1000m3圆筒形净化油罐设计

摘要本设计采用常规设计方法，以Q235B为主要材料，进行了1000m³石油拱顶储罐的工艺尺寸计算，结构设计，材料选择，附件设计及选材，强度计算以及对储罐的制造进行了介绍。

本文第一章描述储罐发展、储罐的基础及储罐对基础的要求、影响储罐工艺和制造的因素，并简要的了解储罐的种类和选型的一些要求，储罐的选材也在这章有所体现。

在第2章到第4章强度设计中包含了罐壁设计，罐底设计，罐顶设计，分别对所受应力进行了计算，并在理论上，校核所选的材料和厚度在水压试验时是否符合强度要求，包含了设计一个储罐所需要的所必要步骤。

在最后一章介绍了开孔补强的判别方法，计算了开孔补强的面积和补强圈的厚度。

关键词：1000m3；拱顶；储罐。

ABSTRACTThis design uses the conventional design method to Q235B as the main material for the 1000 m³ storage tank floating roof dome size calculation process, the design temperature selection, select the design pressure, tank diameter calculation, structural design, Material selection, design and selection of accessories, strength calculation and manufacture of the tanks were introduced.Chapter 1 of this article describes the development of tanks, storage tanks base and the requirements of storage tanks, the factors of impact the tank process and manufacturing,have a brief requirements of select the types of tanks selection of tanks，Tank selection is also reflected in this chapter.In Chapter 2 to Chapter 4 s the strength design contain:Design of the tank wall, bottom of the tank design, tank top design.respectively, were calculated for the stress, check the selected material and thickness in the pressure test whether were sufficed the strength requirements, this design containing the necessary steps of required. In the final chapter describes the opening reinforcement of the identification method and calculate the opening reinforcement area and the thickness of reinforcing ring.Keywords:1000m3 floating roof; Tank.目录第1章绪论 (1)1.1储罐及其发展概况 (1)1.2储罐基础及储罐对基础的要求 (2)1.3影响储罐工艺系统和储罐建造的因素 (2)1.4储罐种类和选型 (3)1.5储罐用材和选用 (4)第2章储罐罐壁设计 (7)2.1罐壁的强度计算 (7)2.2储罐的风力稳定计算 (11)2.3储罐的抗震计算 (13)第3章储罐罐底设计 (18)3.1罐底的结构及排板形式 (18)3.2罐底的坡度 (19)3.3罐底的厚度 (20)3.4罐底板宽度 (20)3.5罐底的应力计算 (21)第4章储罐罐顶设计 (25)4.1罐顶的选型 (25)4.2扇形顶板尺寸 (26)4.3包边角钢 (26)第5章开孔补强设计 (27)5.1开孔补强 (27)结论 (30)参考文献 (31)致谢 (32)第1章绪论1.1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。

按容量来说，一般立式圆筒形储罐的容积不大于10000m3已上，习惯称为大型储罐。

自1927年采用钢制焊接储罐后，其容量逐步扩大[1]。

按温度划分，可分为低温储罐、常温储罐（＜90℃）和高温储罐（90—250℃）。

按压力划分可分为接近常压储罐（-490—2000Pa）和低压储罐（2000Pa—0.1 MPa）。

在原油储库的建设中，对同储量来说，单罐容积越大则建罐成本越少，投资就越少，也易十管理。

因此，世界上大型油罐的数量逐年增加，油罐容量随着高强钢的应用逐年增大。

大型储罐在国外的发展起步较早：如1962年美国首先建成10×104m3大型储罐；1967年委内瑞拉建成了15×104m3大型储罐；1971年日本建成了16×104m3大型储罐；接着沙特阿拉伯建成20×104m3巨型储罐。

而世界产油大国之一的沙特阿拉伯也已成功的建造了20万立方米的浮顶油罐。

据了解，目前国际上最大的储罐有拱顶罐、内浮顶罐容积达10×104m3，其拱顶的设计采用的是铝网壳结构技术。

外浮顶罐的最大容积已达到了20×104m3，最大锥顶罐5×104 m3。

目前美国等一些发达国家仍在不断的研究更大型的储罐技术，包括拱顶铝网壳顶技术、玻璃钢内浮顶技术、外浮顶的浮船技术。

随着我国经济的快速发展，科学技术不断的进步，我国大型油罐的发展也非常迅速。

国内大型油罐的发展从20世纪70年代开始，1975年，国内首台五万立方米的浮顶油罐在上海陈山码头建成，此后，在石化企业、港口、油田、管道系统建造了数十台5万立方米的浮顶油罐。

20世纪80年代中后期，国内开始建造10万立方米的大型浮顶油罐，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、湛江等地建造了数十座10万立方米的浮顶油罐。

2003年由我国自行设计建造的最大的单台储油量为12.5万立方米的浮顶油罐在茂名石化公司北山岭油库建成。

国内10万立方米浮顶油罐的建造技术发展可分为三个阶段：第一阶段为整体技术引进，包括材料、设计技术及施工技术，如20世纪80年代中期在大庆、秦皇岛建设的10万立方米浮顶油罐；第二阶段实现了设计技术及施工技术的国产化，仅高强度钢板需要进口，如20世纪90年代在上海、镇海、兰州、黄岛等地建设的10万立方米浮顶油罐；第三阶段从高强度钢板、设计技术及施工技术等方面全面实现了国产化，如在燕山石化公司建设的4台10万立方米浮顶油罐，在镇海石油储备库建设的52台10万立方米浮顶油罐中的28台以及在新疆独山子建设的3台10万立方米浮顶油罐均采用了国产的高强度钢板，目前，国内已经掌握了大型油罐的设计和建造技术。

1.2储罐基础及储罐对基础的要求储罐基础设计和施工质量直接影响到坐落到基础上储罐的安全运行，是储罐建造过程中的一个重要环节。

从大量储罐事故发生的原因分析，大致归纳为：由于操作失误或安全附件失灵引起的罐体失稳；罐壁焊缝缺陷引起的储液泄漏；罐底的脆性破裂；台风或地震引起的罐体破坏和储罐基础沉陷引起的破坏。

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。

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。

1.3影响储罐工艺系统和储罐建造的因素1.3.1 储罐容积设计应根据生产规模、储存时间、供销状况、运输条件、储液的性质来确定。

要考虑储罐经常出入的容量，储罐流出口以下的液体在操作时不能流出的容量和在最高液位上必须满足有关规定的储罐空间。

储罐的容积分为：①计算容积——指理论上进入的容量，罐壁高度和内径计算的圆筒几何容积；②公称容积——指储罐的圆筒几何容积圆整后，以整数表示的容积；③实际容积——指储罐实际上可储存的最大容积；④操作容积——指储罐液面上、下波动范围内的容积（即在储罐的操作过程中输出最大的满足要求质量要求容积）。

1.3.2 灌区的现场条件1.3.2.1 建罐地区的温度建罐地区的温度高低与储液的蒸发损失、能量损耗、储罐材料和检测仪表的选用密切相关，或者说对储液的储存成本产生直接影响。

1.3.2.2 风载荷对储罐的经济性和稳定性产生影响。

风载荷较大时，往往把储罐设计成“矮胖”较为经济。

在强风的季节要注意储罐的位移和倾覆（空罐或储液很少时）。

1.3.2.3 地震载荷地震时，储罐是受地震损害最严重设备之一。

因此在地震烈度为7度或7度以上的地区建罐时（烈度为9度区是不适宜建罐地区）应采取抗震措施。

地震载荷的合理计算对储罐的安全性与经济性产生重大影响。

1.3.2.4地价和地基的许用载荷建罐地区的地耐力对一定容积储罐的高径比选择和储罐基础费用起决定性作用。

1.3.2.5外部环境腐蚀（包括大气和土壤腐蚀）储罐外表面的腐蚀往往比内表面腐蚀更不好处理。

特别在化工区大气中经常有酸雾、碱或盐土，这些杂质与露水或湿蒸汽和大气中的氧形成一个活泼的腐蚀介质。

储罐四周的地区情况影响储存系统辅助设施的设计。

1.3.3 储存液体的性质储存液体的性质是选择储罐形式和储罐工艺系统设计的重要因素。

与储存有关的液体主要化学和物理性质有：闪点、沸点、饱和蒸汽压、毒性、腐蚀性、化学反应活性和密度等[2]。

1.4储罐种类和选型1.4.1 储罐种类按几何形状来分的分为五大类，即立式圆筒形储罐、卧式圆筒形储罐、球形储罐、双曲线储罐和悬链式储罐。

卧式圆筒形储罐适用于储存容量较小且需压力较高的液体，而球形储罐适用于储存容量较大有一定压力的液体。

如液氨、液化石油气、乙烯等。

双曲线储罐自出现后由于结构复杂，施工困难，造价高，国内没建造过，国外也很少采用，实际上已被淘汰。

悬链式储罐在国内又称为无力矩储罐。

这种储罐国内在20世纪50-60年代曾建造过，但由于顶板过薄易积水，锈蚀，遭损坏，目前已被淘汰。