浅谈某油库项目外浮顶储罐的结构设计
大型外浮顶油罐的设计
罐设计规范》[3] 中的规定，罐壁厚度的计算主要由定 设计点法和变设计点法两种。油罐直径小于或等于 60 m 时，宜采用定设计点法；当油罐直径大于 60 m 时， 宜采用变设计点法。此外，罐壁板的名义厚度还应不 小于试水条件或设计条件下的计算厚度加各自厚度 附加量的较大值，且不小于规范中规定的最小名义厚 度。本项目中油罐直径为 60 m，故应采用定设计点法， 其罐壁厚度计算公式如下 ：
（1） 厚 度 大 于 25 mm 的 各 层 壁 板 的 纵 焊 缝 应 100% 进行射线检测。
（2）罐壁所有丁字焊缝应全部进行射线检测。 （3）厚度小于 25 mm 的罐壁纵向焊缝，每一焊 工焊接的每种板厚，在最初焊道的 3 m 焊缝的任意 部位取 300 mm 进行射线检测。以后不考虑焊工人数，
腐设计及相关附件设计几个方面详细介绍了大型外浮顶油罐的设计。
关键词：外浮顶储罐；设计；抗震；防腐
中图分类号：TQ 050.2；TH 122
文献标识码：A
文章编号：1009-3281（2019）04-0014-008
外浮顶储罐是目前国内大型储罐中最常用的一 种结构形式，具有节省钢材、占地少、投资小及便 于操作管理的优点，常用于原油的储存。按照浮顶 结构，可分为单浮盘、双浮盘和浮子式，而根据 GB 50074—2014《石油库设计规范》中的规定，对于储 存原油的外浮顶储罐应选用钢制单盘式或钢制双盘 式浮顶 [1-2]。本文将以某项目中 50 000 m3 钢制单盘式 外浮顶油罐为例介绍大型外浮顶油罐的设计。
表 1 罐体主体材料一览 Table 1 List of main materials of tank
部位
罐壁板
顶部 罐壁板
底板 中幅板
底板 边缘板
外浮顶罐的基本结构
外浮顶罐的基本结构
外浮顶罐的基本结构是一个用于储存液体的设备，常用于石油、化工等工业领域。
它由罐底、罐壁和浮顶组成。
罐底是外浮顶罐的基本组成部分之一。
它通常由厚度较大的钢
板制成，并通过焊接与罐壁连接。
罐底起到支撑和稳定罐体的作用，同时也是液体储存区域的底部。
罐壁是外浮顶罐的另外一个重要组成部分。
罐壁通常由一圈圆
形钢板拼接而成，可以根据需要确定罐体的高度和直径。
罐壁的
厚度取决于存储液体的性质、储存容量以及环境条件等因素。
浮顶是外浮顶罐的特殊设计，用于适应液体的蒸发和膨胀。
浮
顶通常由一圈浮动的圆形钢板构成，与罐壁之间设有密封装置。
浮顶的设计允许它在液位的变化下浮动，以适应液体的体积变化，并保持罐内的相对密闭状态。
总结而言，外浮顶罐的基本结构包括罐底、罐壁和浮顶。
罐底
提供支撑和稳定，罐壁用于围绕储存区域，而浮顶允许液体的蒸
发和膨胀，以维持罐内相对密闭的状态。
这种结构设计使得外浮
顶罐成为一种可靠且有效的液体储存设备。
2万立外浮顶油罐设计
2万立外浮顶油罐设计
浮顶油罐是一种常被用于储存石油和石化产品的容器。
它的设计和建
造需要考虑多个因素，包括安全性、可靠性和效率。
下面将详细介绍设计
一座2万立外浮顶油罐所需考虑的方面和步骤。
其次，设计者需要考虑浮顶的设计和安装。
浮顶是一个浮动在油面之
上的盖子，可以随着油面的升降而自由移动。
浮顶的设计需要具备良好的
密封性和稳定性，以防止油气泄漏和外界污染。
同时，浮顶的安装需要考
虑其与油罐本身的连接方式和结构设计，以保证其牢固和可靠。
第三，设计者还需要考虑油罐的安全性设计。
这包括油罐的抗风设计、防雷设计、防火设计和防爆设计等。
抗风设计需要保证油罐在风力作用下
不倾倒或严重变形。
防雷设计需要在油罐表面设置避雷针，以避免因雷击
而导致的火灾和爆炸。
防火设计需要考虑油罐周围的防火墙和消防设备，
以便及时扑灭任何火灾。
防爆设计需要在油罐内外设置适当的爆破膜和爆
破盖，以减少爆炸破坏。
最后，设计者还需要考虑油罐的操作和维护。
2万立外的浮顶油罐设
计完成后，操作人员需要了解油罐的使用说明和操作规程。
油罐需要定期
进行检查和维护，包括检查油罐壁厚的损耗情况、浮顶的密封情况和相关
的安全设备是否正常运行等。
维护人员需要具备一定的专业知识和技能，
以确保油罐的安全运行。
综上所述，设计一座2万立外浮顶油罐需要考虑多个方面，包括设计
参数、浮顶设计、安全性设计和操作维护等。
设计者需要综合考虑这些因素，并遵守相关的标准和规范，以保证油罐的安全和可靠运行。
浮顶的设计
东北石油大学
部 扩 散 ， 集 中 用 于 需 要 消 防 的 环 隙 面 积 。 二 、 单 盘 的 结 构 尺 寸 单 盘 钢 板 的 厚 度 根 据 强 度 计 算 的 要 求 而 定 ， 但 不 得 小 于 最 小 厚 度 。 API650 规 定 单 盘 的 最 小 厚 度 为
3 in（4.76mm） 。我国规定顶板厚度不小于 16
东北石油大学
顶 上 设 有 支 柱 、 自 动 通 气 阀 、 排 水 装 置 、 导 向 装 置 、 转 动 扶 梯 及 转 动 扶 梯 轨 道 、 人 孔 、 量 液 孔 及 其 它 附 件 。 1、 支 柱 ： 它 的 作 用 是 支 撑 浮 顶 。 可 分 别 设 计 两 种 支 柱 ， 即 900mm 和 1800mm。 前 者 用 于 操 作 （ 减 小或不出现气体空间），后者用于检修。或只做 1800mm 一 档 的 ， 简 化 结 构 ， 方 便 制 造 。 2、 自 动 通 气 阀 ： 它 的 作 用 是 当 浮 顶 支 柱 降 落 到 罐 底 时 ， 通 气 阀 自 动 打 开 ， 这 样 可 使 进 出 料 液 时 浮 顶 下 面的 气体得 以排 除或补 充。 当浮顶 处于 漂浮状态 时 ， 通 气 口 应 自 行 关 闭 ， 防 止 蒸 汽 逸 出 。 3 、 排水装置 1) 中 央 排 水 管 ： 排 雨 水 。 排 水 管 上 要 安 装 单 向 阀 。
东北石油大学
2) 紧 急 排 水 装 置 ： 将 多 余 的 雨 水 排 入 储 罐 内 。 4、 导 向 装 置 ： 浮 顶 口 应 设 有 导 向 装 置 ， 以 防 因 进 出 液 或 不 均 匀 的 雪 载 荷 、 转 动 扶 梯 推 力 等 原 因 而 造 成 浮 顶 的 偏 移 或 转 动 。 5、 转 动 扶 梯 及 转 动 扶 梯 轨 道 。 6、 人 孔 ： 1） 船 舱 人 孔 ： 每 个 浮 舱 均 设 有 人 孔 ， 以 便 进 入 舱 内 施 工 检 查 ； 2） 浮 顶 人 孔 ： 单 盘 上 至 少 设 置 一 人 孔 ， 以 便 罐 排 空 后 进 行 通 风 和 人 员 进 入 罐 内 。 7、 其 它 ： 此 外 还 有 量 油 孔 等 附 件 。 泡 沫 挡 板 是 为 了 挡 住 泡 沫 消 防 液 不 使 其 向 中
大型浮顶罐的结构设计
将参数代入 （ ４ ）化简得：
，
４ ９ ４ ８ ＋４ １ ８ ９ ｔ ａ ｎ （ ａ） ２ ４ ２ ９ ＋４ ０ ２ ６ ｔ ａ ｎ （ ａ） ＋３ ２ ９ ７／ ｃ ｏ ｓ （ ａ ） ～
中国科 技经 济新 闻数 据库
科研
大型浮顶罐的结构设计
何 乾伟 张 钰 夏 卿 西 南石 油 大学 ， 四川 成 都 ６ １ ０ ０ ０ ０
摘要 ：随着经济和工业的迅速发展 ，石 油储备 占有越 来越 重要 的地位 ，油罐 的大型化 已成 为一种必 然的趋势 ，在众 多储罐 类 型之 中，浮顶罐 由于具有有油蒸汽损耗 小、结构 简单等特 点而被广 泛利 用。从选材 、浮顶的设计 、罐壁的设计和罐底的设计 阐述 了大型浮顶罐结构设计的关键 ，重 点分析 了浮船 的倾斜 角对其耗钢量的影响 。 关 键 词 ： 大型 浮 顶 罐 ：结 构 设 计 ：材 料 ； 浮船 ：罐 壁 ；罐 底 中图分类号 ：Ｔ Ｅ ９ ７ ２ 文献标识码 ：Ａ 文章鳊号 ：１ ６ ７ １ ． ５ ７ ８ ０ （ ２ ０ １ ５ ） ０ ３ ． ０ ０ ２ ９ — ０ １ 引言 近 年来 ，由于工业和经济的快速发展，世界各 国对石油 的需求量逐渐增加 ，大型储油设施由于其 具有 节省材料 、占 地少 、易于实现 自动控制、附属 设备少等优点而在世界范 围 内得到快速发展 ，其中，由于大型浮顶罐具有油气蒸发损失 小 、结构 简单 的特点而被 广泛应 用 ，第 一个大 型浮顶 罐于 １ ９ ６ ２由美国建成， 其储量为 １ Ｏ万立方米 ， 之 后， 委瑞 内拉、 日本 、萨特阿拉伯也相 继建成大 型浮项罐 ，特别是萨特阿拉 伯建成 了世界第一个储量为 ２ ０万立方米 的大型浮顶罐 。由 于大型浮顶罐 的普遍利用 ，对其进行合理的结构设计便成为
油罐浮顶设计)
浮顶附件
❖ 环形浮船：由隔板分割成若干互不渗漏的舱室；舱室的数目根据需要确 定。
❖ 立柱：设置若干立柱的目的有两方面
当液面处于较低的位置时，浮顶下降并支承在立柱上，避免与罐内 附件碰撞；
检修时的浮顶支于立柱上。 ❖ 中央排水管：由若干段钢管组成，管与管之间有活动接头。排水管上端
设有单向阀，以免一旦排水管或接头泄漏时，储液从排水管倒流到浮顶 上 根据油罐直径大小的不同选择排水管的管径。 ❖ 自动通气阀：使罐底与浮顶之间的空间接通大气 有两个作用，当浮顶支于立柱上后，若继续发油，不会使浮顶下出现真 空，以免将浮顶压坏；二是浮顶在上述位置进油时，避免在浮顶和液面 之间出现空气层。自动通气阀的截面积应按最大进出油量来确定。
❖ 储液相对密度为1.0，共有11圈壁板，1～8圈壁板 材质为16MnR（屈服强度为345MPa, 9～11圈壁板 材质为Q235A，焊接接头系数取0.9. 16MnR钢板 6～16mm厚时其屈服强度为345MPa 17～36mm厚 时其屈服强度为325MPa，试计算其各圈圈板壁厚
浮顶的设计准则
❖ 对于单盘式浮顶，设计时应做到单盘板和任 意两个相邻舱室同时破裂时浮顶不沉没. 对于双盘式浮顶，应做到任意两个舱室同时 破裂时，浮顶不沉没。
❖ 在整个罐顶面积上有250mm降雨量的水积存 在单盘上时浮船不沉没
❖ 在正常操作条件下，单盘与储液之间不存在 油气空间
❖ 在以上各种条件下，浮顶能保持结构的完整 性，不产生强度或失稳性破坏
b1 T Ta g
b1——内边缘板高度 g——浮船尺寸
假设a=0 下沉深度T的计算
❖ 下沉深度T由三项组成
T T0' T1 T0
T0' ——浮船本身的沉没深度 T1 ——破坏的单盘使浮船下沉深度的增加量 △T0——由于两个舱室泄漏而使浮船下沉深度的增 加量
大型外浮顶储罐结构、使用、维护 PPT课件
采取这些措施可提高单盘板的强度，减小施工时的焊接 变形，缓和由强风引起的波动，提高抗疲劳能力，使单 盘边缘受力趋于均匀。
单盘根据直径大小需要设置中央浮舱。 中央浮舱的 作用是增强单盘整体刚性，并在单盘破裂或浮顶积水时 为单盘提供浮力，减小单盘向下的挠度，减轻边缘浮舱 承受的载荷。
我公司8台大型储罐浮顶都采用单盘式浮顶，原油罐 单盘中间设有浮仓，柴油罐中间未设置浮仓。
泄漏或在整个罐顶上平均有250 mm雨水积存在单盘上时浮
顶不沉没，且能保持结构的完整性，不产生强度和稳定性
破坏。此外，正常操作条件下，单盘与径向和周向加强筋，单
盘上刚性较大的附件周边300 mm范围内的搭接焊缝上下表
面采用连续焊，边缘浮舱与单盘之间采用环形板连接。
2020/4/17
3.2 弹性填充密封 在一个密封的封套内，填充弹性好、易变形的物体
如泡沫塑料，或填充适当的流体，依靠填充物的受压变 形达到密封的目的。这种密封的效果较机械密封好，对 罐壁的椭圆度、垂直度及局部凸凹度等要求不是太高， 适应性较强，不易发生浮顶卡死现象。但这类密封功能 单一，需要配套其它如挡雨板、刮蜡机构等设备，另外 该密封还存在耐磨性差、泡沫塑料长期处于压缩状态易 产生塑性变形，尤其是当储罐变形较大、有局部受力时 容易损坏。
2020/4/17
3）一次密封不严、损坏部分更换； 4）检查刮蜡装置（或限位装置）是否好用； 5）中央排水管外观检查、试压； 6）加热盘管试压； 7）底板漏磁检查、大角焊缝检查、罐体焊缝检查、浮盘板 及浮仓内焊缝试漏检查； 8）单盘漏点局部更换钢板，凹凸严重部位矫正； 9）紧急排水管罐内水封部分检查、清理； 10）检查、清理检尺管及导波管（机械清罐过程中，罐内 注氮气时对其封堵）； 11）罐底板、底板壁板、浮顶上下表面、泡沫挡板等局部 防腐；
50000m3外浮顶储罐施工方法探讨
万方数据万方数据３工厂预制与现场焊接３．１工厂预制为保证工程质量和提高现场的安装效率，凡可在工厂预制现场安装的，均应在工厂预制。
预制应抓住以下环节；①充分考虑材料的规格、材质、质量、交货期、交货方式、场地准备、到场时间、材料到货检查等。
②根据所执行的标准，编制具体的加工工艺并制定工期表，必须与现场安装进度保持一致。
③严格按预制规定的程序进行预制，并要考虑相关的加工手段和设备。
把住出厂检查关。
④对运输所要考虑的问题有：预制件的尺寸、重量、组对标记是否标明，装卸中是否会出现损伤和变形，出厂记录是否与实物相符，运输标志是否符合规定等。
３．２现场焊接与设备５００００ｍ３储罐主要焊缝汇总表５００００ｍ３储罐是在现场进行组焊的，焊接工作量大，见表：传统工艺多为手工电弧焊，使用的电焊机多，工效低、工期长、施工成本大。
七十年代末，我国开始引进储罐自动焊设备及焊接技术。
经过多年的消化和吸收，我国在储罐自动焊应用方面有了长足的进步。
采用自动焊具有效率高，焊缝成型好、一次合格率高等优点，通过材料、人工、工期等多方面的实际对比不同部位的焊接方法，自动焊成本一般不超过手工焊的５０％。
４施工方法讨论现以工期与质量为主要控制因素来讨论“外脚手架正装施工法”的特点。
按照传统上的５００００ｍ３的储罐施工法——水浮法的施工方法，浮顶必须具备浮升条件后，且必须进水达到一定高度后，才能利用浮顶作为施工平台进行罐壁的安装。
“外脚手架正装施工法”能有效的缩短工期，主要就是在罐底焊接完成后，罐壁和浮顶的施工可以同时进行，不受浮顶安装滞后的影响，将浮顶的施工作业安排在一般过程里，并且有足够的时间完成。
另外，由于“外脚手架正装施工法”为罐壁和浮顶结构同时安装创造了条件，可以有多个面同时作业，也给现场的施工管理者提供了施工协调的有利条件。
浮顶、罐壁及附件的安装有了充足的时间完成，可以确保安装质量，尤其是为附件的安装创造了极为有利的条件。
同时，也可以使高空作业的安全更有保障。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
图 １ ２万立方米外浮顶储罐结构 示意 图
２ 罐 壁设 计
为了缩短焊缝 长度 ，提高 钢板 的利用 率 ，减少 壁 板 的数 量 ，在该罐罐壁 设计 时 ，采用 了大规 格 尺寸 钢板 。每 圈罐 壁 板均 由 １２张钢板 组成 ，共 有九 圈。各 圈罐壁 板材 质 按照本 项 目业 主的要求均采用 Ａ５１６ Ｇｒ．６０钢板 。 自下而 上第一 至 第七 圈罐 壁钢板规格约为 ９４３２ｘ２５５０ｍｍ，第八 圈罐壁钢板规 格为 ９４２７ｘ２４２５ｍｍ，第 九圈罐壁钢板规格为 ９４２７ｘ２４１０ｍｍ。
中类似外浮顶储 罐设计 时参考。
关键词 ：外浮顶 ；储 罐 ；结构 ；设 计
中 图 分 类 号 ：ＴＥ８２１
文 献 标 识 码 ：Ａ
文 章 编 号 ：１００８—０２１Ｘ（２０１６）１０—００９１—０４
油品和各种液体 化学 品 的储 存设 备 一大 型储罐 是石 油 化 工装置和储运 系统设 施 的重要 组成 部分 。大型储 罐被 广 泛应 用 于 炼 油 化 工 生 产 装 置 中 ，具 有 节 省 钢 材 、占 地 面 积 少 、 投资小及便 于操作 管理等 优点 。在 ２０１１～２０１４年 问 ，笔 者 参 与了某油库项 目并 负责 部分 外浮 顶储罐 的设 计 和现场施 工技 术 支 持 工 作 。 该 项 目共 有 １６具 大 型 储 罐 ，其 中 包 括 ４ 具 内浮顶 储罐 、１０具外 浮顶储 罐和 ２具拱顶罐 。本文将 以其 中一座 ２万 立 方米 外浮 顶储 罐 为例 ，对 其结 构设 计 进行 阐 述 。 １ 结构 和材料 选 择
１９．３ｍｍ ，１６．２ｍｍ ，１３．１ｍｍ ，１０．２ｍｍ ，８ｍｍ ，８ｍｍ 。
图 ２ 罐壁对接环缝坡 口示意图
收 稿 日期 ：２０１６—０４—０１ 作者简 介 ：魏涛 （１９９０一 ），湖北武汉人 ，助理工程师 ，主要从事压力容器设计 。
· ９２ ·
山 东 化 工 ＳＨＡＮＤ０ＮＧ ＣＨＥＭＩＣＡＬ ＩＮＤＵＳＴＲＹ
２０１６年 第 ４５卷
根据业主提供 的 ＤＧＳ（设计 总体 规定 和标准 ）文件要求 ， 超过 １３ｍｍ时 ，必须 采用双 面 Ｙ形 坡 口，自下 而上 第一层 至
对于罐壁板对接环缝 结构 ，当上下相 邻板薄板 的厚度 达到 了 第六层 罐壁板对接纵缝结构如 图 ３（ｂ）所 示。
８ｍｍ但没 有超 过 １３ｍｍ 时 ，必须 采用 单 面 Ｙ形 坡 口，如 图 ２ （ａ）所示 。当上 下相邻 板 薄板 的厚度 超过 １３ｍｍ时 ，必 须采 用 双 面 Ｙ 形 坡 口 ，如 图 ２（ｂ）所 示 。
对 于罐壁厚度 的计 算 ，我 们通 常 采用 “一 英 尺 法”或 者 “变设 计点方法 ”这两种方法 。由于该罐直径 小于 ６０ｍ，故 我 们采用 “一英尺法 ”，计算使用 ＴＡＮＫ软件。经计算后确定 罐 壁板 自下 而上各 圈壁 厚 依 次为 ２８．５ｍｍ，２５．４ｍｍ，２２．３ｍｍ，
该 外 浮 顶 储 罐 直 径 ３６ｍ，罐 壁 高 度 ２２．７ｍ，浮 顶 为 单 盘
式外浮顶 ，罐 底采用中间低 、四周 高结 构。最大储 液高度 ２１． ３５ｍ。其结构示意 图见 图 １。
在材料选 择方 面 ，罐壁 、罐 底 、单盘 采用 Ａ５１６ Ｇｒ．６０钢 板 ，抗风 圈采 用 Ａ２８３ Ｇｒ．Ｃ钢 板 ，浮 舱 和 盘 梯 等 部 件采 用 Ａ５１６ Ｇｒ．６０钢板 和型钢。罐 外紧固件采用碳钢材质 ，而罐 内 紧 固件则采用 ＳＳ３１６不 锈钢 材质 以最大 程度 减轻 罐 内环境 对紧 固件 的腐蚀 。
３ 罐 底 结构 设计 ３．１ 罐底 结 构形 式
储罐罐 底通 常有 正圆锥形 罐底 和倒 圆锥形罐 底两 种形 乏Ｉ ｌ ｒ －３Ｉ
式 ，该罐罐底设计 时应 业 主要求 采用倒 圆锥形 罐底 ，锥 面坡 度 取 １％ ，如 图 ４所 示 。
这种罐底 形式 中间 低 ，四周 高。在 罐 底 中央 焊 有集 液 槽 ，沉降的污泥 和存液 集 中于此 ，由弯管 自上 引 出排 放 。优
力集 中区域 ，承受液压 引起 的拉 伸应 力和 弯矩 ，以及地 震或
罐底 的排 板形 式根据储罐大小 ，控制 焊接变形 等制造工 风载引起 的剪力和 弯矩 等。因此该焊缝 是大罐设 计 、建造工
艺决定 。对于直径大于 １２．５ｍ的储罐 ，罐底 外缘受罐作用 力 程 中最为重 要 的焊缝 节 点之 一 。该 大 角焊缝 结 构遵 循 ＡＰＩ
点是不管 日后罐 底如何 变 形 ，排污 管末 端总处 于 罐底 中央 ，
且位于罐底 的最 低点 ，这对排净 沉降 的杂 质 、水 分 ，提高储 存
（ａ）
（ｂ）
液体 的质量十分有利 。另外 ，倒 圆锥形罐 底可 以增加储 罐容
图３ 罐壁 对接纵缝坡 口示意 图 对于罐壁 板对 接 纵缝 结 构 ，只有 在 罐 壁板 厚 度 未超 过 １３ｍｍ 的情况下才能 采用单面 Ｙ形坡 口，自下 而上第 七层 至 第九层罐壁板 对接纵缝结构如 图 ３（ａ）所示 。当罐壁 板厚 度
第 １０期
魏 涛 ：浅谈某油库项 目外浮顶储罐 的结 构设计
·９１·
浅 谈 某 油 库 项 目外 浮 顶储 罐 的 结构 设 计
魏 涛
（中石化 节能环保工程科技有 限公 司，湖北 武汉 ４３００００）
摘要 ：从罐壁 、罐底 、浮顶和主要附件四个 方面对某国外油库项 目２万立方米外浮顶储罐 的结构特点 进行 阐述 ，可供 今后 国外工程
量 ，储罐直径 越大 ，罐底 坡度越 陡 ，可增 加的容量越 多。缺点 是 罐内的排污管横 穿半个 罐体 ，长度很 长 ，需 用多个 支架 支 撑 。在 以后的工程 中，我们 可以灵活选 用正 圆锥 形和倒 圆锥 形这两种罐底形式 。
图４ 倒 圆锥形罐底结构示意 图
３．２ 罐底 的排 板 形 式与节 点