立式油罐罐底设计
油罐的尺寸选择和强度设计
HR
HR
VR2H
∴
Q2
2R
H2RVH
2
二、变壁厚罐材料最省的直径和高度
● 上部等壁厚各圈板不承受液压部分H1 的无益耗钢量（图中abc部分）：
Q 32RH 1t2smi n R1H tsmin
∵
tsmin
H1R
H1
tsmin
R
∴ Q3 ts2min
式中：
二、变壁厚罐材料最省的直径和高度
● 设计油罐的首要问题：油罐的基本尺寸——直径 D和高度H。
● 设计原则：材料最省、建设费用最低。
● 基本思想：在V设＝C时，可从D和H的无数组合 中找到一组最佳的，以满足设计原则。
● 方法：建立数模Q＝f(D，H) ，令Df/DH＝0即可 得到D，H。
一、等壁厚罐材料最省的直径和高度
设罐半径为R，高为H，容积为V，壁厚为
四、中小型油罐壁厚选用注意事项
● 最小壁厚要求
按式（3-1）算得的油罐上部壁厚较薄，这容易造成 施工变形过大，安装后圆度不易保证，抗风能力不 足，使用寿命也会受到影响。
为了满足油罐安装和使用的稳定要求，壁厚应符合 最小壁厚的规定，详见P48表3-1。
五、罐壁厚度的变点设计
● 变点设计概念：据各圈板下端不同位置的 环向应力计算各圈板壁厚的方法。
1 b
当该理论应用于构件的强度计算时，其强度条件为：
1nb or 1
一、罐壁强度条件
油罐在接近常压的条件下贮存油品时，罐壁 沿高度所受内压力主要是液体静压和较低的 蒸汽压力。
在液面以上罐壁仅受蒸汽压力p0的影响，而距 罐底y处的压力为py=p0+(H-y)ρg。
一、罐壁强度条件
业已导出罐壁经向与环向应力σφ
油罐附件详细说明
油罐附件详细说明沉降罐结构原理及安全附件1、结构〔1〕外部结构：机械呼吸阀、液压安全阀、阻火器、泡沫发生器、避雷针、人孔、透光孔、来液管线、溢流管线、收油〔污水〕管线、排污〔脱水〕管线、水箱、抽气管线等安全附件〔2〕内部结构：集油槽、中心配液管、集水管、抽乳化层管线、虹吸管。
沉降罐结构图〔a〕立式沉降罐结构图〔b〕配液装置图1-油水混合物入口管2-辐射状配液管3-中心集油槽4-原油排出管5-排水管6-虹吸上行管7-虹吸下行管8-液力阀杆9-液力阀柱塞10-排空管11、12-油水界面和油面发讯浮子13-配液管14-配液管支架2、原理含水原油由进口管线，经配液管中心汇管和辐射状配液管流入沉降罐底部的水层内，在水层内进行水洗。
破乳剂作为一种外表活性剂，主要作用是降低油水界面的外表张力，由于油水密度的差异，使部分含水油在上升的过程中，较小粒径的水滴向下运动，油向上运行，实现了油水别离。
在原油上升到沉降罐集油槽的过程中，其含水率逐渐减小。
经沉降别离后的原油进入集油槽后，经原油溢流管流出沉降罐；别离后的污水经上部水箱，由脱水立管排出。
立式沉降罐工艺原理油水混合物由进口管线经配液管中心汇管通过辐射状配液管流入沉降罐底部的水层内，其中的游离水、破乳后粒径较大的水滴、盐类和亲水固体杂质等在水洗的作用下并入水层；原油及其携带的粒径较小的水滴在密度差的作用下，不断向上运动，且水分不断从油中沉降出来；当原油上升到沉降罐上部液面时，其含水率大为减少，经中心集油槽通过排出管排出。
沉降罐底部的污水，经由液力柱塞阀控制高度的上行虹吸管吸至一定高度后，通过下行虹吸管与排水管排出。
工作过程：〔动画演示附于幻灯片教案中〕：3、附件〔1〕机械呼吸阀机械呼吸阀结构及工作过程1①结构原理：由压力阀和真空阀组成。
当罐内气压超过油罐设计压力时，压力阀被气体顶开，气体从罐内排出，使罐内压力不再上升；当罐内气压低于设计的允许真空压力时，大气压顶开真空阀盘，向罐内补入空气，使压力不再下降，以免油罐抽瘪。
2000立方米拱顶油罐设计计算书
3000立方米拱顶油罐设计计算书一、引言设计参数：3000立方米，盛装油品：航空煤油，密度：7903/m kg ；建罐地区：南部沿海，基本风压：700Pa ，A 类地貌；抗震设计烈度为七度，属第三抗震设计组，场地土条件为三类，基本地面加速度为0.15g ；罐底基础土弹性系数为m k MN b 3/48=。
二、初定材料和确定最佳直径和高度： 三、壁厚设计： 四、罐底设计：五、下节点应力校核计算并且给出下节点焊缝焊接要求： 六、拱顶设计： 七、抗风设计： 八、抗震设计计算：九、盘梯及平台设计计算： 十、参考文献：二、初定材料和确定最佳直径和高度①初定材料考虑储罐的材料选用应根据储罐的设计压力和温度、贮存介质及其性质、使用部位、材料的机械性能、化学成分、焊接性能和抗腐蚀性能等因素。
再次设计计算书中，考虑设计温度，由于油罐处于沿海地区，气温较高，最高设计温度为90℃，并且最低气温为10+13=23℃，因此选用20R 。
常温强度在设计温度下的许用应力②确定最佳直径和高度取 （前者为顶板厚，后者为底板厚） 钢板尺寸确定，板宽为1600mm ，实际宽度为1h =1600－20=1580mm ，由于设计油罐的容积大于1000立方米，故不能用等壁厚原则来确定其高度与直径，应用变壁厚原则来确定其高度与直径：()m172.172.14330044m 2.148003.058.19)1(003.093.942.0276.1476.141065.579.08.99.010163)(][3621≈=⨯⨯===⨯+⨯=-+=≈=-===⨯+⨯⨯⨯=+=-m HVD n nh H h H n m H i i s s ππγφσ油罐内径油罐实际高度钢板层数MPas 245=σMPa b 400=σmm S 5.51=mmS 62=MPa 163][=σ其中V=3300立方米（查表2.1.3-1得） 三、壁厚设计1 用0.3m 法确定各层壁板厚度（计算厚度、设计厚度、规格厚度）。
立式圆筒形钢制焊接油罐施工及验收规范_GBJ128
立式圆筒形钢制焊接油罐施工及验收规范GBJ128—90目录第一章总则第二章材料验收第二章预制第一节一般规定第二节壁板预制第三节底板预制第四节浮顶和内浮顶预制第五节固定顶顶板预制第六节构件预制第七节出厂检验第四章组装第一节一般规定第二节基础检查第三节罐底组装第四节罐壁组装第五节固定顶组装第六节浮顶组装第七节附件安装第五章焊接第一节焊接工艺评定第二节焊工考核第三节焊前准备第四节焊接施工第五节焊接顺序第六节修补第六章检查及验收第一节焊缝的外观检查第二节焊缝无损探伤及严密性试验第三节罐体几何形状和尺寸检查第四节充水试验第五节工程验收附录一T形接头角焊缝试件制备和检验附录二油罐基础沉降观测方法附录三交工验收表格附录四本规范用词说明附加说明主编部门：中华人民共和国原石油工业部批准部门：中华人民共和国建设部施行日期：1991年3月1日关于发布国家标准《立式圆筒形钢制焊接油罐施工及验收规范》的通知（90）建标字第250号根据国家计委计综［1985］1号文的要求，由原石油部会同有关部门共同制订的《立式圆筒形钢制焊接油罐施工及验收规范》，已经有关部门会审。
现批准《立式圆筒形钢制焊接油罐施工及验收规范》GBJ128—90为国家标准，自1991年3月1日施行。
本标准由能源部负责管理，具体解释等工作由能源部中国石油天然气总公司工程技术研究所负责，出版发行由建设部标准定额研究所负责组织。
建设部1990年5月18日编制说明本规范是根据国家计委计综［1985］1号文的要求，由原石油工业部负责主编，并会同有关单位共同编制而成。
在本规范的编制过程中，规范编制组进行了广泛的调查研究，认真总结我国长期以来油罐施工的实践经验，参考了有关国际标准和国外先进标准，针对主要技术问题开展了科学研究与试验验证工作，并广泛征求了全国有关单位的意见。
最后，由我部会同有关部门审查定稿。
鉴于本规范系初次编制，在执行过程中，希望各单位结合工程实践和科学研究，认真总结经验，注意积累资料，如发现需要修改和补充之处，请将意见和有关资料寄交天津市塘沽区津塘公路40号中国石油天然气总公司工程技术研究所，以供今后修订时参考。
立式圆筒形钢制焊接油罐施工及验收规范GBJ128
立式圆筒形钢制焊接油罐施工及验收规范GBJ128目录第一章总则第二章材料验收第三章预制第一节一样规定第二节壁板预制第三节底板预制第四节浮顶和内浮顶预制第五节固定顶顶板预制第六节构件预制第七节出厂检验第四章组装第一节一样规定第二节基础检查第三节罐底组装第四节罐壁组装第五节固定顶组装第六节浮顶组装第七节附件安装第五章焊接第一节焊接工艺评定第二节焊工考核第三节焊前预备第四节焊接施工第五节焊接顺序第六节修补第六章检查及验收第一节焊缝的外观检查第二节焊缝无损探伤及严密性试验第三节罐体几何形状和尺寸检查第四节充水试验第五节工程验收附录一T 形接头角焊缝试件制备和检验附录二油罐基础沉降观测方法附录三交工验收表格附录四本规范用词说明附加说明主编部门：中华人民共和国原石油工业部批准部门：中华人民共和国建设部施行日期：1991 年3 月1 日关于公布国家标准《立式圆筒形钢制焊接油罐施工及验收规范》的通知（90 ）建标字第250 号依照国家计委计综［1985 ］1 号文的要求，由原石油部会同有关部门共同制订的《立式圆筒形钢制焊接油罐施工及验收规范》，差不多有关部门会审。
现批准《立式圆筒形钢制焊接油罐施工及验收规范》GBJ128—90 为国家标准，自1991 年3 月1 日施行。
本标准由能源部负责治理，具体说明等工作由能源部中国石油天然气总公司工程技术研究所负责，出版发行由建设部标准定额研究所负责组织。
建设部1990 年5 月18 日编制说明本规范是依照国家计委计综［1985 ］1 号文的要求，由原石油工业部负责主编，并会同有关单位共同编制而成。
在本规范的编制过程中，规范编制组进行了广泛的调查研究，认真总结我国长期以来油罐施工的实践体会，参考了有关国际标准和国外先进标准，针对要紧技术问题开展了科学研究与试验验证工作，并广泛征求了全国有关单位的意见。
最后，由我部会同有关部门审查定稿。
鉴于本规范系初次编制，在执行过程中，期望各单位结合工程实践和科学研究，认真总结体会，注意积存资料，如发觉需要修改和补充之处，请将意见和有关资料寄交天津市塘沽区津塘公路40 号中国石油天然气总公司工程技术研究所，以供今后修订时参考。
谈谈储油罐基础设计及沉降计算
谈谈储油罐基础设计及沉降计算1、引言随着世界石油工业的迅速增长和能源需求的不断增加，原油和成品油的储备受到了各国的普遍关注，对各类油库储备能力的要求也越来越高，因而使各类储罐的数量剧增，对储油罐基础的安全设计有了更高要求。
本文以春风油田二号联合站建设工程5000立方储油罐（拱顶罐）基础设计为例，简单介绍了钢储罐环墙式基础的设计步骤。
2、钢储罐基础设计2.1储油罐参数油罐为5000m3拱顶罐，罐壁内径23.64m，罐底直径23.8m，高度12.518m，罐体自重（不含罐底板）1700kN，罐底板自重300kN，保温重230kN，运行重量50250kN。
罐的设计温度为95℃，操作温度为93℃。
2.2、地质条件表1 各土层一览表地层编号岩土名称土层厚度（m）压缩模量Es（MPa）内摩擦角（°）黏聚力（kPa）桩的极限侧阻力标准值qsik（kPa）桩的极限端阻力标准值qpk （kPa）地基承载力特征值（kPa）①粉质黏土0.5～3.4 13.47 20.9 19.1 40 300 140①1 粉土0.7～2.6 17.5 22.3 19.1 53 400 140②粉砂 1.2～5.6 8 25 0 46 400 140③粉质黏土最大揭露厚度24.50m 13.02 22 18.5 53 400 140③1 粉砂0.7～7.0 8 25 0 35 600 160③2 粉砂1.2～7.9 10 27 0 50 750 160③3 粉砂0.5～5.6 10 27 0 50 900 180③4 粉砂1.5～1.8 14 30 0 64 1100 180场地土对混凝土结构具有中腐蚀性，对钢筋混凝土结构中的钢筋有强腐蚀性。
场区地下水埋深在8.55～8.94m。
2.3、基础环墙设计规范指出，当地基土不能满足承载力设计值要求，但计算沉降差不超过规范允许值，场地受限制时，采用环墙式基础[1]。
图1 储油罐及罐基础图2 罐基础断面详图（1）环墙厚度根据规范计算环墙厚度[1]：，取0.60m。
大型贮罐设计
大型贮罐设计目录1 贮罐设计1.1贮罐设计的几个问题1.2贮罐的种类和特点1.3材料选择1.4许用应力、焊缝系数、壁厚附加量2 贮罐经济尺寸的选择和载荷2.1贮罐经济尺寸的选择2.2载荷3 罐壁设计3.1罐壁强度计算3.2贮罐的风力稳定计算3.3贮罐的抗震设计3.4罐壁结构4 罐底设计4.1罐底的应力计算4.2罐底结构5 罐顶设计5.1锥顶5.2拱顶6 贮罐附件(或配件)及其选用6.1常用附件1 贮罐设计1.1贮罐设计的几个问题贮罐容量按目前水平，考虑贮罐的经济尺寸，其容量一般限制到稍大于150000 m3，若有下列情况者需考虑用多台贮罐来代替一台大贮罐。
需要贮罐容量大于150000 m3；需要对原料、中间产品和产品进行计量的贮罐；盛装特殊贮液的贮罐；供指定用户的特种产品或特殊等级的专用贮罐；在贮存容易着火、分解变质、聚合和易于污染的贮液，当出现事故时为避免更大损失和减少影响，宜用多台贮罐。
1.1.1贮罐容量a.公称容量系指理论上能进入的容量，一般用整数表示。
b.实际容量系指技术上能进入地容量。
对固定顶和内浮顶贮罐，如图1-1中A值取决于消防口地安装位置限制液面地最大高度，对浮顶贮罐由罐壁高度及浮顶边缘最大高度决定液面地最大高度。
公称容量实际容量图1-1 贮罐容量c.操作容量系指技术上能处理的容量，B值是罐底值至排出管顶部的距离，若是罐壁直接开孔接管排出，则B值由管中心线至罐底的距离再加150mm。
1.1.2贮罐布置a.贮罐间距1-3b.物料性质由于物料性质不同，物料贮存条件和消防条件的要求不同。
因此在同一罐区贮存不同物料时应考虑贮存性质相同或相近的物料尽可能布置在一起。
1.2贮罐的种类和特点1.2.1贮罐的设计压力和设计温度贮罐压力（对封闭式的贮罐而言）指罐体强度和稳定性能承受的压力。
设计压力、操作压力、贮液的贮存压力，在概念上各不相同。
a.贮存压力根据贮液性质如蒸汽压等，为了减少蒸发损失和污染而制定的压力。
油罐设计新标准的研究
油罐设计新标准的研究赵宇【摘要】通过对立式圆筒形钢制焊接油罐设计规范新标准的解读,对新增内容进行讨论.希望对设计人员有所帮助.【期刊名称】《粮食与食品工业》【年(卷),期】2015(022)005【总页数】4页(P86-88,92)【关键词】油罐;设计;标准【作者】赵宇【作者单位】无锡中粮工程科技有限公司无锡214035【正文语种】中文【中图分类】TS228新的《立式圆筒形钢制焊接油罐设计规范》GB 50341－2014 已于2014 年5 月29 日发布，并于2015年3月1日起实施。
这个规范，对于从事设计的人员来说是很重要的规范，因为看着简单的油罐，在各行各业中广泛使用，起到重要的存储作用。
如设计、制造、使用不当，会造成严重的后果。
本文通过对新标准的阅读，谈谈对新标准的理解，供大家参考。
油脂行业广泛使用的储罐都为固定顶储罐，固定顶储罐按罐顶的形式又分为锥顶储罐、拱顶储罐、伞形顶储罐和网壳顶储罐。
因在油脂行业中锥顶罐都为小型罐，有罐顶支撑的、网壳顶罐基本没有，所以本文关注标准中的为油脂行业普遍采用的罐型：固定顶拱形油罐。
本文的章节号未采用标准中的章节号这里还是用2014年前的版本来讨论。
1 基本规定方面1.1 术语在术语中，新增2.0.10“设计厚度”、2.0.11“名义厚度”，与《压力容器》GB 150.1～150.4—2011一致，避免不同的标准定义的混乱。
引入2.0.14“加强圈”这个名称。
在《球罐和大型储罐》储罐的风力稳定计算章节中，有加强圈的计算，设置加强圈以提高储罐的抗外压能力，这的外压是指风载荷引起的。
而标准中的是在附录中外压油罐设计中出现的，与外压容器设计一致，故两者在定义上有一定的区别，但在油罐中起的作用是一样的。
1.2 设计压力设计压力由常压油罐－0.49～6.00kPa调整为常压油罐－0.25～18.00kPa。
外压油罐－0.25～－6.90kPa。
增加了外压油罐设计。
不过粮油行业目前没有此种类型的油罐。
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罐底板的中间部分称为中幅板，边缘的一圈称为
边缘板，有时也称环板。
2、 中幅板的厚度应考虑： a、腐蚀裕量；b、油罐大小；c、基础特点；d、
最小厚度符合表10-1的规定。
3、 边缘板 （底圈板与边缘板的连接）
（ 2万方油罐罐底边缘板应力曲线） （ 5万方油罐边缘板应力分布图）
边缘板厚度与底圈罐壁厚度有关，边缘板最小厚
内部容积比较小的储罐(10～500m3的固定顶储罐)。
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其特点是护圈墙离开储罐壁板 10~20cm，宜用于
储存高温介质的储罐，能使储罐底板处的温度局部
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第二节 储罐对基础的设计要求
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第二节 储罐对基础的设计要求
储罐作为一个结构，它必须能够经受得住所
储存油品的液体压力或煤气的气体压力，并且必须
具备有足够的密闭性，以存装气体或各类的油品。
储罐是由钢板焊成的薄壁容器结构，具有柔
性大、刚度小的特点，因而能经受起一般建筑物、
储罐的地基土。然后根据工艺安装设计标高决定基
础填实的材料；当基础填实高度小于1m 时，基础
可直接做砂垫层；当基础填实高度超过1m 时，可
按回填土施工的要求，施工一部分土垫层、灰土垫
层或碎石垫层，这层的总厚度最好不超过 lm，之
后在这层垫层上直接施工砂垫层；如果当地建筑砂
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很便宜,也可把全部厚度直接做砂垫层，砂垫层上施
采用护坡式基础的缺点是不宜用于地基沉降
较大地区，因为储罐基础沉降大会使周围毛石护坡
砌体开裂。此种基础占地范围比其他型式的大。
二 护圈式基础 （护圈式基础构造图）
为了阻止土层侧向变形，须设置护圈。国外常
用钢筋混凝土环墙、板桩环墙做护圈。国内的护圈
式基础一般用红砖砌护圈墙，厚度为 24～37cm(也
有用钢筋混凝土现浇的)。一般用于生产车间或装置
工沥青砂绝缘层。有时为了防止施工沥青砂绝缘层
时将砂垫层表面的砂扰动得很乱，可以在砂垫层上
先铺一层2～5cm 粒径的碎石层(厚度5～8cm)，然
后接着再做沥青砂绝缘层(沥青砂绝缘层的厚度随
储罐大小而定，一般厚度为8～12cm)。
储罐基础施工时，从挖土开始到砂垫层施工完
成，都要从储罐基础中心向四周边缘做成预起拱的
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第三节 储罐基础简介
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第三节 储罐基础简介
一 护坡式基础
护坡式基础一般用于地基较好、固定顶盖的
拱顶罐基础，以及容积较小且为活动顶盖的浮顶罐
基础。（护坡式基础构造图）
护坡式基础的一般做法是：首先挖掉场地内
地基表面的耕土层和有机物之后，压实基层的地基
土，这时要特别注意雨水的排泄，绝不能让水浸泡
的密度和气体的密度都小于水的密度。如果地基的承
载力不足，就要利用试水阶段的荷载来预压地基。因
此，储罐基础出现事故，常常是因没有经过事先试水
预压而产生基础较大的不均匀沉降。
储罐的外形是直径大、高度低的"矮胖"型结构，
所以风力的影响很小，只有在台风或地震作用下且它
又是空罐时，才可能产生移动。所以在风级大于 10
构筑物所不能经受的地基沉降变形。有的储罐基础
即使产生较大的沉降，只要是均匀沉降，仍然不影
响储罐的使用。
储罐的底板是用很薄的钢板焊制而成，当沉
降发生时，仍能和下面基础保持接触，能够使荷载
均匀地分布在地基土壤上，所以对基础和地基的受
力情况比较明确。
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储罐自重与满载时的重量相比要轻得多，而油品
级地区或9 度地震区建罐时，才考虑储罐与基础的锚
固问题。
总之，对储罐基础进行设计时，应考虑以下要求：
①地基应首先满足储罐的自重和试水重量的总
荷重，不能满足时必须通过储罐试水来预压地基；
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②储罐地基的总沉降和不均匀沉降都必须满 足储罐允许沉降和倾斜的要求，有时虽可能超过这 一规定，但也不能影响储罐的正常使用；
第一节 立式油罐罐底设计
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第一节 立式油罐罐底设计
内的油品重量可直接传给地基。底板仅受一个简单的压
缩力。这对钢板来说，受力是极其微小的。因此，对底板
来说，理论上没有强度要求，只需将地基与油品隔开，不
渗漏就行了。不过，考虑到不同大小油罐的地基沉陷影响
（底板坡度） 和经济要求，各种规范都对油罐罐底结构，如排板的形式、
底板的厚度以及搭接连接方式等提出了不同的要求。
（单向倾斜罐底） 1、 罐底板的排板形式 （罐底排板图）
D 12.5m 时，采用矩形中幅板和边缘板组成的排板
形式。 D 12.5m 时，采用弓形边缘板和矩形中幅板组成的
排板形式。
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中幅板与中幅板之间搭接宽度应大于5 倍板厚且不
小于25mm。
三层底板重叠处，应将上层底板切角（见课本图
7-2）。
边缘板与罐壁相焊部位应做成平滑支撑面（见课
本图7-3）。
在罐底与罐壁的连接处应用两侧连续角焊，焊
角高度等于边缘板的厚度，内侧的角焊缝应焊成圆
滑的不等边角焊，以避免应力集中。（底圈板与边缘板的连接）
③储罐的底板一定是中间高，四周低的预起 拱，以使底板变形后不致于拉裂焊缝或造成角焊缝 破坏；
④在地基沉降变形较大的地区建储罐时，基础 必须预抬高安装标高，以使最终沉降稳定后的罐基 础必须高出四周地面，以免积水，影响储罐的使用；
⑤储罐基础建在土质较差地区，可能会出现较 大的沉降，因此储罐与管线的连接必须采取措施， 最好是采用柔性管接头或波纹管连接。
度与底圈罐壁厚度有关，根据表10-2选取；
边缘板的材质与底圈罐壁相同，其最小宽度为
600mm；
罐底边缘板伸出罐壁外表面的宽度应为边缘板厚
度的6 倍左右，且不应小于50mm；
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4、焊接方式
罐底板除弓形边缘板之间为对接外，其余的如
边缘板与中幅板之间、中幅板与中幅板之间均为搭
接。边缘板与中幅板之间搭接宽度大于等于60mm，
坡度，该坡度根据储罐直径的大小一般定为1.5%～
5%左右。
储罐基础应高出设计地面 30～50cm，其四周
用毛石或预制混凝土块铺砌护坡，坡度一般为1:1.5
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，坡脚处砌成排水沟，其宽度为 50～80cm，排水
坡度不得小于1.5%，以将雨水或地面水有组织地排
入下水井内，防止排水不通畅浸泡储罐的基础。