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1、学院课程设计课程名称油气储运与装卸课程计题目700m3拱顶罐设计学院课程设计任务书题目名称700立方米内浮顶储罐设计系部专业班级学生姓名一、课程设计的内容（1）确定拱顶油罐的基本结构和局部构件;（2）确定油罐大小及相应构件的规格尺寸;（3）储罐的附属设施。二、课程设计的要求与数据1、设计要求（I）初步掌握主要设备的选型；（2）熟练应用常用工程制图软件；（3）熟悉储运项目设计程序步骤；（4）掌握储运项目常用标准规范；（5）熟悉并掌握储罐的计算方法；（6）熟练应用CAD绘制一张装配图；2、设计数据物料：92#汽油；设计压力：正压：196OPa负压：490Pa设计温度：自选（-19oCt50oC）基
2、本风压：686Pa雪载荷：441Pa抗震设防烈度：8度场地土类型：11类储液密度：725kgm3腐蚀裕量：3mm设计风速:55ms焊接接头系数：0.9三、课程设计应完成的工作1、课程设计内容（1）对拱顶油罐的结构进行详细设计，包括拱顶、罐壁、罐底、内浮顶的结构尺寸的设计，储罐附件的结构选取。（2）对拱顶油罐的主要结构进行强度计算，包括拱顶、罐壁、罐底、内浮顶的厚度计算，加强圈的计算和校核；（3）绘制图纸：采用CAD绘制拱顶罐装配图一张。2、课程设计说明书按学校“课程设计工作规范”中的“统一书写格式”撰写，具体包括：（1）摘要；（2）目录；（3）正文；（4）总结与展望；（设计过程的总结，还有没有
3、改进和完善的地方）；（5）参考文献（不少于5篇）；（6）附录。四、课程设计进程安排序号设计各阶段内容地点起止日期1指导老师就课程设计内容、设计要求、进度安排、评分标准等做具体介绍。学生确定选题，明确设计要求。2查阅与设计有关的资料3相关工艺设计计算4撰写课程设计说明书5课程设计初稿的修订6上交课程设计说明书7课程设计进行答辩五、应收集的资料及主要参考文献lGB50074-2002,石油库设计规范2HG21502.1-1992钢制立式圆筒型固定顶储罐系列13JGB50341-2003,立式圆筒形钢制焊接油罐设计规范4GB150-1998,钢制压力容器标准5GBT4735,钢制压力容器16JGBJ
4、12890,立式圆筒形钢制焊接油罐施工及验收规范朱萍，徐英，杨一凡球罐和大型储罐化学工业出版社20058帅健，于桂杰，管道及储罐强度设计石油工业出版社2010通过大量大型储罐的设计、建造和使用发现，采用大容量油罐储油具有节省钢材、减少占地面积、方便操作管理、减少油罐附件及管线长度和节省投资等优点，符合当今社会低碳环保，可持续发展的要求。从目前国内外的经济发展及国家需要建设大量的大型储备库情况来看，我国油罐生产的大型化将成为发展的趋势。目前油田储罐拥有量很多，其中使用量最多的是内浮顶储罐。其在国内外石油化工部门应用较为广泛。本文将700立方米内浮顶储罐的设计加以总结概述。关键词：内浮顶罐汽油结构
5、设计目录第1章绪论11.1 汽油储罐的设计目的和意义11.2 储罐结构的选择11.3 内浮顶罐的概述11.3.1 内浮顶罐的发展11.3.2 内浮顶罐的结构、性能与应用。21.3.3 浮盘的选择31.3.4 铝制内浮盘储罐3134铝制内浮顶工作原理4第2章内浮顶油罐的设计计算52.罐总体尺寸的确定52.1 罐基本参数的确定52.2 罐总体内径和高度的确定52.3 材料的选择62.4 罐壁的设计72.4.1 壁厚的确定72.4.2 罐壁的设计厚度82.4.3 罐壁的设计外压92.4.4 罐壁的开孔及开孔补强92.5 罐底的设计102.5.1 排版形式102.5.2 罐底板厚度的计算112.6 罐
6、顶设计112.6.1 固定顶设计112.6.2 球壳的设计122.6.3 拱顶的稳定性校核142.7 抗震设计142.7.1 倾覆力矩的计算142.7.2 罐壁压应力计算142.7.3 罐壁临界压应力及其校核15结论16参考文献17附录18第1章绪论1.1 汽油储罐的设计目的和意义本次课程设计主要包括：对浮顶油罐的结构进行详细设计，包括浮顶、罐壁、罐底的结构尺寸的设计，以及储罐附件的结构选取；对拱、浮顶油罐的主要结构进行强度计算，包括浮顶、罐壁、罐底的厚度计算。通过以上设计计算，进一步提高对所学学科知识的运用能力和工程设计能力。近十几年来，我国的油气储运事业获得了蓬勃发展。新建的国家战略石油储
7、备基地正为我国经济长期健康、快速发展提供能源保障。油气田生产、处理离不开管道和储罐，油气运输和储存离不开管道和储罐，大型炼油厂的各种管道和储罐更是错综复杂、星罗棋布，大部分的油气产品正是通过储罐储存和管道输送最终送达用户的。设计满足使用要求的储罐，使之在寿命期内不发生结构失效，是本次设计的目的。1.2 储罐结构的选择油品储罐的选型应考虑的主要因素是尽量降低油品损耗，避免油品在储存期间变质，减轻大气污染与火灾的危险性，同时还要考虑经济合理。储存汽油，柴油的储罐原则上既可以选择固定顶油罐,也可选用内浮顶油罐。但不同罐型的防火距离要求是不同的，一般而言(容量大于10()()m3的油罐)，固定顶油罐之
8、间的距离为0.6D,内浮顶油罐之间的距离为0.4D。对固定顶与内浮顶油罐的选型进行分析比较，当土地价格与地基处理费用较高时，从经济合理性上来讲,选用内浮顶油罐是恰当的。考虑到本油罐所盛的介质为汽油，而汽油为易挥发的轻质油品，为降低汽油的蒸发损耗，减少环境污染，以及减少油库的占地面积，选用内浮顶罐最合适。1.3 内浮顶罐的概述1.3.1 内浮顶罐的发展我国内浮顶储罐的历史可追溯至上世纪70年代，由当时的北京石油设计院和东方红炼油厂等单位合作，在1978年3月将东方红炼油厂的一台30003汽油拱顶罐改造成为内浮顶储罐，采用浅盘式设计，由此诞生了我国首台内浮顶储罐2。作为钢制焊接浮盘的开山鼻祖，浅盘
9、式浮盘的安全性欠佳，一旦液体进人浮盘上部，就存在整盘倾覆的风险，因此在浅盘式浮盘的基础上又出现了若干变种，比如利用隔板将浅盘空间隔开，使得盘体上方某一区域的进液不至于扩散至全盘的敞口仓式浮盘。但是这类浮盘无法提供积极浮力的问题始终存在，因此很快就被具备完整浮仓结构的浮盘类型所取代，比如钢制焊接的单盘式、双盘式浮盘等。尽管具备完整浮仓结构的钢制焊接浮盘在安全和环保性能方面没有问题，但由于内浮顶储罐的工况较为稳定，因此存在着强烈的使用轻型浮盘的客观需求，以期获得更高的储罐有效容积利用率，降低设备设施全生命周期的运营成本。在我国现存的内浮顶储罐中，规模最大的浮盘是复合材料浮盘.该浮盘位于中海壳牌的内
10、浮顶原油储罐中，直径为78m,罐容积为10万m32,共有5座相同规格的储罐，始建于2004年，至今使用时间已经超过16年。1.3.2 内浮顶罐的结构、性能与应用。内浮顶储罐是带罐顶的浮顶罐，也是拱顶罐和浮顶罐相结合的新型储罐。内浮顶储罐的顶部是拱顶与浮顶的结合，外部为拱顶，内部为浮顶。内浮顶储罐具有独特优点：一是与浮顶罐比较，因为有固定顶，能有效地防止风、砂、雨雪或灰尘的侵入,绝对保证储液的质量。同时，内浮盘漂浮在液面上，使液体无蒸汽空间，减少蒸发损失85%96%；减少空气污染，减少着火爆炸危险，发生火灾一般不会造成大面积燃烧，易于保证储液质量,特别适合于储存高级汽油和喷气燃料及有毒的石油化工
11、产品；由于液面上没有气体空间，故减少罐壁罐顶的腐蚀，从而延长储罐的使用寿命，二是在密封相同情况下，与浮顶相比可以进一步降低蒸发损耗。内浮项罐具有许多优点,应用范围越来越广，是一种很有发展前途的储罐。美国石油学会认为:设计完善的内浮项是迄今为止为控制固定项蒸发损耗所研究出来的最好的和投资最少的方法。因此，内浮顶储罐可用来储存汽油、喷气燃料以及醛类、醇类、酮类、苯类等易燃易爆易挥发的液体化学品。内浮项罐与固定项罐比较有以下优点：(1)大量减少蒸发损耗。由于液面上有浮动顶覆盖,储液与空气隔绝,减少空气污染和着火爆炸危险，易于保证储液质量,特别适用于储存高级汽油和喷气燃料以及有毒污染的液体化学品。易于
12、将已建成固定顶罐改选为内浮顶罐,并取消呼吸阀，阻火器等附件,投资少,经济效益明显。(4)因有固定顶能有效防止风砂、雨雪或灰尘污染储液,在各种气候条件下保证储液的质量,有“全天候车储罐”之称。在密封效果相同的情况下，与浮顶罐相比,能进一步降低蒸发损耗,这是由于固定顶盖的遮挡以及固定顶与内浮盘之间的气相层甚至比双盘式浮项具有更显著的隔热效果。(6)内浮顶罐的内浮顶与浮顶罐上部敞开的浮盘不同，不可能有雨，雪荷载，内浮盘上载荷少,结构简单,轻便,可以省去浮盘上的中央排水管,转动浮梯等附件，易于施工和维护,密封材料可避免日光照射而老化。133浮盘的选择根据不同材料的性质以13.5m浮盘为例，按照国家标准
13、GB50341-2003立式圆筒形钢制焊接油罐设计规范的要求，在不考虑腐蚀余量的情况下，对其耗材和性能比较。（1）钢浮顶。按照标准要求下盘、上盘及周边钢板选用4.5mm厚，中间隔板选用2.5mm厚，整体重量超过为35t。（2）不锈钢浮顶。不锈钢内浮顶适用性好，耐腐蚀，适用于大多数介质。浮顶盖板选用0.5mm厚，骨架、浮筒用1.2mm厚，13.5m浮盘重量约在9t。（3）铝浮顶。铝浮顶耐腐蚀性较好，整体重量轻，制作方便。盖板选用0.5mm厚铝板，骨架选用2mm厚，浮筒选用1.7mm厚，13.5m浮盘重量约在2.1t。由于重量轻，浮盘运行稳定性好。根据上面的比较，选用铝浮顶的性价比高，经济合理；如
14、必须选用钢浮顶，选用不锈钢材料做内浮顶无论从使用方面，还是价格方面都比选用碳钢浮顶更为合理。1.3.4 铝制内浮盘储罐所谓铝制内浮顶储罐，即是在钢制的固定顶储罐内设置一个铝制或铝镁合金材料装配而成的内浮盘。装配式铝制内浮顶采用非焊接结构。构架和铺板位于油面以上，用卷制的铝合金筒作浮力构件，支撑整个构架,铺板与油面之间有一定的空间，除了铝浮顶与罐壁之间的环形空间以外，所有油面由铝浮顶覆盖。铝浮顶周边与罐壁之间的环形间隙采用舌形密封装置或填料式舌形密封装置加以密封。铝浮顶上设有量油孔、真空阀、人孔、防静电装置和防旋转装置等附件。铝制内浮顶按照提供浮力的元件区分有浮管式的和浮子式的。与钢制内浮顶相比
15、，铝制内浮顶有很多优点：（1）施工工期短，对罐壁要求低钢制内浮顶是用钢板焊接而成，往往是在生产罐区内施工,长时间大量焊接与切割的动火工作对生产罐区来说无疑是十分危险的，装配式铝制内浮顶实现了预制,全部零部件可以通过罐壁人孔送入罐内,用螺栓进行安装,安装时的动火工作量比钢盘式内浮顶减少95%以上，1台1500r113油罐的装配式铝制内浮顶,可以在一星期之内完成全部安装工作。（2）质量轻，成本低，安装、搬运方便铝制内浮顶的全部零件都采用铝合金制造，在搬运过程中十分轻便。因此，在安装过程中不需要起重设备，零件的组装不用焊接，多采用螺栓紧固，个别部位采用钾接。特别适合于旧拱顶钢罐改造成内浮顶罐。(3)
16、密封圈更耐腐蚀钢制内浮顶采用“0”密封，而装配式铝制内浮顶四周与罐壁之间的环形空间多数采用舌形密封装置加以密封，一种是舌形橡胶密封带，一般用在新罐上；另一一种是填料式舌形密封胶带,一般用在旧罐上。舌形密封属于二次密封，它除了提高密封效果外，还可以保持一次密封免遭风雨等的破坏，延长一次密封的寿命，但使用二次密封能减少油罐的有效使用容积。(4)浮盘升降更平稳，不易卡盘钢制内浮顶由于自身重量大、浮船容易腐蚀渗漏,造成倾斜升降，发生沉船现象，导致油罐不能正常工作。装配式铝制内浮顶改变了传统的利用大直径(DN200)不锈钢管作支撑的硬式防转装置，采用了固定钢丝绳支撑的软式防转装置，使内浮顶自由的漂浮在油
17、面上，缓解了浮顶径向压力的不均衡状态，防止了卡盘现象。1.3.5 铝制内浮顶工作原理当油品进罐后，油品充满在罐底、罐壁与内浮顶之间，当油品液位高度达到淹没浮筒的1/2时，内浮顶便在浮筒产生的浮力作用下漂浮在油面上，随着油面升降而升降，有效地减小了油品上部的气相空间，同时，始终将油品与空气保持隔离状态，从而大量减少了油品的蒸发损耗，节约了能源，减少了环境污染，提高了储罐使用的安全性。内浮顶储罐正常运行的关键点是内浮盘的安全平稳升降。若处理不当，引起沉盘，起不到内浮顶储罐的作用，则安全性要求就得不到保证。为确保内浮盘安全平稳升降的要求主要有两方面：一是导向结构；二是内浮盘的平整度。导向管越垂直，内
18、浮盘的平整度越好，内浮盘上下升降的平稳性越好。第2章内浮顶油罐的设计计算2.罐总体尺寸的确定2.1 罐基本参数的确定内浮顶油罐是在设计容积给定的情况下，如何使设计出的油罐达到最低的工程造价和材料消耗，同时又满足罐壁强度和稳定性要求。储罐的设计参数主要有：设计温度、设计压力、风及地震载荷、油罐的直径、高度、容量等。根据储罐所盛装的介质(92#汽油)及工作环境确定设计温度为-19CWK50C,设计压力为常压，即-0.49KPa1.96Kpa0其他参数将在后文中介绍。2.2 罐总体内径和高度的确定储罐总体尺寸的确定主要坚持两个原则，即材料最省和费用最省。根据储罐总体尺寸确定的两个原则，前人将计算储罐
19、内径的方法归纳为下表:表2储罐的经济尺寸罐壁情况储罐形式按材料最省的经济尺寸按费用最省的经济尺寸等壁厚小型敞口储罐HRHR小型封闭储罐H2RH2R不等壁厚大型封闭储罐HIaC2+C3H2C1当容积小于IoOom3时采用不等壁厚的储罐。若把罐壁和罐顶看作相同的费用，并且分别为罐底费用的两倍时，其经济尺寸H=3D8(I-I)看来合理些。在确定贮罐的设计容积时，贮罐安全高度还应考虑液位的极限波动及消防的要求(贮罐空气泡沫接管到液面之间应留有一定高度，以保证储液面上泡沫覆盖层能有足够厚度)。内浮顶罐的体积公式为：D2H=V(2.1)根据公式（IJ）和（1-2）及充装系数为0.9,则浮顶罐罐罐高度与直径
20、计算结果为：-D20.9=70048所以D=13.8m,H=5.2m计算容积为：oD2H,1.1 =777m34对于立式圆筒形储罐，可通过建立立式圆筒储罐罐体质量函数关系并求取极小值，同时引入质量折算系数的概念，在遵循JBT4735-199710006的储罐。对于容积较小的储罐，采用定点法设计罐壁厚度计算简便，结果也足够安全。2.4.1 壁厚的确定罐壁的设计首先要确定壁厚。在罐壁中环向应力是占控制地位的，因而壁厚是根据环向应力确定的。壁厚一般可按下式计算：”哗陪+C(2.2)21式中：t-罐壁按强度要求的最小壁厚，mm；D-油罐的直径，m；H-由所计算的那圈壁板的底边至罐壁顶端的垂直距离，m；
21、-贮液的比重，当贮液的实际比重小于1时，取y=1；-焊缝系数，根据我国目前的焊接水平和焊缝质量检查的具体情况,可取。=0.90；团-许用应力，团可按2/3恁进行计算，内为材料规定的最低屈服极限，3公斤/毫米；式中0.3是由于下一圈板或罐底对所计算的那圈板的约束而使最大应力减低的修正系数；C-钢板的允许负偏差及腐蚀裕量之和，mmo钢板的允许负偏差，与钢板的厚度和宽度有关。按(2-2)式计算出的t值，适当向上圆整。考虑到预制，运输、安装以及保证建成后罐壁圆度等，按(2-2)式确定的壁厚在任何情况下不得小于按刚性要求所决定的。2.4.2罐壁的设计厚度罐壁的设计厚度按下式计算，取其中的较大值。_ 0.
22、0049P(H-O3)Dt +Cl + C2_ 4.9(H-0.3)。=-m- +Cl(2.3)(2.4)式中：td-储存介质时的设计厚度(mm)；”储存水时的设计厚度(mm)；P-储液的密度(如/心)；H-计算的壁板底边至罐壁顶端的垂直距离(m)；D-储罐内直径(m)；上产-设计温度下罐壁钢板的许用应力(MPa)；-常温下罐壁钢板的许用应力(MPa)；一焊缝系数，取0.9；C-钢板或钢管的厚度负偏差(mm),取0.6mm；C?-腐蚀裕量(mm),取3mm；查得，常温下Q235-A的许用应力=375MPq,设计温度下的许用应力为t=157MPaf将D=9.2m,H=I2.5m代入上式,分别得:
23、第一层：4.9 0.737 X (12.5 - 0.3) 9.2375 0.94.9 (12.5 - 0.3) 9.24- 0.6 + 3 = 4.8009nzn157x0.9+ 0.6 = 4.4922ZnTn第二层:4.9 X 0.74 X (10.2 - 0.3) X 9.2375 0.94.9 (10.2 - 0.3) 9.2 0.6 + 3 = 4.5785znn1570.9+ 0.6 = 3.7585 mm第三层:4.9 0.74 X (7.8 - 0.3) X 9.2357 0.94.9 X (7.8 - 0.3) X 9.2+ 0.6 + 3 = 4.3413TnTn157x0
24、.9+ 0.6 = 2.9928 mm第四层:td4.9 0.74 X (5.5 - 0.3) X 9.2357 0.94.9 (5.5 - 0.3) X 9.2 0.6 + 3 = 4.1399nun第五层:td =1570.9+ 0.6 = 2.2589 mm4.9 0.74 X (3.1 - 0.3) X 9.2357 X 0.9+ 0.6 + 3=5.0756nn+ 0.6 =1.4933 mm4.9X(3.1-0.3)9.21570.9在确定壁板的名义厚度时,不能单纯地按计算结果考虑,因为计算公式只从满足罐体强度方面考虑了作用在罐壁上的液柱静压力、材料的许用应力以及焊接接头系数。按照
25、上述二式计算的罐壁厚度，最上一层或者几层钢板的厚度可能会较薄，以致于制造难度增大。确定罐体壁厚还要考虑以下几个方面的问题:：（1）防腐蚀；（2）罐体受力；（3）罐体刚度。为此罐体壁厚，可用一些经过实践证明行之有效的经验数据加以限制：当油罐直径12m时，最小壁板厚度为6mm；当油罐直径12mgD15m时,最小壁板厚度为7mm；当油罐直径15mD0.06D=0.069.2=0.55m2（2.6）式中：B环向通气孔总有效通气面积（巾2）。2、罐壁上应至少设置一个低位人孔，并宜设一个高位人孔，其规格不应小于DN600o在罐壁上开孔后将在孔的附近产生应力集中，其峰值应力通常达到罐壁基本应力的3倍，甚至更
26、高。这样高的局部应力再加上开孔结构在制造过程中又不可避免的会形成缺陷和残余应力，如不采取适当的补强措施，就很可能在孔口造成疲劳破坏和脆性裂口，使孔口处撕裂。补强的办法就是在开孔的周围焊上补强圈板，以增大开孔周围的壁厚，降低孔周围的应力。理论分析和实际经验表明，用罐壁相同材质的钢板作为补强圈板，补强圈板的横截面积与孔口的横截面积（孔口直径和罐壁厚度的乘积）取值相同，将有良好的效果，足以保证孔口的强度要求。因此工程实际中均采用这种“等截面”补强的方法。接管公称直径大于50mm的开孔应补强，当开孔直径不超过250mm,补强板可采用环形板，当开孔直径大于250mm时，补强板采用多边形板。2.5 罐底的
27、设计立式油罐的罐底一般是直接放在地基的砂垫层上.油罐内的油品重量可直接传结地基。底板仅受一简单的压缩力，这对钢板来说，受力是极其微小的。因此，对底板来说，理论上几乎没有强度要求，只需要将油品与地基隔开，不渗漏就行了。不过，考虑到不同大小的油罐由于地基沉陷的影响和经济要求，各种规范都对油罐罐底的结构，如排板的形式、底板的厚度以及搭接联接的方式等提出了不同的要求。罐底设计的主要依据是：对排板、焊接、联接方法和板厚的要求。2.5.1 排版形式罐底板的排板形式，主要考虑使其焊接变形最小、易于施工、以及节约钢材等因素来决定。经过多年的实践，目前主要采用如图3所示的两种形式。XOOmm图3储罐罐底板排版形
28、式当储罐内径小于12.5m时宜采用条形排版形式，当外径大于等于12.5时，宜采用弓形边缘板。由于本文所设计的油罐外径为9.2m,故选用条形排版形式（如图3-a）0罐底板的接缝除弓形边缘板之间为对接外其余全为搭接。搭接顺序一般是由中心向边缘进行。2.5.2 罐底板厚度的计算根据石油化工立式圆筒形钢制焊接储罐设计规范SH3046-1992表3-1中幅板钢板规格厚度储罐内径（m）中幅板钢板规格厚度（mm）碳素钢不锈钢D2064.5表3-2边缘板钢板规格厚度底圈罐壁板厚度（mm）边缘板钢板规格厚度（mm）碳素钢不锈钢11-2087所以，罐底中幅板厚7mm,底圈罐壁板厚度为13mm,则边缘板钢板厚9mm
29、。2.6 罐顶设计2.6.1 固定顶设计内浮顶储罐固定顶一般设计为拱顶。拱顶是一种由球面拱形结构通过包边环量与罐壁上沿相连接的固定顶盖。球面拱顶与锥顶相比，拱顶结构简单、刚性好、能承受较高的剩余压力、钢材耗量少；但气体空间较一般的锥顶盖大，制造也比锥顶盖麻烦些。球壳半径R=（0.81.2）D=7.4l1.1m（油罐内径）转角曲率半径p=0.1D=0.92h0.4r=1.84m（*为罐半径）顶板周边与包边环量采用薄弱连接。内浮顶罐罐顶的外载荷由球壳的自重、雪载、活载荷、罐内真空度等组成。当对外载荷估计太低会使球壳受压失稳，也会使包边角被拉坏。估计过高会浪费材料，一般外载荷由下计算：第Il页Qe=
30、Qi+Q2+Q3+Q4(2.7)式中：q作用于球壳上的外载荷，kgf/m2；q球壳单位面积的自重，kgf/m2；q2雪载荷，kgf/m2；q3活载荷，kgf/m2；q4罐内可能产生的最大真空度；kgf/m2；g2Q3心的取值最小不应小于120kgf7m2o2.6.2 球壳的设计对于700立方米或较大的储罐采用加肋拱顶较经济，使在拱顶满足稳定性的条件下，拱顶自身的重量最轻。对拱顶罐的球壳进行内压力作用下所产生的薄膜应力的强度校核和外载作用下的稳定校核。在大多数情况下后者是主要的，故只校核后者。球壳的厚度一般用公式：tmin0.42?+C=0.420.8X9.2+14.1mm(2.11)计算，但最
31、小不得小于4mm。式中：tmin所需最小板厚，mm；R罐顶曲率半径，m；C腐蚀裕量。光球壳稳定性校核Pcr=0.312fi,Q)(2.8)式中：Pcr稳定许用载荷，kgf/cm2；E钢的弹性模量，kgf/cm2；t球壳厚度，mm；R球壳曲率半径，mo代入数据求得Per=0.312192IO9()=11897p稳定性验算满足：PPcr式中：P拱顶的设计外压力Pcr许用压力。2、筋条球壳稳定性校核Pcr = 2.1 X IO4式（2.9）式中：t1带筋条顶板的折算厚度，mm；Di带筋条顶板径向截面的平均抗弯刚度，kg-mm；E钢材的弹性模量，E=1.63 W4kgmm2;bi纬向筋宽度，mm；hi
32、纬向筋厚度，mm；Li径向截面上的筋（纬向筋）间距，mm；m带筋顶板径向折算系数；e经向截面上，组合截面形心O点到顶板中心面的距离，mm+式 （2.11）E钢材的弹性模量，取E=1.63x 10g7nrn2;b2纬向筋宽度，mm；h2纬向筋厚度，mm；L2径向截面上的筋（纬向筋）间距，mm；n2带筋顶板径向折算系数；九2 = 1+号式（2.12）e2经向截面上，组合截面形心O点到顶板中心面的距离，mm, D罐顶抗弯刚度，kg-mmO2.6.3 拱顶的稳定性校核拱顶球壳无内压作用，只校核外载荷作用下的稳定性。作用在拱顶不致由皱折造成失效的安全应力（拱顶许用临界应力）PcrtgPer=0.1E-式
33、中：E弹性模量，取E=200Gpa;T球壳厚度，mm（不包括腐蚀裕量）；D储罐直径，m;0一一母线与水平面夹角；将数据代入公式得Per=3.062XIO6Pa而在罐顶中由动载荷和静载荷所引起的压力P=8693.551PaP小于Per满足稳定性要求。2.7 抗震设计2.7.1 倾覆力矩的计算M=Q居（2.13）式中：M水平地震载荷对罐底底面的弯矩，kgf-cm2；Qo水平地震的载荷，kgf-cm2；H罐底底面至液面的高度，m；QO按下式计算：QCZaomaX代入可得：Qo=28.6352kgfcm2M=179kgfcm2式中：Cz综合影响系数，对常压立式油罐，取Cz=0.40;Omax地震影响系
34、数最大值，Gmax与地震烈度有关；Wo一一产生载荷的油罐总重量；。2.7.2 罐壁压应力计算底层壁板的最大压应力可按下式计算N l MIA W(2.14)错误!未定义书签。=l6615107fcm2式中：底层里位的息大压应力，kgf/cm2；N底层壁板底部的垂直载荷，包括罐体自重和保温层重，kgf；A底层壁板的截面积，Cm2；A=DtW底层壁板的截面系数，cn?；w=0.785D2tD油罐的直径，cm；t油罐底层壁板的厚度，cm。2.7.3 罐壁临界压应力及其校核临界许用压应力可按下式计算l-25Zrr.0.25(一)(2.15)cr=760.3585kgf7cm2式中：Lml一临界许用压应力
35、，kgfcm2o当。/r时，说明在设计预测的地震情况下，油罐安全。国家标准建筑结构荷载规范GB50009-2001规定在地震烈度为七度或七度以上时(烈度为九度区为不适宜建罐区)必须采取抗震措施。结论本次设计的油罐是700m3的立式拱顶油罐，通过查阅相关资料作为参考，主要对罐体材料，罐的直径及高度的确定，储罐抗震的设计计算，同时还进行了罐壁、罐底、罐顶的计算及校核，还有储罐附件的确定，储罐的防护措施的选择，得出以下结论：1 .浮顶的选择上选用铝浮顶的性价比高，经济合理；如必须选用浮顶，选用不锈钢材料做内浮顶无论从使用方面，还是价格方面都比选用碳钢浮顶更为合理。选择的基本材料为Q235-B型钢，不
36、仅能满足罐体对强度和刚度的要求，也大大节约了制造成本，达到了经济合理。2 .HG21502.2-92提供的公称容积为700/的储罐的参数如下：计算容积：764113;储罐内径：9200mm；罐壁高度：12500mm；拱顶高度：99Imm；总高:13491mm；罐壁底圈到第七圈的厚度(mm)分别为：6,6,6,6,6,6,6,储罐总重：28720Kg0罐壁的设计外压为：580Pa3 .罐低的设计当储罐内径小于12.5m时宜采用条形排版形式，当外径大于等于12.5时，宜采用弓形边缘板。由于本文所设计的油罐外径为9.2m,故选用条形排版形式。罐地板厚度：罐底中幅板厚7mm,底圈罐壁板厚度为13mm,
37、则边缘板钢板厚9mm4 .罐顶设计：内浮顶储罐固定顶一般设计为拱顶。拱顶是一种由球面拱形结构通过包边环量与罐壁上沿相连接的固定顶盖。球面拱顶与锥顶相比，拱顶结构简单、刚性好、能承受较高的剩余压力、钢材耗量少；但气体空间较一般的锥顶盖大，制造也比锥顶盖麻烦些。5 .抗震设计：o/r时，说明在设计预测的地震情况下，油罐安全。参考文献lGB50341-2003,立式圆筒形钢制焊接油罐设计规范，2003.2GB150-1998,钢制压力容器标准，1998.3GBT4735,钢制压力容器，1997.4GBJI2890,立式圆筒形钢制焊接油罐施工及验收规范,2000.5SYJlOI682立式圆筒形钢制焊接
38、油罐设计技术规定石油工业部规划设计总院1982.6潘家华、郭光臣等.油罐及管道强度设计，石油出版社(1986,北京).7张有渝、刘智萍.内浮顶油罐的设计问题，油气储运，第1期，第13卷8秦景娜、内浮顶储罐的设计及推广，大化科技，2002.9彭小军、高宏斌.立式油罐基础的设计选型，工程设计，2005.3.10史倬轮.内浮顶罐技术及发展，石化科技，1996,3(1)：16-20.11龚利亭.对内浮顶和拱顶油罐设计的若干看法，江西石油化工，2000.12孟德文.汽油罐腐蚀原因分析及防腐措施，辽阳石油化工高等专科学校学报，2001,第3期，第17卷.13GB50341-2003.立式圆筒形钢制焊接油罐
39、设计规范M,2003.14刘广桥.油气储运设施防腐技术M.北京：中国石化出版社,2016.3.15徐英,杨一凡,朱萍.球罐和大型储罐J.化学工业出版社.16武铜柱.大型立式油罐发展综述J.石油化工设备技术.2004(03):54-59.17朱有庭，曲文海,于浦义.化工设备设计手册IMI.北京:化学工业出版社,2005.18姜志明，吴小斌.大型油皤基础设计J.石化技术.2003(04):23-30.l11m,-3H*t内淳U储系JIM*数笔尺寸*N2“(am)IfI(BeO&计限M公tM钦a屏K就计限力(C/序林原序号内程RHKaXLI-L-SS中般看NAl号(l,)*R9高R-八T-(Bn)M:()1HGIlBOti-W-IOI102100no45M7850477S327666-t5.566581702HG21502.2-21031042002205500Itttt587I0M766665.56SIMM3HGfl5C2.292W3IM3003206500Ee695IIMS666665.S6iS15M04HG21S02.2-W-JOTIM400OO750010550W5114666664S.566SQ235-A.F
