甲醇储槽设计计算书.docx
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甲醇储槽设计计算书
甲醇储槽设计计算书
.（1000M3）11M直径,罐壁高10.8m的储罐:
d/H3r9x（V'f+p/常温（20）常压（+1.8Kpa,-0.3Kpa）则设计压力P为+2Kpa/-0.5Kpa.
1.底板名义厚度取S=6,8mm.
2.罐壁的计算厚度:
:
b/`%y4v n:
O!
I.J.l
γ---贮液重度T/m3
#[3`4m#X3S1kγ=0.76<1,则取γ=1
;v"K-I+v$o!
s%b
Di---贮罐内直径mm
f&[（h D+d!
I9I7rDi=11000m
'{!
z;]"`2L:
E E4Z6C
H---所计算的那一圈壁板底边至罐壁顶端的垂直高度10.8,9,7.2,5.4,3.6,1.8m
d"z.o't$Z:
相应各液位高度的PC为0.11，0.092，0.074，0.056，0.038,0.02MPa.
9k.V%j（B3k"a1m[σ]t--设计温度下罐壁钢板Q235-A的许用应力MPa
#V&}6h/c%{3\$K0S;P._[σ]20=135MPa
+n \1z#M:
~&f5l6]--焊缝系数
2^!
S&S）X8S5H$L
=0.9
%R F @0I3I2
5Y）E6g8T5T#^2dC—厚度附加量
腐蚀裕度C2=2mm
-M,A（t-~）C;e:
U+`5b3j化工技术论坛赠人玫瑰手有余香
材料厚度负偏差C1=0.8mm（7.5-25）C1=0.6mm（5.5-7.5）
/\;l/?
.X/{ C2B;Q0x
}4k ]#J&y.P"t钢材厚度负偏差C1=0.8mm
&P d$m#v0r'T腐蚀裕度C2=2mm
:
g3i-a#@6i,v'C壁板设计厚度为4.98+0.8+2=7.78mm
2k7N;W6M*Y0K7q+]7K:
^取壁板名义厚度
5V*^）P:
p-X6O%q1M:
q9w
壁板设计厚度为4.16+0.8+2=6.96mm
1Q*b"?
9l#U/F0^壁板名义厚度
%G*g$d;m0?
*g%k ^
壁板设计厚度为3.35+0.8+2=6.15mm
壁板名义厚度
$k&G*t4w6q-G$l*l化工技术论坛赠人玫瑰手有余香壁板设计厚度为2.53+0.6+2=5.13mm
壁板名义厚度
壁板名义厚度
6I;S T5C!
k*W0|!
O1x:
p壁板名义厚度
3.罐壁是否要设置加强圈的计算:
-P"v'P9U-C6Z化工技术论坛赠人玫瑰手有余香
5S3U0`+~:
^7v9W*A）w,d
（1）罐壁设计外压的计算:
P=2.25KZq0+p1
）U1|6~:
P3?
（i
P--贮罐罐壁设计外压MPa
$I/J3?
8\;Q1Q'm._!
}
p--贮罐操作负压，取呼吸阀的吸阀开启压力的1.2倍
呼吸阀开启压力是30mmH2O=0.0003MPa
-Y%B6b/_6|0~9O0D8z
*W/C'a3g）J-vKZ--风压高度变化系数，大城市郊区取KZ=1.38
W0--上海地区基本风压值，W0=0.0006MPa（吴泾黄浦江边）
$F*[*w!
]4m&~.D!
o
9S9d5p P.l6O9P=2.25KZW0+p=2.25x1.38x0.0006+1.2x0.0003=0.00222MPa
a;q l#g,V+e7s4u
（2）罐壁的许用临界压力按下式计算：
7U6d$h.E&u-_
"j*T'J/p5_&N（i:
f3|化工技术论坛赠人玫瑰手有余香
2W8o/C;C0@:
f8z0W7--最薄壁板的有效厚度8－2.8＝5.2mm.
*R%M.^&K,d）h.r
S*[2X-|8x2p/A/\#rHn--罐壁的总当量高度mm
Hn=ΣHei
Hei=
2X3J2L"{,N7t&l+o）m&}（?
8A%X
Hn--各圈壁板当量高度m
h---各圈壁板的实际高度
K3U0F2{*x:
u4d-x'S#k.B.^5O化工技术论坛赠人玫瑰手有余香mm
/|3j!
P7[*P G.g#}化工技术论坛赠人玫瑰手有余香
%_3s'k6Y（H/X"?
*G---各圈壁板的有效厚度mm
:
Z（A6s.r#v*t化工技术论坛赠人玫瑰手有余香
壁板的圈数
!
c#f.[ v4?
P;O-[
h（mm）
（mm）
Hei（mm）
1（顶圈）
（~3}&Y0@ u）a2
1800
5r q!
Z:
c6K.y2E
5.2
1800
&W.c%M（R;n&K2
1800
#{+O;G5}7d"`
5.2
1800
2P+g（d5Z1D
:
R+s0_4A1u$G;l*Y#W:
h$[3\6E+Z9E$T4v+p"K3
:
Q'j6G w6F（D化工技术论坛赠人玫瑰手有余香
1800
5.2
*_"['A-c#J8D#|
1800
*|&w6V0a2B:
P Q
4
1800
:
Z）O7y;m+q/`.
5.2
1800
5
1800
8f5D-H（R N%\,K
5.2
1800
@&D/_8E:
|化工技术论坛赠人玫瑰手有余香
9i Q）f2m t$q&W6
#p#^0`1}.K'F-D3^;u9X
1800
2J"{$o!
d;B%s
7.2
798
Hn=ΣHei=9798mm
8S（s%{4B9_#{,D9P0P化工技术论坛赠人玫瑰手有余香
:
i"\&B4t q-r/\7p
因为pcr>p
所以不需设置加强圈.
'M）`.C1a）u$e4.罐顶的设计:
$R8i9h7|8E;v1e/Q!
g设计内压为1.2倍呼吸阀的排放开启压力减去罐顶单位面积的重力.
9J$i6u4T%F-F设计外压为罐顶自重与附加载荷之和.附加载荷为1200N/m2
罐顶单位面积重==72.3Kgf/m2=723N/m2
c1y6i+i9u/R/x,U2`设计内压为1.2x1800-723=1437N/m2
6B*q8`+g（t4o1\2v y"y
）~*D（K4G f'd!
s.n&T1W设计外压为723+1200=1923N/m2
h）e,D-Y;_/a'Q3X化工技术论坛赠人玫瑰手有余香考虑到接管和加强筋等的重量,取设计外压PO为2000N/m2即2Kpa.
1n'm4h$t'x:
u（{2{
&}6~&q）{ c'{.k2M4d2x设计内压小于设计外压,故罐顶设计压力p为2Kpa.
-m#@0|6r#i:
d3]
（1）顶板的计算:
3C!
|3{:
{&m5X&j1T）k瓜形板的厚度计算（GB50341-2003P41）:
（A k;G!
k*b0m"V*qths=0.42xRS=0.42x11=4.62mm
'T2t3C1|-O#?
+b:
t*H4
.i.{$`"U0z:
W%hths---罐顶板的计算厚度mm
-s1v）{3z）[3V-G/g#J
RS---罐顶球面的曲率半径m
#l%n1{;I:
`"Y化工技术论坛赠人玫瑰手有余香
D;L4t（i*`6Y8aC---壁厚附加量
+j0m3A-?
1}8U$H;h8e）B-_C=2+0.8=2.8mm
则瓜形板的厚度t=4.62+2.8=7.42mm
+l2W#{;q7J9x2O*S%f取顶板名义厚度为8mm.其有效厚度8-2.8=5.2>4.5mm.满足要求.
9i;]/D4c（X3`+}%s&g4B v
取中心顶板的厚度t1=8mm,中心顶板的直径D1=2000mm.
（2）拱顶的稳定验算需满足下式:
Po≤[Pcr]
&{.G5h"x.F/Q1u.F1G,uPo---拱顶的设计外压为2KPa
[Pcr]-拱顶的许用临界压力KPa
不带肋拱顶的许用临界压力的计算:
:
i7q&@（L7C;}+Z2y#c+_/C7b
-V+?
5O4A8g${5~）a8u6Z[Pcr]=0.1Et=0.1x1.92x105x=0.00429MPa=4.29KPa
4j,M$|$w,e+g6?
因为[Pcr]>
o=2所以此拱顶能满足稳定的要求.
/^!
J6o0t;\"v+i
（3）包边角钢的验算:
包边角钢截面积和包边角钢相连接的罐顶和罐壁各16倍板厚范围内的截面积之和应满足下式
A≥
2l*u3m6c.x:
J3[&cA---包边角钢截面积和包边角钢相连接的罐顶和罐壁各16倍板厚范围内的截面积之和
/H5T（x3B（\!
U"I8p2f化工技术论坛赠人玫瑰手有余香
2S9V.a2Z#[*n3S（Tp---固定顶的设计压力
p=2Kpa=0.002MPa
8j"l0J"j7R'^6TD---贮罐内直径
（M x:
U+r"l'v/FD=11000mm
7f7Q8O$p2q,U-V0U+θ---罐顶起始角
/@&^ t"k3J/M'?
3n化工技术论坛赠人玫瑰手有余香θ=30°
---焊缝系数
%n6a8D）o%t!
X8y;^=0.9
[σ]t—包边角钢在设计温度下的许用应力,135MPa.
e!
d7Z/T2z*~
==431mm2
*i1z!
F%t1G$B）A:
G"H,~%j
A包括三部分:
角钢用80x80x8
.p {3Q#~:
B#x,D&~+L0O0Q3N（A）
包边角钢的截面积A1=2x80x6＝960mm2
*~%l5b（o*n（B）
罐壁16倍板厚范围内的截面积A2=16x4x4=256cm2
k0b!
~'V u化工技术论坛赠人玫瑰手有余香（C）
罐顶16倍板厚范围内的截面积A3=16x6x6=576cm2
4K）[）U!
X,^9`/c%g7g'aA=A1+A2+A3=960+256+576=1792cm2
4L7J7^2|8|:
c
因为A=1792>431
所以此包边角钢能满足要求.
'v%~"r$w2S"c%R'
5.常压立式贮罐的抗震验算：
O6V$u%g9R!
G化工技术论坛赠人玫瑰手有余香（A）
罐壁底部水平地震剪力
"[-m#X5A$bQ0=10－6CZαY1mg
CZ---综合影响系数，对于常压立式贮罐，CZ=0.4
0z,}0z,R*P1M）[（g!
W
7I1_/T+\:
v化工技术论坛赠人玫瑰手有余香α—地震影响系数，1000m3,当基本烈度为7时，查得α=αmax=0.23
5g8M'Z2{3p!
r*M+}
7n s*n）c.E8p:
\m---产生地震作用的储液等效重量kg,
!
L*v,k6K-j:
V'g/n.Qm=m1Fr
K#b"B.z&u%_:
c5F%R&d9c
HW---贮罐底面到贮罐液面的高度HW=10.8m
0v0m4w（c9_&iR---自下往上数第一圈罐壁的内半径R=550cm
5q5x7y,Z1t:
~/G.u.l*T+\,w!
s
/w/L2@5o3~4Z$~Fr---动液系数,由
7h!
u&T2\9c!
['~==1.02比值按附表查得Fr=0.782
#}0M0K8_+v'
m1---贮罐内贮液重量πR2Hγ=πx5.52x10.8x1000=1026358Kg
#G:
E7t;J）D&w'G/I'l（O
&q'T;M4?
*P2v#c,Lm=m1Fr=0.782x1026358=802612Kg
3S-s2?
4p.n化工技术论坛赠人玫瑰手有余香
:
V+e/N-`）P!
h3bQ0=10－6CZαY1mg=10－6x0.4x0.23x1.1x802612x9.81=0.797MN
0k9h5C#h0E$]（B）
贮罐底部的地震弯矩:
6a!
b（l1C [9};^化工技术论坛赠人玫瑰手有余香水平地震载荷对贮罐底面的弯矩
4T*s-C;i9`5i:
N$H.V（M1=0.45xQ0xHW=0.45x0.797x10.8=3.873MN.m
&\9?
5w$q:
i#f5B
（C）底圈罐壁底部的最大压应力:
σ1=
CV---竖向地震影响系数,7度为1.
N1---底层罐壁底部所承受的垂直载荷MN,一般取罐体金属总重力的80%,与储罐保温体重之和.
7c4U'K;D4x.T9A7x化工技术论坛赠人玫瑰手有余香
!
Q,V"m!
G/H ON1=10－6x1.2x40000x0.8x9.81=0.3768MN
3W"s4e%E）m;U'S6w%S6i化工技术论坛赠人玫瑰手有余香
A1---底圈罐壁的截面积,
A1=πD1δ1=πx11.01x0.01=0.3459m2
.J$B.r/u:
o'b4|δ1---底圈罐壁的实际壁厚δ1=0.01m
3s$P8{%J%n!
^6m
h（l6~%e/b/\!
_D1---底圈罐壁的平均直径
0J:
u H*Q L%u1wD1=11.01m
9s u8i.H U.s2f5eZ1---底圈罐壁的截面抵抗矩,Z1=0.785D2t=0.785x11.012x0.01=0.951578m3
2d&j（y8U3s/G5{化工技术论坛赠人玫瑰手有余香σ1===6.78MPa
（D）底圈罐壁的容许临界应力
"X0?
7}+f&e4d[σcr]=0.15E=0.15X1.92X105X0.0072/11=18.85MPa
σ1=5.16<[σcr]=18.85
#^9R'e!
H:
G!
y;V1l7n;U故底圈罐壁满足抗震要求.
0q!
~+{"H%X*@化工技术论坛赠人玫瑰手有余香计算参考书：
1.JB/T4735-1997<<钢制焊接常压容器>>
2.GB50341-2003<<立式圆筒形钢制焊接油罐设计规范>>
3.<<大型贮罐设计>>
5|6k%`（K9D9~3n*~,s:
h,`7u化工技术论坛赠人玫瑰手有余香
8u*O.G7A,Z,h&@9w2A&i+K4.CD130A2-84<<立式圆筒形钢制焊接贮罐设计技术规定>>
%O6u-D8y;b!
_#Y%{.g化工技术论坛赠人玫瑰手有余香
4P;f6O-i:
H/f7X6p5_ J _
/_3~/G&Z S（j'S"O2r3v
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