油罐浮顶设计)课件.ppt

1、浮顶油罐内浮顶油罐内浮顶油罐井字形内浮顶井字形内浮顶浮顶的结构浮顶的结构v浮顶油罐是在大中型油罐罐顶中最常见的结构形浮顶油罐是在大中型油罐罐顶中最常见的结构形式式v浮顶有两种：浮顶有两种：双盘式：有上下两层盖板，隔热效果好，用来存放轻质双盘式：有上下两层盖板，隔热效果好，用来存放轻质油等，多用于油等，多用于5000m3或更小的罐；或更小的罐；单盘式：周边环形浮船，中间为单盘，单盘由钢板搭接单盘式：周边环形浮船，中间为单盘，单盘由钢板搭接而成，与浮船之间由角钢连接，多用于而成，与浮船之间由角钢连接，多用于5000m3以上的以上的罐，排板的型式有条形与人字形两种；单盘钢板的厚度罐，排板的型式有条形

2、与人字形两种；单盘钢板的厚度根据强度计算而定，但不得小于最小厚度。根据强度计算而定，但不得小于最小厚度。API650规规定单盘的最小厚度为定单盘的最小厚度为4.76mm，我国规定不小于，我国规定不小于4mm。浮顶附件浮顶附件v环形浮船：由隔板分割成若干互不渗漏的舱室；舱室的数目根据需要确环形浮船：由隔板分割成若干互不渗漏的舱室；舱室的数目根据需要确定。定。v立柱：设置若干立柱的目的有两方面立柱：设置若干立柱的目的有两方面当液面处于较低的位置时，浮顶下降并支承在立柱上，避免与罐内当液面处于较低的位置时，浮顶下降并支承在立柱上，避免与罐内附件碰撞；附件碰撞；检修时的浮顶支于立柱上。检修时的浮顶支于

3、立柱上。v中央排水管：由若干段钢管组成，管与管之间有活动接头。排水管上端中央排水管：由若干段钢管组成，管与管之间有活动接头。排水管上端设有单向阀，以免一旦排水管或接头泄漏时，储液从排水管倒流到浮顶设有单向阀，以免一旦排水管或接头泄漏时，储液从排水管倒流到浮顶上上 根据油罐直径大小的不同选择排水管的管径。根据油罐直径大小的不同选择排水管的管径。v自动通气阀：使罐底与浮顶之间的空间接通大气自动通气阀：使罐底与浮顶之间的空间接通大气 有两个作用，当浮顶支于立柱上后，若继续发油，不会使浮顶下出现真有两个作用，当浮顶支于立柱上后，若继续发油，不会使浮顶下出现真空，以免将浮顶压坏；二是浮顶在上述位置进油时

4、，避免在浮顶和液面空，以免将浮顶压坏；二是浮顶在上述位置进油时，避免在浮顶和液面之间出现空气层。自动通气阀的截面积应按最大进出油量来确定。之间出现空气层。自动通气阀的截面积应按最大进出油量来确定。v转动浮梯：作为从罐壁盘梯的顶平台到浮顶的通道。v导向装置：防止浮顶转动或偏移v人孔：每个舱室上应设置船舱人孔，定期进入舱室检查有无渗漏或渗油处，浮顶上至少设置一个人孔，以便油罐排空后在进行通风、透光和便于检修人员的出入。v密封装置：填充浮顶的外边缘与罐壁之间的200300mm间隙浮顶附件浮顶附件浮顶的设计准则浮顶的设计准则v对于单盘式浮顶，设计时应做到单盘板和任对于单盘式浮顶，设计时应做到单盘板和任

5、意两个相邻舱室同时破裂时浮顶不沉没意两个相邻舱室同时破裂时浮顶不沉没.对于双盘式浮顶，应做到任意两个舱室同时对于双盘式浮顶，应做到任意两个舱室同时破裂时，浮顶不沉没。破裂时，浮顶不沉没。v在整个罐顶面积上有在整个罐顶面积上有250mm降雨量的水积存降雨量的水积存在单盘上时浮船不沉没在单盘上时浮船不沉没v在正常操作条件下，单盘与储液之间不存在在正常操作条件下，单盘与储液之间不存在油气空间油气空间v在以上各种条件下，浮顶能保持结构的完整在以上各种条件下，浮顶能保持结构的完整性，不产生强度或失稳性破坏性，不产生强度或失稳性破坏第一准则的计算和校核第一准则的计算和校核v（1）下沉深度不大于外边缘板的高

6、度，且有一定）下沉深度不大于外边缘板的高度，且有一定裕量，以免油品由浮顶外侧经过外边缘板流入浮裕量，以免油品由浮顶外侧经过外边缘板流入浮顶灌进舱室内顶灌进舱室内aTTb3b3外边缘板高度外边缘板高度T当当a0 下沉深度下沉深度T当当a0 浸没深度的增加量浸没深度的增加量安全裕量安全裕量第三节第三节 第一准则的计算和校核第一准则的计算和校核（2）下沉深度不大于内边缘板的高度，且有一定裕）下沉深度不大于内边缘板的高度，且有一定裕量，以免油品由浮顶内侧经过内边缘板流入浮顶量，以免油品由浮顶内侧经过内边缘板流入浮顶灌进舱室内灌进舱室内gTTba1b1内边缘板高度内边缘板高度g浮船尺寸浮船尺寸假设假设a

7、=0 下沉深度下沉深度T的计算的计算v下沉深度下沉深度T由三项组成由三项组成010TTTT浮船本身的沉没深度浮船本身的沉没深度 T1 破坏的单盘使浮船下沉深度的增加量破坏的单盘使浮船下沉深度的增加量0TT0由于两个舱室泄漏而使浮船下沉深度的增由于两个舱室泄漏而使浮船下沉深度的增加量加量浮船本身沉没深度浮船本身沉没深度12122101222100)1(4)(4DDDQDDQTQ Q0 0浮船的重量，浮船的重量，kgfkgf;D D1 1浮船的外径，浮船的外径，cm;cm;D D2 2浮船的外径，浮船的外径，cm;cm;1 1储液的比重，储液的比重，kgf/cmkgf/cm3 3;破裂单盘使浮船下

8、沉深度增加量破裂单盘使浮船下沉深度增加量)tp(1T444)1(41d221221222211221DPtDPDTDdd单盘总重单盘破裂后浸泡于油品中，此时单盘除其自身单盘破裂后浸泡于油品中，此时单盘除其自身的体积所排开的储液能提供微小的浮力外，不的体积所排开的储液能提供微小的浮力外，不再提供任何浮力。把破裂的单盘连接到浮船上再提供任何浮力。把破裂的单盘连接到浮船上将使浮船下沉量增加将使浮船下沉量增加T T1 1值值 根据平衡条件可以列根据平衡条件可以列出：出：由于两个舱室泄漏而使浮船下沉深度的增加量由于两个舱室泄漏而使浮船下沉深度的增加量TmTTTmTTDGTTTTTDmG)sin113/8

9、2(sin11382)1(4)1(424304300122100001221sin113/8243ma两个舱室泄漏而使浮船下沉深度增加两个舱室泄漏而使浮船下沉深度增加T T0 0。计算时，。计算时，把舱室看成末泄漏，但在两个舱室的浮力中心增加把舱室看成末泄漏，但在两个舱室的浮力中心增加重量重量G G，而，而G G与泄漏前两个舱室所排开的液体重量相等与泄漏前两个舱室所排开的液体重量相等aTTTT10计算浮船底不平而产生的下沉深度增加量计算浮船底不平而产生的下沉深度增加量浮船底是倾斜的，先把船底按照平的考虑，然后再浮船底是倾斜的，先把船底按照平的考虑，然后再加上由于这样考虑而带来的下沉量的误差加上

10、由于这样考虑而带来的下沉量的误差T Ta a三角形所围成的环形体积为：三角形所围成的环形体积为：caDtgcacaVcba3222TDVcdoa)1(4221cdoacbaVVtgDT1)1(6)1)(21(第一准则的计算和校核第一准则的计算和校核v如果第一准则不满足可增加舱室数目或增大如果第一准则不满足可增加舱室数目或增大内外边缘板高度内外边缘板高度第二准则的计算和校核第二准则的计算和校核v第二准则是在整个罐顶面积上有第二准则是在整个罐顶面积上有250mm降雨量的降雨量的积存时浮顶不沉没。在下暴雨时，由于雨量过大积存时浮顶不沉没。在下暴雨时，由于雨量过大或中央排水管不畅，甚至堵塞，则单盘上将

11、出现或中央排水管不畅，甚至堵塞，则单盘上将出现积水。在积水的作用下，浮顶下沉量增加。设计积水。在积水的作用下，浮顶下沉量增加。设计时要求在这种情况下罐内油品不得超过浮船的外时要求在这种情况下罐内油品不得超过浮船的外边缘板，且留有一定的余量。否则，雨水会经过边缘板，且留有一定的余量。否则，雨水会经过外边缘板流入浮顶，灌进舱室，最终导致浮顶沉外边缘板流入浮顶，灌进舱室，最终导致浮顶沉没。在计算浮顶下沉量时，还需考虑浮顶所受的没。在计算浮顶下沉量时，还需考虑浮顶所受的浮力。浮力与载荷作用下的挠度有关，载荷越大，浮力。浮力与载荷作用下的挠度有关，载荷越大，挠度越大，即向下挠凸部分体积越大，亦即浮力挠度

12、越大，即向下挠凸部分体积越大，亦即浮力越大。越大。第二准则的计算和校核第二准则的计算和校核v数学表达数学表达1203TTTbT0浮船本身的沉没深度，浮船本身的沉没深度，cmT1加上单盘以后浮船下沉增加量，加上单盘以后浮船下沉增加量，cmT2由积水重量由积水重量Q引起的浮船下沉增加量，引起的浮船下沉增加量，cm安全裕量，一般取安全裕量，一般取100200cm第三准则的计算和校核第三准则的计算和校核v第三准则为在操作时单盘与储液之间不存在第三准则为在操作时单盘与储液之间不存在油气空间。这一条件是从减少单盘的腐蚀考油气空间。这一条件是从减少单盘的腐蚀考虑的。单盘的安装上限为虑的。单盘的安装上限为Cm

13、ax，在该位置单，在该位置单盘的底面尚与储液全部接触，此时若将单盘盘的底面尚与储液全部接触，此时若将单盘向上移，则单盘底面与储液脱开。单盘的下向上移，则单盘底面与储液脱开。单盘的下部的极限位置为部的极限位置为Cmin，此时浮力恰好与单盘，此时浮力恰好与单盘的重量相平衡，单盘成水平的。此时若将单的重量相平衡，单盘成水平的。此时若将单盘继续下降，单盘将在浮力的作用下向上凸盘继续下降，单盘将在浮力的作用下向上凸起而不利于排水起而不利于排水第三准则的计算和校核第三准则的计算和校核vCmin的计算的计算 单盘的重量与浮力相等，此时浮船不再在垂单盘的重量与浮力相等，此时浮船不再在垂直方向上负担单盘传来的载

14、荷，单盘为平的。直方向上负担单盘传来的载荷，单盘为平的。v把单盘的安装位置向上移，随着把单盘的安装位置向上移，随着C值的增加，值的增加，储液对单盘的浮力储液对单盘的浮力p将减小。随着将减小。随着p的减小，的减小，将有越来越多的单盘重量由浮船承担，从而将有越来越多的单盘重量由浮船承担，从而造成了由于装上单盘以后浮船下沉量的增加造成了由于装上单盘以后浮船下沉量的增加值增加，当液面与单盘的安装位置平齐时为值增加，当液面与单盘的安装位置平齐时为最大值，否则单盘与液面之间会出现油气空最大值，否则单盘与液面之间会出现油气空间。间。浮顶的强度及稳定性校核浮顶的强度及稳定性校核v包括浮船强度校核和单盘强度校核

15、包括浮船强度校核和单盘强度校核v稳定性校核包括浮船的整体稳定性和浮船截稳定性校核包括浮船的整体稳定性和浮船截面的稳定性。浮船整体稳定性包括浮船平面面的稳定性。浮船整体稳定性包括浮船平面内的整体稳定性和平面外的整体稳定性。内的整体稳定性和平面外的整体稳定性。船舱船舱隔板2万万m3外浮顶外浮顶油罐油罐v罐内径40.5m，罐高17400m，最高液位16.4m,钢板高度1.6m,浮船外壁板高度850mm,浮船外径为40.1m,浮船总重为122000kg，为双盘浮船。若设计成单盘浮船，其内径为36.1m，试确定浮船的尺寸，单盘的安装高度.单盘及浮船的重量都为计算重量乘以1.2的系数。v储液相对密度为1.0，共有11圈壁板，18圈壁板材质为16MnR（屈服强度为345MPa,911圈壁板材质为Q235A，焊接接头系数取0.9.16MnR钢板616mm厚时其屈服强度为345MPa 1736mm厚时其屈服强度为325MPa，试计算其各圈圈板壁厚