从计量角度分析立式金属罐设计
大型立式储油罐结构设计

课程设计任务书1 储罐及其发展概况油品和各种液体化学品的储存设备—储罐是石油化工装置和储运系统设施的重要组成部分。
由于大型储罐的容积大、使用寿命长。
热设计规范制造的费用低,还节约材料。
20世纪70年代以来,内浮顶储油罐和大型浮顶油罐发展较快。
第一个发展油罐内部覆盖层的施法国。
1955年美国也开始建造此种类型的储罐。
1962年美国德士古公司就开始使用带盖浮顶罐,并在纽瓦克建有世界上最大直径为187ft(61.6mm)的带盖浮顶罐。
至1972年美国已建造了600多个内浮顶罐。
1978年国内3000m3铝浮盘投入使用,通过测试蒸发损耗标定,收到显著效果。
近20年也相继出现各种形式和结构的内浮盘或覆盖物[1]。
世界技术先进的国家,都备有较齐全的储罐计算机专用程序,对储罐作静态分析和动态分析,同时对储罐的重要理论问题,如大型储罐T形焊缝部位的疲劳分析,大型储罐基础的静态和动态特性分析,抗震分析等,以试验分析为基础深入研究,通过试验取得大量数据,验证了理论的准确性,从而使研究具有使用价值。
近几十年来,发展了各种形式的储罐,尤其是在石油化工生产中大量采用大型的薄壁压力容器。
它易于制造,又便于在内部装设工艺附件,并便于工作介质在内部相互作用等。
2 设计方案2.1 各种设计方法2.1.1 正装法此种方法的特点是指把钢板从罐底部一直到顶部逐块安装起来,它在浮顶罐的施工安装中用得较多,即所谓充水正装法,它的安装顺序是在罐低及二层圈板安装后,开始在罐内安装浮顶,临时的支撑腿,为了加强排水,罐顶中心要比周边浮筒低,浮顶安装完以后,装上水除去支撑腿,浮顶即作为安装操作平台,每安装一层后,将上升到上一层工作面,继续进行安装。
2.1.2倒装法先从罐顶开始从上往下安装,将罐顶和上层罐圈在地面上安装,焊好以后将第二圈板围在第一罐圈的外围,以第一罐圈为胎具,对中点焊成圆圈后,将第一罐圈及罐顶盖部分整体吊至第一、二罐圈相搭接的位置,停于点焊,然后在焊死环焊缝。
立式金属罐底量的等间距测量及其计算

d= n + o圆 台高 B n h一 , 圆 台体 积  ̄2 a d , 州,= h 则
计 量 基准 点 前一 同心 圆测量 点 的数 目,实 量 出g 至J 点 R 的长 度. s ‘ , 的标 高 为 , 的平 均 标高 为 , 点g 点g 则 至点
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1 ~ 之 间 部分 可 近 似 为 圆台 ( . 在0 1 以下 相 同 )顶 圆直 ,
根据 罐 底 的形 状 、 小 、 体规 格 确 定 同 心 圆数 目n 大 罐
和半径 序 号m, 建议 l 0 0 3 的底量测 量 其n 小 于 2 O0 m 罐 不 4,
径为如, 其底圆的直径为d=a d, ,2+ o圆台高B, ,h, 。 一 。 = 设
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、
公 式 推 导
若 底板 为 “ 中高边 低” 式 , 中部 为一 小 圆平 台 , 形 且 以
这 圆 平 台 的 边 缘 为 起 点 , 向罐 壁 的 径 向 方 向 拉 直 的 尺 上
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立式常压储罐的设计研究

立式常压储罐的设计研究摘要:在石油化工工程中需要利用立式常压储罐进行物品的储存,因此其作为储存是由原料、半成品与成品的设备。
下面将详细分析立式常压储罐的设计。
其中包括了储罐的高度、溢流保护以及伴热盘管计算或设计等方面出发,并且总结出溢流保护系统中溢流管与破虹吸管的设置方法,保证其设计具有一定的科学性与合理性。
关键字:常压储罐;立式;设计研究;立式常压储罐根据结构特点可以将其分为固定顶罐、内浮顶罐以及外浮顶灌三种。
在进行设计的过程中需要充分考虑其高度、溢流保护以及伴热盘管等内容。
一旦在设计的过程中出现问题,将会导致储罐的安全性得不到有效保障,进而将会对当地的经济造成一定程度上的影响。
1.立式常压储罐设计中的高度储罐的容积主要的含义就是正常操作条件下可用的有效容积、罐底部需要满足泵净正吸入压头或者用于保护浮盘等需要保留在馆内液体的最小操作容积以及灌顶部用于液体的膨胀或者保护浮盘等所需容积之和。
所以在设计储罐的过程中高是影响着容积的关键因素。
储罐的高度测量方式就是从罐壁顶部与高高液位,高高液位与高液位、高液位与低液位,低液位与低低液位以及低低液位到罐底板之间的高度相加。
在泡沫产生器下缘一直到罐壁顶端的高度,在无泡沫器产生的过程中,其高为零。
但如果是浮顶罐,其高度为管壁顶管与设计的浮顶地面最高位置之间的距离[1]。
在相关规定中明确规定了罐壁顶部与高高液位之间的高在0.45m或者1.5倍的溢流口工程直径,可以选择两者之间存在的最大值。
如果是外浮顶罐,则罐壁顶部与高高液位之间距离需要大于等于0.8m,如果是内浮顶罐,在储罐直径大于等于十五米时,其罐壁顶部与高高液位之间距离也需要大于等于0.8m。
在储罐直径小于十五米时,则罐壁顶部与高高液位需要将数值控制在大于等于0.6。
而对于高高液位与高液位之间的距离,不管是固定顶罐还是浮顶罐都是规定其在十到十五分钟储罐最大进液量折算高度与包括泡沫混合液层厚度与液体膨胀高度的安全量之和,进过研究可以控制在0.3米左右。
容量比较法检测立式金属罐罐容底量方法的探讨

在储 罐投入 正常使 用后 , 对 于罐底 基础土 质及施 工质量 较
员要少 , 存在很 大的 优势 , 现 阶 段为普 遍采 用 。但 是 , 在立 式金 差 的 地基 , 由于进 行频 繁 的收 发交 接 , 使 罐 内液态 货物 在高 液
属 罐 容量 测 量 当 中 , 罐 底 部分 的 变形 一 直制 约 着测 量精 度 , 采 位 和低 液位之 间频繁 交替发 生 , 液态 货物的 重力作用 于罐 底板
成。这几 种沉 降那 些 占主导 地位 , 主要 取决于地基 的土 质状 况 、 基 础 的施工 工艺 及施 工质量 好坏 而定 。地基 的土 质状 况 、 基础 的施工工 艺及及施 工质量好 的 , 罐 底沉 降量 就小 ; 地基 的土质状 况、 基础的施 工工艺及施工质量较差 的 , 罐底沉降量就大 。
用容量 比较法还 是有他 的合理 性 。
和基 础 , 使 其基 础沉 降还 要逐 渐加 大 , 从 而罐 底板 的 变形 也要 加大, 严重 时罐底 有可能 形成锅 底状 , 这一 变形 的过程 , 少 着几
年多着十 几年 。
1 利用容量 比较法 进行容量测量 的原 因
1 . 1 基础沉降是对罐容计量造成误差的主要原因
检 定规 程 J J G 1 6 8 -2 0 0 3 ( < 立 - 1 . 0 m左右 ) , 罐底 板又弹 起恢 复原形状 , 这时把 藏在 夹层或
法 主要是 以 几何测 量法 为主 , 容 量 比较法 作为传 统 的方法 被保 暗舱 的液体货 物又放 出来 , 罐 体液面升高一 个高度 A h 。 留 了。几 何测 量 法技 术 设备 先进 , 工 作时 间要 短 , 参 与工 作人
- 2 罐底下计量基准点对罐容量的影响 目前对 于我 国的建 罐现 状 , 在 内陆建 造 的储罐 主要 以软 基 1 针对 罐 底基 础变 形 , 在 空罐 时 和带 液时 罐底状 态 不一 , 导 础 为主 , 大多数 采取 环墙 ( 梁) 式结 构 。在 地 质条件 较差 及沿海
8.浅谈立式圆筒形钢制焊接油罐设计

浅谈立式圆筒形钢制焊接油罐设计转眼工作已一年多,从事油罐组的学习设计也有了一定的感受,一位位老师为我答疑解惑,一本本标准给我点亮灯火。
作为我第一本真正意义上的看的标准,GB 50341给我了许许多多,让我从一个简单的机械专业迈向真正的现实设计中。
GB 50341虽然本身张数不多,却包含了大部分立式圆筒形油罐的设计依据,它以API 650等国内外同类规范为参考,经过深入的调查研究,多次与科研、设计、施工和使用单位进行交流,在广泛征求意见的基础上,反复讨论、认真修改,最后定稿见世的。
惠州二期的储罐钢板订货料单是我第一次将它彻底的用到实践。
首先,我像我们组的同事努力学习了PV Desktop中关于圆筒形储罐的使用。
在PV中第一个就是结构类型和罐顶与罐壁连接形式问题,固定顶、浮顶和内浮顶三种罐顶类型需要我们去查阅选择,而关于罐顶和罐壁连接形式,在50341中也给了详细的图表说明,而且连接结构以及有效面积的计算采用了API 650的规定。
关于设计压力标准中规定了它所包含的压力范围,对于固定顶油罐设计压力应取常压或者接近常压(最大设计压力可为6kPa)浮顶油罐的设计压力应取常压。
在设计温度的填写的时候,应该考虑罐顶类型,一般油罐的最高设计温度不应高于90℃,而对于符合一定要求的固定顶油罐最高设计温度不应高于250℃,并且油罐的最低设计温度,在寒冷地区,对既无加热又无保温的油罐,应取建罐地区的最低日平均温度加13℃。
而后就是地震载荷、风载荷、雪载荷等的规定,其中尤其是地震载荷,标准作了详细的过程计算:σ1=C v N1A1+C L M1Z1其中:σ1---罐壁底部的最大轴向压应力;C v---竖向地震影响系数;N1---罐壁底部垂直载荷;A1---罐壁横截面积;C L---翘离影响系数(C L=1.4);Z1---底圈罐壁的断面系数(Z1=0.785D²t)关于油罐材料的选用主要应考虑几个方面:1.设计温度:气温条件、有无保温、有无加热;2.存储介质:油品的物性,油品的腐蚀性;3.材料的使用部位:使用部位不同,受力状况不同,腐蚀特性也不同;4.材料的化学成分、力学性能、焊接性能及低温冲击性能。
219326525_立式罐参照高度变化的原因分析及解决措施

44 《 质量与认证》2023·06立式罐参照高度变化的原因分析及解决措施文/刘冲伟1 马德京1 王猛21.龙口检验认证有限公司2.中华人民共和国龙口海关参照高度是立式金属罐(以下简称“立式罐”)一个十分重要的计量参数,定义为测深基准点和检尺参照点之间的距离,用量油尺测量,两点的稳定性决定了参照高度的稳定性。
参照高度的变化直接影响计量结果的准确性,关系贸易中各方的经济利益。
对于10万立方米的立式罐,1毫米液位的查表体积约为6立方米。
参照高度变化引起的计量误差越来越受到重视。
一、参照高度变化的问题提出立式罐是由若干层圈板焊接而成的竖直安装的圆筒形金属罐,由罐底、罐壁、罐顶或浮顶(盘)、计量口、进出管线及其他附件所组成[1],是一个大型的薄壁壳体结构物,内部和外部没有强力支撑筋骨。
立式罐必须安装有计量板。
根据计量板位置可以分为几种,一些立式罐直接将罐底钢板作为计量板,还有一些立式罐的计量板则高于罐底。
根据罐内有无量油管,分为有量油管计量板和无量油管计量板。
有量油管计量板安装在量油管下部,无量油管计量板水平焊接在底部罐壁,两种计量板都高于罐底几十公分。
计量板不应产生位移而引起参照高度的变化。
测深基准点位于计量板上,通常是罐容积表的编表零点,同时也是液位实高的零点,无论从罐容积表石油化工产品检验检测是对石油和以石油为原料生产的各种化工产品依据技术标准进行操作的活动。
石油化工产品检验检测对于保证产品质量和安全性、确保符合法规和标准要求、提高产品竞争力、为科学研究和创新提供支持等具有重要意义。
本期策划刊出“石油化工产品检验检测技术探讨 ”专题,从立式罐参照高度测量、油罐手工计量的温度修正、运输船舱计量、柴油十六烷值分析、MTBE 船舱计量等方面探讨交流相关技术,以期为读者带来借鉴。
——编者按专题 Subject编辑 徐航[摘要] 立式金属罐是液体商品在贸易结算中的主要计量容器,普遍应用于石油化工等各个工业系统中。
探析立式圆筒形储罐的设计

探析立式圆筒形储罐的设计探析立式圆筒形储罐的设计摘要:近年来,伴随着社会的不断进步以及经济的迅猛发展,我国石油产业规模逐步扩大,储罐作为重要的储油工具,其占据着重要的应用地位,为充分满足现今的储罐多元化以及大型化需求,必须合理展开该项设备设施的优化设计。
在此,本文将针对立式圆筒形储罐的设计进行简要探讨。
关键词:储罐;石油;立式;圆筒形;设计前言众所周知,对于石油以及化工等很多企业来说,其针对液体原料和产品进行储存的时候通常会选择使用大型立式圆筒形储罐设备,伴随着我国化工以及原油进出口量的大幅度增加,其所需储罐设备更加趋向于大型化方向发展。
一般而言,大型储罐的实际建造成本相对较高,其提出了更高的设计要求,在设计进程当中应该紧抓设计标准的精髓所在,参考规范严格施工,通过多方比较后择取优秀的设计方案,确保储罐运行安全。
2.立式圆筒形储罐所具备的相关优点第一,基于实际的钢材使用量角度出发来看,若是储罐拥有较为相同的结构,其对应的容积越大,在单位容积范围内所需消耗的钢材量则愈小。
第二,基于储罐的占地面积来看,因为现今的设计规范针对各个储罐间的距离问题进行了较为严格的要求,若是拥有相同的工程总容积,相较于数量较多的储罐而言,几台大型储罐的占地面积则比较小些。
第三,若是储罐拥有相同的总容量,通过比较大直径与小直径罐组则不难发现,大直径储罐对应的配件、仪表以及管网、消防等设施则较为简单便捷,其实际操作甚为简单,针对配套储运能够更好地实现管理。
第四,基于理论的角度出发来看,若工程已经规定了具体的容积需求,通过对比大直径与小直径罐组不难发现,大直径罐组的总投资成本是比较低的。
3.简析立式圆筒形储罐的优化设计3.1整体设计当储罐小于等于一千立方米的时候,能够运用等厚度设计方式。
其中,储罐直径等于高度时材料最为节约;当储罐大于一千立方米的时候,可运用不等壁厚度设计方式,最节约材料相对的经济尺寸为,在该式中,表示的是储罐的实际高度(mm),表示的是材料许用应力,和分别表示的是罐顶与罐底的厚度(mm),表示的是储液比重(),表示的是焊缝系数,分析后可以知道,材料许用应力跟储罐的顶部以及底部对应厚度对于储罐的实际高度起着决定性作用,储罐高度跟储罐的容量不存在有直接关系,式中的表示的是储罐直径(mm)以及表示的是储罐容量(),基于该式可进行储罐直径的合理计算并得出结果。
立式金属罐容量标定系统

立式金属罐容量标定系统一、目前常用的检测方法及优缺点概述容量计量的方法通常有三种,即:1、衡量法。
即通过测量其容纳介质(通常为水)的质量、密度、温度求其容积的方法。
此方法要求在恒温的实验室环境中进行,一般用于容量基准和标准量器的标定。
2、容量比较法。
即通过标定介质水,用高精度的标准量器量入或量出的方法,与被标定量器直接比较,经温度修正求其容积。
此方法要求在实验室的环境中进行,环境温度与水的温度差不能超过±5°C,一般用于对精度要求较高的中小型容器的标定。
3、几何测量法。
即通过测量容器的几何尺寸、内部附件体积等,计算其容积的方法。
此方法对实验环境条件要求不高,可在常温下测量,适用于对几何形状规则的大型容器如立式罐、卧式罐、球形罐等的检测。
在国内,目前立式油罐的容积标定通常采用悬垂吊线径向偏差法。
该方法用钢卷尺、径向偏差测量仪、水准仪等对立式金属罐容量进行检测,设备相对简单,易于学习掌握,但存在野外作业、劳动强度大、安全性差等问题。
在国外,立式金属罐容积检测的通用方法如下表(摘自新的《立式金属罐》容量检定规程起根据前面的介绍,容量比较法适用于小型容器,速度比较慢;围尺法是立式罐容积检测的基准方法,但一般不具备检测条件(需要搭高空脚手架),很少使用;光学垂准线法(也叫光学参比线法)精度较高,易于掌握,但仍然为人工作业,速度较慢;光学三角法采用两台仪器交会的原理,需要比较大的测量空间,不太实用;全站仪的方法具有测量速度快、适用范围广等特点,代表立式罐内测自动化的发展方向。
二、全站仪立式罐容积标定方法简介全站仪是全站仪型电子速测仪(Electronic Total Station)的简称,它是由电子测角、电子测距和数据自动记录等系统组成,测量结果能自动显示、计算和存贮,并能与外围设备交换信息的多功能测量仪器。
全站仪用于立式金属圆筒罐的容积标定,就是利用全站仪的三维坐标测量功能。
如下图,在圆筒罐的内部选一合适的位置(不一定要求在圆心上)架设全站仪,全站仪在机载软件的控制下按一定的水平角或距离步进量(保证测点间距不大于3米的规程要求),在某圈板的1/4或3/4截面圆上采集目标点三维坐标,在测量过程中,全站仪在机载软件的控制下,自动调整垂直角,保证所有的测点在一个水平圆误差允许的范围之内。
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从计量角度分析立式金属罐设计
发表时间:
2019-12-04T15:51:19.930Z 来源:《基层建设》2019年第25期 作者: 王燕 朱伟 马洁
[导读] 摘要:立式金属属罐(以下简称称“立式罐”)是我国大宗液态能源计量贸易交接的重要强检计量器具,在商业、民用、交通、航空
等领域都有着非常广泛的应用。
日照市计量测试所 山东日照 276800
摘要:立式金属属罐(以下简称称“立式罐”)是我国大宗液态能源计量贸易交接的重要强检计量器具,在商业、民用、交通、航空等
领域都有着非常广泛的应用。特别是随着贸易交接的日益频繁和立式罐大型化发展趋势,立式罐容量计量的准确与否,直接影响国内外贸
易的经济利益和国家计量信誉。因此立式罐的计量检定尤为重要,立式罐产生计量差量的原因很多,其中在工程项目设计和建设施工中产
生罐底变形是计量差量的主要原因之一。本文就结合我市某企业
2000m³立式金属罐因地基基础及罐体建造工艺的选择而造成的容积计量问
题加以分析并提出解决办法。
关键词: 立式罐 地基 计量板
1
立式罐结构
立式金属罐是由若干层圈板焊接而成,竖直安装的圆筒形金属罐。由罐底、罐壁、罐顶、计量口、进出管线及其他附件所组成,是石
油、液体石油产品以及其他液体货物的贸易结算、收发交接的重要计量器具(如图
-1 立式拱顶罐结构简易图 图-2 立式外浮盘罐结构简易
图)。
图-1 立式拱顶罐结构简易图 图-2 立式外浮盘罐结构简易图
2
立式金属罐的地基对罐容计量的影响
油罐在实际使用过程中,油品重量直接传递给地基,理论上罐底板仅承受一简单的压缩力,几乎没有强度要求。因此,在油罐设计与
建造的过程中,各个国家对各种土质及建造的各种类型的油罐,在罐基础的最大允许沉陷量方面均有明确要求,即罐基础建造后允许有一
定的沉陷量。
目前,我国建造的立式罐的地基大部分采用软基础,即基础是由素土、碎沙石、沥青砂等夯实的,也有部分采用硬基础,即由桩基础
和承台组成的。而罐底板是较厚的钢板采取对接焊,较薄的钢板则采取搭接焊,搭接焊时中幅板要压在边缘板上。储罐建造完工后要进行
水沉降试验,在高水位的液体静压力作用下,对罐底产生很大压强,储罐的地基将会产生整体沉降和局部沉降。一般情况下罐基础在进行
整体沉降的同时,罐的中心沉降量相对加大,因为在罐底板的边部受环梁约束,其环梁承载强度和承载面积都相对较大,从而罐底边部
(罐壁板处)受约束力就大。并且罐底板边部的边缘板厚度相对厚,承载能力也相对较强。一般情况下基础沉降往往是罐底中部区间沉降
大于边部沉降。为此必须在储油罐的建造过程中加强地基基础的施工质量控制,严格按照国家标准
GB/T50756-2012《钢制储罐地基处理技
术规范》组织施工,避免因罐底基础土质及施工质量问题而产生较大的沉降变形。
3
计量板对罐容的影响
实际工作中立式罐一般检实尺量液高,因此储罐的参照高度在装入液态货物后不能发生变化,特别是检实尺时不能产生虚假液位。参
照高度就像一个标尺,固定在罐体高度方向,这个标尺不能随罐内液体变化而变化。而计量板就好像衡器的零点,进行零点调整定位后,
不可以随时变动。如果没有安装计量板,量油尺头就要直接接触罐底板,而罐底板是在罐地基基础上面,罐体装油后罐基础受重力作用罐
底发生局部变形或部分变形,导致罐底板跟着变形(下沉或凸起),引起空罐时和装入油品时的参照高度发生很大变化,少则变化几毫
米,多则变化几十毫米。立式金属计量罐必须安装计量板,并使下计量基准点位于计量板上,可以有效避免因罐底变形产生的计量失准。
4
不同罐体结构下计量板的安装工艺
立式金属罐计量板的安装一般可分为有导向量油管计量板安装和没有导向量油管计量板安装两类(图-3 计量板结构示意图)。有导向
量油管的计量板一般为圆形,尺寸大小视罐体结构和大小而不同,计量板直径可比导向量油管外径大
40mm,其位置是在量油管下方,高度
控制在边部最低点到罐底中心最高点之间。计量板中心应同量油口中心重合,四周边多出
40mm以便同量油管固定。在计量板连接时用水平
装置进行水平测量,保持计量板水平状态。计量板安装后,对计量板进行水平测量,要求计量板在任何位置高差不能大于
2mm,否则进行
重新安装,直到符合要求为止。
没有导向量油管计量板一般为正方形,边长为(300~400)mm,板材为碳钢或锰钢,钢板厚度不能少于12mm,其位置是在量油管下
方,高度控制在边部最低点到罐底中心最高点之间。以计量基准点为垂点向罐底投入垂线,垂线与罐底交点为要安装的计量板中心。钢焊
接成托框架,应上下同时焊接斜拉筋,以防止罐内装液后罐壁板膨胀变形,造成计量板位置变化。把托框架角钢一端与罐壁相焊接固定,
框架端与计量板相连接,保持计量板水平状态。计量板安装后,对计量板进行水平测量,要求计量板在任何位置高差不能大于
2mm,否则
进行重新安装,直到符合要求为止。
5
结束语及建议
按照我国目前储罐建造现状,建议安装或加装计量板,减少基准点变化造成的误差;如果没有安装计量板,应以空尺测量油高,以上
部计量点为虚拟计量板。减少因参照高度的变化引起的容量测量误差。在储油罐的建造过程中加强地基基础的施工质量控制,严格按照国
家标准
GB/T50756-2012《钢制储罐地基处理技术规范》组织施工,避免因罐底基础土质及施工质量问题而产生较大的沉降变形。
6
参考文献:
[1]
国家质量监督检验检疫总局,JJG 168-2005立式金属罐容量.2005.
[2]GB/T50756-2012
钢制储罐地基处理技术规范.2012
[3]
佟贵新,郑鹤,赵克,立式金属罐罐底变形原因及引起计量差量的分析与解决,《中国计量》112-113,2015
[4]
段多涛,从容量检定角度谈立式金属罐的设计建造,《油气储运》,31-32,1987