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大型立式储罐计算

发布时间:2021-08-27 06:36

  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。 第1页/共33页 一、概述(续) 第2页/共33页 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)。 第3页/共33页 设计建造规范 三? 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。 第4页/共33页 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。 第5页/共33页 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。 第6页/共33页 六、重要参数释义 ? 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) 第7页/共33页 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5mDN32m,公称直径小于等于5米常压 储罐一般不用计算。 第8页/共33页 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 Pa P 2000 设计外压 Pa Po 0 设计温度 0C t 100 储液密度 kg/m3 ρ 973 储罐内径 mD 10.5 罐壁腐蚀裕量 mm C2s 6 罐顶腐蚀裕量 mm C2r 1 基本风压 Pa Wo 550 基本雪压 Pa 300 地震烈度 6 风压高度变化系数 (按p29页计算) 第9页/共33页 μz 1 八、罐壁计算模块 第I圈罐壁板的实际高度 hi 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 罐壁材料负偏差 焊接接头系数 h1 1.8 Q235B 157 157 0.3 0.9 h2 1.8 Q235B 15

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