大型钢制焊接储罐设计

攫和浮顶罐的健 壁实际高度要高于储液高度１ 一 １ ． ５ ． ， 在 其它 参数相同 时， 按Ｓ Ｈ ３ ０ ４ ６ 标准计算比按Ａ Ｐ １ ６ ５ ０ 标准计 算， 每层健壁板 约增加厚度１ 一 ４ ． ． ｏ因 此按Ａ Ｐ １ ６ ５ ０ 标准 设计大型储罐可节省投资。 下面以中油湛江燃料油库工程 中的１ ０ ｘ １ ０ １ ． １ 外浮顶油罐为 例， 采 用我国 标准Ｓ Ｈ ３ ０ ４ ６ 与 采用美国标准 Ａ Ｐ １ ６ ５ ０ 进行比较， 在其他参数相同的情况
于８ Ｈ ． ，
２ ． 往复式机泵的配管设计
２ ． １ 住复式压缩机的配管设计
往 复式压缩机的配管设计， 除应满足压缩机配管设计 的一般要求外。还要注意ｗ 不几点： （ １ ）往复 式 压缩机的管道布置， 除要求进行柔性分析 外， 还须进行振动分析． 直到两种分析含格为比。
随着科学技术的发展，目前国内的石油化工生产规模
不断在扩大， 储罐容量也在向大型化发展。如厂东惠洲年 产８ ０ ｘ １ ０ ＇ ｔ 乙 稀工程项目的投标中， 要建１ ０ ｘ １ ０ ４ ． ３ 内浮 顶睡， 其耀顶采用 美国开发的铝网壳罐顶。这就要求在铝 网壳罐顶的设计技术上进行开发探索。以增强参与国内外 市场的竞争能力。 （ ２ ）浮 顶结 构。 大型浮顶储罐的结构，目 前只有单盘 和双盘两 种形式。 对ｔ ｏ ｘ １ ０ ＇ 扩 以下单盘和双盘大型浮顶 罐在技术上是成熟。双盘式浮顶罐比较适合高寒地区的大 庆油田。而单盘式浮顶耀由于单盘罐顶大部分由单盘板组 成， 介质与空气只有一层钢板相隔， 绝热性能较差， 适合 用于无须保温的南方地区。在具体的设计过程中， 应根据 储罐介质特点，建储罐的地理位置和气候条件，还有业主 的要求， 综合考虑选择单盘嚷双盘顶结构。
２ ． ２ 摇顶 结构设计 大型储罐的罐顶结构形式主要有自支承拱顶、柱支撑
锥顶、外浮顶、内浮顶四种形式的罐顶。但无论是国外和 国内的储健设计标准中对罐顶的结构设计都作了一些原则 上的规定， 具体结构设计、强度、稳定性计算须设计者去
开发。
（ １ ）安全系数的选取。我国的安全系数与世界发达国 家安全系数基本上是一致的。由于地理位址原因，只有日 本的安全系数偏大。 （ ２ ）焊缝系数的选取。规范中的焊缝系数，反映了一 个国家的技术政策和技术水平， 合理地确定安全系数是关 系到储耀的安全和经济的一个重要指标。规范中各国在焊 缝系数选择上差异较大。储罐上的焊缝是储罐在操作时受 力的薄弱环节， 分析国内外大量的储罐破坏事故， 多发生 在焊缝戴焊缝热影响区的金属部分。在一般情况下， 焊缝 金属强度和母材金属强度相等， 甚至超过它。但由于焊缝 热影响到焊缝的强度，因此，必须采用焊缝系数补偿焊接 时可能产生的强度削弱， 焊缝系数与无损探历的技术水平
国际 上最大的 储罐有拱顶罐、 内浮顶罐容积达１ ０ ｘ １ ０ ＂ 衬，
其拱顶的设计采用的是铝网壳结构技术。外浮顶罐的最大
容积已达到了２ ０ ｘ １ ０ ４ Ｍ ％ 最大锥顶罐５ ｘ １ ０ ＇ ． ＇ 。目前美 国等一些发达国家仍在不断的研究更大型的储罐技术， 包 括拱顶铝网壳顶技术，玻璃钢内浮顶技术，外浮顶的浮船
２ ． ３ 油侣附件的选取 据调查目前我国生产的枢轴式排水系统， 被应用于一 些中小型储罐， 但在大型储罐的工程设计中一般选用美国 Ｈ Ｍ Ｔ 公司 枢轴式排水系 统， 而大庆油田无论是旧罐改造还 是新建储耀都是采用美国Ｎ Ｅ Ｓ Ａ柔性管排水系统。在国内 除大庆油田以外很少采用柔性管排水系统， 其原因是价格 比较昂贵。采用引进的枢轴式排水系统可以替代柔性管排 水系统。枢轴式排水系统已在国内多处使用。其具有结构 简单，安装方便，性能可靠，投资少等特点。因此大庆油 田的浮顶油罐的排水系统采用枢轴式排水系统， 在经济上 和技术是可行的。
万方数据
油气田地面工程第２ ３ 卷第 Ｉ 期 （ ２ ０ ０ ４ ． １ ）
往复式机泵配管设计初探
周 晴（ 大 庆 油 田 工 程 技 术 开 发 有 限 公 司 ）
１ ． 往复式机泵管系振动的原因
（ 均 流体 脉动。往复式机泵的工作特点是： 吸、 排流 体呈间歇性和周期性，因此不可避免地要激发进、出口管 道内的 流体呈 脉动状态。当 脉动流体沿管道输送时， 遇到 弯头、异径管、分支管、阀门、盲板等管道元件，便会产 生随时间变化的激振力，受该激振力作用， 管系便产生一 定的机械振动响应。 （ ２ ）共 振。 当 作用 在系 统上的激振力 频率等于嚷接近 系统的固有频率时， 振动系统的振幅会急剧增大， 这种现 象称为共振。在往复式机泵配管设计中，可能引发共振的 因素有： ①管道布宜出现共振管长； ②缓冲器和管径设计 不当， 造成流体固有频率与激振频率主叠，导致气 （ 液） 柱 共振； Ｃ支承形式设置不当、 转弯过多等， 造成管系机 械振动固有频率与激振力频率重叠， 导致结构共振。 （ ３ ）机组自身振动。机组自身的动平衡性能差、安装 不对中、基础及支承设计不当， 均会引起机组振动， 从而 带动管系振动。
（ 栏目 主持 张秀丽）
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（ ２ ）管 道布誉应尽最低， 支架应教设在地面上， 且为 独立基础。要加大管道和支架的刚性， 从而有效地控制可 能发生的机械振动。要避免深用吊架。 （ ３ ）缓冲罐应尽量靠近压缩机的出入口 处，以提高防 振和减振效果。 （ ４ ）必要时， 应在容器的进口鱿出口法兰处安装孔 板， 以阳氏 管段内的压力不均匀度， 从而达到减振的目的。 （ ５ ）适当提高小直径支管强度。 如增加壁厚绒加筋， 采取加强管件等措施， 抵抗由于振动可能产生的疲劳破坏。 （ ６ ）压缩机进出口管道布置应短而直， 尽里减少弯头 数里。如必须采用时， 应使用４ ５ － 弯头或较大曲率半径的 弯管，以减缓激振反力对管线的影晌。 （ ， ）支架间距要设计合理。不宜将出口管的支架生根 在建筑物的梁及小柱上。 （ ８ ）应使管道气柱的振动频率和管道固有频率，避开 机械的振动频率， 使之不发生共振， 管道固有频率宜不小
以适应国内外市场的实际黑求，增强国内外市场的竞争力。
取的焊缝系数Ｗ 二 ｔ ｏ 依据我国的大型油键的制造、 施工水 平和无损检验水平， 储罐的 设计标准中取焊缝系数Ｗ 二 ０ ． ９ 还是比较符合中国的实际情况。但在设计容里大于５ｘ １ ０ ＇ ｍ ３ 容积以上的大型储罐ｒ 我国储罐的设计标准，具有 一定的局限性。应借鉴国外的设计规范。罐壁焊缝系数 Ｗ ＝ １ ． ０ 比较符合中国的实际情况。大庆油田工程技术开发 有限公司承担孟加拉国东方红炼油厂的１ ． ３ ｘ １ ０ ＂ 扩 渣油储 罐， 中油湛江燃料油库工程中的４ 厘１ ０ ． １ ０ １ 扩 双盘浮顶 油 罐， 罐 壁强 度计算中焊缝系 数ｌ ｐ 二 １ ． ０ ， 因 大型储罐钢 材 耗里较大， 影响到大型储库的投资， 也影晌到参加国内外 两个市场的竞争力。大型储罐设计时，罐壁焊缝系数取职 习． 。 在技术上是可行。 （ ３ ） Ｂ壁高度Ｈ的选取。规范中各． ｓｍ高度Ｈ的选 取， 在Ｓ Ｈ ３ ０ ４ ６ 标准中Ｈ为罐壁高度嚷溢流口高度， 对于 浮顶耀和拱顶罐在罐壁上无溢流口， 因此计算继壁时Ｈ取 罐壁的实际高度。而在Ａ Ｐ １ ６ ５ 。 标准中Ｈ 为储液高度， 拱顶
下， 分析罐壁厚度计算结果，可以看出， 大型储罐健壁按
２ ． 对目 前大型储罐设计的几点看法
总结多 年来大型储罐的设计经验， 参考国内外标准，
对大型储罐的设计提出以下几点看法。
Ａ Ｐ １ ６ ５ ０ 标准计算，由于焊缝系数取为 １ ． ０ ， Ｈ取为储液高
度， 在 灌 壁 其 他 参数 不变的前 提下， 一座１ ０ ． １ ０ １ 时浮顶
油气田地面工程第２ ３ 卷第Ｉ 期 （ ７ ０ ０ ４ ． 川
大型钢制焊接储罐设计
管风阶 （ 大 庆 油田 工 程 技 术 开 发 有 限 公 司 ）
也是直接相关的。世界上工业发达的国家，如美国和英国
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１ ．国内外大型储罐的发展现状
（ １ ）国外大型储罐的现状。在原油储库的建设中，对 同储量来说，单罐容积越大建罐成本越少，投资就越少， 也易于管理。因此国际上的储罐越建越大。据了解，目前
２ ． ２ 往复式泵的配管设计 往复式泵的配管设计，除应满足泵的配管设计的一般 要求外，还要注意以下几点： （ １ ）往复式泵的管道布置， 除要求进行柔性分析外， 还须进行振动分析。 （ ２ ）往复式泵的进出口管道应考虑流体脉动的影响。 （ ３ ）为防止往复式泵管道的脉动， 应缩短管道支架之 间的距离，尽．采用管卡型支架， 不宜采用吊架。
技术。
（ ２ ）国内大型储罐的现状。目前我国最大的拱顶罐．
内 浮 顶键是５ ｘ １ ０ ０ 耐， 最大的单盘式外浮顶罐是１ ２ ． ５ ｘ １ ０ ＂ 时， 最大的双盘式 外浮顶罐是１ ０ ｘ １ ０ ＂ 扩。１ ９ ９ ５ 年， 大 庆油田工程设计 技术开发有限公司就设计了１ ０ ｘ １ 扩矽 双 盘式浮顶０ （ 罐壁的材料采用日本 Ｓ Ｐ Ｖ ４ ９ ０ Ｑ高强钢） ， 在 大庆油田南一油库已建成了４ 座。今年又应用该项技术为 中油湛江油库工程设计了４ 座１ ０ ｘ １ ０ ＇ 时 双盘式浮顶罐， 和２ 座２ ｘ １ 少 砰双子 午线拱 顶罐。目 前 正准备开发设计１ ０ ｘ １ ０ ＇ 砰 单盘式浮顶罐， １ ５ ｘ １ ０ ＇ 衬 单盘和双盘式浮顶罐，
油罐可节省钢材约 １ ０ ５ １ ， 即节省投资近７ ０ ｘ １ ０ ０ 元人民币。 从经济角度考虑， 大型储罐的设计采用 Ａ Ｐ Ｉ ６ ５ ０ 标准更
适合。
２ ． １ 罐壁设计计算
在以下几个国家的标准中， 罐壁强度的计算公式在表 达式和系数的选取上有所不同， 但基本理论都是根据储液 的静压力作用在罐壁上所产生的环向应力，用定点法或变 点法计算罐壁的厚度。 罐壁的计算厚度与罐壁材料、储液 密度、焊缝系数和储罐内径、高度等参数有关。设计容积 一定时， 其储罐直径、罐壁高度按经济尺寸确定。而其它 参数的选取决定大罐的设计水平。