投资和建造材料供应情况等多种因素。

从储罐安装位置考虑，民用中转油、分配油库及一般企业附属油库，宜选用地上油罐；要求隐蔽或要求具备一定防护能力的油库，如国家储备油库，某些军用油库，宜选用山洞油罐，地下油罐或半地下油罐。

从油罐几何形状考虑，挥发油较低或不挥发的油品，宜选用拱顶油罐；如要求储量较大且周转频繁时应优先选用浮顶油罐[7]。

　　1.4储罐的类型选择

　　储罐选用时，应本着结构安全，耗材量少、节省经费的原则，通过全面技术经济指标比较，选取经济合理的油罐尺寸。

选用原则有以下几个方面：

　　油罐的工作条件必须满足本说明的设计条件，如不能满足上述设计条件，应由选用者重新校核所选用的油罐厚度及稳定性。

　　油罐的进、出口管的规格与本系列推荐的不同时，应对油罐附件（呼吸阀）的规格尺寸按工艺条件核算后方可选用。

必要时应加大其规格尺寸或增加数量。

　　喷淋管的支架由选用者根据需要现场焊接。

其它支架允许现场焊接，但支架的载荷不能过重。

　　1.5拱顶罐在工业生产中的应用

　　随着我国石油工业的飞速发展，拱顶油罐的发展也很快，处了石油系统，供销系统，和军事系统一系列专用的石油储罐，其他企业，如铁路，交通，电力，冶金等部门也建有各种类型的储罐，以保证运输和生产的正常进行，拱顶储油罐作为储罐系统的重要组成部分，在石油化工行业中应用格外突出，通过它协调原油生产，原油加工，成品油供应及运输的纽带，拱顶罐是储存各种液体原料及成品的专用设备，对许多企业来讲没有储罐就无法正常生产，无法保证石油化工下游产业的稳定生产，特别是国家战略石油储备均离不开各种容量的拱顶储罐，战略石油储备是防止石油供应中断，保障国家石油安全的重要手段。

　　1.6拱顶罐的构造

　　拱顶储罐是指罐顶为球冠状、罐体为圆柱形的一种钢制容器。

拱顶储罐制造简单、造价低廉，所以在国内外许多行业应用最为广泛，最常用的容积为1000-10000m3，目前，国内拱顶储罐的最大容积已经达到30000m3。

　　罐底：

罐底由钢板拼装而成，罐底中部的钢板为中幅板，周边的钢板为边缘板。

边缘板可采用条形板，也可采用弓形板。

一般情况下，储罐内径＜16.5m时，宜采用条形边缘板，储罐内径≥16.5m时，宜采用弓形边缘板。

　　罐壁：

罐壁由多圈钢板组对焊接而成，分为套筒式和直线式。

　　套筒式罐壁板环向焊缝采用搭接，纵向焊缝为对接。

拱顶储罐多采用该形式，其优点是便于各圈壁板组对，采用倒装法施工比较安全。

　　直线式罐壁板环向焊缝为对接。

优点是罐壁整体自上而下直径相同，特别适用于内浮顶储罐，但组对安装要求较高、难度亦较大。

　　罐顶：

拱顶盖是目前立式圆筒形储罐中使用很广的一种罐顶形式，常用容积范围100～50000m3。

有多块扇形板组对焊接而成球冠状，罐顶内侧采用扁钢制成加强筋，各个扇形板之间采用搭接焊缝，整个罐顶与罐壁板上部的角钢圈（或称锁口）焊接成一体。

　　1.7设计、制造遵循的主要指标规范

　　SH3046《石油化工立式圆筒形钢制焊接储罐设计规范》

　　GBJ128《立式圆筒形钢制焊接油罐施工及验收规范》

　　SH3048《石油化工钢制设备抗震设计规范》

　　GB50205《钢结构工程施工质量验收规范》

　　第二章储罐经济尺寸的选择和荷载

　　拱顶油罐总的设计是在公称容积给定的情况下，使设计出的油罐达到最低的工程造价和材料消耗，同时又满足罐壁强度和稳定性要求。

　　储罐的设计参数主要有：

设计温度、设计压力、风及地震载荷、油罐的直径、高度、容量等。

　　根据储罐所盛装的介质（渣油）及工作环境（吉林地区）确定设计温度为-19--30℃，设计压力为常压，即-0.49KPa―1.93KPa。

其他参数将在后文中介绍。

　　2.1储罐经济尺寸的选择

　　储罐总体尺寸的确定主要坚持两个原则，即材料最省和费用最省。

　　根据储罐总体尺寸确定的两个原则，前人将计算储罐内径的方法归纳为下表

　　表2-1储罐的经济尺寸

　　表中：

H为油罐高度，R为油罐半径

　　储罐按给定的设计容积进行设计，在满足的设计容积的条件下变换直径和高度可以得到许多种组合，自重总有某种尺寸使材料，投资费用最省，下面分别进行分析,当容积大于1000m3时采用不等壁厚的储罐，若把罐壁和罐顶看作相同的费用，并且分别为罐底费用的两倍时，其经济尺寸H≈3D/8看来合理些。

同时参照国家标准HG21502.2-92给定的参数两方面考虑准确定其经济尺寸。

按给定的公称容积为1000m3，得计算参数如下：

篇三：

油库《拱顶油罐设计规范》培训资料

　　关于发布行业标准《石油化工立式圆筒形钢制焊接储罐设计规范》的通知

　　各有关单位：

　　根据总公司中石化（88）建字19号文的要求，由石化总公司北京设计院主编的《石油化工立式贺筒形钢制焊接储罐设计规范》SH3046-92为石油化工待业标准，自一九九三年一月一日起实施。

原《立式贺筒形钢制焊接油罐设计技术规定》SYJ1016-82于一九九四年一月一日废止。

　　本规范的具体解释工作由北京设计院负责。

　　主要符号

　　A-----罐顶和罐壁连接处的有效面积；B----通气孔总面积；C----厚度附加量；C1—钢板厚度负偏差；C2---腐蚀裕量；

　　D----储罐内直径；

　　ET---设计温度下钢材的弹性模量；

　　GK---罐顶自重在单位投影面积上的荷载值；G----重力加速度；

　　H----所计算的罐壁板底边至罐顶端（当设有溢流口时，应至溢流口下沿）的垂直距离；HE---罐壁的总当量高度；

　　HEI—第I圈罐壁板的当量高度；HI-----第I圈罐壁的实际高度；N----数量；P----压力；

　　PCR---罐壁筒体临界压力；PF-----破坏压力；P0-----设计压力；

　　Q-----罐壁、罐顶以及它们支撑的构件总质量（包括顶板质量）；Q1---罐壁和由罐壁一罐顶支撑的构件总质量（不包括顶板的质量）；QK---均布活荷载；

　　q----呼吸阀负压设定压力的1.2；R----球壳曲率半径；S----荷载设计值；T---设计厚度；

　　TE---有效厚度；

　　TM----带助顶板的折算厚度；TMIN---最薄罐壁板的规格厚度；WZ----截面模数；W0---基本风压值；θ---罐顶起始角度；

　　μZ—风压高度变化系数；

　　P---储液密度；

　　БB—常温下钢材的最低搞拉强度；БS---常温下钢材的屈服点；

　　第一章总则

　　第1．0．1条本规范适用于立式圆筒形钢制固定顶、浮顶和内浮顶焊接储罐的罐体及本规范所规定的附件的设计。

　　按本规范设计的储罐适用于储存非人工致冷、非剧毒的石油、化工等液体介质。

第1．0．2条执行本规范时，尚应符合现行有关标准规范的要求。

　　第二章一般规定

　　第2．0．1条储罐设计条件不得少于以下的内容：

一、地震设防烈度、风载、雪载、气温条件及地质条件；二、储罐的操作温度及操作压力（正、负压力）；三、介质的种类及其密度；四、腐蚀裕量；

　　五、储罐的直径、高度或容积；

　　六、罐顶形式；

　　七、开口接管尺寸、形式、数量、法兰规格；八、附件的安装位置。

　　注：

附件仅指用焊接方法固定于罐体上的固定件。

　　第2．0．2条设计压力应取储罐气相窨的最大表压力。

固定顶仿制的设计压力范围为-490PA至6000PA。

　　第2．0．3条金属温度应取储罐体沿截面厚度平均温度。

第2．0．4条设计温度应取储罐在正常操作时，罐体金属可能达到的最高或最低温度。

设计温度的取值范围应符合以下规定：

　　一、固定顶储罐的设计温度不高于250。

C；二、浮顶及内浮顶储罐的设计温度不高于90。

C；三、储罐的最低设计温度大于-20。

C；

　　四、在寒冷地区，对无加热也无保温的储罐，设计温度应取建罐地区的最低日平均温度加13。

C。

　　第2．0．6条储罐设计应考虑罐内介质的腐蚀作用以及周围环境腐蚀的影响。

第2．0．6条厚度附加量应按下式确定：

C=C1+C2

　　式中C---厚度附加量（mm）；

　　C1—钢板或钢管的厚度负偏差（mm），按相应钢板或钢管标准选取；C2—腐蚀裕量（mm）。

　　第2．0．7条储罐罐底板应与基础全面接触。

储罐的基础应符合附录一的要求。

有特殊要求者应另行考虑。

　　第三章材料第一节一般要求

　　第3．1．1储罐用的钢材庆任命本规范引用的现行标准的规定。

彩国内其他标准的钢材，其

　　性能不得低于本规范引用标准的规定。

　　第3．1．2条选择储罐用钢必须考虑储罐的使用条件、材料的焊接性能、加工制造以及经济合理性。

　　第3．1．3条本章所列钢材及相应焊接材料的标准如下：

GB700《碳素结构钢》

　　GB1591《低合金结构钢》

　　GB3274《碳素结构钢和低合金结构钢热轧厚钢板和钢带》；GB6654《压力容器用碳素钢和低合金钢厚钢板》GB709〈〈冷轧钢板和钢带的尺寸、外形、重量及允许偏差〉〉GB708《冷轧钢板和钢带的尺寸、外形、重量及允许偏差》；GB3280《不锈钢冷轧钢板》；

　　GB3281《不锈钢酸及耐热钢厚钢板技术条件》；GB4237《不锈钢热轧钢板》；GB8163《输送液体用无缝钢管》；GB2270《不锈钢无缝钢管》；JB755《压力容器锻件技术条件》；

　　GB702《热轧贺钢和方钢尺寸、外形、重量及允许偏差》；GB704《热轧扁钢尺寸、外形、重及允许偏差》；

　　GB706《热轧普通工字钢尺寸、外形、重量及允许偏差》；GB707《热轧普通槽钢尺寸、外形、重量及允许偏差》；GB9787《热轧等边角钢尺寸、外形、重量及允许偏差》；GB9788《热轧不等边角钢尺寸、外形、重量及允许偏差》；GB5117《碳钢焊条》；GB5118《低合金钢焊条》；GB983《不锈钢焊条》；GB1300《焊接用钢丝》；GB4242《焊接用不锈钢丝》；

　　GB5293《碳素钢埋弧焊用剂》。

　　第3．1．4条在不同温度下，钢材的弹性模量应按表3.1.4取值。

　　钢材的弹性模量表3.1.4

　　第3．1．5条对钢材有特殊要求时，应在图样或相应技术文件中注明。

第二节钢板

　　第3．2．1条储罐用钢板的使用范围应符合表3.2.1的规定。

第3．2．2条钢板在不同温度下的许用庆力值应按表3.2.2选用。

　　钢板使用范围表3.2.1

　　注：

①许用温度范围在0。

C~-20。

C时仅用于储罐的固定顶。

　　②厚度大于30mm的16MmR钢板应正火状态交货。

　　③厚度大于3mm的16MnR钢板应逐张进行超声波探伤检查，达到ZBJ74003-88《压力容器钢板超声波探伤》的三级质量要求为合格。

　　钢板许用应力值表3.2.2

　　②表中碳钢的许用应力是按材料屈服强度的2/3确定的。

　　第三节钢管

　　第3．3．1条无缝钢管的使用范围应符合表3.3.1的规定。

无缝钢管使用范围表3.3.1

　　第3．3．2条无缝钢管在不同温度下的许用应力值应按表3.3.2选用。

　　无缝钢管许用应力表3.3.3

　　第四节锻件

　　第3．4．1条储罐用锻件应符合JB755《压力容器锻件技术条件》的要求。

第3．4．2条锻件在不同温度下的许用应力应按表3.4.2选用。

锻件许用应力值表3.4.2

　　第五节螺栓、螺母

　　第3．5．1条螺栓、螺母的用钢标准及许用温度应符合表3.5.1的规定。

螺栓螺母材料许用温度表3.5.1

　　螺栓许用应力值表3.5.2