油氣儲運網(wǎng)

儲罐設計計算書

　

1.設計基本參數(shù)：

　

　

　

　

　

　

　

　

設計規(guī)范：

GB50341-2003《立式圓筒形鋼制焊接油罐設計規(guī)范》

　

　

　

設計壓力：

P

2000

Pa

-500

Pa

　

　

　

　

設計溫度：

T

50

°C

　

　

　

　

　

　

設計風壓：

ω0

540

Pa

　

　

　

　

　

　

設計雪壓

Px

300

Pa

　

　

　

　

　

　

附加荷載：

Ph

1200

Pa

　

　

　

　

　

　

地震烈度：

　

8

度

0.2g

Ⅱ類第一組

　

　

　

罐壁內徑：

D

24

m

　

　

　

　

　

　

罐壁高度：

H1

13

m

　

　

　

　

　

　

充液高度：

H

13

m

　

　

　

　

　

　

液體比重：

ρ

1.5

　

　

　

　

　

　

　

罐頂半徑：

Rs

24

m

　

　

　

　

　

　

焊縫系數(shù)：

Φ

0.9

　

　

　

　

　

　

　

腐蝕裕量：

C2

0

mm

　

　

　

　

　

　

鋼板負偏差：

C1

0.8

mm

　

　

　

　

　

　

　

　

　

　

　

　

　

　

　

2. 罐壁分段及假設壁厚：

　

　

　

　

　

　

　

　

罐壁尺寸、材料及許用應力如下：

　

　

　

　

　

從下至上      分段號

高度（m）

厚度（mm）

材料

設計[σ]d（MPa）

σs（MPa）

σb（MPa）

水壓試驗[σ]t（MPa）

重量（kg）

　

1

2

24

00Cr17Ni14Mo2

110

165

455.6

110

28438.5

　

2

2

22

00Cr17Ni14Mo2

110

165

455.6

110

26066.4

　

3

2

20

00Cr17Ni14Mo2

110

165

455.6

110

23694.8

　

4

2

16

00Cr17Ni14Mo2

110

165

455.6

110

18952.7

　

5

2

14

00Cr17Ni14Mo2

110

165

455.6

110

16582.2

　

6

1.5

10

00Cr17Ni14Mo2

110

165

455.6

110

8881.8

　

7

1.5

8

00Cr17Ni14Mo2

110

165

455.6

110

7104.9

　

　

　

　

　

　

　

總重：

mt

129721.2

　

　

　

　

　

　

　

　

　

　

3. 罐壁計算：

　

　

　

　

　

　

　

1)設計厚度計算(儲存介質)：

　

　

　

　

　

　

Pict

　

　

　

　

　

　

　

　

　

計算結果：

　

　

　

　

　

　

　

　

　

從下至上分段數(shù)

計算液位高度H（m）

計算壁厚td（mm）

名義厚度tn（mm）

　

　

　

　

　

　

1

13

23.4

24

　

　

　

　

　

　

2

11.5

20.8

22

　

　

　

　

　

　

3

10

18.1

20

　

　

　

　

　

　

4

8

14.5

16

　

　

　

　

　

　

5

6

11.0

14

　

　

　

　

　

　

6

4

7.4

10

　

　

　

　

　

　

7

2

3.8

8

　

　

　

　

　

2)水壓試驗厚度計算：

　

　

　

　

　

　

Pict

　

　

　

　

　

　

　

計算結果：

　

　

　

　

　

　

　

　

　

從下至上分段數(shù)

計算液位高度H（m）

計算壁厚tt（mm）

　

　

　

　

　

　

　

1

13

15.09

　

　

　

　

　

　

　

2

11.5

13.30

　

　

　

　

　

　

　

3

10

11.52

　

　

　

　

　

　

　

4

8

9.15

　

　

　

　

　

　

　

5

6

6.77

　

　

　

　

　

　

　

6

4

4.40

　

　

　

　

　

　

　

7

2

2.02

　

　

　

　

　

　

　

　

　

　

　

　

　

　

　

　

4. 罐頂計算：

　

　

　

　

　

　

　

4.1光面球殼頂板的計算厚度：

(如果不加肋板拱頂所需厚度)

　

　

ths=0.42RsPower(Pw/2.2,0.5)+C2+C1

11.90

mm

　

　

　

　

　

設計外載荷

Pw=Ph+Px+Pa

2.67

KPa

注：按保守計算加上雪壓值。

　

實際罐頂取用厚度為

th=

8

mm

本設計按加肋板結構        

　

　

頂板及加強筋（含保溫層）總質量   md=

53863

kg

　

　

　

　

　

罐頂固定載荷

Pa

1166.82

N/m2

　

　

　

　

   4.2頂板計算

　

　

　

　

　

  4.2.1 拱頂?shù)脑S用外壓

　

　

　

　

　

　

  4.2.1 帶肋拱頂?shù)脑S用外壓

　

　

　

　

　

　

　

　

Pict

　

　

　

4245

Pa         

　

式中：

　

　

　

　

　

　

[Po]——帶肋拱頂許用外壓

　

　

　

　

　

　

　

Et——設計溫度下材料的彈性模量

　

　

　

199875

MPa

　

Rs——拱頂球面半徑；

　

　

　

24000

mm

　

te——頂板有效厚度

　

　

　

7.2

mm

　

tm——帶肋頂板的折算厚度

　

　

　

　

　

　

Pict

　

　

　

12.76

mm

　

Pict

t1m——緯向肋與頂板的折算厚度

　

　

　

　

　

　

　

　

　

　

　

　

　

3783.1

mm

　

h1——緯向肋寬度

　

　

50

mm

　

b1——緯向肋厚度

　

　

10

mm

　

L1——緯向肋在經(jīng)向的間距

　

　

1500

mm

　

e1——緯向肋與頂板在經(jīng)向的組合截面形心到頂板中面的距離

　

　

　

　

Pict

　

　

2.77

mm

　

L1S——頂板有效參與筋板組合矩的寬度

　

　

　

　

　

L1S=1.1（2Rste）0.5=

　

　

646.67

mm

　

Pict

n1——緯向肋與頂板在經(jīng)向的面積折算系數(shù)

　

　

　

　

　

　

　

　

1.05

　

　

δ2m——經(jīng)向肋與頂板的折算厚度

　

　

　

　

　

Pict

　

　

3783.1

mm

　

h2——經(jīng)向肋寬度

　

　

50

mm

　

b2——經(jīng)向肋厚度

　

　

10

mm

　

L2——經(jīng)向肋在經(jīng)向的間距

　

　

1500

mm

　

Pict

e2——經(jīng)向肋與頂板在經(jīng)向的組合截面形心到頂板中面的距離

　

　

　

　

　

　

　

2.77

mm

　

L2S——頂板有效參與筋板組合矩的寬度

　

　

　

　

　

L2S=1.1（2Rste）0.5=

　

　

646.67

mm

　

Pict

n2——經(jīng)向肋與頂板在經(jīng)向的面積折算系數(shù)

　

　

　

　

　

　

　

　

1.05

　

　

　

　

　

　

　

　

　

　

　

   4.2.2 帶肋拱頂?shù)姆�(wěn)定性驗算

　

　

　

　

　

　

　

拱頂載荷 P=Pw

2667

N/m2

　

　

　

　

　

　

拱頂許用外壓 [P0]:

4245

N/m2

　

　

　

　

　

　

∵ [P0]＞P，故滿足穩(wěn)定性要求，合格

　

　

　

　

　

　

　

　

　

　

5.罐頂與罐壁的連接計算：

　

　

5.1. 幾何參數(shù)計算(如圖)

　

　

　

角鋼規(guī)格：

∠

140

×

140

×

10

　

　

　

罐頂與角鋼連接位置

　

B

　

　

30

mm

　

　

罐外半徑

　

　

Rc

　

　

12008

mm

　

　

罐壁連接有效寬度

Wc=0.6（Rcte）0.5

176.36

mm

　

　

罐頂連接有效寬度

Wh=Min[0.3（R2te）

124.55

mm

　

　

罐頂與罐壁連接處,罐頂切線與水平面夾角

θ=arcsin((Rc+B)/Rs)=

30.10

°

　

　

罐頂與罐壁連接處到罐中心線垂直距離

R2=Rc/sinθ

23940.19

mm

　

　

　

　

　

　

　

　

5.2. 罐頂與罐壁連接

　

罐頂與罐壁連接處的有效截面積（按A.3.2）

　

Pict Bitmap

　

　

　

　

　

　

　

　

　

　

　

　

1805.77

mm2

　

　

　

　

　

注：此處的設計壓力應為設計內壓，不可等同于按液柱所確定的設計壓力。

　

　

　

　

罐頂與罐壁連接處的有效截面積（按7.5.3）

　

　

A2=4.6DR2

2643.00

mm2

　

　

　

　

　

罐頂與罐壁連接處的實際截面積（按圖7.1.5確定）

　

　

Aa=

6277.50

mm2

　

　

　

　

　

實際截面積大于所需有效截面積，滿足設計要求

　

　

　

　

注：如果Aa≥mtg/（1415tgθ）=

1551.14

mm2

　

　

　

　

　

           頂部 應設置通氣裝置

　

　

　

　

　

　

罐頂與罐壁連接處發(fā)生屈曲破壞壓力（按設計壓力P計算）

　

　

PQ=1.6P-0.047th=

3.20

KPa

　

　

　

　

　

　

其中：

g=

9.81

m/s2

　

　

　

　

　

滿足連接要求

　

　

　

　

　

　

　

　

　

　

　

　

　

　

6. 風載荷及地震載荷計算