石油化工裝置中儲(chǔ)罐的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

1、<p>　　石油化工裝置中儲(chǔ)罐的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)</p><p><b>　　摘要： </b></p><p>　　石油化工設(shè)計(jì)中，鋼儲(chǔ)罐是必備的設(shè)備。作為設(shè)計(jì)人員我們要做的是設(shè)計(jì)儲(chǔ)罐的基礎(chǔ)。大型儲(chǔ)罐的特點(diǎn)是直徑大、荷載重，與一般工業(yè)基礎(chǔ)相比，對(duì)地基和基礎(chǔ)設(shè)計(jì)及施工有其特殊的要求。儲(chǔ)罐絕大多數(shù)為圓柱形，按其使用功能，可分為儲(chǔ)氣罐和儲(chǔ)油罐兩大類。 </p>

2、<p>　　關(guān)鍵詞：石油化；結(jié)構(gòu)；設(shè)計(jì) </p><p>　　Abstract: </p><p>　　Petroleum chemical engineering design, steel tank is the necessary equipment. As designers, what we want to do is the basis of design sto

3、rage tanks. The characteristics of large tanks is large in diameter, the load heavy, compared with general industrial foundation, the foundation and basic design and construction has its special requirements. Most of the

4、 storage tanks for cylindrical, according to the use function, can be divided into two kinds of storage tank and tanks. </p><p>　　Key words: the oil; Structure; design </p><p>　　中圖分類號(hào)：TU276.7文獻(xiàn)標(biāo)

5、識(shí)碼：A 文章編號(hào)： </p><p>　　1 罐基礎(chǔ)的設(shè)計(jì)，應(yīng)具有下列工藝、安裝、設(shè)備及總圖等資料： </p><p>　　1、罐區(qū)平面布置及設(shè)計(jì)豎向標(biāo)高，罐中心坐標(biāo)。 </p><p>　　2、儲(chǔ)罐的型式、容積、幾何尺寸、罐底坡高、及中心標(biāo)高、環(huán)墻頂標(biāo)高、設(shè)計(jì)地面標(biāo)高。 </p><p>　　3、罐區(qū)金屬總重，保溫及附件總重，罐壁、罐頂、

6、罐底總重。 </p><p>　　4、罐區(qū)內(nèi)介質(zhì)及最高儲(chǔ)液面的高度、最高溫度、介質(zhì)重度。 </p><p>　　5、罐區(qū)的罐前平臺(tái)、排放口、溝、井、梯基礎(chǔ)等輔助設(shè)施的位置及型式。 </p><p>　　6、與儲(chǔ)罐罐體有關(guān)的管道布置、預(yù)埋件、錨栓布置及罐周的排水設(shè)施。 </p><p>　　7、儲(chǔ)罐施工安裝、試壓等方法對(duì)罐基礎(chǔ)的要求。 <

7、/p><p>　　8、對(duì)罐基礎(chǔ)的使用要求。 </p><p><b>　　2 罐基礎(chǔ)選型 </b></p><p>　　罐基礎(chǔ)的選型，應(yīng)根據(jù)儲(chǔ)罐的型式、容積、地質(zhì)條件、材料供應(yīng)情況、業(yè)主要求及施工技術(shù)條件、地基處理方法和經(jīng)濟(jì)合理性等條件綜合考慮。當(dāng)儲(chǔ)罐基礎(chǔ)座落在靜流水源地及儲(chǔ)存不可降解介質(zhì)時(shí)，且儲(chǔ)罐泄露物有可能污染地下水或附近環(huán)境時(shí)，儲(chǔ)罐基礎(chǔ)部分應(yīng)

8、采取防滲漏措施。 </p><p>　　罐基礎(chǔ)型式主要有護(hù)坡式、環(huán)墻式、外環(huán)墻式。本次所設(shè)計(jì)的儲(chǔ)罐均位于山坡上，地質(zhì)條件較好，而且不考慮地震，考慮到施工的方便，又節(jié)約用地，故決定采用鋼筋混凝土環(huán)墻式基礎(chǔ)。 </p><p><b>　　3 環(huán)墻的計(jì)算 </b></p><p>　　環(huán)墻可僅進(jìn)行環(huán)向力計(jì)算，環(huán)墻式罐基礎(chǔ)的環(huán)墻單位高環(huán)向力設(shè)計(jì)值按下

9、式計(jì)算： </p><p>　　Ft=(rQwrwhw+rQmrmh)KR </p><p><b>　　3.1 環(huán)墻寬度 </b></p><p>　　環(huán)墻寬度一般根據(jù)儲(chǔ)罐容積大小(容積大則寬)和地基土的好壞(地基好可適當(dāng)減小)及環(huán)墻設(shè)計(jì)總高度來(lái)決定，還應(yīng)考慮環(huán)墻剛度能否適應(yīng)可能出現(xiàn)的基礎(chǔ)不均勻沉降情況(不均勻沉降大則要求環(huán)墻剛度大)，儲(chǔ)罐的

10、類型(浮頂還是固定頂，浮頂罐要求環(huán)墻剛度大)和重要性程度。 </p><p>　　為減少環(huán)墻不均勻沉降，假定環(huán)墻底面地基壓力與環(huán)墻內(nèi)側(cè)同一深度處儲(chǔ)罐底面地基壓力相等，可推出環(huán)墻寬度計(jì)算公式，即《石油化工企業(yè)鋼儲(chǔ)罐地基與基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范》6.1.1式，根據(jù)此式求得初步寬度后，根據(jù)儲(chǔ)罐容積、地基土承載力、環(huán)墻高度、基礎(chǔ)不均勻沉降可能性等因素，確定需要的環(huán)墻剛度，可適當(dāng)調(diào)整截面寬度。 </p><p&g

11、t;　　罐壁底端傳給環(huán)墻頂端的線分布荷載當(dāng)為浮頂罐時(shí)，應(yīng)為罐壁的重量，當(dāng)為固定頂罐時(shí)，應(yīng)包括罐壁和罐頂?shù)闹亓俊Ｓ斜貙訒r(shí)，也要計(jì)入。 </p><p><b>　　3.2環(huán)墻高度 </b></p><p>　　除考慮工藝安裝標(biāo)高和儲(chǔ)罐基礎(chǔ)周邊高出設(shè)計(jì)地面至少30cm的要求，還要考慮最終沉降量而預(yù)抬高高度，環(huán)墻埋置深度還要滿足《石油化工企業(yè)鋼儲(chǔ)罐地基與基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范》8.

12、1.9條，不宜小于600mm，在地震區(qū)，當(dāng)?shù)鼗劣幸夯赡軙r(shí)，埋深不宜小于1.0m。在寒冷地區(qū)罐基礎(chǔ)埋深宜滿足凍土深度要求。綜合以上因素最終確定環(huán)墻的高度。 </p><p>　　3.3環(huán)墻截面配筋 </p><p>　　根據(jù)規(guī)范式5.2.3和式5.3.1計(jì)算即可。分充水預(yù)壓和正常工作兩種情況。按其中大者配筋。 </p><p>　　關(guān)于留排污槽的環(huán)墻，缺口處環(huán)向力

13、可根據(jù)環(huán)墻計(jì)算時(shí)得到的單位高度環(huán)向力計(jì)算出來(lái)，假定此部分力由加強(qiáng)筋承受，As=Ft/fy，我在外伸部分同樣配置加強(qiáng)筋。因?yàn)榇颂帒?yīng)力集中，外伸部分也要按梁、板計(jì)算，經(jīng)過計(jì)算發(fā)現(xiàn)，截面按構(gòu)造配筋完全能滿足要求，比我按加強(qiáng)筋配置法配筋要小。但為保險(xiǎn)起見，對(duì)30000m3以上儲(chǔ)罐環(huán)墻基礎(chǔ)，還是要校核一下。 </p><p><b>　　3.4后澆帶 </b></p><p>

14、　　根據(jù)實(shí)際調(diào)查和計(jì)算分析，發(fā)現(xiàn)影響環(huán)墻內(nèi)力的主要原因是環(huán)墻現(xiàn)澆混凝土的溫差和收縮變形，這種因素是不容忽視的，特別是儲(chǔ)罐直徑較大，環(huán)墻的周長(zhǎng)已超過規(guī)定的混凝土伸縮縫間距，再加上外露地面較高，以及配筋不恰當(dāng)、施工時(shí)混凝土的水灰比較大等原因，引起環(huán)墻的裂縫。所以每隔30~40m留一處后澆帶，寬度500mm左右，其間環(huán)向鋼筋不得截?cái)?，待其他部分環(huán)墻基礎(chǔ)施工完畢28天后，采用高一級(jí)微膨脹混凝土澆灌并振搗密實(shí)。 </p><p

15、>　　4 抗震設(shè)防的規(guī)定： </p><p>　　對(duì)儲(chǔ)罐容積大于5x104m3的基礎(chǔ)抗震設(shè)防分類應(yīng)按乙類考慮；小于或等于5x104m3的油罐基礎(chǔ)應(yīng)按丙類考慮。 </p><p><b>　　5 罐基礎(chǔ)的構(gòu)造 </b></p><p>　　5.1 罐基礎(chǔ)頂面，應(yīng)自中心向周邊做成15‰～35‰的坡度。當(dāng)自己承載力及變形能滿足要求或儲(chǔ)罐容積較大

16、時(shí)取較小坡度；不能滿足要求或儲(chǔ)罐容積較小時(shí)，取較大坡度。 </p><p>　　5.2 罐基礎(chǔ)頂面周邊高出設(shè)計(jì)地面高度（不包括考慮最終沉降量而預(yù)抬高的高度）不宜小于300mm。 </p><p>　　5.3 罐基礎(chǔ)頂面，應(yīng)設(shè)置瀝青砂絕緣層，其厚度宜為80mm～150mm。中砂與石油瀝青重量的配比宜為93：7. </p><p>　　5.4瀝青砂絕緣層下面，應(yīng)設(shè)置中粗

17、砂墊層，其厚度不宜小于300mm。 </p><p>　　5.5鋼筋混凝土環(huán)墻寬度不宜小于250mm。環(huán)墻頂面應(yīng)在罐壁向內(nèi)20mm處做成1：2的坡度。罐壁至環(huán)墻外緣尺寸不宜小于100mm。環(huán)墻底部不應(yīng)放角擴(kuò)寬。 </p><p>　　5.6鋼筋混凝土環(huán)墻，應(yīng)設(shè)置泄漏孔。泄露孔應(yīng)沿罐周均勻設(shè)置，其間距宜為10m～15m。泄露孔的孔徑為50mm,其進(jìn)口處孔底宜與砂墊層底標(biāo)高相同，并以不小于5‰

18、的坡度坡向環(huán)墻外側(cè)。泄露孔進(jìn)口處應(yīng)設(shè)置由礫石和粒徑為20mm～40mm的卵石組成反濾層和鋼筋濾網(wǎng)，出口應(yīng)高于設(shè)計(jì)地面。 </p><p>　　5.7鋼筋混凝土環(huán)墻頂面，應(yīng)設(shè)置厚度為20mm～30mm的1：2水泥砂漿或50mm厚C30細(xì)石混凝土找平層。 </p><p>　　5.8鋼筋混凝土環(huán)墻不宜開缺口，施工時(shí)當(dāng)必須留活口時(shí)，其尺寸應(yīng)盡量減小，環(huán)向鋼筋應(yīng)錯(cuò)開截?cái)?。罐體安裝結(jié)束后，應(yīng)采用比環(huán)

19、墻高一強(qiáng)度等級(jí)的微膨脹混凝土立即將缺口封堵密實(shí)，鋼筋接頭應(yīng)采用焊接。 </p><p>　　5.9鋼筋混凝土環(huán)墻的環(huán)向受力鋼筋的混凝土保護(hù)層最小厚度（從鋼筋外邊緣算起），不應(yīng)小于40mm。 </p><p>　　5.10 鋼筋混凝土環(huán)墻的配筋，應(yīng)符合下列要求： </p><p>　　5.10.1向受力鋼筋的截面最小總配筋率，不應(yīng)小于0.4％。對(duì)于公稱容積不小于100

20、00m3或建在軟土、軟硬不一地基上的儲(chǔ)罐，環(huán)墻頂端和底端宜各增加兩圈附和環(huán)向鋼筋，其直徑應(yīng)與環(huán)墻環(huán)筋相同。 </p><p>　　5.10.2豎向構(gòu)造鋼筋的最小配筋率，不應(yīng)小于0.15％～0.2％（每側(cè)），鋼筋直徑宜為12mm～18mm，間距宜為150mm～200mm，豎向鋼筋其上下兩端宜為封閉式。 </p><p>　　5.11環(huán)向受力鋼筋接頭，應(yīng)采用機(jī)械連接或焊接連接。 </p&

21、gt;<p>　　5.12 鋼筋混凝土環(huán)墻當(dāng)圓周(中心圓)長(zhǎng)度大于40m時(shí)，宜留寬度為900mm～1000mm后澆帶，在保證鋼筋連續(xù)的原則下分段澆灌，后澆帶應(yīng)采用提高一個(gè)強(qiáng)度等級(jí)的微膨脹混凝土澆灌并搗實(shí)或采取其它有效措施。 </p><p>　　5.13 罐前操作平臺(tái)的基礎(chǔ)，應(yīng)與鋼筋混凝土環(huán)墻基礎(chǔ)分開。 </p><p>　　5.14 當(dāng)儲(chǔ)罐內(nèi)儲(chǔ)存介質(zhì)最高溫度高于90℃時(shí)，與

22、罐底接觸的罐基礎(chǔ)表面應(yīng)采取隔熱措施。 </p><p>　　5.15 儲(chǔ)罐底板外周邊應(yīng)封口，封口應(yīng)采用能適應(yīng)罐底板變形的構(gòu)造措施或材料，并應(yīng)在儲(chǔ)罐充水試壓完畢罐體未保溫前進(jìn)行。 </p><p>　　5.16鋼筋混凝土環(huán)墻的混凝土強(qiáng)度等級(jí)，不應(yīng)低于C25。環(huán)向鋼筋宜用HRB335或HRB400級(jí)鋼筋；豎向鋼筋宜用HPB235或HRB335級(jí)鋼筋。 </p><p>

23、<b>　　6 地基處理 </b></p><p>　　地基處理的目的，主要是改善地基土的水理性質(zhì)和提高地基土的抗剪強(qiáng)度，改善土的變形性質(zhì)，使其在上部結(jié)構(gòu)荷載作用下，不致發(fā)生破壞或出現(xiàn)過大變形(絕對(duì)沉降和差異沉降), 以保證儲(chǔ)罐的正常使用。為達(dá)此目的，須采取適當(dāng)?shù)膶?duì)策來(lái)改善地基條件，這些對(duì)策主要包括下述四類: </p><p>　　1. 改善土的抗剪特性 </p

24、><p>　　2. 改善土的壓縮性能 </p><p>　　3. 改善飽和土的滲透性 </p><p>　　4. 改善砂土的動(dòng)力特性 </p><p>　　常見的儲(chǔ)罐地基處理有: 充水預(yù)壓法、砂井預(yù)壓法、強(qiáng)夯法、爆擴(kuò)擠密灰土 </p><p>　　樁法、振沖碎石樁法、土工織物加固法、預(yù)堆土反壓法、水泥深層攪拌法、CFG樁復(fù)