大型立式储罐计算

五、如何正确使用计算程序



计算机的广泛应用有效地提高了我们的工作效 率，使我们从设计工作中需要反复进行设备零 部件强度，刚度计算过程解脱出来，虽然大部 分计算内容由专业计算程序支持完成，但工程 技术人员对形成计算书数据正确性、完整性负 有法律责任。 由于计算模块不可能囊括所有技术细节，技术 标准不断更新，与设计模型的不符，常需要我 们对简单计算程序进行修改。 办法：深入学习标准，明确计算步骤，正确填 写数据，学会分析重要数据合理性。
浅谈大型立式储罐的计算
中航黎明锦西化工机械（集团） 有限责任公司技术中心 韩滔 2015.3.11
一、概述
储罐是工业中广泛使用的储存设备，用以储存石油、 石化产品及其类似液体。本课件讲述的常压储罐，为内 部气相空间有直接与大气相通的开口（即常压）和存在 微内压的大型储存设备，而罐壁承受储液压力的作用会 产生很高的应力，为保证储罐安全、可靠地运转，对储 罐的设计、施工提出严格的要求，认为常压储罐而随意 放松设计要求会导致灾难性后果，因此必须严格遵循有 关的设计规范要求。 本课件重点介绍在常温和接近常压的条件下储存液 体的立式圆筒形储罐，储罐由平罐底、圆柱形罐壁、角 钢圈和罐顶组成，在施工现场进行组装焊接。罐底与罐 壁采用T型接头，罐顶与罐壁采用搭接结构。罐顶结构 形式只限为锥顶、拱顶两种。


目前国内常用的设计规范： 1) 设计压力：-490Pa～6000Pa ，容积大于100m3储罐应按 GB50341-2003《立式圆筒形钢制焊接油罐设计规范》； SH3046-1992《石油化工立式圆筒形制焊接储罐设计规范》。 这两个设计标准主要是参考美国API650《钢制焊接油罐》编制 的。对于埋地、储存极度和高度危害的介质、人工制冷液体的储 罐不适用这两个标准。 对于极度和高度危害介质，一般参考美国 API650设计。 2) 设计压力：6000Pa～18kPa，应按美国API650； 3) 设计压力：18kPa～103.4kPa低压储罐，应按美国API620。 本课件使用计算程序引用GB50341-2003 设计规范。
六、重要参数释义


来自百度文库


1设计压力： 1.1定义：罐顶部气相空间的最高压力（表压），其值不应低于正常使用 时可能出现的最高操作压力。压力范围：-490~6000Pa 1.2如何输入：设计内压：常压、满液输0Pa；微内压输具体数值；设计 外压一般输安全阀负压开启压力490Pa或给定负压值，没有输0Pa。 2.设计温度： 2.1定义：在正常使用状态时罐壁及主要受力元件可能达到的最高或最低 金属温度。温度范围：<250℃ 2.2如何输入：操作温度为常温或低于50℃时，设计温度取50℃。 操作温度为大于等于50℃，小于90℃时，设计温度取90℃。 操作温度为大于等于90℃时，设计温度取最高操作温度加上20 ℃。 2.3设计温度大于等于90℃，小于250℃时，按附录B附加要求修正程序 内容： 1）罐顶构件许用应力，还应乘表B2.2(P77)确定的设计温度下材料的屈 服强度与210MPa的比值（不得大于1）
七、设计条件输入

设计条件输入可按图纸技术特性表数据给出。
设计条件
设计内压 设计外压 设计温度 储液密度 储罐内径 罐壁腐蚀裕量 罐顶腐蚀裕量 基本风压 基本雪压 地震烈度 风压高度变化系数 (按p29页计算) μz Pa Pa
0C
P Po t ρ D C2s C2r Wo
2000 0 100 973 10.5 6 1 550 300 6 1
h7
h8
h9
h10
h11
各圈壁板材料 设计温度下罐壁许用应力 常温下罐壁材料许用应力
Q235B 157 157 0.3 0.9 8.43
罐壁材料负偏差
焊接接头系数 储存介质时计算厚度 储存水时计算厚度

一、概述(续)
二、主要载荷



承受载荷主要分为静载荷、操作载荷、 动载荷三大类。 1．静载荷：储罐自重、隔热层重量、附 加载荷、储存液体静压力、雪载荷。 2．动载荷：风载荷、地震载荷。 3. 操作载荷：正压（操作条件决定的气 相空间）、负压（抽排液或温度变化形 成）。
三、 设计建造规范
kg/m3 m mm mm Pa Pa
八、罐壁计算模块
壳体计算
第I圈罐壁板的实际高度 hi
h1
1.8
h2
1.8 Q235B 157 157 0.3 0.9 7.79
h3
1.8 Q235B 157 157 0.3 0.9 7.15
h4
0.9 Q235B 157 157 0.3 0.9 6.51
h5
h6
四、计算程序种类


目前我公司现有的计算程序： 1.1 SEI公司：石油化工静设备计算辅助设计桌面系统 中圆筒形储罐计算程序； 1.2 天辰公司：EXCEL表格式计算程序。 1.3 京鼎公司：EXCEL表格式计算程序 。 1.4 中航黎明锦化机： EXCEL表格式计算程序。 因常压储罐设计天辰设计院较多，我公司使用频率较 高为天辰公司计算程序。该程序界面简洁，数据输入 简单，结论直观，修改及打印计算书方便，深受我公 司工程技术人员喜欢。 本课件使用天辰计算程序讲述GB50341-2003 需要的 计算内容。
六、重要参数释义（续）
2）罐顶计算厚度还应乘设计温度与常温下钢材的弹性模量之比 3）抗风计算中，罐壁的许用临界压力应乘设计温度与常温下钢材 的弹性模量之比 4）微内压储罐设计压力公式中系数1.1还应乘设计温度下材料的 屈服强度与210MPa的比值（不得大于1） 5）有保温的锚栓的许用应力应为常温下许用应力乘以表2.2（P22） 设计温度下屈服强度降低系数 3.许用应力如何选取：碳钢和低合金钢可直接按GB50341查取， 高合金钢许用应力确定按SH3046-1992查取，不能用GB150中数 值。 4.焊接系数:一般取0.9,当标准规定的最低屈服强度大于390MPa时 取0.85， 储存极度和高度危害的介质时，天辰取1.0 5.直径范围：公称直径5m<DN<32m，公称直径小于等于5米常压 储罐一般不用计算。