5000立方米液化石油气球罐设计说明
液化石油气储罐设计说明书
液化石油气储罐设计说明书目录一．设计条件及任务设计条件设计任务二．设计计算设计温度及压力筒体设计及封头选择筒体和封头的厚度校核计算开孔及补强三．材料选择压力容器主体材料压力容器零部件材料四．结构设计筒体和封头设计支座设计法兰设计液面计设计人孔结构设计焊接接头设计及焊条选择五．水压及气密性试验六．结束语七．参考资料一.设计条件及任务设计条件储罐经常置于室外，罐内液氨的温度和压力直接受到大气温度的影响，在夏季储罐经常受太阳暴晒，随着气温的变化，储罐的操作压力也不断变化。
但大多数地区夏季最高气温也达不到50℃，因此储罐的操作温度为常温，设计温度为50℃。
设计任务学习械设计的一般方法，独立完成简单化工设备储罐的设计任务，达到对复杂的化工设备施工图的识图能力的要求以及具有使用CAD绘制工程设计图的能力。
二.设计计算设计温度及压力设计温度储罐的工作压力压力随外界环境的变化而变化，大多数地区夏季最高气温也达不到50℃，因此储罐的操作温度为常温，设计温度取50℃。
设计压力常温储存液化石油气压力容器的工作压力按照不低于50℃时液化石油气主要组分丙烯的饱和蒸汽压确定，50℃时丙烯的饱和蒸汽压为(绝压）.故Pw=（表压），安全阀开启压力Pz=（—）Pw，Pz=，取设计压力P≥Pz,取P=。
（忽略液体静压力则计算压力Pc=P=）筒体设计及封头选择 ① V=30m ³，由4π=V ×2Di ×L ’(折算长度L ’=3Di)得，Di=2335㎜,取DN=2300㎜.。
② DN=2300时，查表得标准椭圆形封头V1=³，由V=4π×2Di ×L(L 为筒体环焊缝之间距离）得L=6380 ㎜ ③ 由筒体实际体积V ’=4π× 2D × L 得V ’=³，又V ’=4π2D × L ’得L ’=7227㎜.。
封头采用标准椭圆形封头 筒体和封头的厚度容器的类别化工设备的主体是压力容器，容器的强度决定着设备的安全性，为了加强压力容器的安全监察，保护任命生命和财产的安全，国家质量监督局颁布了«压力容器安全技术监察规程»这是一部对压力容器安全技术监督提出基本要求的法规，压力容器设计、安装、使用、检验、修理和改造等单位必须遵守的法规，为了有利于安全技术监督和管理，«压力容器安全技术监察规程»将其管辖范围内的压力容器划分为三类，分别为第Ⅰ类压力容器、第Ⅱ类压力容器和第Ⅲ类压力容器。
液化烃球罐安全设计
液化烃球罐安全设计液化烃球罐是指用于储存液化烃的容器，主要用于石油、天然气等液化烃产品的储存和运输。
液化烃球罐的安全设计对于防止化学品泄漏和事故发生具有至关重要的意义。
在设计液化烃球罐时，需要考虑诸多因素，包括材料选用、结构设计、安全阀门设置等方面的问题。
本文将就液化烃球罐的安全设计进行详细探讨，以期为相关行业提供借鉴和参考。
一、材料选用在液化烃球罐的设计中，材料的选用尤为重要。
由于液化烃本身具有较高的腐蚀性和挥发性，因此在材料上需要具备较高的耐腐蚀性和密封性。
通常情况下，液化烃球罐的材料主要包括碳钢、不锈钢和铝合金等。
对于碳钢材料来说，其价格较为经济，而且具有较强的耐压性和耐腐蚀性，是较为理想的球罐材料之一。
不过，碳钢材料在长期接触液化烃的情况下容易产生腐蚀，因此需要进行防腐处理或采用更为耐腐蚀的材料来进行覆盖层处理。
而不锈钢材料因其耐蚀性较强，因此在储存高腐蚀性液化烃的球罐设计中得到了广泛应用。
不锈钢材料可以有效地抵抗液化烃的腐蚀，从而保证了球罐的使用寿命和安全性。
除了碳钢和不锈钢外，铝合金材料也是液化烃球罐常用的材料之一。
铝合金材料具有较轻的重量和较高的耐腐蚀性，适合于需要易于搬运和移动的场合。
二、结构设计在液化烃球罐的设计中，结构设计也是至关重要的一环。
液化烃球罐的结构设计需要考虑到承受液化烃的腐蚀和压力，同时要求具备较高的密封性和稳定性。
球罐的内部需要进行特殊处理，以保证其能够承受液化烃的腐蚀。
一般而言，球罐内壁需要进行内衬处理或采用特殊涂层，以增强对液化烃的腐蚀抵抗力。
球罐的结构设计需要具备足够的承载能力，以保证其能够承受液化烃的压力和重量。
这不仅需要材料的选择具备较高的强度，同时还需要通过结构设计来保证球罐能够在承受液化烃压力的情况下不产生变形和破裂。
球罐的密封性也是结构设计中需要重点考虑的问题。
液化烃具有较高的挥发性，一旦球罐的密封性出现问题，容易造成液化烃的泄漏和事故发生。
球罐的设计需要采用高效的密封装置，例如密封垫、密封胶等，以保证球罐的密封性能。
液化石油气储罐设计说明书-
1003m液化石油气储罐设计绪论m或随着我国化学工业的蓬勃发展，各地建立了大量的液化气储配站。
对于储存量小于5003 m时．一般选用卧式圆筒形储罐。
液化气储罐是储存易燃易爆介质．直接关系到单罐容积小于1503人民生命财产安全的重要设备。
因此属于设计、制造要求高、检验要求严的三类压力容器。
本次设m液化石油气储罐设计即为此种情况。
计的为1003液化石油气贮罐是盛装液化石油气的常用设备, 由于该气体具有易燃易爆的特点, 因此在设计这种贮罐时, 要注意与一般气体贮罐的不同点, 尤其要注意安全, 还要注意在制造、安装等方面的特点。
目前我国普遍采用常温压力贮罐, 常温贮罐一般有两种形式: 球形贮罐和圆筒形贮罐。
球形贮罐和圆筒形贮罐相比: 前者具有投资少, 金属耗量少, 占地面积少等优点, 但加工制造及安装复杂,m或单罐容积大于2003m时选用球形贮焊接工作量大, 故安装费用较高。
一般贮存总量大于5003罐比较经济; 而圆筒形贮罐具有加工制造安装简单, 安装费用少等优点, 但金属耗量大占地面积大, m, 单罐容积小于1003m时选用卧式贮罐比较经济。
圆筒形贮罐按安装方所以在总贮量小于5003式可分为卧式和立式两种。
在一般中、小型液化石油气站内大多选用卧式圆筒形贮罐, 只有某些特殊情况下(站内地方受限制等) 才选用立式。
本文主要讨论卧式圆筒形液化石油气贮罐的设计。
卧式液化石油气贮罐设计的特点。
卧式液化石油气贮罐也是一个储存压力容器, 也应按GB150《钢制压力容器》进行制造、试验和验收; 并接受劳动部颁发《压力容器安全技术监察规程》(简称容规) 的监督。
液化石油气贮罐, 不论是卧式还是球罐都属第三类压力容器。
贮罐主要有筒体、封头、人孔、支座以及各种接管组成。
贮罐上设有液相管、液相回液管、气相管、排污管以及安全阀、压力表、温度计、液面计等。
第一章 设计参数的选择1、设计题目：853m 液化石油气储罐的设计2、设计数据：如下表1：表1：设计数据3、设计压力：设计压力取最大工作压力的倍，即 1.10.790.869P MPa =⨯=4、设计温度：工作温度为50C 。
液化石油气球罐区的安全设计方案
液化石油气球罐区的安全设计方案1. 区域规划：LPG球罐应该远离人口密集地区、高楼和易燃材料仓库。
球罐区域应该有足够的通风和排水系统，并且设有围栏和警示标识，以便限制非授权人员进入。
2. 理化性质：LPG是易燃易爆的气体，因此球罐区应该设计成密封、防爆和耐火的结构。
球罐应该采用防爆设计，并设有报警系统，以便在发生泄漏或火灾时及时发出警报。
3. 储存安全：球罐应该安装在平坦的地面上，并且固定在混凝土基础上，以防止倾覆。
球罐之间应该有足够的间距，并且配备防静电装置，以避免静电引发爆炸。
4. 管道安全：球罐区的管道设计应该符合相关安全标准，采用高强度材料制造，避免腐蚀和泄漏。
除了定期进行检查和维护外，还应该设有紧急切断阀和快速关闭系统，以便在必要时迅速切断气体供应。
5. 消防安全：球罐区应该配备充足的消防设备，包括喷淋系统、泡沫灭火系统和消防器材，以便在发生火灾时及时扑救。
同时，球罐区的员工应该接受相关的消防培训，了解如何应对火灾紧急情况。
综上所述，LPG球罐区的安全设计方案需要考虑到区域规划、理化性质、储存安全、管道安全和消防安全等多个方面，以确保球罐区域的安全运营和使用。
球罐区是一个潜在的高危区域，需要特别注意安全设计。
作为液化石油气（LPG）的存储和分配中心，球罐区存在许多潜在的安全风险，如气体泄漏、爆炸和火灾等。
因此，对球罐区进行全面的安全设计方案是非常重要的。
首先，需要考虑的是球罐区的区域规划。
为了减少潜在的危险，球罐应该远离人口密集地区、高楼和易燃材料仓库。
此外，球罐区域应该有足够的通风和排水系统，以确保气体能够迅速散发和排除。
围栏和警示标识也是必不可少的，以便限制非授权人员进入球罐区域。
其次，针对LPG的理化性质，球罐区应该设计成密封、防爆和耐火的结构。
球罐采用防爆设计，并设有报警系统，以便在发生泄漏或火灾时及时发出警报。
还应定期对球罐进行检查和维护，确保其完好无损，以避免因设备老化导致的安全隐患。
5000m3球罐施工组织设计
1工程概况1.1工程简介建设单位：大庆石化公司设计单位：大庆石化工程有限公司安装单位：盘锦兴达石化设备有限公司工程名称：重整拔头油储罐(5000m3)安装2编制依据2.1商务合同及技术协议2.25000m3重整拔头油储罐装配图(图号:-01)2.3技监发«压力容器安全技术监察规程»2.4GB12337-1998«钢制球形储罐»2.5GB50094-98«球形储罐施工验收规范»2.6JB/T4730-2005«压力容器无损检测»2.7JB4708-2000«钢制压力容器焊接工艺评定»2.8JB/T4709-2000«钢制压力容器焊接工艺规程»2.9GB713-2008 «锅炉和压力容器用钢板»2.10盘锦兴达石化设备有限公司«质量保证手册»3材料验收3.1 球壳板及零部件的出厂证明书，确认符合设计文件要求，资料齐全后，方可进行实物验收。
3.2 球罐组装前，组织责任人员逐张对球壳板的曲率、几何尺寸和表面损伤全面复查，其要求如下：(1)球壳板曲率复查a.当球壳板弦长≥2000mm时，检查样板的弦长≮2000mm，当球壳板弦长≤2000mm时，检查样板的弦长≮球壳板的弦长。
由于球壳板尺寸大，弹性变形大，受现场条件限制，本球罐的几何尺寸中弦长部分改为检查弧长。
b.球壳板曲率要求不得大于3mm。
c.每块球壳板的复查不少于5处。
(2) 球壳板几何尺寸复查a.长度方向弧长允差不大于±2 .5mm。
b.宽度方向弧长允差不大于±2 .0mm。
c.对角线弧长允差不大于±3 .0mm。
d.两条对角线应在同一平面上，用两直线对角线测量时，两直线的垂直距离不得大于5mm。
(3)坡口检查a.坡口夹角偏差为±2 .5°。
土建方案5000m3球形储罐制作工程
5000m3球形储罐制作工程施工组织设计编制（方案）：审核（方案）：批准（方案）：XX年八月1. 总则该工程主要工作内容是4台5000m3液氨球罐制作、安装。
1.1 球罐的特征参数1.2 采用标准a. GB150-1998《钢制压力容器》b. 质技监局锅发[1999]154号《压力容器安全技术监察规程》c. GB12337-1998《钢制球形储罐》d. GB50094-1998《球形储罐施工及验收规范》e. JB4730-94《压力容器无损检测》f. GB985-88《气焊、手工电弧焊及气体保护焊焊缝坡口的基本形式与尺寸》。
g. JB4726-2000《压力容器用碳素钢和低合金钢锻件》h. GB6654-1996《压力容器用钢板》i. SHJ22-90《石油化工企业设备与管道涂料腐蚀设计与施工规范》j. JB2536-80《压力容器油漆、包装及运输》k. GB/T5118-1995《低合金焊条》l. GB/T3965-1995《熔敷金属扩散氢测定方法》m. JB4708-2000《钢制压力容器焊接工艺评定》2. 特殊工序技术控制要点2.1 材料要求按ISO9001程序要求把好材料入厂和检验关。
2.1.1分供方必须具备健全的质量保证体系及供货（加工）能力，检验手段和管理水平，且社会信誉良好，履约能力强。
2.1.2所有材料具有完整的质量证明书，合格证及完整的实物标识。
2.2 板材预处理对每张复验合格的材料进行钢板喷砂处理，彻底清除钢板氧化皮等附着物，以避免冲压成形时造成的压痕或凹坑，且可增加油漆附着力。
2.3 反变形焊接专用胎具焊接球壳板预制的难点在于人孔、接管、上支柱焊接防变形问题，通常是制作专用胎具上油压机二次矫形，由于焊接应力上油压机矫形可能形成压裂纹，为此我公司专门研制了焊接反变形胎具，基本上解决了这一难题，具体示意如如下（方案）：赤道带与立柱的焊接防变形胎具形式图2.3.1首先在胎具表面赤道带焊接立柱的位置入好电加热片并接好线。
5000m3球形储罐安装工程施工方案
5000m3球形储罐安装工程施工方案一、球罐的特征参数7.1球罐设计参数表7-1球罐结构形式为四带混合式。
二、施工方案8.1施工准备工作施工准备是一个重要的阶段，它是工程总工期长短和工程质量优劣具有决定性的前期工作。
施工准备包括技术文件的准备、施工现场准备、人员组织培训等。
图8-1：球罐安装施工准备程序图8.1.1施工准备8.1.1.1审核球罐施工图及有关技术文件，必须明确以下问题：a.设计是否符合现行规范、规程及技术的要求。
b.图纸是否齐全，能否满足施工的需要。
c.零部件的规格、型号、材质、使用部位是否明确。
d.焊接、试压及检测等技术要求是否明确。
8.1.1.2按球形压力容器现场组焊《质量保证手册》有关部分的要求，编制施工组织设计。
8.1.2施工现场准备8.1.2.1施工现场平面布置应满足施工程序要求，必须清理平整施工现场，安排球壳板和附件的运输道路及存放地点，设置水、电线路。
8.1.2.2安排临时设施。
8.1.2.3调入设备进场，并对其进行功能检查。
8.1.2.4调入仪表应计量合格，并在有效期内。
8.1.2.5组织技措用料进场。
8.1.2.6组织有关施工机械进场。
8.1.2.7将周转使用的工装卡具进场。
8.1.2.8平台的搭设，施工现场铺设具有足够钢度的5×20m平台二个，用水准仪对平台进行找平，在平台的四角和中间部位选取找正点，各点应在一个水平面上，不水平度＜5πrnu8.1.3施工人员组织8.1.3.1人员组织，根据施工现场的情况及工期要求，由项目部负责调入管理人员及施工操作人员，确定其岗位和责任。
对特殊工种必须持证上岗。
8.1.3.2组织全体施工人员学习，由有关责任工程师向参加施工的全体人员进行技术交底。
8.2组装工艺球罐的组装是将成形的球壳板及附属件组对成球形体的过程，是球罐安装工程的关键环节，根据我单位的施工经验，本工程采用散装法，以达到组装速度快，焊接变形小，容易保证球体的几何形状及尺寸之目的。
5000立方米储罐设计.doc
1绪论1.1大型储罐的意义有“工业血液”之称的原油作为国家重要的战略物资，是支撑国民经济发展和国家安全的重要支柱。
随着我国国民经济的快速发展，石油短缺问题越来越严重。
自1993年开始，我国已成为纯石油进口国，2000年我国原油、成品油进口总量约为七千万吨，2001年的进口总量约为六千万吨[1]。
据有关部门预测，2010年和2020年我国石油供需缺口分别为一亿两千万吨和两亿一千万吨左右，而我国原油储备设施和能力与国民经济发展的要求很不适应，目前拥有包括油田生产、运输、加工和贸易各个环节的原油储罐容量约为二千万吨，其中炼油企业原油储罐容量约为一千六百万吨，我国的原油储存能力仅供炼油厂加工20天左右。
美国、日本等发达国家均建立了完备的石油储备制度，它们的石油储备均以原油为主，日本从1994年开始至今，其储备量一直保持在150天的石油消费量，美国是世界上最大的石油储备国，1992年其石油储备量达到两亿零一百七十万吨，达到了93天的石油消费量。
我国原油储存不具备战略性储备能力，其抵御风险和应付突发事件的能力非常脆弱[2]。
由此可见，将原油提炼为成品油作为战略储备储存起来也成为了一项至关重要的任务。
而有效、经济、合理地设计出一个成品油储罐，对成品油的储存有着非常重大的意义。
1.2设计目的及要求设计一个5000m³成品油储罐。
设计压力：1.8KPa，容积：5000 m³，设计温度：0-45℃，设计风压：750Pa，地震烈度：7度。
2国内外研究现状及发展趋势国内大型储罐设计建造技术发展可分为四个阶段。
第一阶段为整体技术引进，包括材料、设计技术及施工技术，如20世纪80年代中期在大庆、秦皇岛建设的10×104m³储罐；第二阶段实现了设计技术及施工技术国产化，仅高强度材料进口，如20世纪90年代在上海、镇海、兰州、黄岛等地建设的10×104m³储罐储罐；第三阶段全面实现了国产化，从高强度材料、设计技术及施工技术，如在北京燕山建设的4台10×104m³储罐。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
- II -
5000 立方米石油液化气球罐设计
目
摘
录
要 .......................................................................................................................................... I
- I -
5000 立方米石油液化气球罐设计
Design of 10000m3 Spherical Tank for Liquefied Petrolem Gas Abstract
Because of its unexampled advantages such as less floor area covering, high-pressure capability and transport facilitates,Spherical pressure tanks (hereinafter referred to as the―storage tank‖)used for storage of gas and liquefied gas more widely than other storage tanks in the oil,chemical,city gas,metallurgy and other fields. In recent years,China engineering and technical level of spherical tank has made great progress through the introduction,absorption and innovation of foreign spherical tank technology.To meet the demand of our country's liquefied petrolem gas storage,and meet the demand of large-scale tank in the petroleum,chemical,textile,metallurgical and other industries,it is urgent to develop the core technique of large-scale spherical tank with our own intellectual property rights.Construction of increasingly larger spherical tank is a complex and systematicproject,which involves a number of disciplines and technical fields. in view of research of key design and manufacture technology of 5000 m3 large-scale liquefied petrolem gas tank,from the perspectives such as evaluation and selection of main material , structure design theory and stress analysis,we have solved several key technology of spherical tank construction.This article has completed the primary research work coverage,which was shown as follows: (1) Based on well understanding of structure design and manufacturing methods of spherical tank , I write literature summary after reading a large number of domestic and foreign literature. (2) Through analysis and comparison of the materials,I finally select 15MnNbR;After the structural design of process and dimension calculation,I complete the calculation of structure and strength according to GB12337-98. (3) The drawings of the tank include an assembly drawing and several parts drawings. (4) For the junction between spherical shell and stanchion, stress analysis and strength assessment is completed by the system of Design by Analysis for pressure vessels(VAS2.0). Key Words： Spherical tank； Steel for pressure vessels ； structure ； stress analysis
5000 立方米石占地少、受力情况好、承压能力高，可分片运 到现场安装成形、容积的大小基本不受运输限制等其它压力容器无可比拟的优点，在石 油、化工、城市燃气、冶金等领域广泛用于存储气体和液化气体。近年来我国球罐的大 型化和高参数化工程技术水平有了长足的进步，通过对引进球罐的消化、吸收和创新， 很多高参数球罐已经实现了国产化，为我国的经济发展做出了积极的贡献。为满足我国 石油液化气存储需求，同时也满足石油、化工、轻纺、冶金等行业对球罐大型化的需要， 迫切需要发展有自主知识产权的特大型球罐核心技术。 球罐的大型化是一个复杂的系统 工程，它涉及到多个学科和技术领域。针对 5000m3 大型石油液化气球罐设计、制造中 的几个关键技术： 球罐选材、 结构设计和应力分析等方面进行了研究， 完成了如下工作： （1 ）阅读大量国内外文献，在系统了解球罐结构设计及制造方法的基础上，完成 文献综述的撰写。 （2）对球罐选材进行分析比较，最终确定采用 15MnNbR；对球罐进行工艺结构设 计和尺寸计算；根据 GB12337-98《钢制球形储罐》对球罐进行结构与强度设计计算。 （3）进行球罐图纸绘制，完成球罐装配图及各主要零部件图。 （4）使用压力容器分析设计系统（ VAS2.0）对球罐进行强度分析，对球壳和支座 连接处进行应力分析和强度评定。 关键词：球形储罐；容器用钢；结构；应力分析
Abstract ............................................................................................................................................II 1 文献综述 ................................................................................................................................... 1 1.1 课题研究的工程背景及理论、实际意义 ................................................................. 1 1.2 球罐用钢 ........................................................................................................................ 1 1.2.1 球罐用钢基本要求分析 ................................................................................... 1 1.2.2 国内外球罐的常用钢种 ................................................................................... 2 1.2.3 几种典型球罐用钢的优劣对比 ....................................................................... 2 1.3 球罐设计 ........................................................................................................................ 3 1.3.1 球罐设计的执行标准及法规 ........................................................................... 3 1.3.2 球壳结构 ............................................................................................................ 4 1.3.3 支座结构 ............................................................................................................ 4 1.3.4 拉杆结构 ............................................................................................................ 7 1.3.5 支柱与球壳连接下部结构 ............................................................................... 8 1.3.6 接管补强结构 .................................................................................................. 10 1.3.7 球罐的设计方法 .............................................................................................. 12 1.4 球罐制造 ...................................................................................................................... 14 1.5 球罐安装及检验技术 ................................................................................................. 15 1.6 球罐的发展趋势和面临的问题 ................................................................................ 16 1.6.1 球罐发展趋势 .................................................................................................. 16 1.6.2 球罐的大型化面临的问题 ............................................................................. 16 2 5000m3 石油液化气球罐设计说明 ...................................................................................... 18 2.1 基本参数 ...................................................................................................................... 18 2.2 基础资料 ...................................................................................................................... 18 2.2.1 安装与运行地区气象环境条件 ..................................................................... 18 2.2.2 场地条件 .......................................................................................................... 19 2.2.3 工作介质 .......................................................................................................... 19 2.2.4 运行要求 .......................................................................................................... 19 2.3 球罐主要设计参数的确定 ........................................................................................ 19 2.3.1 设计压力和设计温度 ..................................................................................... 19 2.3.2 人孔、接管位置及尺寸的确定 ..................................................................... 20