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。
A A
B 公称容量 实际容量 操作容量 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
可燃或易燃贮液的贮罐间距应遵守有关规定，一般应尽量布置成两排，便于消防。
此罐消防困难
图1-3 贮罐布置图 b.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。 b.操作压力 操作压力大于贮存压力，贮液蒸汽需克服阻火器、管道、阀门和蒸汽回
收装置系统的压力降。
c.设计压力 考虑操作压力的波动和温度的变化等安全因素，应略大于操作压力。
表1-1 几个国家贮罐规定的设计压力 规 范 名 称 钢制焊接油罐 API 650-77(第六版) 设 计 压 力 接近常压 说 明 对建成的油罐可用公式计算其设计压力，并受基础升举力的。 大型低压焊接贮罐推荐性设计规定和构造 API 620 (78年第六版) 钢制焊接油罐结构 JIS B8501(79年版) 石油工业立式钢制焊接油罐 BS2654(1973) ＜15lb/in2 (~1kgf/cm2) 常压 正压 75mm 低压 正压 200mm 高压 正压 560mm 500mm 常压(40mm Wg以下) 负压 25mm 负压 60mm 负压 60mm 负压 50mm以下 立式园筒形钢制焊接油罐设计规定（81） 正压 200mm以下 地上园柱形钢制贮罐+基本计算方法 DIN4119-1961 设计温度
设计温度指罐体金属温度，一般比贮液温度(近似操作温度)低一些。非高温贮罐的设计温度主要是看最低的设计温度，因为最低的设计温度往往确定罐体用钢板的选择。
表1-2最低日平均温度低于-20℃的气象台站及数据 站 名 北 纬 东 经 最低日平 站 名 北 纬 东 经 最低日平 黑龙江 呼玛 海拉尔 嫩江 伊春 富锦 虎林 哈尔滨 牡丹江 阿勒泰 塔城 哈密 51º43´ 49º13´ 49º10´ 47º43´ 47º14´ 45º46´ 45º41´ 44º34´ 47º44´ 46º44´ 43º57´ 122º21´ 126º39´ 119º45´ 125º13´ 128º54´ 123º55´ 131º59´ 132º58´ 126º37´ 129º36´ 88º05´ 83º00´ 81º20´ 均温度 -44.5℃ -42.4℃ -42.5℃ -41.3℃ -37℃ -33℃ -32.2℃ -31.1℃ -33℃ -31℃ -39.1℃ -33.5℃ -28.4℃ 吉 林 长春 通辽 延吉 通化 辽宁 赤峰 沈阳 丹东 噶尔 宁夏 银川 陕西 榆林 43º54´ 46º36´ 42º53´ 41º41´ 52º10´ 41º46´ 40º03´ 32º30´ 58º29´ 38º14´ 125º13´ 122º16´ 129º28´ 125º54´ 118º58´ 123º26´ 124º20´ 80º05´ 106º13´ 109º42´ -29.8℃ -25.1℃ -25.7℃ -29.7℃ -24.7℃ -24.4℃ -20.7℃ -24.9℃ -24.9℃ -25.7℃ 呼玛漠河 53º29´ 齐齐哈尔 47º23´ 乌鲁木齐 43º54´ 哈密 42º49´ 87º28´ 93º31´ 87º42´ 101º22´ 98º31´ -32℃ -26.4℃ -22.5℃ -30.2℃ -23.3℃ 内蒙古 乌里雅斯太 45º31´ 116º08´ 116º04´ 112º00´ 106º10´ 111º41´ -32℃ -33℃ -34℃ -25.9℃ -24.6℃ 铁干里克 40º38´ 甘肃 老君庙 酒泉 42º13´ 39º46´ 锡林浩特 43º57´ 二连浩特 43º39´ 虎勒盖尔 42º12´ 呼和浩特 40º49´ 最低设计温度 需加热的贮罐取水压试验时水温和贮液贮存温度两者中的较低者； 无加热的贮罐取建罐地区最低日平均温度加13℃（API650加8.3℃，JIS
B8501加8.0℃，我国“立式园筒形钢制焊接油罐设计规定” 加13℃）
我国石油部“立式园筒形钢制焊接油罐设计规定”在最低日平均温度上加13℃是出于以下考虑，在寒冷环境里，罐壁的温度常介于环境温度与贮存液温度之间，而最低日平均温度是不经常存在的，即便罐内无加热，但因受贮存液影响，往往使罐壁温度比最低日平均温度位高，当罐内液位下降后，上部钢板就趋于环境温度，然而罐壁的应力水平亦下降。另外，还考虑了我国多年的实际使用经验。
日本JIS B8501-1979标准规定贮罐的金属温度不超过260℃；使用温度超过90℃的贮罐，罐体不得采用高强度钢，而且不得采用浮顶罐；罐壁温度超过90℃小于260℃，贮罐结构材料的许用应力要考虑温度的影响，在这个温度范围内属于高温贮罐。 1.2.2贮罐种类
贮罐分四大类： 固定顶贮罐； 浮顶贮罐； 无力矩贮罐； 套顶贮罐。 固定顶贮罐
固定顶贮罐可分为：锥顶贮罐；
拱顶贮罐；
自支承伞形贮罐。
a.锥顶贮罐
锥顶贮罐有两种形式，自支承锥顶贮罐和有支承锥顶贮罐。自支承锥顶贮罐是一种接近于圆锥体表面的罐顶，锥顶载荷靠锥顶板周边支承于罐壁上。有支承锥顶贮罐的锥顶载荷
锥顶 承压圈 锥顶
中间支柱
罐底 罐壁 罐底 罐壁
图1-4 自支承锥顶贮罐 图 1-5有支承锥顶贮罐
主要由梁和柱上的檩条或置于有支柱或无支柱的桁架上的檩条来承担。有支承锥顶贮罐一般用在1000m3以上的贮罐。对于梁柱式锥顶贮罐，不适用于会有不均匀下沉的地基或地震载荷较大的地区。锥顶贮罐与同容量的拱顶贮罐相比，可以设计成气体空间较小的小坡度锥顶，“小呼吸”时损耗少，锥顶制造和施工较容易，但耗钢量大。目前自支承式锥顶贮罐（中小型罐），在我国设计建造越来越多。在锥顶上操作比在供顶上操作安全。
b.拱顶贮罐
拱顶贮罐有两种形式 自支承拱顶贮罐；
有支承拱顶贮罐。
自支承拱顶贮罐的罐顶是一种形状接近于球状表面的罐顶。它是由4-6mm的薄钢板和加强筋（通常用扁钢）组成的球形薄壳。
有支承拱顶贮罐的拱顶载荷，主要靠柱或罐顶桁架支承于罐壁上。 拱顶贮罐与相同容积的锥顶贮罐相比耗钢量少，能承受较高的剩余压力，有利于减少贮液蒸发损失，但罐顶的制造施工复杂。目前国内拱顶贮罐最大容量已达20000 m3。
表1-3 列出柱支承锥顶罐与自支承拱顶罐比较。
表1-3柱支承锥顶罐与自支承拱顶罐比较 项目 罐 抗震性能 不均匀下沉 适用范围 材料费 工地加工费 工程费 经济性 方便程度 柱 支 承 锥 顶 罐 由于锥顶比拱顶弱，地震反应较复杂 会造成罐顶变形 贮存允许内压以下的低挥发性及低蒸汽压的石油化工产品 大 小 稍大 差 由于存在高空作业安全性较差 自 支 承 拱 顶 罐 抗震性能好 由于无支柱因而比较安全 贮存允许内压以下的低挥发性及低蒸汽压的石油化工产品，适于内部加设防腐村里 小 大 小 优 可用气吹法施工安全性好 c.自支承伞形贮罐 自支承伞形贮罐的罐顶是一种修正的拱形罐顶，其任何水平截面都具有规则的多角形，它和罐顶板数有同样多的棱边，罐顶载荷靠拱顶板支承于罐壁上，是自支承拱顶的变种。伞形罐顶是锥形顶和拱形顶之间的一种折中结构形式，伞形罐顶的强度接近于拱形罐顶，但安装较容易，因为罐顶板仅在一个方向弯曲。伞形顶在API650和JIS B850的规范中被列为罐顶的一种形式，但在国内很少用。
d.浮顶贮罐
浮顶贮罐可分为：浮顶贮罐和内浮顶贮罐（带盖内浮顶贮罐）。 浮顶贮罐
浮顶贮罐的浮顶是一个漂浮在贮液表面上的浮动顶盖，随着贮液液面上下浮动。浮顶与罐壁之间有一个环形空间，在这个环形空间中有密封元件使得环形空间中的贮液与大气隔开。从而大大减少了贮液在贮存过程中的蒸发损失，与固定顶相比可减少贮液损失达80％左右。浮顶贮罐的使用范围，在一般情况下用于原油、汽油、溶剂、重整原料油以及需控制蒸发损失、控制大气污染、控制不良气体、有着火危险的产品，都可采用浮顶罐。
双盘式浮顶 从强度来看是安全的，并且上下顶板之间的空气层有隔热作用。我国浮顶油罐系列中容量为1000、2000、3000、5000m3浮顶汽油罐采用双盘浮顶。
单盘式浮顶 10000-50000 m3浮顶贮罐采用单盘浮顶。总之浮顶罐容量越大浮盘强度的校核计算越要严格。
浮子式 用于更大的贮罐（100000 m3）一般式说来贮罐越大，这种形式越省料。
内浮顶贮罐
美国石油学会(API)定义内浮盘为钢盘的浮顶罐为“带盖的浮顶罐”，而把内浮盘为铝或非金属盘称为“内浮顶罐”，我国统称为“内浮顶罐”。
内浮顶贮罐是在固定顶贮罐内部再加上一个浮顶顶盖的新型贮罐，主要由罐体、内浮顶、密封装置、导向和防转装置、静电导线、通气孔、高液位警报器组成。
e.悬链式无力矩贮罐
这种贮罐是根据悬链线理论，用薄钢板制造的顶盖和柱组成。这种顶盖钢板仅在拉力作用下工作不出现弯曲力矩，钢材得到充分利用，节省钢材，比拱顶罐节省15％钢材。
其缺点是 顶板太薄，有弧垂，易积雨水腐蚀顶板，且操作不便；
装有呼吸阀的贮罐，日夜温差大致使内压变化也大，易造成顶盖疲劳破裂；
结构抗震性差。
无力矩贮罐在北方地区使用情况良好，大庆，由于地质条件好、油品腐蚀性较小、少雨干燥，油品腐蚀较小，使用良好。南方的茂名，油品腐蚀性较大、高温、多雨、潮湿，使用情况不好，顶板寿命很短。
f.套顶贮罐
这是一种可变化气体空间的贮罐，可减少蒸发损耗。常采用湿式和干式两种，湿式套顶贮罐用的密封液为水、轻油或其它非冻液。顶的升降范围为1.2-3.0m或更大。干式套顶贮罐承压能力一般为90-230mm。
还有一种顶部带有挠性薄膜贮气囊的贮罐。 1.3材料选择
贮罐用材料主要是炭素钢、不锈钢、和铝，对后两种材料只用在耐腐蚀及特殊要求的贮罐。材料选择的原则是：安全可靠，经济合理。 1.3.1炭钢
除有腐蚀场合外，炭钢是贮罐的主要用材。
炭钢贮罐在试验研究和实用中出现的破坏大多属于脆性破裂，而产生脆性破裂的原因主要是采用了冲击韧性降低的钢材、钢材本身缺陷及焊接缺陷。
大型贮罐采用高强度钢和较厚的罐壁，对脆性破裂更架敏感。究其原因有下列几个方面： a．当贮罐基础发生不均匀下沉时，贮罐产生的应力大大超过水压试验时的应力；
表1-13 美国埃索石油公司对贮罐用钢材夏比V形缺口冲击试验的要求 级别 钢 材 种 类 钢 板 厚 度 mm 设计金属温度的冲击值（lb·ft） ＜60℉(15.55℃) ≥60℉(15.55℃) 15/12 15/12 无 15/12 沸腾钢和半镇静钢 t＜5/8in(15.8) a. 材料规定的最小屈服强度 ≤35000 lb/ ft2(2460kgf/cm2) 5/8in≤t≤1 1/2in 规定的最大抗拉强度 ≤65000 lb/ ft2(4570kgf/cm2) (15.8≤t≤38.0) b. 材料规定的最小屈服强度 t＜1/2in(12.7) ≤40000 lb/ ft2(2812kgf/cm2) 规定的最大抗拉强度 1/2in t≤t≤1 1/2in ≤85000 lb/ ft2(5976kgf/cm2) (12.7≤t≤38.0) 15/12 25/20 20/16 25/20 无 25/20 无 25/20 全镇静钢 t＜1/2in a. 材料规定的最小屈服强度 ≤35000 lb/ ft2(2460kgf/cm2) 1/2in t ≤t≤1 1/2in 规定的最大抗拉强度 ≤75000 lb/ ft2(5273kgf/cm2) b. 材料规定的最小屈服强度 ≤50000 lb/ ft2(3515kgf/cm2) t＜1/2in 25/20 无 规定的最大抗拉强度 ≤90000 lb/ ft2(6328kgf/cm2) 1/2in t≤t≤1 1/2in 35/28 35/30 40/35 51/45 35/28 无 40/35 51/45 高强度钢 t＜1/2in 材料规定的最小屈服强度 1/2in t≤t≤1in ≤70000 lb/ ft2(2460kgf/cm2) 规定的最大抗拉强度 1in t≤t≤1 1/2in ≤100000 lb/ ft2(5273kgf/cm2) 注：1. 冲击值的表示，如15/12，其分子表示三个试样的平均冲击值15 lb•ft，分母表示单个试样的最小值为12 lb•ft。试样的截面为10×10 mm。
2. 按API 1650标准附录D中D.26款规定，设计金属温度应假设为贮罐地区最低
日平均温度加上15℉(8.35℃)。
3. 全镇静钢为细晶粒工艺制造及残余硅含量不低于0.1％的镇静钢。
b．由于贮罐的尺寸很大，不可能进行整体消除焊接残余应力地热处理； c．若建罐地区的最低日平均温度较低（如-29℃），炭钢或低合金钢使用温度可能低于脆性转变温度时，材料的韧性将急剧降低。
为了防止贮罐发生脆性破裂，美国埃索石油公司进行过系统研究，并在此基础上提出了防止脆性破裂的标准，即对不同材料提出了冲击韧性的要求值，见表1-13。
荷兰壳牌石油公司提出，对于厚度不小于3/4in(19mm)的低碳钢罐壁钢板，在最低温度下，V形缺口冲击韧性值不得低于20 lb•ft(3.5kgf•m/cm2)。
近年来，随着贮罐的大型化，要求罐壁钢板越来越厚。受最大板厚的，在最经济的罐高和罐径比的情况下，低碳钢油罐的最大容量只能达50000-60000m3左右。近来贮罐用高强度钢有了很大发展。可分为两大类，其一为细晶粒正火钢，其二是调质钢（经淬火加回火）。这两类钢的炭含量不应超过0.2％（正火钢的炭含量一般较调质钢略高些）。目前西欧一些国家建造大型贮罐多采用正火钢，如ST52Nb（与我国16Mn相近）。日本建造大型贮罐多采用调质钢，如WEL-TRN60。目前国内贮罐用材是普通炭素钢（ Q235-AF、Q235A、Q235AR）和普通低合金钢（16Mn、16MnR、16MnVR）。
表1-15钢板机械性能表 钢 号 板 厚 Q235-AF Q235A Q235AR ≤20 21-26 ≤20 21-40 6-16 17-36 38-60 ≤16 17-25 26-36 6-16 17-26 27-36 24 22 24 23 24 23 22 35 33 31 35 35 31 在下列温度下（℃）的σs（kgf/mm2） 常 温 20 18.5 20 19 20 19 18.5 28.5 27 25.5 28.5 27 25.5 200 18.5 17 18.5 17.5 18.5 17.5 17 26.5 25 24 26.5 25 24 250 16Mn 16MnR 16MnVR 6-16 17-26 27-36 40 38 36 32.5 31 29.5 30.5 29 28 1.3.2不锈钢
常用的有0Cr18Ni9Ti 1Cr18Ni9Ti 0Cr17Ni13Mo2Ti，它们都是奥氏体不锈钢，容易成型加工，但应变硬化的倾向较强，自500-800℃进行热加工（如焊接部为的两侧），炭化铬在晶间析出，因而可能发生晶间腐蚀。 1.3.3铝及铝合金
铝制贮罐一般用工业纯铝，贮罐容积最大不超过200 m3，最高使用温度一般为150℃。 1.4许用应力、焊缝系数、壁厚附加量 1.4.1许用应力
这里所说的许用应力和焊缝系数一般指隔壁而言。
我国“钢制石油化工压力容器设计规定”中，炭钢、低合金钢的许用应力[σ]取σs/1.6（即5σs/8）和σb/3中的较小值作为许用应力。在大型贮罐中，一般取2σs/3（即σs/1.5）作为许用应力[σ]，即安全系数为1.5。
英国BS2654标准规定，取钢材最小屈服极限的2/3作为许用应力，且在任何情况下许用应力不得超过260N/ mm2（2650 kgf/mm2）。
日本JIS B8501-1979标准考虑了温度对许用应力的影响。隔壁的许用应力应乘以下列不同设计温度的折减系数：
金属设计温度 折减系数 ≤90 1.0 150 0.965 200 0.935 260 0.88 对支承罐顶的结构物（如支柱、梁等）的许用应力应乘以下列不同设计温度的折减系数： 金属设计温度 折减系数 ＜90 1.0 90 0.91 150 0.88 200 0.85 260 0.80
美国API 650标准附录G规定：包括焊缝系数在内的最大许用应力Sd，对于底层隔壁钢板应取2/3σs和3/8σb（安全系数2.66）中的较小值，对于上层隔壁钢板应取2σs/3和2σb /5（安全系数2.66）中的较小值。包括焊缝系数在内的最大水压试验压力St，对于底层罐壁钢板应取3σs/4和2σb /5（安全系数2.5）中的较小值，对于上部各层隔壁钢板应取3σs/4和3σb /7中的较小值。 1.4.2焊缝系数
我国取0.9
日本底层罐壁取0.85 1.4.3壁厚附加量
化学品贮罐，一般取1-1.5mm，石油贮罐一般不考虑。 2 贮罐经济尺寸的选择和载荷 2.1贮罐经济尺寸的选择 2.1.1最省材料的经济尺寸
设 贮罐半径－R 贮罐直径－D 罐壁板厚度－S 贮罐高度－H
贮罐的计算容积－V 罐顶板厚度－S1 罐底板厚度－S2
a.等壁厚贮罐
当罐底厚度和罐壁厚度相等时，得等壁厚贮罐最省材料得尺寸是D＝H。由于受壁厚S的，等壁厚贮罐只能用于一定的容积范围，经计算其最大容积不宜大于970 m3，否则，就不经济。
b.不等壁厚贮罐
当罐底和罐顶金属用量之和等于罐壁承受液体静压所需金属用量时，贮罐的金属用量最省，此时贮罐的经济高度
H＝(( [] (S1+S2))/)-1/2 D＝((4V)/ ( H))-1/2
2.1.2最省费用的经济尺寸
设 贮罐直径－D
贮罐高度－H H＝4V/D2 贮罐的容积－V V＝0.7854D2H 贮罐壁单位面积每年平均费用－C1
贮罐底单位面积每年平均费用－C2
贮罐顶单位面积每年平均费用(按水平投影面积)－C3 按罐底面积折算的贮罐基础单位面积每年平均费用C4 按罐底面积折算的贮罐区土地面积每年平均费用－C5 罐壁面积－A1 A1＝DH
罐底或罐顶投影面积－A2 A2＝0.7854D2 贮罐每年平均总费用－C C＝A1 C1+A2(C2+C3+C4+C5)
C＝(4V C1/D)+D2(C2+C3+C4+C5)/4
a.等壁厚贮罐
对于小型贮罐，罐壁、罐底、罐顶厚度相同 D＝H
b.不等壁厚贮罐
当贮罐壁厚大于最小壁厚4mm时，C1已不是常数 D＝4H C1/(C2+C3+C4+C5) 当不考虑土地费用时 D＝4H C/(C2+C3)
由此可见大容量不等壁厚贮罐的直径与费用成正比，与罐底、罐顶费用成反比。当罐壁、罐顶费用为罐底的两倍时
D＝3H/8
在确定贮罐设计容积时，贮罐的安全高度应考虑以下几个因素： i 贮液因温度变化，升温时贮液体积膨胀引起液位升高；
ii 贮罐空气泡沫接管到液面之间，留有一定高度，着火时可保证液面有足够的覆盖层
厚度；
iii 当用压缩空气或机械式搅拌器使贮液混合、溶解、传热和防止沉降时，留有液某起伏波动的高度；
iv 考虑到进液的速率及关闭进液阀门所需时间内的液位升高。一些贮液含水和杂质沉淀层，应适当考虑底层用一部分不能利用的容积。
在实际工作中，对固定顶罐的贮存系数，采用以下经验数据： 原油罐 0.95 热油罐 0.85 化工原料罐或成品罐 0.90
浮顶罐和内浮顶罐一般可按上述系数大5％。 2.1.3贮罐经济尺寸的选择
表2-1 贮罐情况 等壁厚 不等壁厚 贮 罐 形 式 小型敞口贮罐 小型封闭贮罐 大型封闭贮罐 最省材料的经济尺寸 最 费 用 的 经 济 尺 寸 H≈R H≈2R H≈3R/4 H≈R H≈2R H≈((C2+C3)R)/(2C1) 按最省材料的经济尺寸来选择经济高度和直径，这对良好的地基条件来说是合适的。在实际工程中，需根据具体情况而定。 2.2载荷 2.2.1静载荷
a. 贮罐本身的自重
包括附件，指焊于罐体上的固定件，如通气孔、透光孔、人孔、梯子、平台等；配件指在罐体开口法兰和管接头上的部件，如呼吸阀、阀门、固定泡沫消防堰板等。
b. 隔热层载荷
根据采用的隔热层性质求出，并应将支承构件、外部保护层的重量计在内。 c. 附加载荷(雪或活载荷)
主要考虑罐罐顶检修人员和工具的重量等外载，一般取70kgf/m2。 d. 贮存液体载荷
贮存液体一般按水的重度计算，若贮液重度大于水时则按实际贮液重度取值。 e. 雪载荷
我国主要地区基本雪压值见表2-2，一般可取30 kgf/m2
表2-2我国主要地区基本雪压值 地区 北京 上海 南京 徐州 南通 杭州 宁波 衢县 温州 天津 保定 雪压值 30 20 45 25 20 40 25 40 15 25 25 地区 长春 抚顺 大连 吉林 四平 哈尔滨 济南 青岛 郑州 洛阳 蚌埠 雪压值 35 45 40 75 30 45 20 25 25 25 45 地区 包头 呼和浩特 太原 大同 兰州 长沙 西安 延安 西宁 拉萨 乌鲁木齐 雪压值 25 30 20 25 15 35 20 20 25 15 60 石家庄 沈阳 20 40 南昌 武汉 30 40 2.2.2罐内气体空间正压和负压造成的载荷
a. 正压
一般来说，正压200mmH2O以下属于常压罐，正压200mmH2O以上属于低压罐。 b. 负压
常压罐一般取值不大于-50mmH2O。 2.2.3罐顶的设计压力
a. 固定顶设计压力
i 设计内压 Pn (包括拱顶和锥顶) Pn＝Kpmax-q1
式中 K 超载系数 取1.2
Pmax 罐内最大正压 常压罐 取200mmH2O q1 罐顶单位面积自重(按投影面积) kgf/m2 ii 设计外压 Pw Pw＝q1+q2+q3
式中 q1 罐顶单位面积自重(有隔热层需计入，按投影面积) kgf/m2
q2 罐内设计负压 kgf/m2 一般取50mmHO或取1.2倍呼吸阀的吸阀开2
启压力
q3 附加载荷(雪或活载荷)一般取70kgf/m2 q2+q3≮120 kgf/m2 b. 浮顶罐设计压力参见：“大型贮罐设计” 2.2.4罐壁强度的设计载荷
a. 液压高度一般按贮罐包边角钢至计算圈板底板的距离。 b. 当气体空间压力大于200mmH2O以上时考虑其影响。 2.2.5风载荷
a. 固定顶罐罐壁的设计外压
P＝K1K2KZWo+K3P＝K2 KZ + K3P
式中 Wo 建罐地区风压值见表2-3
表2-3我国主要地区风压值(kgf/m2) 地区 上海 南京 徐州 扬州 南通 杭州 宁波 衢县 温州 福州 广州 茂名 湛江 Wo 45 25 35 35 40 30 50 40 55 60 50 55 85 地区 沈阳 长春 抚顺 大连 吉林 四平 哈尔滨 济南 青岛 郑州 洛阳 蚌埠 南昌 Wo 45 50 45 50 40 55 40 40 50 35 30 30 40 地区 大同 兰州 银川 长沙 株洲 南宁 成都 重庆 贵阳 西安 延安 昆明 西宁 Wo 45 30 50 35 35 45 25 30 25 35 25 20 35 北京 天津 保定 石家庄 35 35 40 30 武汉 包头 呼和浩特 太原 25 45 50 30 拉萨 乌鲁木齐 台北 台东 35 60 120 150 注：1. 河道、峡谷、山岭、山沟汇交口、山沟的转弯处以及垭口应根据实测值选取。
2. 基本风压值Wo系按TJ9-74“工业与民用建筑结构荷载规范” 选取。
P 操作负压 kgf/m2
K1 体形系数 由于固定顶罐在风力作用下外壁最大风压为1.0 Wo，内壁没有
吸力，故取K1＝1
K2 英国标准(BS2654)风速采用50年一遇的3秒钟瞬时风速，而TJ9-74中
的风速采用30年一遇的10分钟平均风速，时距越小最大平均风速越高。为使3秒钟与10分钟平均风速(瞬时风速)相对应。应乘以风速转换系数，近似取1.5，基本风压与风速为平方关系Wo＝V2/16，所以10分钟最大平均风压折合成瞬时风压要乘以转换系数K2＝1.52＝2.25。
KZ 风压高度变化系数 见表2-4
表2-4 离地面或海面高度 m 风压高度变化系数 KZ ≤5 10 15 20 30 40 50 60 70 80 陆上 0.78 1.00 1.15 1.25 1.41 1.54 1.63 1.71 1.78 1.84 海上 0.84 1.00 1.10 1.18 1.29 1.37 1.43 1.49 1.54 1.58 K3 对于装有呼吸阀的贮罐考虑呼吸阀打开的滞后系数建议取K3＝1.2。若不装呼吸阀的贮罐，则取K3＝1。其余地区基本风压值Wo请查TJ9-74“工业与民用建筑结构荷载规范” 选取。
对于下列地区应乘以转换系数：山间盆地等闭塞地形为0.75-0.85，与大风方向一致的谷口、山口为1.2-1.4。若后排贮罐受前排贮罐布置较近而造成的强风狭管效应，基本风压取值还应相应提高。
b. 贮罐在风载作用下的倾覆与滑移 i 倾覆
大型贮罐无需考虑风载的倾覆与滑移，因其直径比高度大，对于小型空罐因其高度比直径大，需核算空罐或贮液量少的罐，在风载作用下的的倾覆与滑移。
倾覆力矩
MD＝HQ/2 kgf-cm 抵抗力矩
MR＝D(Wr+WL)/2 kgf-cm 式中 H 贮罐高度 m D 贮罐直径 m
Wr 贮罐自重(包括附件及配件) kgf WL 贮液自重 kgf Q 风载荷 kgf Q＝CKZWoA
式中 C 形状系数 取0.7
KZ 风压高度变化系数 见表2-4 Wo 风压值见表2-3 A 受压面积 A＝HD
ii 滑移 滑移剪力
FD＝Q kgf 摩擦抵抗力
FR＝(Wr+WL) kgf
式中 底板与基础间的静摩擦系数 取0.4-0.7
(在实际工程中静摩擦系数很难查找，一般石头和金属面间为0.3-0.4，石头与土间为0.3(湿)-0.5(干)，低炭钢面间0.35-0.4，钢板与沥青砂面大致为0.7) 2.2.6地震载荷
a.静力法
日本JIS B8501-1979“钢制焊接油罐结构”采用计算贮罐的地震载荷，把贮罐(包括贮液)视为刚体，承受与地面相同的加速度，忽略贮罐本身的振动不管贮罐的动力特性，都认为贮罐作用一个固定的水平地震力，这种假设与实际差别较大。
b.动力法
用动液压力理论，根据流体力学原理，求得贮罐在地震瞬态运动下，贮液施加于罐壁上的压力。
具体计算方法在“贮罐的抗震设计”中陈述。 3 罐壁设计 3.1罐壁强度计算 3.1.1罐壁厚度
x≥(p0+x)R/[]
式中 x 该圈罐壁的最小计算壁厚 cm； p0 贮罐内保持的剩余压力 kgf/cm2； 贮液重度 kgf/cm3； x 该圈罐壁某一高度 cm； R 贮罐半径 cm； [] 许用应力 kgf/cm2
若考虑焊缝系数和腐蚀裕度，最小罐壁厚度公式如下： ＝( (p0+(h-30))R/[])+c1
式中 该圈罐壁的最小计算壁厚 cm p0 贮罐内保持的剩余压力 kgf/cm2
贮液重度(试水压时不计腐蚀余量) kgf/cm3 h 最高液面到计算圈板下端的距离 cm R 贮罐半径 cm [] 许用应力 kgf/cm2 焊缝系数c1 腐蚀余量 cm
为了工程计算方便，也可略去p0 ＝((H-0.3) D/(2[]))+c1
式中 该圈罐壁的最小计算壁厚 cm
贮液重度(＜1时取1，＞1时取实际值)tf/m3 H 隔壁顶端到计算圈板下端的距离 m R 贮罐直径 m
[] 许用应力 kgf/ m m2
焊缝系数
c1 腐蚀余量 mm
例题3-1：2000 m3贮罐直径 14000mm，罐底到最高液面距离12806mm (按罐顶包边角钢计)，共8层圈板，剩余压力 200 mmH2O，贮液重度＝0.9 tf/m3，钢材Q235-A，许用应力 1600kgf/cm2，焊缝系数＝0.9，腐蚀余量c1＝1 mm，试计算罐壁厚度。
解：按公式＝( (p0+(h-30))R/[])+c1＝( (0.02+0.0009 (h-30))700/1600•0.9)+0.1 ＝0.0004375 (h-30)+0.10972
试水压时＝( (0.02+0.001 (h-30))700/1600•0.9)+0.1＝0.0004861 (h-30)
表3-1
液 水 圈板号 h h-30 最小计算厚度 1 2 3 4 5 6 7 8 1280.6 1120 960 800 0 480 320 160 1250.6 1090 930 770 610 450 200 130 0.65686 0.58660 0.51660 0.44660 0.37660 0.30660 0.23660 0.16660 0.607916 0.529849 0.452073 0.374297 0.296521 0.218745 0.140969 0.063193 0.66 0.59 0.52 0.45 0.38 0.31 0.24 0.17 得出最小计算厚度后还需考虑几个因素 钢板负公差
表3-2钢板允许负公差 钢板厚度 负公差 4 0.3 4.5-5.5 0.5 6-7 0.6 8-25 0.8 25-30 0.9 32-34 1.0 36-40 1.1 钢板规格
计算壁厚往上圆整，与钢板规格取齐，
表3-3热轧钢板厚度规格表 厚度范围 厚度间隔 4-6 0.5 6-30 1 30-60 2 贮罐最小公称壁厚(不含腐蚀余量)
表3-4贮罐最小公称壁厚 贮罐内径 m D＜12 12≤D＜15 15≤D＜36 36≤D＜60 ＞60 最小公称壁厚 mm 4 5 6 8 9 直径不超过6 m的车间组装贮罐，考虑运输变形等因素，取焊缝系数为0.7(不用探伤)。最小公称壁厚为D≤3.2 m，为4.5 mm；3.2m＜D≤6m，为6mm。
最大壁厚
大型贮罐的焊后热处理十分困难，故需贮罐的最大壁厚
表1-14最低许用金属温度和相应的固体罐体钢板最大厚度 钢号 钢材标准 常用温度 许用金属温度 许用最大板厚mm 基本保证的性能项目 备注 Q235-AF GB700-79 -20 GB3274-82 -10 ≥0 Q235-A GB700-79 -20 GB3274-82 -10 ≥0 -20 ≥0 -40 ≥0 6 12 16 12 26 32 38* 26 34* 32 b，5 b，5 Q235-AR 16Mn 16MnR b，s，5， 冷弯b，s，5， 冷弯 b，s，5， 冷弯b，s，5， 冷弯 注1 15MnVR 3.1.2罐壁下节点边缘应力的校验 在罐壁与罐底连接处，罐壁受到静压的作用，会沿径向发生变形，但受罐底约束。节点处的径向位移受到阻碍，因而在罐壁下端的局部范围内将产生纵向弯曲力矩和剪力，这种由边缘效应产生的应力即为边缘应力。对于罐内压力接近常压的贮罐(例如200mmH2O)，在连接处边缘力并不大，一般可以不做计算。现以例题加以说明：
例题3-2：校验50000 m3贮罐的下节点强度。贮罐半径3000cm，高度1935 cm，罐壁底层圈板s＝3.0 cm，罐底边缘板b＝1.2 cm，罐壁及其荷重G＝505000kgf，罐壁材料16MnR，E＝2.1x106 kgf/cm2，＝，罐底凸出距离c＝5cm，罐底地基系数Kb＝5 kgf/cm2，贮液重度＝0.0009 kgf/cm3。
解：罐壁作用于罐底周边重量 G＝505000/(•6000)＝28.6 kgf/cm 作用于单位面积罐底的液重 q＝0.0009·1935＝1.74 kgf/cm2 贮罐壁圆筒刚性
DS＝Es3/(())＝2.1•106•3.23/(())＝6.3•106 kgf-cm 罐壁弹性系数
Ks＝Es/R2=2.1•106•3.2/30002＝0.75 kgf/cm3 罐壁弹性特性
ms＝(Ks/(4 DS))1/4＝(0.75/(4•6.3•106))1/4＝0.013 1/ cm 底的圆筒刚性
Db＝Eb3/(()＝2.1•106•1.23＝33.2•104 kgf-cm 底的特征系数
mb＝(Kb/(4 Db))1/4＝(5/(4•33.2•104))1/4＝0.0441 1/ cm 罐壁单位变位系数由表3-6IV查得
表3-6IV罐壁、罐底桡度的、转角及弯矩方程
加载图 I C Mo 桡度 y＝(Mo m2/K)(mx-mcm(x+c))-mcm(x+c转角 y'＝(Mo m3/K)(mx mcm(x+ c)) +2 mcm(x+c弯曲力矩 M＝-Dy\"＝(Mo/2) (mxmcm(x+ c)mcm(x+c))) y II C q y III C qo y IV Mo Qo y (x＞0) y＝(q m/2K)mx) +2mcm(x+c +mcm(x+c(x＞0) y＝(qo /2K)(2-mcmcm(x+cmcm(x+c(x＞0) y＝(2m/K) (Qomx m Mo pmc (x＞0) y'＝(q m2/K) (mxmcm(x+ c))+ mcm(x+c (x＞0) y'＝(qo m/2K)mx) +mcm(x+ c)) +2mcm(x+c(x＞0) y'＝(2m2/K)(-Qo pmx2m Momx) (x＞0) M＝-Dy\"＝(q/(4m)) (mx-2mcm(x+ c)mcm(x+c))) (x＞0) M＝-Dy\"＝(qo/(4m2 ))(mx-mcm( x+c))+mcm(x+ c))) (x＞0) M＝-Dy\"＝(1/m) (-Qomxm Mo pmc 11s＝4ms3 / Ks＝1/ (ms DS)＝1/(0.013•6.3•106)＝12.21•10-6 1/kgf 12s＝2ms2 / Ks＝2•0.0132/0.75＝4.5•10-4 cm /kgf 22s＝4ms/ Ks＝2•0.013/0.75＝34.7•10-3 cm /kgf
罐壁载荷变位系数由桡度方程求得，其图号与图3-8所示，M0、Q0方向一致，取正号。 S1q＝/ Ks＝0.0009/0.75＝1.2•10-3 S2q＝H/ Ks＝1.2•10-3•1935＝2.32mm mb c＝0.044•5＝0.22查表3-7得 (mb c)＝0.7834 (mb c)＝0.1739 (mb c)＝0.6096
表mx、mx、mx)、mx表mxmxmxmx)mx罐底单位变位系数由表3-6I查得(相当于I中的y')： 11b＝mb3(1+( (mb c))2 ((mb c))2)/ Kb
＝0.0443(1+2•0.78342/5＝5.36•10-5 1/kgf
罐底载荷变位系数由b1q由表3-6III查得(相当于III中的y')，b1G由表3-6II查得(相当于II中的y')：
b1q＝-q0 mb(1+( (mb c) (mb c) (mb c) (mb c)) / (2Kb)
＝-1.74•0.044(1+0.6096•0.9574••) / (2•5)＝-0.0053 b1G＝G mb2(2( (mb c))2)/ Kb＝26.8•0.0442•2＝0.0127 1/kgf 然后将上述系数代入表3-5弹性连接公式，得
Mo＝(12s S2q-22s(S1q+b1q+b1G))/ (22s (11s +11b)- (12s) 2) ＝4.5•10-4••10-3(1.2•10-3-0.0053+0.0127)/ 剪力
＝(•10-3(12.21•10-6+5.36•10-5) - (•10-4) 2)＝358.3 kgf-cm /cm Qo＝(12s(S1q+b1q+b1G)-S2q(11s +11b) / (22s (11s +11b)- (12s) 2) ＝(•10-4(1.2•10-3-0.0053+0.0127)- (12.21•10-6+5.36•10-5)/ ＝(•10-3(12.21•10-6+5.36•10-5) - (•10-4) 2)＝-71.5 kgf/cm 剪力与假设相反 罐壁最大弯曲应力
＝Mo/W＝Mo/ (2)＝358.3/(2)＝209.9 kgf/cm2 ＜[] 209.9 kgf/cm2＜2070 kgf/cm2 安全 下节点贴角焊缝高度取10cm，则 A＝2•0.7h＝1.4 cm/ cm2
W＝0.7 h(+(h/2-1/2))＝0.7•1(+0.7071)＝2.73 cm 焊缝抗剪强度
＝((Qo/A) 2+ (Mo/W) 2) 1/2＝((71.5/1.4) 2+ (358.3/2.73) 2) 1/2＝140.8 kgf/cm2 []＝0.7[]＝0.7•2070•0.85＝1232 kgf/cm2 ＜[] 140.8 kgf/cm2＜232 kgf/cm2 安全
在某些情况，如罐底相对罐壁较厚或为了进似估算，可以将罐壁看作固接。这时弯矩与剪力为：
Mo＝ (H- 1/ms)/(2 ms2)＝0.0009(1935- 1/0.013)/(2•0.0132)＝4947 kgf-cm /cm Qo＝ (2ms H- 1)/(2 ms2) ＝0.0009(2•0.013•1935- 1)/(2•0.0132)＝-131.3 kgf/cm 由此看出，当底板相对罐壁过厚，弯矩与剪力值增大，对罐壁受力反而不利。 3.1.3罐壁的变设计点计算方法
常用的罐体壁厚计算方法(薄膜应力修正公式)是以高出每圈板下端0.3m作为一个固定的设计点进行计算的。实践证明对大直径罐(如50000 m3更大)，圈板中的实际应力差别较大。一般说来，下两圈罐壁的实际应力接近按2/3屈服极限的许用应力或略有超过，而上面各圈
均比许用应力小，显得有点保守。
以壳体的弹性移动为基础的变实际点方法，考虑了相邻圈板的互相影响，对每一圈板采用可变的设计点计算壁厚，从而使每一圈板产生合理均匀得最大应力。
美国API 650附录K推荐的变设计点方法介绍如下： a.底层圈板壁厚计算
i就操作和试水两种情况用下列公式算初步壁厚 d＝(D(H-0.3))/(2sd) 操作 d＝(D(H-0.3))/(2st) 试水 式中 D 贮罐公称直径 m H 贮罐高度 m
贮液设计比重 取值不小于1.0 sd 操作情况下的许用应力 kgf/mm2 st 试水情况下的许用应力 kgf/mm2
纵向焊缝系数 对于通常罐(API 650正文)取0.85
对于特定罐(API 650附录D及G)取1.0 ii. 就操作和试水两种情况用下列公式算壁厚
d＝(1.06-(0.0222D/H)( H/(sd))1/2 DH/ (2sd) 操作 t＝(1.06-(0.0222D/H)( H/(st))1/2 DH/ (2st) 试水 注：d和t不需要大于d和t b.第二圈板壁厚计算
先按操作及试水分别两种情况算出底圈的比值＝hr1/2
式中 h 底圈板高度 mm r 贮罐公称半径 m m
底圈板厚度 操作时＝d 试水时＝t mm 当≤1.375时 取 ＝
式中 第二圈板厚度 操作时＝d 试水时＝t mm
这种情况意味着，当底圈板宽度较窄 h小，贮罐容量大r、大时，最大应力要落在第二圈板上，需使第二圈与底圈等厚(如100000 m3以上的贮罐常属此情况)。
当≥2.625时 取 ＝a
式中 a 按第二圈以上的罐壁计算方法求得的第二圈板厚度见后x计算
这种情况意味着，当底圈板宽度较宽 h大，贮罐容量较小r、小时，底板的约束对第二层圈板几乎已没有影响，底层圈板的最大应力靠下，此时第二圈板厚可与第三圈、第四圈······的圈板同等对待如10000 m3以下的贮罐常属此情况。
当1.375＜＜2.625时 取
＝a(-a(2.1- (h((r1/2
从上式可看出：＝h((r1/2＜2.625时，2.1- (h((r1/2＝，故＞a；当＜1.375时，2.1- (h((r1/2＜，故＜。即a＜＜
这种情况意味着，罐底约束对第二层圈板有一定的影响，最大应力仍在底层圈板上，但位置比较靠上。由此第二层圈板既不必与底层圈板等厚，也不能与第三圈、第四圈······的圈板同等对待如20000-50000 m3以下的贮罐常属此情况。
c.第三层圈板及以上各圈的壁厚计算
可用薄膜应力修正公式计算壁厚，但液压高度不是固定值，而是H-x。x为可变设计点离该圈壁板底端的距离，它与贮罐半径、离顶端包边角钢距离及相邻圈板的厚度比值等因素有关。因事先不知道该圈壁厚与比值，需进行试算。计算步骤如下：
i.以试水和操作试算一个U
U＝(D(H-0.3))/(2sd) 操作 U＝(D(H-0.3))/(2st) 试水 ii.按下面三式计算x的最小值 x1＝0.61(rU1/2+0.32chU x2＝chU
x3＝1.22(rU1/2
x＝min(x1，x2，x3) mm
式中 U 在环焊缝以上的一圈(即所要计算的那圈mmc 比值 c＝(k1/2(k-1( k(k1/2
k 该圈的相邻下圈厚度与该圈厚度之比 k＝L/U L 在环焊缝以下的一圈壁厚 mm
hU 所考虑的那圈圈板底部至顶部角钢(或溢流口底部的固定 mm iii.用以下公式计算操作和试水的最小壁厚 dx＝D(H-0.001x) (2sd操作tx＝D(H-0.001x) (2st试水
iv.用首先算出的dx和tx重复b. c.项计算，直至dx和tx差别很小为止。此时所得的x为所考虑的那圈板设计点的较正确的位置，得出的壁厚也是较正确的。
举例说明
例题3-3：贮罐直径D85.34m，高度H 19.51 m，底部三圈高度均为2438mm，试水时许用应力21.09 kgf/mm2，焊缝系数＝1。计算底部三圈壁厚。
解：1. 第一圈1
在试水条件下，要求1＝t，但不比厚t 定点法公式
t＝D(H-0.3)/ (2st＝(19.51-0.3)/ (2·21.09·1＝t＝(1.06-(0.0222D/H)( H/(st))1/2 DH/(2st)
＝(1.06-(0.0222·85.34/19.51)(19.51/(21.09·1))1/2 85.34·19.51/(2·21.09·1)＝38.15
故1＝38.15mm
2. 第二圈2
＝hr1/2＝2438/42670·38.151/2＝1.911 1.375＜＜2.625 ＝a(-a(2.1- (h((r1/2＝a(-a(2.1-1.911式中a需按第三圈计算方法三次试算第一次试算第二圈＝-＝
tx＝D(H-0.3)/ (2st＝(17.072-0.3)/ (2·21.09·1＝令U＝tx＝33.93 L＝＝k＝L/U＝33.93＝1.124
c＝(k1/2(k-1( k(k1/2＝(1.1241/2(1.124-1( 1.124(1.1241/2＝
x1＝0.61(rU1/2+0.82chU＝0.61(42670·33.931/2+0.32·0.06·17072＝1061.6 x2＝chU＝·＝
x3＝1.22(rU1/2＝1.22(42670·33.931/2＝1467.7
x＝min(x1，x2，x3)＝1024.3 mm
tx＝D(H-0.001x) (2st＝85.34(17.072-0.001·1024.3) (2·21.09·1＝这个tx供第二次试算用第二次试算第二圈令U＝
k＝L/U＝32.468＝1.175
c＝(k1/2(k-1( k(k1/2＝(1.1751/2(1.175-1( 1.175(1.1751/2＝
x1＝0.61(rU1/2+0.82chU＝0.61(42670·32.4681/2+0.32·0.0835·17072＝1174.1 x2＝chU＝·＝
x3＝1.22(rU1/2＝1.22(42670·32.4681/2＝1435.9 x＝min(x1，x2，x3)＝1174.1 mm
tx＝D(H-0.001x) (2st＝85.34(17.072-0.001·1174.1) (2·21.09·1＝这个tx供第三次试算用第三次试算第二圈令U＝
k＝L/U＝32.165＝1.186
c＝(k1/2(k-1( k(k1/2＝(1.1861/2(1.186-1( 1.186(1.1861/2＝
x1＝0.61(rU1/2+0.82chU＝0.61(42670·32.1651/2+0.32·0.088·17072＝1195.1 x2＝chU＝·＝
x3＝1.22(rU1/2＝1.22(42670·32.1651/2＝1428.6 x＝min(x1，x2，x3)＝1195.1 mm
tx＝D(H-0.001x) (2st＝85.34(17.072-0.001·1195.1) (2·21.09·1＝用这个值计算值，a＝
＝a(-a(2.1-1.911＝(-(2.1-1.911＝ 3．第三圈3
第一次试算第三圈＝·＝
tx＝D(H-0.3)/ (2st＝(14.634-0.3)/ (2·21.09·1＝令U＝tx＝29.00 L＝＝k＝L/U＝29.00＝1.226
c＝(k1/2(k-1( k(k1/2＝(1.2261/2(1.226-1( 1.226(1.2261/2＝
x1＝0.61(rU1/2+0.82chU＝0.61(42670·29.001/2+0.32·0.106·14634＝1174.7 x2＝chU＝·＝
x3＝1.22(rU1/2＝1.22(42670·29.001/2＝1356.6 x＝min(x1，x2，x3)＝1174.7 mm
tx＝D(H-0.001x) (2st＝85.34(14.634-0.001·1174.7) (2·21.09·1＝这个tx供第二次试算用第二次试算第二圈令U＝
k＝L/U＝27.23＝1.306
c＝(k1/2(k-1( k(k1/2＝(1.3061/2(1.306-1( 1.306(1.3061/2＝
x1＝0.61(rU1/2+0.82chU＝0.61(42670·27.231/2+0.32·0.0835·14634＝1313.18 x2＝chU＝·＝
x3＝1.22(rU1/2＝1.22(42670·27.231/2＝1315.16
x＝min(x1，x2，x3)＝1313.18 mm
tx＝D(H-0.001x) (2st＝85.34(17.072-0.001·1313.18) (2·21.09·1＝这个tx供第三次试算用第三次试算第二圈令U＝
k＝L/U＝26.95＝1.32
c＝(k1/2(k-1( k(k1/2＝(1.321/2(1.32-1( 1.32(1.321/2＝
x1＝0.61(rU1/2+0.82chU＝0.61(42670·26.951/2+0.32·0.146·14634＝1337.6 x2＝chU＝·＝
x3＝1.22(rU1/2＝1.22(42670·26.951/2＝1307.8 x＝min(x1，x2，x3)＝1307.8 mm
tx＝D(H-0.001x)(2st＝85.34(14634-0.001·1307.8) (2·21.09·1＝故＝
与定点法相比(均以试水情况，见表
表各圈板计算结果比较圈数 定点法 变点法 1 38.87 38.15 2 33.93 35.56 3 29 29.96 3.2贮罐的风力稳定计算 3.2.1抗风圈计算
抗风圈所需的最小载面系数WZ WZ＝0.058D2H cm3 基本风压大于70 kgf/m2
WZ＝0.058D2HWo/70 cm3 式中 D 贮罐直径 m H 贮罐全高 m 抗风圈设置
抗风圈设于离罐顶一米处，可兼作平台走道用。
抗风圈钢板最小厚度为5mm，所用角钢最小为∠63x6。
当抗风圈型钢的肢长超过肢厚的16倍，抗风圈下需设支托，支托的间距为抗风圈外缘高度的18-24倍。
抗风圈上面用连续焊，下面用间断焊 3.2.2加强圈计算
固定顶罐壁的设计外压是 P＝K1K2KZWo+K3P 3.2.2.1罐壁的许用临界压力是[Pcr]的计算
a.中科院力学所推荐的方法： 条件：[Pcr]＞P
[Pcr]＝KKcrE(1-2) 1/2 R/L kgf/m2
式中 K 安全系数 按表3-9选取 Z 无量纲的曲率参数 Z＝L(1-2) 1/2 /(m R)
L 所计算那段罐体的高度 m R 贮罐半径 m
m 所计算那段罐壁的平均厚度 m
E 弹性模数 kgf/m2
泊桑系数
Kcr 临界压力系数 随着Z和(顶圈厚度和底圈厚度之比)而变化 Kcr查图3-15(厚度变化次数n≥)
表3-9 K值 Z K 10-50 1 50-100 0.9 100-200 0.8 200-500 0.7 ＞500 0.6 b.北京石油设计院推荐的方法：
为了简化计算，根据薄壁短圆筒在外压作用下的临界压力公式 [Pcr]＝2.59E()1/2.5/( (D)1/1.5)
把此式用在“当量筒体”上，并稍加变化，取 [Pcr]＝(1680(min)1/2.5)/(E(D)1/1.5)
式中 min 顶圈罐壁厚度 mm E 当量筒体总高度 m E＝He
He＝h((min/)5)1/2
各层圈板厚度 mm 当[Pcr]＜P时，需设加强圈 所谓“当量筒体”，就是把各个实际存在的不同厚度的筒节，按公式折算成内径不变，稳定性相同，壁厚均为最小壁厚tmin的假想筒节，由这些假想筒节组成的假想筒体叫做“当量筒体”，假想筒节的高度叫做“当量高度”。
表3-10 设计外压与许用临界压力的关系 [Pcr]≥P P/2≤[Pcr]＜P P/3≤[Pcr]＜P/2 P/(n+1)≤[Pcr]＜P/n 所需加强圈个数 0 1 2 n 加强圈在当量筒体上的位置 - E/2 E/3及E/3 E/(n+1)，E/(n+1)， …nE/(n+1) c.英国BS 2654标准推荐的方法： E＝e
e＝h ((min/)5)1/2 p＝K((min)5/D3)1/2
K＝9500/(3.563Vw+580Va)
式中 D 贮罐直径 m
min 顶圈罐壁厚度(不包括腐蚀裕度) mm 各圈罐壁厚度(不包括腐蚀裕度) mm h 抗风圈以下各层圈板的高度 m e 各层圈板的当量高度 m E 当量筒体总高度 m Vw 设计风速 m/s Va 设计真空度 mbar K 系数
p 在罐体厚度最薄时(也即当量罐体)加强圈最大允许间距 m
表3-11
E与p比较 E＜p p＜E＜2p 2p＜E＜3p 3p＜E＜4p (n-1)p＜E＜np 加强圈个数 0 1 2 3 n-1 加强圈在当量筒体上的位置 - 于E/2处 于E /3及2E/3处 于E /3，E/2，3E/4处 于E (n-(n-1))/n,…E(n-2)/n,E (n-1)/n处 确定了加强圈在当量筒体上的位置后，再按 h＝e((min/)5)1/2
折算到实际罐体上去。
例题3-4：常压固定顶贮罐的直径D＝48 m，高度H＝22.5 m，共有9层圈板，每层高h＝2.5m,圈板厚度自上而下分别为8.0、8.0、10.6、14.3、17.9、21.6、25.3、29和32.6mm。不计腐蚀裕度。设计风速m/s。试求加强圈的数量、位置。
解：按英国BS 2654方法计算
第1层 e＝h((min/)5) 1/2＝2.5((/)5) 1/2＝2.5 第2层 e＝h((min/)5) 1/2＝2.5((/)5)1/2＝2.5
第3层 e＝h((min/)5) 1/2＝2.5((/)5)1/2＝1.239 第4层 e＝h((min/)5) 1/2＝2.5((/)5)1/2＝0.586 第5层 e＝h((min/)5) 1/2＝2.5((/)5)1/2＝0.335 第6层 e＝h((min/)5)1/2＝2.5((/)5)1/2＝0.208 第7层 e＝h((min/)5)1/2＝2.5((/)5)1/2＝0.140 第8层 e＝h((min/)5)1/2＝2.5((/)5)1/2＝0.100 第9层 e＝h((min/)5)1/2＝2.5((/)5)1/2＝0.075
E＝e＝2.5+2.5+1.239+0.586+0.335+0.208+0.140+0.100+0.075＝7.683 Va取50 kgf/m2＝5 mbar
K＝9500/(3.563Vw+580Va)＝95000/(·2+580·)＝6.93 p＝K((min)5/D3)1/2＝6.93(85/483)1/2＝3.78 p＜E 需设置加强圈
查表3-11得知E与p比较为：2p＜E＜3p需设两个加强圈，其位置分别在E /3及2E/3处，也即在当量筒体上离罐顶2.561m和5.122m处。上面一个加强圈在最薄(8.0mm)圈板上，故不需进行折算。下面一个加强圈在最薄圈板上，而落在＝ mm圈板处，需按h＝e((min/)5)1/2折算到实际罐体上去，即第二个加强圈离顶部包变角钢的实际距离为
((5.122-5.0)( (/)5) 1/2)+5.0＝5.25m
按规定加强圈与圈板环焊缝之间的距离不得小于150mm。
例题中上部加强圈与圈板环焊缝之间的距离只有2561-2500＝61mm，需将上部加强圈上移到离顶部包变角钢2500-150＝2350m处，或下移到离顶部包变角钢2500+150＝2650mm处。两个加强圈之间的距离为5250-2350＝2900(5250-2650＝2600)mm，仍然小于p (mm)，此部分罐体是稳定的。 3.2.2.2加强圈截面选择
表3-12加强圈选用表 贮罐直径m D≤20 20＜D≤36 36＜D≤48 D＞48 加强圈尺寸mm ∠100 x 63 x 8 ∠125 x 80 x 8 ∠150 x 100 x 10 ∠200 x 125 x 12 3.3贮罐的抗震设计
3.3.1我国常压立式贮罐抗震验算方法(工业设备抗震鉴定标准)
a.水平地震载荷 QO＝CZmaxW
式中 QO 水平地震载荷
CZ 综合影响系数 CZ＝0.4 max 地震影响系数的最大值 基本烈度 max 7 0.23 8 0.45 9 0.90 W 产生地震载荷的贮罐总重量 W＝FrW´
Fr 液动系数
W’ 贮罐内贮液重量 kgf
表3-14液动系数Fr值 Hw/R Fr ≤0.6 0.21 0.8 0.27 1.0 0.32 1.2 0.37 1.4 0.40 1.6 0.42 1.8 0.45 2.0 0.47 注：中间值用内插法
Hw 贮罐底面至贮液面的高度 cm
R 自下往上数第一圈贮罐的内半径 cm b.地震弯矩
M＝Hw QO/2 kgf-cm
动液压力沿罐壁高度近似地呈均匀分布，其合力的作用点接近液体重心，故取贮液高度的一半。
c.第一圈罐壁底部的最大应力 ＝(N/A)+(M/W)
式中 N 第一圈罐壁底部的垂直载荷，包括罐体自重(按罐体自重的80％计算，即扣除20％的罐底重量)和保温重 kgf
A第一圈罐壁的截面积 cm2 A＝D
D第一圈罐壁的平均直径 cm第一圈罐壁的实际壁厚 cm W第一圈罐壁的断面系数 cm3 W＝D2d.第一圈罐壁的允许的临界应力 [cr]=3.88·105(/R)1.25(H/R)0.5
式中 R第一圈罐壁的平均半径 cm
H 基础顶面至罐壁顶面的高度 cm e.满足＜[cr] 3.3.2几点说明
a.为了减少计算工作量，忽略了风载荷
b.由于罐壁重量只占贮液重量的3％以下，忽略了罐壁重量
c.用此法验算，在9度区大部分标准贮罐需适当加固，在8度区基本上不需加固。一般是贮罐直径越大，高径比越小，抗震能力越强。
例题3-5：有一贮罐，公称容积2000m3，贮液比重1，内径D＝14500mm，贮罐总高D
＝12669mm，罐体自重509 kgf，第一圈罐壁(自下而上)厚度1.0 cm，设有梯子，重1230 kgf，有保温层，厚80mm，钢材Q235-A，地震设防烈度8度，二类场地土。腐蚀裕度1.5mm。
解：a.贮液面至罐顶距离按50mm考虑 Hw＝H-50＝1266.9-50＝1216.9
QO＝CZmaxW＝0.4·0.45·863400＝155412 kgf W＝FrW´＝0.4317·2000000＝863400 kgf
其中Hw/R＝1216.9/725＝1.678 查表3-14得Fr＝0.4317 b. 地震弯矩
M＝Hw QO/2＝155412·1216.9/2＝94560431.4 kgf-cm c.第一圈罐壁底部的最大应力
＝(N/A)+(M/W)＝(591.2/4558.46)+(94560431.4/1652739.79) ＝13.14+57.21＝70.35 kgf/cm2
其中N＝0.8G1+0.7854(((D+2´)2-D2) H+ D2´) r´+ G2
＝0.8·509+0.7854(((1450+16)2-14502)1266.9+14502(8))0.3·10-3+1230
＝40771.2+170+1230＝591.2 kgf
G1 罐体自重kgf ´ 保温层厚度mm
r´ 保温材料重0.3·10-3 kgf/ cm3 G2 梯子及平台重kgf
d.第一圈罐壁的允许的临界应力
[cr]=3.88·105(/R)1.25(H/R)0.5=3.88·105(1/725.5)1.25(1266.9/725.5)0.5 =3.88·105·0.000265·1.321＝135.87 kgf/cm2
e.满足＜[cr] 70.35＜135.87 故第一圈罐壁满足抗震要求。 3.4罐壁结构 3.4.1焊缝
贮罐的纵向焊缝承受较高的应力水平，必须所得做到全焊透。相邻两圈板的纵向焊缝宜错开1/3板长，且不少于500mm。
贮罐的环向焊缝采用对接(浮顶罐)时，内壁平整。采用搭接时，外壁采用连续焊缝，内壁可采用间断焊缝。对腐蚀性贮液，内壁也需采用连续焊缝。焊缝高度不应小于较薄圈壁厚的2/3。圈板的搭接宽度一般为L≥5(壁厚)，且不少于30mm。 3.4.2圈板宽度
D≥16.5m B≥1000mm D＜16.5m B≥500mm 3.4.3包边角钢
D≤12 包边角钢∠63x63x8 12＜D≤45 包边角钢∠75x75x8 D＞45 包边角钢∠90x90x10 3.4.4开孔补强
贮罐壁允许不补强的最大开孔为DN80，孔边(或补强板的最外边缘)与纵向焊缝和环向焊缝不应小于壁厚的3倍，且不少于100mm。 4 罐底设计
4.1罐底的应力计算 4.1.1中幅板
由于膜态受力状态，且在板的单位长度上径向与环向的薄膜力是一致的，均等于常量N。
4.1.2边缘板
边缘板的弯矩
M＝Mo(1+2(mbc))/2+G(1-2(mbc)(mbc)-(mbc)(mbc))/(4m)+qo(2(mbc))/(2mb) ＝M/W＝6 M/t2≤[]
式中 mb 底的特性系数
mb＝(Kb/(4D))1/4＝(3(1-2)Kb/(Et3) 1/cm Kb 地基系数 泊桑系数
t 罐底的边缘板厚度 cm E 弹性模量 kgf/cm2
c 罐底凸出罐壁的距离 cm
(mbc)＝e -mbccos(mbc) (mbc)＝e –mbcsin(mbc) (mbc)＝(mbc)+(mbc) (mbc)＝(mbc)-(mbc)
例题4-1：验算例题3-2的边缘板
解：由例题3-2知罐壁作用在底板上的集中载荷 G＝505000/()＝26.8 kgf/cm 作用在底板上的静压力
qo＝0.0009·1935＝1.74 kgf/cm2 底的特性系数 mb＝0.044
mbc＝0.044·5＝0.22 (mbc)＝0.7834 (mbc)＝0.1739 (mbc)＝0.9574 (mbc)＝0.6096
由下节点计算所求得Mo的方向与表3-6相反，故Mo＝-358.3 kgf- cm /cm M＝Mo(1+2(mbc))/2+G(1-2(mbc)(mbc)-(mbc)(mbc))/(4m)+qo(2(mbc))/(2mb) ＝-358.2(1+2)/2+26.8(1-2··-0.9574)/(4·0.044) +1.74(2)/(20.0442)＝-343.3+21.9+13.6＝-307.8 kgf- cm /cm 边缘板的弯曲应力
＝6 M/t2＝6·307.8/1.22＝1282.5 kgf/cm2
4.2罐底结构
4.2.1中幅板最小公称厚度
表4-1 中幅板最小公称厚度
贮 罐 内 径 (m) D＜12m 12≤D＜45 D≥20m 4.2.2边缘板最小公称厚度 底 圈 罐 壁 板 厚 度 (mm) ≤6 7-10 边 缘 板 最 小 公 称 厚 度 (mm) 同底圈罐壁板厚度 6 中 幅 板 最 小 公 称 厚 度 (mm) 4 5 6 11-20 21-30 ＞30 8 10 12 4.2.2板宽
D＜16.5m 中幅板宽度不得＜500mm D＞16.5m 中幅板最小宽度为1000mm 边缘板沿半径方向的最小宽度为600mm 边缘板伸出罐壁外侧距离为50-80mm 4.2.3罐底坡度
从罐中心向边缘放坡，一般情况下取1.5％，对软弱地基3.0％。 5 罐顶设计 5.1锥顶
5.1.1自支承锥顶
不借助梁、柱，靠锥顶自身支承于罐壁，由于结构稳定性的，自支承锥顶罐的直径不宜过大。
自支承锥顶的顶板厚度
t＝(D(p)1/2/60sin)+C1 mm 式中 D 贮罐直径 m
p 罐顶设计外压 kgf/m2 C1 腐蚀裕量 mm
锥顶母线与水平线夹角
锥顶板厚度不得小于最小计算厚度，最小公称厚度不得小于4mm。 锥顶最小坡度为1/6，最大坡度为3/4。
锥顶板可采用对接或搭接，搭接宽度不应小于5倍板厚，且不小于25mm。 5.1.2梁柱式锥顶
梁柱式锥顶可用于大容量，接近常压的贮罐，贮存挥发性小的油品或其它介质。罐内压力以不使顶板鼓起，柱不上拔为度。
梁柱式锥顶由顶板、斜椽、横梁和支柱组成，罐顶载荷由顶板经斜椽、横梁通过支柱传给基础。
a. 顶板 不计腐蚀时，顶板最小厚度为4-5 mm。顶板本身支承与焊接与自支承锥顶相同，顶板不得与下方的斜椽焊接。
b. 斜椽 斜椽直接承受顶板负荷，为防止顶板产生过大的应力与桡度，斜椽的间距需加以。在通常情况下，如顶板采用Q235-A，厚度为4 mm，斜椽的间距不超过1800 mm。美国API650中规定，顶板厚度为4.76 mm，外圆周的斜椽间距不超过1915 mm，内圆周的斜椽间距不超过1676 mm。
c. 斜椽数量 斜椽采用对称布置，所需斜椽数量是横梁的倍数 n＝Nl/L＝(2NR/L)sin360/(2N)
式中 n 所需斜椽数量,取整数 l 横梁跨度 cm N 横梁数
L 斜椽间距 cm
R 横梁形成的正多边形外接圆半径 cm
d. 斜椽截面选择 支承顶板的斜椽可当作均布载荷的简支梁处理。 M＝ql2/8
W＝M/[]＝ql2/(8[])
根据算得的W，可查得所需之型钢，要求 f/l＜1/200
f＝5ql4/(384EJ) cm
式中 f 斜椽的最大挠度 cm J 斜椽截面惯性矩 cm4 E 弹性模量 kgf/m2 l斜椽长度 cm
q 作用在斜椽上的均布载荷 其值为相邻斜椽中心线之间的罐顶板自重与
附加载荷之和除以该区域面积 kgf/m2
斜椽通常采用槽钢。为保证其稳定性，在直径大于15m的贮罐最外排斜椽中，至少设置4跨斜椽间的交叉支撑，交叉支撑沿圆周均布。在地震地区，直径大于15m的贮罐最外排斜椽的每个跨间均应设交叉支撑，直径大于25m的贮罐还应在第二排斜椽中均匀设置4跨斜椽间的交叉支撑。作交叉支撑的拉杆不应小于圆钢或具有同等强度的杆件。
e. 横梁 可用计算斜椽的方法计算横梁。横梁的截面一般采用稳定性较好的工字钢，为避免采用较大的截面，横梁和斜椽的跨度不超过7m。
f. 支柱 支柱支撑罐顶盖板、斜椽和横梁的载荷，所受轴向力较大。支柱通常采用钢管、工字钢或槽钢组合形式。
F＝N/( [])
式中 N 支柱所受载荷 kgf [] 许用应力 kgf/m2
与支柱截面形式和长度有关的折减系数 折减系数根据细长比和材料查表-＝L./r
式中 L. 支柱的计算长度 r 支柱截面的回转半径 r＝(J/F)1/2
计算步骤 ①初选支柱截面分别计算出J和r
②由＝L./r计算，支柱视为两端铰接，支柱计算长度等于支柱实际长度 ③根据查表-
④将代入F＝N/([])，根据计算之F与初选支柱截面比较，如不附者，重算
根据有关规定，不应大于，常用为，根据＝120查表-得，再由F＝N/([])得截面积F，再选择适当的截面。
表-中心受压构件纵向弯曲折减系数 0 10 20 30 40 50 60 0 1.000 0.995 0.981 0.958 0.927 0.888 0.842 1 1.000 0.994 0.979 0.956 0.923 0.884 0.887 2 1.000 0.993 0.977 0.953 0.920 0.7 0.882 3 1.000 0.992 0.975 0.950 0.916 0.875 0.826 4 Q235-A 0.999 0.991 0.973 0.947 0.912 0.870 0.821 0.999 0.9 0.971 0.944 0.908 0.866 0.816 0.998 0.988 0.969 0.941 0.904 0.861 0.811 0.998 0.987 0.966 0.937 0.900 0.856 0.805 0.997 0.985 0.963 0.934 0.6 0.851 0.800 0.996 0.988 0.961 0.931 0.2 0.847 0.795 5 6 7 8 9 70 80 90 100 110 120 130 140 150 160 170 180 190 200 210 220 230 240 250 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120 130 140 150 160 170 180 190 200 210 220 0.7 0.731 0.669 0.604 0.535 0.466 0.401 0.349 0.306 0.272 0.243 0.218 0.197 0.180 0.1 0.151 0.139 0.129 0.120 0.784 0.725 0.663 0.597 0.529 0.459 0.396 0.344 0.303 0.268 0.240 0.216 0.196 0.178 0.163 0.150 0.138 0.128 0.778 0.719 0.657 0.591 0.522 0.452 0.390 0.340 0.299 0.265 0.237 0.214 0.194 0.176 0.162 0.149 0.137 0.127 1.000 0.990 0.967 0.932 0.885 0.828 0.762 0.690 0.611 0.530 0.445 0.371 0.315 0.271 0.236 0.207 0.184 0.1 0.148 0.134 0.122 0.111 0.102 0.772 0.713 0.650 0.584 0.515 0.445 0.384 0.335 0.295 0.262 0.235 0.212 0.192 0.175 0.160 0.147 0.136 0.126 0.767 0.707 0.4 0.577 0.508 0.439 0.379 0.331 0.292 0.259 0.232 0.210 0.190 0.173 0.159 0.146 0.135 0.125 16Mn 0.761 0.701 0.637 0.570 0.501 0.432 0.374 0.327 0.288 0.256 0.230 0.207 0.188 0.172 0.158 0.145 0.134 0.125 0.998 0.985 0.958 0.919 0.869 0.809 0.741 0.667 0.587 0.504 0.420 0.353 0.301 0.260 0.227 0.200 0.178 0.159 0.143 0.130 0.118 0.108 0.100 0.755 0.695 0.631 0.563 0.494 0.426 0.369 0.322 0.285 0.254 0.227 0.205 0.187 0.170 0.155 0.144 0.133 0.124 0.998 0.983 0.955 0.915 0.863 0.803 0.734 0.659 0.579 0.496 0.413 0.347 0.296 0.256 0.224 0.197 0.176 0.157 0.142 0.129 0.117 0.108 0.099 0.749 0.688 0.624 0.557 0.487 0.420 0.3 0.318 0.281 0.251 0.225 0.203 0.185 0.169 0.155 0.143 0.132 0.123 0.997 0.980 0.951 0.910 0.858 0.798 0.727 0.651 0.571 0.488 0.405 0.341 0.292 0.253 0.221 0.195 0.174 0.156 0.140 0.128 0.116 0.107 0.098 0.743 0.682 0.617 0.550 0.480 0.413 0.359 0.314 0.278 0.248 0.223 0.201 0.183 0.167 0.154 0.142 0.131 0.122 0.996 0.978 0.948 0.905 0.852 0.7 0.719 0.3 0.563 0.479 0.398 0.335 0.288 0.249 0.218 0.193 0.172 0.154 0.139 0.126 0.115 0.106 0.097 0.737 0.676 0.611 0.543 0.473 0.407 0.354 0.310 0.275 0.245 0.220 0.199 0.181 0.166 0.152 0.141 0.130 0.121 0.994 0.976 0.944 0.900 0.846 0.783 0.712 0.635 0.554 0.471 0.391 0.331 0.283 0.246 0.215 0.190 0.170 0.152 0.138 0.125 0.114 0.105 0.097 1.000 1.000 0.993 0.992 0.973 0.970 0.940 0.936 0.5 0.0 0.840 0.834 0.776 0.769 0.705 0.697 0.627 0.609 0.546 0.538 0.462 0.454 0.384 0.378 0.325 0.320 0.279 0.275 0.242 0.239 0.213 0.210 0.188 0.186 0.168 0.166 0.151 0.149 0.136 0.135 0.124 0.123 0.113 0.112 0.104 0.103 0.999 0.999 0.9 0.987 0.9 0.961 0.928 0.923 0.880 0.874 0.822 0.815 0.755 0.748 0.682 0.674 0.603 0.595 0.521 0.513 0.436 0.423 0.365 0.359 0.310 0.305 0.267 0.263 0.233 0.230 0.205 0.202 0.182 0.180 0.162 0.161 0.146 0.145 0.132 0.131 0.121 0.120 0.110 0.109 0.101 0.101 230 240 250 0.096 0.095 0.0 0.088 0.082 0.094 0.087 0.094 0.093 0.087 0.086 0.092 0.085 0.091 0.085 0.091 0.084 0.090 0.084 0.0 0.083 5.2拱顶
5.2.1以圆弧过渡的拱顶
a. 几何尺寸 ＝O1A≥0.1Rn ＝OA＝+(R-sec)
O1Rn
O R 圆弧过渡部分第一曲率半径，为回转壳体经线上的曲率半径
圆弧过渡部分第二曲率半径，为经线上任一点的第一曲率半径与旋转轴的交点到
该点的距离
圆柱体 ＝∞ ＝R 球体 ＝＝R
圆锥体 ＝∞ ＝r/cos
椭球体 (椭圆方程(x2/a2)+ (y2/b2)＝1时)
＝(a4-x2 (a2-b2))3/2/( a4 b)
＝(a4-x2 (a2-b2))1/2/b b. 应力计算 ＝pR/(2t)
＝pR(2-R/)/(2t)＝-3pR/(2t) (当＝0.1Rn＝0.2R时)
5.2.2以包边角钢将罐顶与罐壁相连的拱顶
a. 结构尺寸 ·拱顶曲率半径 一般取D ·结构尺寸
sin＝D/(2Rn) sin＝D2/(2Rn)
D2 中心孔直径按表-选取
表-中心顶板直径 公 称 容 量 m3 100，200，300，400，500，700 1000，2000，3000，5000 10000 a 取15-30mm 中心顶板直径mm b 取等于30mm
中心顶板搭接宽度与拱顶扇形顶板的搭接宽度一般取50mm 中心顶板 拱顶扇形顶板 50 D2
a b
D1 Rn D
·扇形顶板尺寸
考虑焊接时的热影响扇形顶板之间的搭接，扇形顶板的小头弧长CD不得小于180
C
CD D
扇形顶板小头CD不得小于180 mm 展开长度 Ln＝(Rn(-)/180)-a mm 大头弧长AB＝(D1/n)+40 mm 小头弧长CD＝(D2/n)+40 mm 大头展开半径 R1＝Rn tg-a mm 小头展开半径 R2＝Rn tgmm
大头弦长L2＝2R1 sin(D1+40n)180)/(2R1) ) mm 大头弦长L3＝2R2 sin(D2+40n)180)/(2R2) ) mm b．顶板厚度选取
·美国API650标准规定
tmin＝0.42Rn mm且不小于4.76mm Rn m tmax＝12.7mm
·英国BS2654标准规定t≥5 mm ·日本JIS B8501标准规定
tmin＝0.42 Rn mm且不小于4.5mm Rn m ·中国见表5-3
表5-3
公称容量m3 顶板厚度mm 100 4 1000 5(加肋或不加肋) 2000 5(加肋) 3000 5(加肋) 5000 5(加肋) 10000 6-7(加肋) c．拱顶球壳的稳定验算 ·光面拱顶
[pcr]＝0.1E(t/Rn)2 t 当[pcr]＞p时，安全
式中 [pcr] 许用临界载荷 kgf/cm2 ei p 罐顶设计外压 kgf/cm2 hi E 弹性模数 kgf/cm2 Rn 球壳的曲率半径 cm
t 球壳厚度 cm Li bi ·带肋拱顶
[pcr]＝0.1E(tm/Rn)2(t/tm)1/2 带肋球壳 式中 [pcr] p E Rn t 同上 tm 带肋拱顶的折算厚度 tm＝(3(D1+D2+2D)/E)1/3
D 壳板抗弯刚度 kgf/cm D＝Et3/12 kgf/cm
D1 经向带肋截面平均抗弯刚度 kgf/cm D2 纬向带肋截面平均抗弯刚度 kgf/cm Di＝E(bihi/Li((hi/3)+(hit/2)+(t2/4))+ t3/12)-nitei4) i 下标 i＝1 代表经向 i＝2 代表纬向 Li 经向或纬向肋间最大距离 cm
ni 经向或纬向带肋截面的面积折算系数 ni＝1+(bihi/(Lit))
ei 经向或纬向带肋截面形心到顶板中心的距离 cm hi 经向或纬向肋的高度 cm
bi 经向或纬向肋的宽度 cm 一般不小于0.8 cm 在罐顶制造过程中，初始缺陷对于罐顶失稳的临界应力有很大影响在有局部凹凸的部位往往首先失稳。由此在建造过程中应尽量减少局部变形。
c．包边角钢
·包边角钢通常用角钢，与罐顶连接采用弱连接，即罐顶与包边角钢的连接焊缝高度不超过顶板厚度的3/4，且不大于4mm。目的是，当贮罐着火爆炸厚，将罐顶炸飞，罐体保留，贮液不至于溢出，以避免更大的灾难。
·带肋拱顶，我国规定，离包边角钢500 mm范围内，肋板与顶板不应焊接，使顶板与包边角钢形成弱连接。
·包边角钢所需面积 包边角钢及包边角钢在罐顶及罐壁两侧的各16倍壁厚范围内的材料共同承受水平力，此区域称为(共同)加强区，加强区所需的最小截面积F min由下式求得
Fmin＝Qr/([])＝qD2/(8[]tg) cm2 包边角钢所需面积 F＝Fmin-16t2-182 cm2
式中 [] 许用应力 kgf/cm2 焊缝系数
D 贮罐直径 cm
Q 贮罐单位面积载荷，取设计内压及设计外压中较大者 kgf/cm2
罐顶在连接处的径向切线与水平线交角
t 罐顶厚度 cm 罐壁厚度 cm
在实际工程中，规定了采用的最小包边角钢规格，见表5-4
表5-4包边角钢最小尺寸 贮 罐 内 径 m D≤12 12＜D≤42 D＞45 包 边 角 钢 最 小 尺 寸 mm ∠63·63·8 ∠75·75·8 ∠90·90·10 如果表中包边角钢不能满足Fmin＝Qr/([])＝qD2/(8[]tg)和F＝Fmin-16t2-182的计算尺寸时，应加大包边角钢尺寸。 6 贮罐附件(或配件)及其选用 6.1常用附件 6.1.1透光孔
安装在贮罐固定顶盖上，用于放空后通风和检修时采光。一般可安装在贮液进出口管的上方，与人孔对称布置，透光孔中心距罐壁800-1000mm。见表7-20 6.1.2人孔
人孔供人员进出贮罐之用。人孔的公称压力视所处位置而定，公称直径一般有DN500和DN600两种，常用的是DN600一种。人孔在透光孔180º位置上，贮罐一般设一个人孔。见表7-20 6.1.3量液孔
一般贮罐都装有自动液面测量装置，但通过量液孔，使用捡尺，测量液面仍是一种有效的补充手段而被普遍采用。安装于罐壁附近的罐顶上，往往在透光孔附近，如果同时设有液位计时，则应装在盘梯平台附近。量液管只适用于有通气孔的贮罐，公称直径一般为DN150。见表7-20 6.1.4通气管
通气管适用于贮液挥发性小的贮罐，靠近罐顶中心安装，起呼吸作用。见表7-1
表7-1 规格 d DN100 DN150 DN200 DN250 D D1 尺寸mm d1 E H 220 283 324 378 n 4 8 8 12 6.1.5接合管
接合管用于连接进液管、出液管、加热蒸汽进口管、凝结水出水管、放水管、扫线管、量液孔、通气管、阻火器等。接合管可根据需要进行设计。常用的罐顶和罐壁接合管尺寸见表7-2和表7-3
表7-2罐顶接合管主要尺寸 mm 规格 d·s D DN25 xDN32 xDN40 xDN50 xDN65 xDN80 xDN100 xDN125 xDN150 xDN200 x7DN250 x8 160 180 220 260 310 400 480 h 150 150 150 150 150 150 20 20 20 20 20 (300) (300) (300) (300) (300) (300) 说明：罐顶重油扫线接合管h＝150；罐顶轻油扫线接合管h＝300；其余h＝20
表7-3罐壁接合管主要尺寸 mm 管经 DN25 DN40 DN50 DN80 DN100 DN150 DN200 DN250 DN300 DN350 D 32 45 57 108 159 219 273 325 377 s 3.5 3.5 3.5 4.5 4.5 5.5 7 8 9 11 l 130 180 180 180 220 240 270 270 270 270 l1 100 150 150 150 190 190 230 230 230 230 D1 180 220 310 440 480 550 620 d1 93 112 163 223 277 329 381 b 10 10 12 12 14 14 14 n· 4· 4· 4· 8· 8· 8· 12· 12· 12· 16· 为保证两接合管的补强板有30-50mm净距，其最小中心距见表7-4 表7-4两进出液接合管最小中心距尺寸 直径 80 100 150 200 250 300 350 400 80 210 230 280 330 100 250 310 350 400 150 350 400 440 480 200 440 490 530 560 250 530 570 600 630 300 600 0 670 350 670 700 400 720 6.1.6齐平型清扫孔 主要清除罐内非流质污物，安装于罐底，并靠近通道。 6.1.7安全阀
呼吸阀可能发生故障，为了控制罐内气体空间压力，须装设安全阀。安全阀与罐顶接合管之间，必须安装阻火器。安全阀形式见表7-5，安全阀选择见表7-19
表7-5 规格 DN100 DN150 DN200 DN250 d D D1 D2 d1 l 500 650 900 H 605 705 755 n 4 8 8 1050 885 12 6.1.8呼吸阀 当贮存易挥发的介质(如汽油、原油等)时，应采用呼吸阀而不采用通气管。呼吸阀与罐顶接合管之间，必须安装阻火器。呼吸阀主要尺寸见表7-6
表7-6 规格 DN80 d D D1 D2 H 266 A n 4 DN100 DN150 DN200 DN250 293 350 378 430 4 8 8 12 6.1.9液位计
液位计用来测量贮液在贮罐内的高度，贮罐采用的液位计有机械式、浮子式和电子式等几种形式。浮子式液位计由浮标、卷盘、卷尺、液面指示部件组成。 6.1.10阻火器(防火器) a. 阻火器阻火原理
阻火器安装在安全阀和呼吸阀下，以防止火星和火焰进入罐内。阻火器有干式和水封式两种，贮罐采用干式阻火器居多。
阻火器阻火原理与热交换器的原理相似，火焰通过阻火层冷表面时，燃烧热随燃烧产物及未燃气体经冷的通道表面而散出，从而降低了燃烧温度，使燃烧速度减慢，随着阻火层通道减小，每单位火焰体积的冷却表面积增加，当通道减小到某一数值时，由于冷表面的冷却和器壁效应，形成了一层厚度为yo的非燃烧区(称为熄灭深度)通过尺寸减小到等于或小于熄灭深度的两倍时，即do≤yo，火焰不能通过而熄灭。这时阻火层的通道do称为临界直径(或称为最大灭火间距)。另外，火焰还有回生现象，即火焰通过小于临界尺寸通道时，火焰熄灭，然而由于阻火层厚度不够，没有进行足够的冷却，反映系统还有足够的能量，如遇到可燃混合物时，又会燃烧起来。这个能够阻止火焰回生的阻火层厚度称为临界阻火厚度(又称临界阻火长度)。
b. 阻火器类型
· 金属丝网阻火器 它由许多金属丝或金属带编制，组成圆筒状或薄片重叠起来。这种阻火器使用很广。
· 砾石(卵石)或玻璃球阻火器 这种阻火器砾石之间只有小通道，如用于阻止二流化炭火焰时，阻火器直径150mm，砾石直径3-4mm，填充高度200mm就能满足要求，用于其它溶剂时，填充高度100mm即可。这种阻火器阻力大，在某些情况下阻力可达300-500 mm。
· 多孔烧结金属或微孔陶瓷圆板阻火器 这种材料的孔经可能比任何爆炸物的临界直径小得多，用以阻止氢-氧火焰蔓延。这种阻火器的优点是结构简单、紧凑，缺点是阻力大、陶瓷板机械强度差。
· 波纹板或波纹折带式阻火器 这种阻火器有两种形式，一种是由两个方向皱折的波纹薄板组成，波纹的作用是分隔各层和造成间隙，使火焰必须通过一条曲折的通道。另一种是由交叠置放扁平和波纹的带组成，成为有三角形空隙的长方形的一叠，圆形阻火器是通过波纹带和一条扁平带连续绕在一个芯子上构成，这种阻火器制造简单，便于组装和设计成多种规格。带材为铝、铜、不锈钢等。常用阻火器的比较见表7-8
表7-8常用阻火器的比较 阻火器种类 砾石(卵石)或玻璃球 金属折带 多孔烧结金属或微孔陶瓷圆板 金属穿孔板 优点 结构简单，便于现场制造 阻力小，能够阻止爆裂现象，易于清洗 孔率小，结构简单 阻力小，结构简单 缺点 由于孔率小，故阻力大。易被堵塞 结构复杂 阻力大 加工精度高，只适用于燃烧速度不大的物适用范围 气体流量较小的管线，一般有机溶剂 适用于任何可燃物质 适用于燃烧速度不大的可燃物质 质 金属丝网 结构简单 易于烧坏 通气管 · 阻火器设计
阻火器设计主要是求确定阻火层的通过尺寸，以及在一定阻火层厚度下的压力降。 ① 临界直径的确定 do＝4.53H0.408
式中 do 临界直径 cm
H 最小点火能 J 由实验确定
某些单组分的最小点火能见表7-9
表7-9 物料名称 饱和烃类 乙烷 丙烷 甲烷 正戊烷 异丁烷 异丁烷 正庚烷 三甲基丁烷 异辛烷 2,2-二甲基丙烷 2,2-二甲基丁烷 乙炔 乙烯基乙炔 乙烯 甲基乙烯 1,3-丁二烯 丙烯 1-庚决 2-戊烯 二异丁烯 丙烯烃 丙醛 乙醛 丁酮 丙酮 二甲醚 二甲基氧甲烷 二乙醚 二异丙醚 呋喃 吩 苯 最小点火能 104J 2.85 3.05 4.7 4.9 5.2 7.0 7.0 10.0 13.5 15.7 16.4 0.2 0.822 0.96 1.52 1.75 2.82 5.6 4.7 9.6 1.37 3.25 3.76 5.3 11.5 2.9 4.2 4.9 11.4 2.25 3.90 5.5 - 1.75 - 2.07 2.2 - 2.2 - 3.47 - - - - - 1.15 1.25 - 1.85 - 3.2 - 1.75 - - - - - 1.85 3.0 - - - 最大灭火间距do mm 试验 1.69 1.74 2.06 2.10 2.15 2.43 2.43 2.8 3.17 3.36 3.42 0.58 1.02 1.09 1.31 1.39 1.68 2.21 2.06 2.75 1.25 1.73 1. 2.17 2.96 1.70 1.97 2.10 2.95 1.53 1.92 2.2 计算 不饱和烃类 醛类 酮类 醚类 芳香类 环状物 环氧乙炔 环氧丙烷 环丙烷 环己烯 环戊烷 环己烷 二硫化炭 氢 硫化氢 氨 0.87 1.90 2.4 5.25 5.4 13.8 0.15 0.20 0.63 1J时不点火 1.18 1.3 - 2.1 - 3.0 0.55 0.6 - - 1.04 1.43 1.57 2.16 2.18 3.19 0.515 0.58 0.92 - 无机物 ② 阻火层厚度的确定 ＝KV0.2
式中 阻火层厚度 cm K 常数 取K≌3.92 V 火焰传播速度 m/s
V可在有关手册中查得，如石油气(不含烯烃时)当t＝40℃ V＝8 m/s t＝350℃ V＝30 m/s ③ 阻火层压力降 p＝11.1Q(gAdn2)
式中 p压力降 mmH2O 气体混合粘度cp Q 气体流量m3/h 阻火层厚度 cm
g 重力加速度 g＝9.81 m/s(g＝9.80665 m/s)
A 气体通过面积(即阻火层面积减去金属所占面积) cm2 dn 阻火层空隙的水力直径 cm
dn＝4流通截面积(即气体通过面积)/润湿周边(气体通过网孔的周边之
和)
表7-19 通气管、安全阀或呼吸阀的直径选择 每小时输液量m3/h ＜25 25-100 101-150 151-250 251-300 ＞300 名称 人孔 透光孔 油品 轻质油 重质油 轻质油 管径DN mm 50 100 150 200 250 250 规格数量 直径 数量 直径 数量 直径 数量 100-700 600 1 600 1 500 1 数量 1 1 1 1 1 1 1000-2000 600 1 600 1 500 2 备注 或用2 x200 3000 600 2 600 1 500 2 5000-10000 600 3 600 1 500 3 表7-20 人孔、透光孔、量油孔、清扫孔选用表 重质油 量油孔 清扫孔 轻质油 重质油 直径 数量 直径 数量 规格 数量 500 1 150 1 700 x 500 1 500 2 150 1 700 x 500 1 500 2 150 1 700 x 500 2 500 3 150 1 700 x 500 2 6.2盘梯
盘梯分两种，一种是旧盘梯，在罐壁上焊支架，由内侧板、梯级板、外侧板、栏杆等组成的扶梯，焊于支架上。另一种是新盘梯，梯级板直接焊在罐壁上，与栏杆、罐壁组成一个整体。新盘梯既省材料，结构稳定较强。 6.2.1旧盘梯的计算
掌握了旧盘梯的计算，新盘梯就非常容易了。 a．计算数据：
罐壁高度 H1 mm 贮罐内径 R0 mm
盘梯宽度 B mm 一般取656 mm 球形拱顶外半径 R mm
内侧板升角 取＝45º 内侧板半径 R1 mm R1＝R0+ C
保温等因素间隙 C 一般取200 mm
b．计算
·平台高度 H＝H1+h1
h1 平台上表面至包边角钢顶面的高度 对于拱顶罐 h1＝h+( R2-( R0-l)2)1/2-R h 拱顶高度 mm
l 平台端部至罐壁内表面的距离 mm 一般取800-1000mm ·内侧板展开场长度(内侧板沿罐壁45º盘旋上升) l内＝(H-H3)(2)1/2
H3 盘梯下端到罐底上表面的距离 mm 取不小于50mm ·内侧板展开场长度
l外＝0.707 l内(1+(1+B/ R1)2)1/2 mm ·三角架个数 n＝(H-1100)/ l8
l8 相邻三角架的垂直距离 mm 一般取1500-2000mm ·三角架在罐壁上的水平位置an an＝(hn-b1(2))1/2 R2/R1
b1 内侧板及外侧板的宽度 mm 一般取150 hn 第n个三角架到平台上表面的距离 mm R2 底层罐壁外半径 mm ·盘梯包角
1＝180(H- H3)/(R1) ·其它
①盘梯净宽不小于600mm；
②盘梯每级踏步都能承受100kgf的动静载荷； ③盘梯与水平线夹角不宜超过50º，一般取45º；
④踏步间的垂直距离以取200-250mm为宜，不应小于200mm； ⑤盘梯高度超过6m时，应考虑设置中间平台；
⑥盘梯内侧板与罐壁距离小于200mm时，可仅设外侧扶手栏杆；
⑦盘梯栏杆扶手的垂直高度(从平台面或踏步面计算)应不小于900mm； ⑧盘梯下端要离开基础面，以免贮罐下沉而相碰撞。 7 贮液特性及贮罐系列 7.1贮液特性
表8-16 单体烃的主要理化性质 名称 分子式 分子量 比重 20 蒸汽重度kg/m3 常压16.5℃ 沸点 ℃ 自燃点℃ 闪点 ℃ 爆炸浓度％ 下限 上限 管中火焰速度m/s 甲烷 乙烷 丙烷 丁烷 戊烷 己烷 庚烷 辛烷 壬烷 癸烷 CH4 C2H6 C3H8 C4H10 C5H12 C6H14 C7H16 C8H18 C9H20 C10H22 16.042 30.068 44.094 58.12 72.146 86.172 100.198 114.234 128.25 142.276 156.3 170.33 58.12 72.146 72.146 86.172 86.172 100.198 100.198 0.424沸点 0.5462沸点 0.5824沸点 0.5788 0.6262 0.6594 0.6837 0.7025 0.7176 0.7299 0.7402 0.7487 0.5572 0.6197 0.613(0℃) 0.6532 0.92 0.6786 0.6901 0.6979 0.6919 0.7175 0.6(40℃) 0.7038(0℃) 0.7545 0.7486 0.6785 1.2794 1.10 2.5318 3.0453 3.6374 4.2293 4.8214 5.4185 6.0056 2.527 3.0453 3.0453 3.6374 3.6374 4.2293 4.2293 4.8214 4.8214 5.4135 2.9602 3.5523 -161.49 -88.63 -42.07 -0.5 36.07 68.74 98.43 125.67 150.77 174.12 195.84 216.28 -11.27 27.85 9.5 60.27 49.74 90.05 80.88 117.65 99.27 143.26 -32.8 11.15 49.26 71.81 5 530 510 490 ＜-66.7 ＜-66.7 ＜-66.7 ＜-66闭 ＜-40闭 -22闭 4闭 13 31闭 46闭 74闭 5.0 3.22 2.37 1.86 1.4 1.25 10 0.84 0.74 0.67 1.8 1.32 1.32 1.2 1.2 1.0 1.0 0.98 1.0 0.85 2.4 1.8 1.4 1.2 15.0 12.45 9.5 8.41 7.8 6.9 6.0 3.2 2.9 2.6 8.44 8.3 8.3 7.7 7.7 7.0 7.0 10.4 8.35 0.67 0.86 0.82 0.82 十一烷 C11H24 十二烷 C12H26 异丁烷 异戊烷 新戊烷 异己烷 新己烷 异庚烷 2,2,3-三甲基丁烷 C4H10 C5H12 C5H12 C6H14 C6H14 C7H16 C7H16 C8H18 C8H18 C9H20 C3H6 C4H8 C5H10 C6H12 异辛烷 2,2,3-三甲基戊烷 114.224 114.224 异壬烷 环丙烷 环丁烷 环戊烷 甲基环戊烷 128.25 42.08 56.104 70.13 84.16 乙基环戊烷 C7H14 C6H12 C7H14 C7H14 C6H6 C7H8 C8H10 C8H10 C8H10 C8H10 C9H12 C9H12 C9H12 C10H14 C8H8 C2H4 C3H6 C4H8 C4H8 C4H8 C4H8 C5H10 C5H10 C5H10 C5H10 C5H10 C5H10 C6H12 C3H4 C4H6 C4H6 C5H8 C5H8 C5H8 C5H8 C5H8 98.18 84.16 98.18 98.18 78.108 92.134 106.16 106.16 106.16 106.16 120.186 120.186 120.186 0.7665 0.7768 0.7694 0.816(15.6℃) 0.8790 0.8670 0.8670 0.8802 0.82 0.8611 0.8620 0.8618 0.44 0.86(15.6℃) 0.9111(15.6℃) 0.5674(-103℃) 0.5139 0.5139 0.6213 0.6142 0.5942 0.05 0.661(15.6℃) 0.6533(15.6℃) 0.6557(15.6℃) 0.6325(15.6℃) 0.6676(15.6℃) 0.6732 0.633(-32℃) 0.652 0.6211 0.692 0.6905 0.67 0.66 0.685(15.6℃) 4.1443 3.5523 4.1443 4.1443 3.2970 3.81 4.4811 4.4811 4.4811 4.4811 5.0728 5.0728 5.0728 5.6651 4.396 1.184 1.776 2.368 2.368 2.368 2.368 2.960 2.960 2.960 2.960 2.960 2.960 3.552 1.691 2.283 2.283 2.875 2.875 2.875 2.875 2.875 103.47 80.74 100.93 118.1 80.1 110.63 136.19 144.42 139.1 138.35 159.22 152.39 176.08 183.27 145.2 -103.71 -47.7 -6.26 3.72 0.88 -6.90 29.97 37.1 36.36 31.1 20.06 38.52 63.55 -34.5 10.3 -4.41 44.9 44.2 42.3 26.05 40 580 550 500 490 540 455 455 31 ＜-66.7 ＜-66.7 -80 -80 -6.67 1.3 1.41 1.27 0.99 1.1 1.1 1.1 1.1 3.05 2.0 1.6 1.75 1.75 1.75 1.4 2 2 1.5 7.8 6.75 6.75 6.7 6.4 6.4 6.6 6.1 28.6 11.1 9.3 9.7 9.7 9.7 8.7 12 11.5 1.42 环己烷 甲基环己烷 环庚烷 苯 甲苯 乙苯 邻二甲苯 间二甲苯 对二甲苯 丙苯 异丙苯 1,2,3-三甲苯 丁苯 苯乙烯 乙烯 丙烯 丁烯-1 顺丁烯-2 反丁烯-2 异丁烯-2 134.212 104.144 28.052 42.078 56.104 56.104 56.104 56.104 70.13 70.13 70.13 70.13 戊烯-1 顺戊烯-2 反戊烯-2 2甲基丁烯-1 3甲基丁烯-2 2甲基丁烯-2 己烯-1 丙二烯 丁二烯-1,2 丁二烯-1,370.13 70.13 84.156 40.062 54.088 54.088 68.114 68.114 戊二烯-1,2 顺戊二烯-1,3 反戊二烯-1,3 戊二烯-1,4 3甲基丁二烯-1,2 68.114 68.114 68.114 2甲基丁二烯-1,2 C5H8 C6H10 C2H2 C2H4 C4H5 C4H6 C5H8 C5H8 C6H10 C6H10 68.114 0.6861(15.6℃) 0.6961(15.6℃) 0.6208沸点 0.714(-23.2℃) 0.6682(8.06℃) 0.6906 0.6727 0.716 0.7203(15.6℃) 0.7347 2.875 3.467 1.099 1.691 2.283 2.283 2.875 2.875 3.467 3.467 34.08 59.6 -84 -23.2 8.06 26.99 40.2 56.07 71.4 81 335 ＜0 -40 1.5 2.5 80 己烯-1,5 82.14 26.036 40.062 54.088 54.088 68.114 68.114 82.14 82.14 乙炔 丙炔 丁炔-1 丁炔-2 戊炔-1 戊炔-2 己炔-1 己炔-3
7.2贮罐系列
燕山石油化工总公司设计院100-10000m3拱顶贮罐系列
序号 公称容积m3 圆筒部分容积 公称直径 至包边角钢的高度 底圈 而圈 三圈 四圈 五圈 六圈 七圈 八圈 九圈 拱顶曲率半径 拱顶高 顶板厚 中心板直径 中心板厚度 底板直径 底板厚度 边缘板厚度 包边角钢型号 1 100 124.5 5000 6347 5 5 5 5 6000 551 5 1200 5 5110 6 6 60 x6 2 150 179.2 6000 6347 5 5 5 5 7200 660 5 1200 5 6110 6 6 60 x6 3 200 210.3 6500 6347 5 5 5 5 7800 714 5 1200 5 6610 6 6 60x6 4 250 280 7500 6347 5 5 5 5 9000 824 5 1200 5 7610 6 6 60x6 5 300 310.7 7900 6347 5 5 5 5 9480 867 5 1200 5 8010 6 6 60x6 6 400 418.2 8200 7929 5 5 5 5 5 9840 900 5 1200 5 8810 6 6 60x6 7 500 561.3 9500 7929 5 5 5 5 5 11400 1042 5 1200 5 9610 6 6 70x8 8 600 631.5 9900 9511 7 6 5 5 5 5 11040 1009 5 1200 5 9314 6 6 70x8 9 700 731.3 9900 9511 7 6 5 5 5 5 11880 1085 5 1200 5 10014 6 6 70x8 10 800 822.6 10500 9511 7 6 5 5 5 5 12600 1151 5 1600 5 10614 6 6 70x8 11 1000 1053.1 11000 11093 8 6 6 6 5 5 5 13200 1205 5 1600 5 11116 6 6 70x8 12 2000 2091 14500 12677 10 9 8 7 7 6 6 6 17400 1587 5 2000 5 14620 6 8 13 3000 3080.6 17600 12677 11 10 9 8 7 6 6 6 21120 1926 5 2000 5 17722 7 8 14 5000 22700 12679 13 12 10 10 8 6 6 6 27240 2483 6 2000 6 22826 8 10 15 10000 30400 14271 18 17 15 13 11 10 8 7 7 380 3325 7 2600 7 30536 8 10 5124.6 10345.9 100x10 100x10 100x10 280x14 贮罐总重 梯子重 地震时罐壁底圈最大应力 地震许用临界应力 设计外压 抗风许用临界应力 加强圈型号 加强圈至包边角钢距离 加强后实践抗风能力 5004 630 37.4 102.4 178.3 544.5 7450 653 36.7 88.9 178.3 414.9 8297 665 39.5 83.9 178.3 367.4 10056 686 36.1 76.1 178.3 296 10902 707 37.9 72.0 178.3 274.7 12998 801 59.1 63.7 187.7 207.0 16342 828 53.5 56.5 187.7 166.8 100 x 63 x 8 4000 131.5 18466 922 60.5 79.7 197.0 180.7 100 x 63 x 8 3880 134.7 20492 934 59.6 70.0 197.0 161.0 100 x 63 x 8 3880 116.8 22427 956 59.1 73.6 197.0 148.4 100 x 63 x 8 3880 105.3 27474 1023 70.4 77.9 204.5 132.4 100 x 63 x 8 4050 85.9 509 1231 70.4 77.8 210.8 152.8 100 x 63 x 8 4400 99.0 70888 1843 62.1 76 210.8 134.5 100 x 63 x 8 3730 84.0 116346 2150 48.8 77.2 210.8 115.9 125 x 80 x 8 2990 68.6 235402 2618 42.1 88.2 217.3 128.8 125 x 80 x 8 3040 75.9 设计条件1. 设计风压 60kgf/m2 2. 地震烈度 8度 3. 焊缝系数 0.85 4. 腐蚀裕度 1.5mm 5. 材料 Q235-A
6. 材料许用应力 1600 kgf/cm2 7. 贮液重度 1.0t/ m3 8. 保温厚度 80mm
9. 罐顶结构 D＜10m 采用光面球壳结构
D＞10m 采用带肋球壳结构
10. 边缘板 D＞12m 采用弓形板
11. 最小壁厚 D＜14m 取5mm ； D≥14m 取6mm ； D＞30m 取7mm
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