700m拱顶罐设计.docx

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（-19oCt<50oC）基本风压：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16JGBJ12890,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摘要储罐是一种储存液体或气体的钢制密封容器。主要应用与石油化工工业贮存石油及其产品以及其他液体化学产品。钢制储罐是石油、化工、粮油、食品、消防、交通、冶金、国防等行业必不可少的、重要的基础设施，我们的经济生活中总是离不开大大小小的钢制储罐，钢制储罐储油是目前应用最普遍的一种储油方式。它很少受到自然条件和地理位置的制约，储油容量可以根据需要灵活确定。内浮顶储罐是在拱顶储罐内部增设浮顶而成，罐内增设浮顶可减少介质的挥发损耗，外部的拱顶又可以防止雨水、积雪及灰尘等进入罐内，保证罐内介质清洁。这种储罐主要用于储存轻质油，例如汽油、航空煤油等。目前国内的内浮顶有两种结构：一种是与浮顶储罐相同的钢制浮顶；另一种是拼装成型的铝合金浮顶。关键词：内浮顶罐；汽油；结构设计AbstractAtankisasteel,sealedcontainerthatstoresliquidsorgases.Mainlyusedinthepetrochemicalindustrytostorepetroleumanditsproductsandotherliquidchemicalproducts.Steelstoragetankispetroleum,chemical,grainandoil,food,fire,transportation,metallurgy,nationaldefenseandotherindustriesindispensable,importantinfrastructure,oureconomiclifeisalwaysinseparablefromlargeandsmallsteelstoragetanks,steelstoragetankoilstorageiscurrentlythemostcommonapplicationofakindofoilstoragemethod.Itisrarelyconstrainedbynaturalconditionsandgeographicallocation,andtheoilstoragecapacitycanbeflexiblydeterminedaccordingtoneeds.Theinnerfloatingroofstoragetankismadeofaddingafloatingroofinsidethevaultstoragetank,andthefloatingroofinthetankcanreducethevolatilelossofthemedium,andtheexternalvaultcanpreventrain,snowanddustfromenteringthetanktoensurethecleanlinessofthemediainthetank.Thistankismainlyusedtostorelightoil,suchasgasoline,jetkerosene,etc.Atpresent,therearetwostructuresofthedomesticinnerfloatingroof:oneisthesamesteelfloatingroofasthefloatingroofstoragetank;Theotherisaassembledaluminumalloyfloatingtop.Keywords:Innerfloatingtoptank;gasoline;Structuraldesign目录第1章绪论31.1 概况31.2 结构设计特点31.2.1 结构型式的确定31.2.2 结构组成31.2.3 内浮盘31.2.4 密封装置41.2.5 导向防转装置41.2.6 罐体41.2.7 其他装置4第二章内浮顶油罐的设计计算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152.7.3 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概况长期以来，我国库存轻质油品，广泛采用固定顶油罐和浮顶油罐。由于固定顶油罐在存贮和收发油品时存在“小呼吸”和“大呼吸”，油品蒸发损耗较大，而且会因为油气逸散到空气中造成环境污染，危害人们身体健康。为了较经济有效地解决这个间题，世界上发达国家如美国、法国、前苏联早在五、六十年代相继开始研制内浮顶油罐，我国直到70年代末期才开始研制。内浮顶油罐是介于固定顶油罐和浮顶油罐之间的一种结构型式，即是在固定顶油罐内部增设一个浮动顶盖1.2结构设计特点1.2.1 结构型式的确定内浮顶油罐的结构型式其实是内浮盘和密封装置的结构形式。内浮盘和密封装置的型式多种多样，本设计采用边缘板的钢制浅盘式内浮顶和弹性材料密封1.2.2 结构组成内浮顶油罐是由固定顶罐体、内浮盘、密封装置、导向防转装置、通气孔、高液位报警器、静电导出线等组成。1.2.3 内浮盘内浮盘由一层薄的单盘板，在其外侧围以一圈边缘板焊制而成。盘上带有立柱,使浮盘下降时最终支撑在罐底上，为了检修需要，内浮盘上还设有人孔。内浮盘在正常漂浮状态时，不受外载作用，强度破坏可能性很小，当它处于立柱支撑位置时，由于浮盘板较薄，一旦受到活载作用，不易保证其整体形状，可能产生失稳现象。为此，在设计中应考虑：(1)加强内浮盘边缘环。在内浮盘的边缘板上设置一个加强环，浮盘板与加强环采用筋板支撑加固共同组成边缘环带。这样不仅加固了浮盘板的整体刚度，保证了边缘板的整体形状，而且加强了立柱支撑部的浮盘局部刚度。由于浮盘边缘刚度的加强，可以减少浮盘正常漂浮状态下，因其自重引起浮盘板边缘的下挠。(2)理布置立柱，防止浮盘产生较大的凹凸变形。内浮盘径向和环向立柱的间距相比浮顶应该小一些。1.2.4 密封装置内浮顶油罐要求密封间隙为150mm,密封为196Nm,达到良好的密封性能。本设计采用的弹性材料密封结构，由密封袋、软泡沫塑料块、固定钩板等组成。考虑贮存介质为油品,密封袋采用丁睛耐油橡胶带制作,为了保证弹性,厚度取1.5mm。浮盘与罐壁间隙的密封，依靠泡沫塑料压缩变形后的弹性维持。软泡沫塑料块采用弹性很大的轻质聚氨酷作成梯形截面，断面宽度为230mm,可以在较宽的变形范围内保持大体相同的密封力，与边长相等的正方形截面相比，节省材料。为了固定密封胶袋位置，防止泡沫塑料块在浮盘下降时往上翻，又不致于戳破密封胶袋，采用带圆弧转角的固定钩板。1.2.5 导向防转装置为防止内浮盘的偏移和转动，在内浮盘上设有导向装置。本设计由于油罐较小,内浮盘上没有转动浮梯，浮盘四周又有弹性良好的密封装置，因此进出液的推力不大，可采用偏于一侧的一根导向管。为使升降平稳及避免产生火花，在导向管周围装三个铜滑轮。铜滑轮和导向管间留有3mm间隙，防止卡住。另外在浮盘与导向管的交会处焊上一个接管，直径稍大于导向管，上端安装有一个密封装置，以防止贮液渗到浮盘上。1.2.6 罐体罐体包括罐壁、罐底和固定顶。罐壁由钢板组焊而成。环、纵焊缝采用对接焊，内表面齐平光滑。罐底由中腹板和边缘板组成，采用条形排板组焊。固定顶采用自支承拱顶，顶板采用搭接。1.2.7 其他装置为了内浮顶油罐安全正常操作，还设置（1）通气孔：包括自动通气阀、罐壁通气孔、罐顶通气孔；（2）静电导通线；（3）高液位报警器；（4）检修用的罐顶直梯，带芯人孔。第二章内浮顶油罐的设计计算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-19°CWK50C,设计压力为常压，即-0.49KPa1.96Kpa.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，前人将计算储罐内径的方法归纳为下表:表21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H2RH