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大型立式储油罐的结构设计

发布时间:2020-11-21 05:28

  大型立式储油罐的结构设计_建筑/土木_工程科技_专业资料。课程设计任务书 设计题目 大型立式储油罐结构设计 技术参数和设计要求: 技术参数:直径 15m 长度 10.5m 材质 16Mn 壁厚 10mm 设计要求:工作压力 实验压力

  课程设计任务书 设计题目 大型立式储油罐结构设计 技术参数和设计要求: 技术参数:直径 15m 长度 10.5m 材质 16Mn 壁厚 10mm 设计要求:工作压力 实验压力 2.0kgf/cm2 2.5kgf/cm2 常温下微冲击 设计任务: 1.写出该结构的几种设计方案 2.强度计算及尺寸选择 3.绘制结构设计图 4.撰写主要工艺过程 5.撰写设计说明书 工作计划与进度安排: 1.查阅资料 2天 2.设计计算并撰写设计说明书 5天 3.上机绘图 4天 4.答辩 1天 指导教师(签字): 专业负责人(签字): 学院院长(签字): 年月日 年月日 年月日 1 储罐及其发展概况 油品和各种液体化学品的储存设备—储罐是石油化工装置和储运系统设 施的重要组成部分。由于大型储罐的容积大、使用寿命长。热设计规制造的 费用低,还节约材料。 20 世纪 70 年代以来,浮顶储油罐和大型浮顶油罐发展较快。第一个发 展油罐部覆盖层的施法国。1955 年美国也开始建造此种类型的储罐。1962 年美国德士古公司就开始使用带盖浮顶罐,并在纽瓦克建有世界上最大直径 为 187ft(61.6mm)的带盖浮顶罐。至 1972 年美国已建造了 600 多个浮顶罐。 1978 年国 3000m3 铝浮盘投入使用,通过测试蒸发损耗标定,收到显著 效果。近 20 年也相继出现各种形式和结构的浮盘或覆盖物[1]。 世界技术先进的国家,都备有较齐全的储罐计算机专用程序,对储罐作 静态分析和动态分析,k8。同时对储罐的重要理论问题,如大型储罐 T 形焊缝部 位的疲劳分析,大型储罐基础的静态和动态特性分析,抗震分析等,以试验 分析为基础深入研究,通过试验取得大量数据,验证了理论的准确性,从而 使研究具有使用价值。 近几十年来,发展了各种形式的储罐,尤其是在石油化工生产量采用大 型的薄壁压力容器。它易于制造,又便于在部装设工艺附件,并便于工作介 质在部相互作用等。 2 设计方案 2.1 各种设计方法 2.1.1 正装法 此种方法的特点是指把钢板从罐底部一直到顶部逐块安装起来,它在浮 顶罐的施工安装中用得较多,即所谓充水正装法,它的安装顺序是在罐低及 二层圈板安装后,开始在罐安装浮顶,临时的支撑腿,为了加强排水,罐顶 中心要比周边浮筒低,浮顶安装完以后,装上水除去支撑腿,浮顶即作为安 装操作平台,每安装一层后,将上升到上一层工作面,继续进行安装。 2.1.2 倒装法 先从罐顶开始从上往下安装,将罐顶和上层罐圈在地面上安装,焊好以 后将第二圈板围在第一罐圈的外围,以第一罐圈为胎具,对中点焊成圆圈后, 将第一罐圈及罐顶盖部分整体吊至第一、二罐圈相搭接的位置,停于点焊, 然后在焊死环焊缝。用同样的方法把下面的部分依次点焊环焊,直到罐底板 的角接焊死即成。 2.1.3 卷装法 将罐体先预制成整幅钢板,然后用胎具将其卷筒,在运至储罐基础上, 将其卷筒竖起来,展成罐体装上顶盖封闭安装而建成。 2.2 各种方法优缺点比较 2.2.1 正装法 这种装焊方法需要采用多种设备和装配夹具,大多数装配焊接都要搭脚 手架,此外,装配工作在吊架吊台上工作,不仅操作不方便,不宜保证焊接 质量,还花费时间,而且高空焊接薄钢焊接容易变形,工序烦琐,各工种相 互制约,施工速度慢,也不安全,所以在大型储罐中很少采用正装法。 2.2.2 倒装法 这种方法不用搭脚手架,并且操作人员是在地面上工作,安全增加,有 利于提高工程质量,但相比于卷装法来说,由于倒装法也是在工地作用,因 此劳动强度还是比较大,而卷装法生产效率和产品质量上都比前两有提高。 综上所述,采用卷装法。 2.3 油罐的基础 为了确保有一个稳定性,排水良好,具有足够承载能力,必须建造油罐 基础或底座,大的油罐常需带有混淋土的基础,以便把整个基础封闭起来, 增加稳定性。油罐基础座,根据油罐的类型,容易满足生产使用要求,地形、 地貌、地基条件,以及施工技术条件的因素。合理选用的油罐基础有以下常 见几种:护坡式基础、环墙式基础、外环墙式基础、特殊构造的基础。 根据比较选用,护坡式基础[2]。 3 罐壁设计 3.1 罐壁的强度计算 3.1.1 罐壁厚的计算 PPi C(mm) 2[ ]t P 式中: P —设计压力:0.2(Mpa); Pi —罐的径:15000(mm); [ ]t —设计温度下材料的许用应力 230(Mpa); —焊缝系数:查表得 0.9; C1 —钢板的负偏差 0.8(mm); C2 —腐蚀裕度 C2 KB ; K—腐蚀,轻微腐蚀 1.0(mm); B—容器的使用寿命 10 年; C3 —壁厚减薄量 0(mm); 0.2 15000 1.8 9.04 10mm 2 230 0.9 0.2 取 10mm 3.1.2 罐壁的应力校核 (3.1) t pDi ( c) 0.2 15000 (10 1.8) 203 .36MPa 230 MPa (3.2) 2( c) 2 (10 1.8) 0.9 故满足材料要求 按照试验应力公式校核 T PT [Di ( c)] 2( c) 0.9 s (3.3) 10mm t 203 .36MPa 式中: s —为材料的屈服极限 s 345 MPa , PT 0.2MPa T 0.25 [15000 (10 1.8) 2 (10 1.8) 0.9 254 .2MPa 而 0.9 s 0.9 345 MPa 310 .5MPa T 254 .2MPa 0.9 s 310 .5MPa 故满足要求。 3.2 储罐的风力稳定计算 T 254.2MPa 3.2.1 抗风圈 浮顶储罐没有固定顶盖,为使储罐在风载作用下保持上口圆度,以维持 储罐整体形状,故需在储罐上部整个圆周

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