大型立式圆筒型储罐的设计

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*型立式圆筒型储罐是一种广泛应用于石油、化工、天然气等行业的储存设备，主要用于储存液体或气体介质。其设计需综合考虑安全性、经济性及功能性，确保在各种工况下稳定运行。

设计时首先需明确储罐的用途和储存介质特性（如密度、温度、腐蚀性等），以确定材料选择和结构形式。储罐主体由底板、壁板和顶板组成，底板与基础相连，起到支撑作用；壁板采用钢板拼接而成，形成圆筒形结构；顶板可为固定顶或浮顶，根据介质挥发性和操作需求选择。

力学分析是设计关键，需计算储罐承受的内压、外压、风载荷、地震载荷等外部作用力，以及因温差、沉降等因素引起的附加应力。同时，为提*安全性，应设置防雷接地、呼吸阀、液位计等附属设施，并对焊缝进行无损检测。

储罐基础设计同样重要312国道桥梁工程实施性施工组织设计，通常采用素土夯实、砂垫层或钢筋混凝土环墙等形式，以均匀分布荷载并减少不均匀沉降。此外，防腐蚀设计也不可忽视，可通过涂层保护、阴极保护等方式延长使用寿命。

总之，*型立式圆筒型储罐的设计是一个多学科交叉的过程，需结合规范要求、工程经验和先进计算方法，确保储罐安全可靠且经济**。

l (S+ S2) ?

式中，H—储罐*度，mm； [0]一一材料许用应力，MPa; Φ一焊缝系数； y一储液比重，kgm； S1一—罐顶厚度，mm； S2—罐底厚度,mm。 由上式可知，储罐的*度取决于罐顶和罐底的 厚度以及材料的许用应力.与其容量无关。

式中，D—储罐直径，mm； V一储罐容量,m。 由上式即可求出储罐直径。 在确定储罐的设计容积时，储罐安全*度还应 考虑液位的极限波动及消防的要求（储罐的空气泡

沫接管到储液面之间应留有一定*度，以保证储液 面上泡沫覆盖层能有足够厚度）。固定顶储罐储存系 数取值：原油罐或热油罐取085，化工原料罐或成 品罐取Q9

储罐底板承受储罐内液体静压力和下方基础的 支承力，在靠近水槽壁处还承受罐壁的边缘力的作 用，使储罐的中幅板承受了较*的变形，边缘板承受 了较*的局部应力。这些都对储罐安全使用构成威 胁.故底板设计是整个设计中很重要的一环。

对直径<12m的储罐，用等厚底板；对直径> 12m的储罐，由于罐底与罐壁连接的周边存在较* 的边缘应力，所以必须在中幅板的外圈设置厚度较 厚的外圈板。在排板方式上，用整张的钢板对焊成* 块板，*块板之间采用带垫板的对接焊的方式代替 通常使用的条形排板方式更好。这种方式可减少现 场组焊焊缝的数量，较好地控制焊缝质量和焊接变 形。在焊接方式上，现有的规范和书籍都采用单面连 续搭接角焊缝，我认为采用对接焊形式对接焊无论 从焊缝强度还是连接的可靠性都要好于搭接焊。 根据应力分析结果，罐底**径向应力在距罐 壁～500mm处，故边缘板径向宽度必须>700mm。

般规定，罐底与罐壁连接的内、外角焊缝，均 采用连续焊，焊脚*度等于罐底边缘板的厚度，未强

调采用全焊透结构。但当环境温度较*时，位于*应 力的罐底与罐壁连接角焊缝，如有缺陷存在，随着储 罐液位变化时的应力交变，缺陷就有可能扩展，使焊 缝产生脆性破坏，故采用全焊透的角焊缝且附加检 查措施是值得提倡的。对地震强度>7度的地区，还 应采用加强结构

由于基础的沉降，罐底板将产生较*变形，其中 心部位挠度**，当变形超过一定限度后，会造成底 板焊缝的拉裂。为了补偿基础沉降引起的底板中部 凹陷及排除残液，采取反变形措施，即底板及基础均 应设置坡度，使中心*，四周*。一般坡度取值 1.5%，对软弱基础取3%

壁厚设计考虑储液静压力，由上至下应逐渐增 厚，但实际制造中不可能采用过多的板厚规格。由应 力分析可知：罐壁的**应力为环向应力，一次薄膜 应力与局部应力叠加的结果，使**应力值分布在 距罐底1000mm左右的位置，设计时考虑：a）与罐 底板相焊的**层罐壁应适当加厚，且选用较宽的 板材，以上各层则分档减薄，*小厚度≥40mm；b) 因*型储罐无法进行焊后热处理，**壁厚不能超 过38mm。 抗风载能力是*型储罐必须考虑的。经验算，如 罐壁不具备足够的抗风能力，对浮顶储罐应设抗风 圈，对固定顶盖储罐应设加强圈 抗震验算也是必须进行的工作，应参照有关标 准要求，主要校核**层罐壁底部的剪切应力，如罐 壁不满足抗震要求，必须采取下列一个或多个措施 重新进行抗震验算。 a）减少储罐的*径比： b）加*罐底环形边缘板的厚度： c）加*底层罐壁板的有*厚度： d）在储罐底面设置地脚螺栓。 若底层壁板经抗震验算所得的壁板有*厚度* 于设计选取的有*厚度时，应逐层按比例增加各层 壁板的有*厚度，否则，应逐层对各层壁板进行抗震 验算。 参照《钢制*压湿式气柜》，罐壁纵、环焊缝都采 巴对拉金焊添形式关广他层部控作

浮顶结构，由于结构复杂成本*，一般仅用于 易蒸发损失油品的储存。*多数场合选用固定顶结 构。在固定顶结构中，拱顶盖与锥顶盖相比，拱顶刚 性好，能承受较*的剩余应力，还可节约钢材30% 以上，但制造比锥顶盖麻烦一些。由于锥顶起始角和 锥顶厚度的限制，当D>5m都应选用拱顶结构。锥 顶结构耗材多，且由于自身稳定性的影响，只适用于 0<5m的场合，且要求锥顶坡度不应小于1/6，但 不得*于3/4.内侧不得焊接

对于装有易燃易爆介质的固定罐顶式储罐，采 用弱顶设计是非常重要的。弱顶设计的作用在于万 一储罐内超压，可掀起顶盖，迅速减压，减少对罐底 罐体的破坏，避免造成更*的损失。按照标准，顶板 与包边角钢之间的连接应采用薄弱连接，外侧采用 连续焊，焊角*度不应*于顶板厚度的3/4，且不* 于4mm.内侧不得焊接。

根据使用要求，储罐开有许多管孔，开孔补强计 算采用等面积法，与一般压力容器不同的只是在常 压容器中，罐壁允许不补强的**开孔直径为 0100*型储罐上的开孔有许多特点： a）从上部进入的进料口应插入罐内，以避免料 液沿罐体内壁流动，对罐壁产生腐蚀和磨损：对易燃 液体，进液管应插入液体内，且沿罐壁敷设，以消除 静电*应，此时，接管上部应开小孔，以防液体的虹 吸作用 b）为了平衡罐内、外压力，对固定顶储罐，应根 据介质的易挥发程度，安装通气管或呼吸阀安全 阀，并加装阻火器。 c）油罐*多采用泡沫消防，应注意的是：泡沫 入口处应设置缓冲槽或挡板，使进入罐内的泡沫能 沿罐壁内侧往回流，不搅动液面即可扩散开来，从而 更迅速安全和有*地灭火。

设置避雷针是常见措施，对防雷等级不同的情 况有以下要求： a）属于Q一1级危险的储罐及场所，应采用独 立避雷针保护，要求防雷接地电阻≤5Ω b）属于Q一2级危险的储罐，在罐顶上装设避 雷针保护.要求接地电阻≤10Q.对于壁厚24mm

的储罐，避雷针设在呼吸阀附近做重点保护； c）属于Q一3级危险和壁厚≥4mm的密闭金 属储罐工程施工方案及技术措施要求，一般不装避雷针，仅作接地，接地电阻< 3 d）浮顶油罐不设避雷针，仅作接地。接地电阻 ≤10

防静电措施是油罐设计时必须考虑的。主要应 注意的方面有：a）使储罐有良好的接地，结合防雷 要求一并考虑，接地电阻<10Ω即使这样，由于* 多数油品电导率*，积累的电荷消散慢，检测取样应 在油品静置2h以后才能进行。b）避免采用带飞溅 的装罐方式.料液入口速度应限制在1m/s以下.进

料管前端开口处应做成向上呈30的锐角。c）液位 计的浮子不应有能造成放电的毛刺和尖角，且应固 定在金属弦杆上，浮子沿弦杆移动，与罐壁保持一定 距离，以防浮子上聚集的静电荷产生火花放电，浮子 与绳索接角部位应采用有色金属管制造，以防铁器 之间碰撞火花。测温、取样桶为金属体时，其吊线绳 索也应良好地接地

[1】HG20517—92钢制*压湿式气柜[S] [2】JB/T4735—1997钢制焊接常压容器[S] 3 SH3046—92石油化工立式圆筒形钢制焊接储罐设计 标准[S]

（上接第50页） 煤气生产经济性和安全性的考虑，同时借鉴已有经 验，该厂已着手对1000kW*型煤气鼓风机和 225kW通风机进行变频技术改造的研究。按照设 计方案山东经济学院号学生公寓工程施工组织设计，生产系统的流量和压力的调节将在计算机 控制下进行，运用变频调速技术，实现在用气**峰 时的科学调度，期望达到保证生产安全稳定、经济* *运行的目标。

[1]姚玉英化工原理[M]天津：天津科学技术出版社， 1987. 116~117. 2]张燕宾变频调速应用实例[M]北京：机械工业出版 社.200045 秦曾煌电工学（上）[M]北京：*等教育出版社 1989.185

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