第三章油罐尺寸选择和罐壁强度设计
油罐的尺寸选择和强度设计
油罐的尺寸选择和强度设计首先，尺寸选择是油罐设计的首要考虑因素。
决定油罐尺寸的要素主要包括以下几个方面：1.贮存容量：油罐的尺寸应能够满足储存所需的容量。
根据贮存的液体石油种类和需求量，可以确定油罐的贮存容量。
容量的确定涉及到储罐的高度、直径和长度等维度的选择，需要满足储存需求。
2.储存时间：根据油罐的使用目的，选择合适的储存时间是重要的。
如果需要长时间贮存液体石油，那么油罐的尺寸应相对较大，以满足长期贮存的需要。
反之，如果需要短期储存或周期性使用，可以选择较小的尺寸。
3.运输条件：如果油罐需要进行运输，尺寸的选择会受到运输方式和要求的限制。
如果需要陆上运输，尺寸应考虑道路和桥梁的通行要求。
如果进行海上运输，尺寸的选择会受到港口设施和水路运输条件的限制。
其次，强度设计是确保油罐的结构强度和耐久性，以应对外部和内部的力和压力。
强度设计需要考虑以下几个因素：1.外部力：油罐结构需要能够承受来自大气环境的外部力。
例如，风力、雪力和地震力等。
这些外部力会对油罐的强度和稳定性产生影响，需要进行合理的设计和计算。
2.内部压力：油罐内部液体的压力也是需要考虑的因素。
油罐中液体的体积和密度会产生一定的压力，油罐的结构需要能够承受内部压力，防止发生变形或破裂。
3.材料选择：油罐的强度设计也需要考虑材料的选择。
常用的材料包括钢材和混凝土。
钢材具有良好的强度和耐久性，适用于大型油罐的设计。
混凝土可以被用来制作较小规模的油罐，但需要同时考虑混凝土的强度和防渗透性。
4.安全因素：强度设计中还需要考虑安全因素。
设计应遵循相关的安全标准和规范，确保油罐能够在不同工况下安全运行。
此外，对于油罐的结构，应考虑到监测和检测装置的布置，以便能够及时发现结构安全隐患。
第三章储罐选型和校核
第三章贮罐的选型和校核本次设计贮罐的选型是参考《HG-T 3154-1985 卧式椭圆形封头贮罐系列》，本贮罐标准系列的设计压力P为25×10-2MPa、59×10-2MPa、98×10-2MPa、157×10-2MPa、176×10-2MPa、196×10-2MPa、216×10-2MPa、245×10-2MPa、294×10-2MPa、392×10-2MPa，设计温度为-20℃﹤t﹤200℃，公称容积Vs为0.5~100m3。
本次的原料液贮罐、产品贮罐及塔釜液贮罐都选择设计压力为25×10-2MPa，设计温度为100℃，储存时间为12小时。
4.1 原料液贮罐选型与校核由第一章物料衡算知：原料流量为WF =8333.3333Kg/h，30℃下原料的密度为ρF=863.316Kg/m3；T=12h储罐初算容积V0=WF×T/ρ=8333.3333×12/863.316=115.83m3充装系数取0.85.所以V=V/0.85=136.27m3参考HG-T 3154-198 卧式椭圆形封头贮罐与基本参数，选择一个容积接近V 的贮罐，其基本参数如下表：表4.1容积，m3公称容积Vs 全容积V主要结构尺寸，mm公称直径D筒体封头厚度S1支座位置L1 L2贮罐总长度L0壁厚S 长度L80 79.73 3000 12 10200 14 8780 710 9608焊缝系数ψ允许腐蚀裕度mm贮罐重量 Kg 标准序号0.85 1.5 10900 HG5-1580-85-33两个储罐并联在上表4.1的数据的基础上，运用化工设备强度计算软件sw6-1998 3.1中的卧式容器校核，对选择的贮罐进行强度校核，输入数据如下：一、主体设计参数：设计压力：25×10-2MPa设计温度：100℃设备内径：3000mm试验压力：表压，0.1Mpa压力试验类型：液压试验二、筒体数据：液柱静压力：空（这是指其他机械部件额外施加的压力）筒体长度：10200mm后面所有的腐蚀裕量：1.5mm筒体名义厚度：12mm后面所有的焊缝系数：0.85材料类型：板材后面所有材料：均选Q235-A后面所有地方均不要钩选“指定材料负偏差为0”三、左、右封头数据输入：液柱静压力：空（这是指其他机械部件额外施加的压力）封头名义厚度：14mm选椭圆封头，板材封头曲面深度：750mm封头直边高度：因为直径大于500mm，取40mm四、设备法兰数据：不填五、鞍座数据：（1）筒体与两封头焊缝间长度：10200mm筒体内径：3000mm保温层数据：不填；地震7度，无附属设备;（2）充装系数：0.85介质重量：863.316Kg/m3内件及附件重量：不填两鞍座间距：8780mm鞍座高度：250mm鞍座包角：120mm鞍座宽度：360mm加强板宽度：700mm加强板厚度：14mm鞍座腹板厚度：10mm组合截面数据：两个数据均不填，自动生成基础内型：水泥基础筒体与鞍座安装形式：焊接（3）选无加强圈，后面其余不填填入上列数据后，点击设备计算，勾选已经输入数据的部分（筒体、封头、鞍座），点确定出现计算结果：计算通过，可以进入形成计算书阶段。
1000立方米拱顶油罐(...)
1000立方米拱顶油罐(...)*******学院课程设计课程名称 ****题目 ************系部 ****专业 ****班级 ****学生姓名 ****学号 ****指导教师 ****2018年6月**日培黎石油工程学院课程设计任务书题目名称**************系部**************专业班级**************学生姓名**************一、课程设计的内容此次课程设计的是拱顶罐，包括罐体材料的选择、罐壁的计算、加强圈的选择、开孔补强、罐底基础设计、罐顶的设计、油罐附件的选择。
二、课程设计的要求与数据课程设计的要求有以下四点：1．了解拱顶油罐的基本结构和局部构件；2．根据给定油罐大小，查阅相关标准确定相应构件的规格尺寸；3．学会使用AUTOCAD制图；4．相关技术要求参考有关规范。
设计原始数据：设计压力正压负压设计温度雪载荷抗震设防烈度储液密度腐蚀裕量焊接接头系数8度0.9三、课程设计应完成的工作1.1000拱顶油罐装配图一张；2.1000拱顶油罐罐体图一张；3.课程设计说明书一份；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 拱顶罐相关资料查阅图书馆 6.4-6.52 课程设计大纲及各类数据的计算图书馆 6.6-6.83 数据的校核与检查图书馆 6.11-6.134 拱顶罐装配图图书馆 6.145 拱顶罐罐体图教室 6.156 课程设计初稿修订教室 6.197 上交课程设计说明书办公室 6.208 课程设计答辩教室 6.22五、应收集的资料及主要参考文献[1] 潘家华,郭光臣,高锡祺等.油罐及管道强度设计[M].北京:石油工业出版社,1986.[2] GB 50205-2001 钢结构工程施工质量验收规范[S].北京:中国标准出版社,2001.[3]王立业.《罐体开口补强设计》[M]GB150-1998.116-118.[4] 郭光臣. 油库设计与管理[M].山东:石油大学出版社.1990.指导教师：年月日系部主任：年月日教学院长：年月日摘要油罐是储存原油或其他石油产品的容器。
油罐设计规范
油罐设计规范油罐设计规范是确保油罐设计、制造和使用的质量、安全和可靠性的基础性文件。
以下为一个可能的油罐设计规范内容，共计约1000个字。
1. 一般要求1.1 油罐应符合国家相关标准和规范的要求。
1.2 油罐应采用合理的结构设计和合适的材料，能够承受设计工况下的负荷和压力，并保证其安全运行。
1.3 油罐应具备良好的耐腐蚀性能和防护措施，以避免外部介质对罐体造成损害。
1.4 油罐的设计、制造和安装过程应进行必要的检测和测试，确保质量合格。
1.5 油罐应具备必要的安全设施，如液位报警器、泄漏监测装置等。
2. 结构设计2.1 油罐的结构设计应合理，能够满足油品存储、搬运和使用的需要。
2.2 油罐应具有合适的壁厚和强度，以承受设计压力和负荷。
2.3 油罐的底部应设计为圆弧形或锥形，以便排放残存的液体。
2.4 油罐应具备防震和防爆能力，以防止外力对油罐的破坏和油品火灾的发生。
3. 材料选择3.1 油罐的罐体应选用适合油品储存的材料，具备良好的抗腐蚀性和耐高温性能。
3.2 罐体材料应符合国家相关标准和规范的要求。
3.3 油罐的焊接材料和焊接工艺应符合相关标准和规范的要求。
4. 施工和制造4.1 油罐的制造应符合相关标准和规范的要求，采用合格的制造工艺和设备。
4.2 油罐的施工质量应进行必要的检测和测试，并具备相关质量证明文件。
4.3 油罐的内部应进行除锈和清洁处理，以保证其内部表面的平整度和光洁度。
4.4 罐体的连接部位应采用可靠的密封措施，以防止泄漏和环境污染。
4.5 油罐的涂层应选用符合相关标准的防腐涂料，以保证油罐的使用寿命和防腐性能。
5. 使用和维护5.1 油罐的使用应符合相关标准和规范的要求，遵守安全操作规程。
5.2 油罐的液位和温度应进行必要的监测和记录，以及时发现异常情况。
5.3 油罐应定期进行维护和检修，确保其正常运行和安全性能。
5.4 油罐的泄漏和污染应及时处理和报告，以保护环境和保障人身安全。
3000m2拱顶罐的设计
吉林化工学院课程设计II摘要石油的开采、炼制、消费离不开油库，油库的主题设备是储罐。
油库和储罐的发展是随着石油工业和国民经济的发展而发展的。
储罐材料经历了非金属到金属再到非金属的循环发展历程，储罐容量经历了由小到大再到特大的过程。
油罐的形式已经发展成多样化、配套化、系列化，其中立式、卧式金属球顶油罐和立式浮顶油罐使用最为广泛；球形底罐、球形罐、滴状罐等都得到了完善与发展。
本次课程设计设计了3100m³拱顶罐，设计过程根据SH3046《石油化工立式圆筒形钢制焊接储罐设计规范》设计，计算设计壁厚，罐壁，罐顶，罐底。
同时考虑东北气候，地震影响对储罐的影响所设计。
关键词：石油开发；拱顶罐AbstractOil mining, refining, consumer cannot leave the terminal, terminal equipment is the theme of the tank. Tank farm and the development of the storage tank is with the development of petroleum industry and national economic development. Tank has experienced the nonmetal to metal and non-metallic materials circulation development course, went through a process from small to large storage tank capacity.Oil tank in the form of a series, has developed into a diversified, form a complete set to change, including vertical and horizontal metal ball tank and vertical floating roof tank most widely used; Spherical bottom tank, spherical tank, dropwise tank has been perfect and development.The course design of design of 3100 m after dome-roof tank, according to the design process SH3046 《The petroleum chemical industry vertical cylindrical steel welded tank design specification》design, design of wall thickness calculation, the tank wall, roof and bottom. Considering climate in northeast China, earthquake effects on the influence of storage tank design.Key words: oil development; Dome-roof tank目录摘要 ....................................................................................................... 错误！未定义书签。
油罐及管道强度设计
80
裂纹率， %
73 48 33
74
60 40 20 0
0～10 10～15 15～20 20～25 25～30 30～50 球罐钢板厚度区间， mm
Ⅱ、油罐大型化带来的新课题
③钢板强度等级越高，其可焊性越低，这 要求设计者选材时注意其可焊性，同时采 取合适的焊接工艺。
可焊性：接头焊接的可能性（针对施工而 言）和使用时的可靠性（针对使用而言）。 ④随着油罐的大型化，壁厚t与直径D之比 t/D降低，油罐钢性降低，导致油罐抵抗 风荷的能力下降。
罐顶
罐顶通气孔
罐壁通气孔
密封装置 自动通气孔 单盘人孔 内浮顶 罐顶支柱
浮顶支柱
导向板
内浮顶油罐 Enclosed Floating-Roof Tanks
③内浮顶油罐
结构特点：兼有拱顶罐和浮顶罐的结构特点。
优点：a）蒸发损失大大减少；
b）空气污染很小，油品质量易保证；
c）罐顶和罐壁腐蚀小，罐寿命长；
Cone Roof Tanks
内外檩lin 罐壁
中心立柱
内立柱
外立柱
底板
④锥顶油罐
结构特点：
a）自支承式：顶为圆锥形，载荷由罐顶自 承，并且传递到罐壁。 b）桁架式：载荷由桁架承担并传递到罐壁， 为了防止因横向载荷所产生的旋转，需要 采用装入斜支承等措施。
④锥顶油罐
结构特点：
c）梁柱式：罐顶载荷由梁柱承担并传递到 罐壁。梁柱按梁的弯曲理论设计。罐顶坡 度一般为1/16。在易地震的罐区，为了防止 顶板支承构件旋转，需要采用拉杆将外围 支柱相互连接等措施。
1、油库
定义：油库即收发和储存油品的独立的或 企业附属的仓库或设施。 组成：收发油系统和储存单元。 收发油系统的 主要设备 油库 泵、阀门和管线 各类仪表
第三章__油罐尺寸选择和罐壁强度设计1
3、第 3 圈壁板的计算壁厚 用试算法求t a 3 ，取H 3 18.35 2 1.93 14.49m 与求解t a 2 的过程相类似， 经过三次试算最 后求得第 3 圈壁板的折算高度为 0.947m。
t a3
t 03
1 (14.49 0.947) 60 21.07 mm 2 21.43 0.9 21.07mm
罐壁接管补强补强板形状201861064定点法确定壁厚时罐壁环向应力分布201861065定点设计法壁厚与罐高的关系201861066立式圆柱形油罐圈板配置图201861067受液压作用的罐壁201861068油罐罐壁厚度关系图201861069边缘板受力图201861070各种载荷作用下罐底的挠度转角及弯矩201861071吴天云提出的力学模型201861072圆柱形油罐下节点受力图
ta2
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( H 2 x min ) D 1 (16.42 0.834) 60 24.24mm 2[] 2 21.43 0.9
14
第二次试算： 与第一试算相类似。 K 1 .16 ；C 0 .077 ； x 1 0.925m ，x 2 1.264m ， x 3 1.04m ；
12
2019/1/23
0.022 60 1.06 18.35 28.26mm
取以上两种结果的较小值， 所以底圈板的 计算壁厚t 0 1 28.07 mm 。 t 02 （计算中 i=2） 2、求第 2 圈计算壁厚
h i 1 Rt 0 ( i 1)
h1 Rt 0 1
t ai D( H i x ) 2[]
③ 若 t ai t ai 0 ， 则 计 算 结 束 。 否 则 t ai0 t ai ， 重 复 执 行 ② 。
油罐的设计要求及合理使用-20150606
第一部分 《油罐的设计要求》
8）储存I、II 级毒性的甲B、乙A 类液体储罐的单罐容量不应大于5000m3，且应
设置氮封保护系统。
9）固定顶储罐的直径不应大于48m。
第一部分 《油罐的设计要求》
2油罐容量、数量的确定
2.1储存天数 原油和原料储存天数
化工品和轻石脑油，应选用外浮顶储罐或内浮顶储罐。有特设储存需要时，可采用容量
小于或等于10000 m3的固定顶储罐、低压储罐或容量不大于100m3 的卧式储罐，但应采 取下列措施之一： 设置氮气密封保护系统，并应密闭回收处理罐内排出的气体。 设置氮气密封保护系统，并应控制储存温度低于液体闪点5℃及以下。
目录
4.4油罐防火堤计算高度确定------------------------------------- 43 4.5单罐单堤的探讨--------------------------------------------- 44 5油罐防雷、防静电设计-------------------------------------------- 46 5.1依据规范及规定--------------------------------------------- 46 5.2防雷------------------------------------------------------- 46 5.3防静电----------------------------------------------------- 49 6油罐氮封及油气回收设计------------------------------------------ 51 6.1氮封的作用及设置原则--------------------------------------- 51 6.2氮封设计方案----------------------------------------------- 52 6.3油气回收--------------------------------------------------- 59
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t ai
Hale Waihona Puke D (H i x ) 2[ ]
③ 若 t ai t ai 0 ， 则 计 算 结 束 。 否 则 t ai 0 第t a三i 章，油罐重尺寸选复择和执罐壁行强度设② 。
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计
11
四、例题
例 1 已 知 50000m 3储 罐 直 径 D =60m ， 罐 壁
高 1 9 .3 5 m ， 最 高 液 位 1 8 .3 5 m ， 每 圈 壁 板 高 度
圈板连接处因变厚度而产生的力矩和剪力，则各
圈罐壁下端的环向力将减小，因而各圈环向力的
最大值不在最下端，而是在圈板下端以上某一高
度 的 位 置 上 。理 论 和 实 测 都 表 明 ：对 于 中 小 型 罐 ，
这一高度约为 30cm ；对于中大型油罐，折算高
第三章油罐尺寸选择和罐壁强度设
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力计算；否则，按油品的静压力计算。 6、 罐 壁 厚 度 的 计 算 式
t
t0
C0 2
C
式 中 ： t， 罐 壁 的 设 计 厚 度 ；t 0 ， 罐 壁 计 算 厚 度 ；
C 0 ， 钢第三板章油厚罐度尺寸允选择许和罐负壁强偏度设差 ；C ， 腐 蚀 裕 量 。
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计
6
二 、 罐 壁 的 定 点 设 计 法 (定点设计法壁厚)
计
5
度与具体的油罐有关，并随圈板的不同而不同。 5、 载 荷 对 于 常 压 储 罐 ，一 般 操 作 时 内 压 很 小（ 正
压 力 200 mmH 2 O ； 负 压 力 50 mmH 2 O ）。 因 此在设计油罐壁厚时常常忽略。
当 储 存 油 品 的 oil H 2 O 时 ， 按 试 水 的 静 压
的稳定性要求，因而有最小厚度要求。
第三章油罐尺寸选择和罐壁强度设
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计
3
油 罐 的 稳 定 性 与 D /t 有 关 ， 所 以 油 罐 越 大
（ D ）， 所 用 钢 板 的 最 小 厚 度 越 厚 （ t s min ）。 3、 罐壁最大厚度
罐壁钢板越厚，越难保证焊缝质量。由于施
t0
H
0 . 305
R
。
定点设计法壁厚与罐高的关系
三、 罐壁的变点设计法
变点法是根据不同情况改变折减高度。
1、 第 一 圈 壁 板 的 计 算
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t
01
H
0 . 305
2
D
t
01
1 . 06
0 . 0223 H
D
H HD
2
t 0第1 三为章油两罐尺式寸中选择的和罐较壁强小度值设 。
计
4
产 生 弯 曲 力 矩 外 ，其 他 区 域 的 力 矩 很 小 ，可 不 予
考 虑 ， 而 按 薄 膜 理 论 计 算 。(罐壁环向应力分布)
罐壁各圈板的壁厚应按每圈的最大环向应
力计算。按照无力矩薄膜理论，若只考虑液压产
生的环向应力，则最大环向力位于每层圈板的最
大环向力位于每层圈板的最下端。若考虑到上下
计
8
2、第二圈壁板的计算
当
h1 Rt 01
1 .375 时 , t 02
t 01
由 于 最 大 应 力 落 在 第 二 圈 上 ，同 时 环 板 的 弯
矩 对 第 二 圈 有 较 大 影 响 ，为 二 向 应 力 状 态 ，为 了 确 保 第 二 圈 的 安 全 ， 取 t 02 t 01 （ 当 h 1 1 .6 m 时 ， 10 万m 3 以 上 油 罐 属 于 这 一 类 ）。
4、 t ai ( i 2 ) 的 计 算
第三章油罐尺寸选择和罐壁强度设
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① 求 t ai 的 初 值
t ai 0
D ( H i 0 . 305 2[ ]
)
② k t 0i1 ； C k (k 1) ；
t ai 0
1 k k
x 1 0 . 61 Rt ai 0 0 . 32 CH i x 2 CH i x 3 1 . 22 Rt ai 0 x min{ x 1 , x 2 , x 3 }
当1 .375 h 1 2 .625 时 ，
Rt 01
t 02
ta2
t第01三章油t罐a尺2 寸选2择.和1罐壁1强.度2设5
h
1
Rt
01
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9
此 时 ，罐 底 弯 曲 应 力 影 响 到 第 二 圈 壁 板 。当
h 1 1 .6 m 时，2~7 万m 3 中等油罐属于这一类。
当
h1 Rt 01
2 . 625 时 , t 02
ta2
此时环板对第二圈已毫无影响。当 h 1 1 .6 m 时，1 万m 3 以下的油罐属于这一类。
其中ta2 的算法见下面。 3、 第 三 圈 及 以 上 各 圈 壁 厚 的 计 算
t 0 i t ai ( i 3 )
t 0 i t ai
r , r R q z H 0 .3
N r
q z
N H 0 .3 R
N
t0
t0
H 0 .3 R
t0
H x R
式 中 ： ， 焊 第缝三章系油数罐尺，寸选取择和罐壁强0度.设9 ； x ， 折 减 高 度 。
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计
7
美 国 标 准 A PI650 ， x= 0.305m ， x = 1ft ， 则
第三章 油罐尺寸选择和 罐壁强度设计
第一节 罐壁钢板厚度设计 第二节 立式圆柱形油罐直径和高度的选择 第三节 罐壁边缘应力计算 第四节 罐壁的开口补强
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1
第一节 罐壁钢板厚度设计
第三章油罐尺寸选择和罐壁强度设
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一、 几个基本知识点
1、 壁 板 间 的 焊 接 方 式 (立式圆柱形油罐圈板配置图)
纵向焊缝：对接（焊缝间错开 500m m ）
环向焊缝：对接、搭接和混合式焊缝
浮顶罐罐壁环向焊缝必须是对接；
拱顶罐罐壁环向焊缝可选择任一
种焊接方式。
2、 罐壁最小厚度
对 于 油 罐 上 部 的 罐 壁 ，由 于 考 虑 到 安 装 和 使 用
工现场难以对焊缝进行热处理，故须限制储罐的
最大壁厚。
最大许用壁厚与材质和许用最低温度有关，
同时也与一个国家的整体焊接工艺水平有关。
4、 最大环向应力的位置
立式圆柱形储罐的壁厚与直径之比很小，罐
壁 除 了 局 部 区第域三章由油于罐尺壁寸选厚择和变罐化壁强或度设与 环 板 相 连 结 处
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