1、課程設(shè)計(jì)成果說(shuō)明書(shū)題 目： 3750m3拱頂油罐設(shè)計(jì) 學(xué)生姓名： 楊鐵軍 學(xué) 號(hào)： 081317139 學(xué) 院： 石 油 化 工 學(xué) 院 班 級(jí)： C08儲(chǔ)運(yùn)1班 指導(dǎo)教師： 張仁坤 浙江海洋學(xué)院教務(wù)處2011年7月12日19浙江海洋學(xué)院課程設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)20102011學(xué)年 第 二 學(xué)期學(xué)院 石油化工學(xué)院 班級(jí) C08儲(chǔ)運(yùn)1班 專(zhuān)業(yè) 油氣儲(chǔ)運(yùn)工程 學(xué)生姓名(學(xué)號(hào))楊鐵軍081317139課程名稱(chēng)儲(chǔ)油罐課程設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)題目3750m3拱頂油罐非標(biāo)設(shè)計(jì)完成期限自 2011 年 7 月4日至 2011 年7月 15 日 共 2 周設(shè)計(jì)依據(jù)1. 立式圓筒形鋼制焊接油罐設(shè)計(jì)規(guī)范（GB50341-2003）；2

2、. 油庫(kù)加油站設(shè)計(jì)與管理；3. 油庫(kù)設(shè)計(jì)工藝手冊(cè)。設(shè)計(jì)要求及主要內(nèi)容要求完成設(shè)計(jì)計(jì)算書(shū)和相關(guān)設(shè)計(jì)圖紙。設(shè)計(jì)計(jì)算書(shū)的格式要符合學(xué)校課程設(shè)計(jì)成果說(shuō)明書(shū)的規(guī)范要求，用A4打印。繪圖全部用CAD出圖。設(shè)計(jì)計(jì)算書(shū):1油罐總圖設(shè)計(jì)計(jì)算；2罐壁穩(wěn)定性校核計(jì)算；3罐頂設(shè)計(jì)計(jì)算；4罐底設(shè)計(jì)計(jì)算。繪圖:1油罐罐體及壁板圖；2油罐頂板圖；3油罐底板圖。參考資料1儲(chǔ)油罐課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書(shū)，竺柏康，自編講義，2009年；2油庫(kù)加油站設(shè)計(jì)與管理，竺柏康等主編，浙江海洋學(xué)院，2008年；3.立式圓筒形鋼制焊接油罐設(shè)計(jì)規(guī)范（GB50341-2003）2003年；4.油罐及管道強(qiáng)度設(shè)計(jì)，潘家華等主編，石油工業(yè)出版社，2004年；5

3、.管道及儲(chǔ)罐強(qiáng)度設(shè)計(jì)，帥鍵等主編，石油工業(yè)出版社，2006年。指導(dǎo)教師簽字日期目錄浙江海洋學(xué)院課程設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)2設(shè)計(jì)內(nèi)容3一拱頂油罐總圖設(shè)計(jì)與計(jì)算41.罐體體積的確定42.油罐直徑與高度的確定43.壁板下料尺寸的確定64.其他主要參數(shù)的確定7二罐壁強(qiáng)度校核穩(wěn)定性校核計(jì)算81.罐壁穩(wěn)定性計(jì)算及加強(qiáng)圈確定82.包邊角鋼的質(zhì)量計(jì)算9三拱頂設(shè)計(jì)及計(jì)算91.中心板尺寸確定92.罐頂扇形板尺寸的計(jì)算103.頂板質(zhì)量計(jì)算10四油罐罐底板設(shè)計(jì)及計(jì)算101.排板形式的確定102.下料尺寸的確定103.底板質(zhì)量的確定13小結(jié)14參考文獻(xiàn)14附圖16設(shè)計(jì)內(nèi)容概述油罐，即儲(chǔ)存原油或其他石油產(chǎn)品的容器。用在煉油廠、油田、

4、油庫(kù)以及其他工業(yè)中。隨著我國(guó)石油工業(yè)的飛速發(fā)展，油庫(kù)發(fā)展也很快。其中,各種儲(chǔ)油罐的設(shè)計(jì)是一項(xiàng)很重要的事情。對(duì)于學(xué)生而言，儲(chǔ)油罐課程設(shè)計(jì)是油氣儲(chǔ)運(yùn)技術(shù)專(zhuān)業(yè)必須掌握的課程。本次課程設(shè)計(jì)實(shí)習(xí)根據(jù)任務(wù)書(shū)的要求，及通過(guò)對(duì)拱頂罐設(shè)計(jì)課程的學(xué)習(xí)，并對(duì)3750立方拱頂油罐的罐壁、罐頂、罐底進(jìn)行設(shè)計(jì)和理論數(shù)據(jù)的計(jì)算，并根據(jù)得出的數(shù)據(jù)進(jìn)行油罐CAD設(shè)計(jì)圖的繪制。拱頂油罐的罐頂為為球面的一部分，它是由46mm的薄鋼板和加強(qiáng)筋組成的，這種罐可承受較大的剩余壓力，因而油耗較少。近些年來(lái)在國(guó)內(nèi)外采用氣頂法建造這種油罐，施工容易，造價(jià)低。國(guó)內(nèi)最大的拱頂罐為2萬(wàn)立方米，最常用的規(guī)格為1萬(wàn)立方米或者更小。在老師指導(dǎo)下，本人進(jìn)行

5、的設(shè)計(jì)主要根據(jù)指導(dǎo)書(shū)和設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)分：設(shè)計(jì)計(jì)算書(shū):1油罐總圖設(shè)計(jì)計(jì)算；2罐壁穩(wěn)定性校核計(jì)算；3罐頂設(shè)計(jì)計(jì)算；4罐底設(shè)計(jì)計(jì)算。繪圖:1油罐罐體及壁板圖；2油罐頂板圖；3油罐底板圖。一拱頂油罐總圖設(shè)計(jì)與計(jì)算1.罐體體積的確定 儲(chǔ)罐容積=儲(chǔ)存容積/0.9=3750/0.9=4166.66 m3 ，所以取4167 m32.油罐直徑與高度的確定假設(shè)H=D,解得D=17.444mH（實(shí)際）=1.6*11=17.6亦可得出D=17.366m=17366mm.（1）壁板編排：由以上計(jì)算可得，鋼板圈層數(shù)為11層，因?yàn)椴牧弦?guī)格為6000*1600mm，得知材料的高度為1.6m，所以取11塊整材料。（2）壁厚計(jì)算：

6、=0.60（H-0.3） 兩式中：t壁板實(shí)際厚度，mm；t試水條件下的壁板計(jì)算厚度，mm；Co鋼板允許負(fù)偏差； C鋼板腐蝕余量；（因?yàn)槭呛u油罐，所以取2mm）D油罐內(nèi)徑（m）；H圈板底邊至罐壁頂端距離；焊縫系數(shù)，一般取0.9；常溫下鋼板的許用應(yīng)力，取157Mpa。通過(guò)計(jì)算得出下表： （壁厚計(jì)算表）圈層數(shù)H(m)tt(mm)t(mm)111.630.79803.3980103.321.75804.358094.832.71805.318086.433.67806.478078.034.63807.438069.635.59808.3980511.236.55809.3580412.837.51

7、8010.3180314.438.478011.2780216.039.438012.2380117.6310.398013.1980表格 1根據(jù)上表可以得出厚的分別為：6，6，6，8，8，10，10，12，12，14，14.整理成表格如下： （壁板編排表）圈層序號(hào)圈板厚度（mm）圈板高度(mm)11616001061600961600881600781600610160051016004121600312160021416001141600表格 2（3）壁板總高的確定：1600×1130=17630mm，根據(jù)該高度，利用式可近似計(jì)算出油罐的名義容量：V=4173.70m34167m

8、3。（4）拱頂油罐裝油安全高度的確定：0.95H=0.95*17.63=16.7485m根據(jù)該高度，利用式可近似計(jì)算出油罐的儲(chǔ)存容量：V=3965m34167m3。（5）拱頂油罐儲(chǔ)油作業(yè)高度作業(yè)的確定：作業(yè)安全進(jìn)出油短管中心距油罐底板的高度16.7485-0.25=16.4985m, 再利用式可近似計(jì)算出油罐的作業(yè)容量：V=3905.83m34167m33.壁板下料尺寸的確定圈層號(hào)圈板內(nèi)直徑（m）圈板周長(zhǎng)（m）下料塊數(shù)下料尺寸單板凈質(zhì)量（kg）1117.36654.529916×1600×60006×1600×529452.1639.871017.366

9、54.529916×1600×60006×1600×529452.1639.87917.36654.529916×1600×60006×1600×529452.1639.87817.36654.529918×1600×60008×1600×529602.8853.15717.36654.529918×1600×60008×1600×529602.8853.15617.36654.5299110×1600×600010

10、×1600×529753.6066.44517.36654.5299110×1600×600010×1600×529753.6066.44417.36654.5299112×1600×600012×1600×529904.3279.73317.36654.5299112×1600×600012×1600×529904.3279.73217.36654.5299114×1600×600014×1600×5291055.

11、0493.02底圈117.36654.5299114×1600×600014×1600×5291055.0493.02表格 3計(jì)算可以得出：第9-11層每層總凈重為4109.31kg，三層總凈重為12327.93kg； 第7-8層每層總凈重為5479.07kg，二層總凈重為10958.14kg； 第5-6層每層總凈重為6848.84kg，二層總凈重為13697.68kg； 第3-4層每層總凈重為8218.61kg，二層總凈重為16437.22kg； 第1-2層每層總凈重為9588.38kg，二層總凈重為19176.76kg。4.其他主要參數(shù)的確定（1）底

12、圈壁板內(nèi)直徑：=17.366m（2）底圈壁板外直徑：+S =17.394m（3）油罐底板直徑：100=17.494m（4）頂圈壁板內(nèi)直徑：o=17.366m（5）頂板外沿直徑：o-30=14.89-0.03=17.336m（6）拱頂曲率半徑：1.2=20.839m（7）拱頂矢高： h=R-2.316m（8）油罐總高：h+S =17.63+2.316+0.005=19.951m二罐壁強(qiáng)度校核穩(wěn)定性校核計(jì)算1.罐壁穩(wěn)定性計(jì)算及加強(qiáng)圈確定（1）計(jì)算公式: 兩式中：h每一圈壁板高；t罐壁最薄壁板厚度，mm；H罐壁當(dāng)量高度，m。穩(wěn)定性校核見(jiàn)下表4。圈層號(hào)h (m)t(m)H(m)111.661.6101

13、.661.691.661.681.680.7871.680.7861.6100.4551.6100.4541.6120.2831.6120.2821.6140.19底圈11.6140.19表格 4根據(jù)表中數(shù)據(jù)可得：H=H=8.2m。（2）拱頂油罐罐壁設(shè)計(jì)外壓計(jì)算公式： ,其中中：K是由海拔高度確定的； 建罐地區(qū)基本風(fēng)壓，取80kg/m； 安全系數(shù)，常取1.2； 機(jī)械呼吸閥的起跳壓力，N/m，取490N/m。查設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)可知:KZ=1.44m，2.25×1.44×800+1.2×490=3180N/m。（3）罐壁許用臨界壓力計(jì)算式：=2449N/m , 罐體需要加抗

14、風(fēng)圈。 P 要加1個(gè)中間抗風(fēng)圈，在處，=4.1m，在最薄壁高度范圍內(nèi)，距離罐頂包邊角鋼的實(shí)際距離為4.1m。圈板的內(nèi)直徑為17.366m小于20m。查油庫(kù)加油站設(shè)計(jì)與管理表1-12，得中間抗風(fēng)圈最小截面積尺寸為L(zhǎng)100×63×8，查油庫(kù)工藝手冊(cè)得單位長(zhǎng)度不等邊角鋼的理論重量為9.878kg/m，抗風(fēng)圈的周長(zhǎng)為54.529m，則質(zhì)量m=9.878×54.529=538.637kg。2.包邊角鋼的質(zhì)量計(jì)算油罐的內(nèi)徑為17.266m，周長(zhǎng)為54.529m。查規(guī)范得包邊角鋼的尺寸為L(zhǎng)65×8，而單位長(zhǎng)度等邊角鋼的理論重量為7.469kg/m，則質(zhì)量m=7.469

15、×54.529=407.277kg。所以，罐壁總質(zhì)量M=12327.93+10958.14+13697.68+16437.22+19176.76+538.637+407.277=73543.644kg。三拱頂設(shè)計(jì)及計(jì)算1.中心板尺寸確定根據(jù)規(guī)范，頂板厚度一般采用5mm, R=17.366m, 中心項(xiàng)板半徑r為1000mm, 則R2=r-40=960mm,如圖一所示已經(jīng)求出D0=17.366m,D1=17.336m，則：1=arcsin(D1/2R)30º，2=arcsin(R2/R) 3.17º。2.罐頂扇形板尺寸的計(jì)算已知m又已知材料規(guī)格為6000*1600mm

16、，為了對(duì)稱(chēng)設(shè)計(jì)鋪板，取40塊鋼板。所以初定扇形頂板塊數(shù)為36塊。AD=2R(1-2)/360=8128mm，弧AB=D1/n1+0.04=1512mm，弧CD=2R2/n1+0.04=168mm.因?yàn)橐呀?jīng)得知拱頂?shù)那拾霃綖?0.839m，所以得出一半的拱頂圓?。ǔ行捻敯澹┑拈L(zhǎng)為8256m，8256/1200=6.88，取6塊，所以8256/6=1376mm根據(jù)油庫(kù)工藝手冊(cè)得厚度為5mm的每平方米鋼板的理論質(zhì)量是39.25kg，則扇形頂板總的面積是，所以總的質(zhì)量為9168.8kg，因?yàn)橐呀?jīng)計(jì)算出需要40塊扇形頂板，則單質(zhì)是229.22kg。 中心頂板的面積是3.14m，則單質(zhì)是123.245

17、kg.3.頂板質(zhì)量計(jì)算包邊角鋼的質(zhì)量m=7.469×54.529=407.277kg。所以，罐頂總質(zhì)量M=9168.8+123.245+407.277=9699kg.四油罐罐底板設(shè)計(jì)及計(jì)算1.排板形式的確定 油罐的直徑為17.366m大于12.5m, 所以根據(jù)規(guī)范底板的排板采用有邊緣板的形式。2.下料尺寸的確定各種不規(guī)則多邊形鋼板的面積可按下列公式計(jì)算（下料尺寸單位用m代入）： 式中 S各種形狀鋼板的面積，； s鋼板厚度，mm。排版見(jiàn)圖2，圖3 ，圖4。圖 1圖 2圖 3圖 43.底板質(zhì)量的確定見(jiàn)表5.表由于底板的厚度是8mm，查油庫(kù)工藝手冊(cè)得單位每平方米的鋼板的質(zhì)量是62.8kg。

18、序號(hào)面積 單質(zhì)kg數(shù)量總質(zhì)量kg材料19.6000602.880095425.9200Q235A22.9670186.32764745.3104Q235A38.0162503.417421006.8347Q235A46.9358435.568241742.2730Q235A59.2527581.070042324.2782Q235A60.962360.43244241.7300Q235A72.7066169.97454679.8980Q235A81.530296.09344384.3737Q235A91.9625123.2450202464.9000Q235A總質(zhì)量15015.518kg表格 51.墊板質(zhì)量計(jì)算 墊板尺寸9×800×50，所以單塊墊板的質(zhì)量為2.512kg，共有20塊墊板，所以墊板總質(zhì)量為50.24kg. 最后確定油罐用