储罐分类资料课件.ppt
- 【下载声明】
1. 本站全部试题类文档,若标题没写含答案,则无答案;标题注明含答案的文档,主观题也可能无答案。请谨慎下单,一旦售出,不予退换。
2. 本站全部PPT文档均不含视频和音频,PPT中出现的音频或视频标识(或文字)仅表示流程,实际无音频或视频文件。请谨慎下单,一旦售出,不予退换。
3. 本页资料《储罐分类资料课件.ppt》由用户(ziliao2023)主动上传,其收益全归该用户。163文库仅提供信息存储空间,仅对该用户上传内容的表现方式做保护处理,对上传内容本身不做任何修改或编辑。 若此文所含内容侵犯了您的版权或隐私,请立即通知163文库(点击联系客服),我们立即给予删除!
4. 请根据预览情况,自愿下载本文。本站不保证下载资源的准确性、安全性和完整性, 同时也不承担用户因使用这些下载资源对自己和他人造成任何形式的伤害或损失。
5. 本站所有资源如无特殊说明,都需要本地电脑安装OFFICE2007及以上版本和PDF阅读器,压缩文件请下载最新的WinRAR软件解压。
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 分类 资料 课件
- 资源描述:
-
1、油罐及管道强度设计油罐及管道强度设计第一章第一章 储罐设计概述储罐设计概述 内容提要内容提要n 储罐及发展概况储罐及发展概况n 影响储罐工艺系统和储罐建造的因素影响储罐工艺系统和储罐建造的因素n 储罐的种类及特点储罐的种类及特点n 储罐材料及选用储罐材料及选用n 储罐设计方法与基本要求储罐设计方法与基本要求11.11.1储罐及发展概况储罐及发展概况1.1.1储罐:储罐:油品和各种液体化学品的储存设备油品和各种液体化学品的储存设备.用途用途:是储运系统设施、炼油、化工装置是储运系统设施、炼油、化工装置 的重要组成部分的重要组成部分 按温度划分按温度划分,可分为可分为:低温储罐低温储罐(-90 -
2、20)常温储罐常温储罐(2104m3以上的固定顶储罐可制造成部件,在现场组装成整体结构 1.2.71.2.7储液损耗储液损耗 研究石油类或液体化学品储运系统储液的损耗日益受到研究石油类或液体化学品储运系统储液的损耗日益受到人们的重视。损耗不但使资源浪费,降低了储液的质量,人们的重视。损耗不但使资源浪费,降低了储液的质量,造成经济损失,而且严重污染环境,危害人们的生活质量造成经济损失,而且严重污染环境,危害人们的生活质量和生存,因此作为储运系统重要组成部分的储罐技术发展和生存,因此作为储运系统重要组成部分的储罐技术发展的标志之一,就是有效控制和尽量减少储液的很耗。的标志之一,就是有效控制和尽量减
3、少储液的很耗。损耗类型与损耗量损耗类型与损耗量n 石油类或液体化学品储液的损耗可分为蒸发损耗和残漏损石油类或液体化学品储液的损耗可分为蒸发损耗和残漏损耗两种类型。耗两种类型。n 文献和调查资料表明,储液损失,特别是油品损耗数量是文献和调查资料表明,储液损失,特别是油品损耗数量是十分惊人的。十分惊人的。1980 1980年,中国年,中国1111个主要油田的测试结果表明,从井口开始个主要油田的测试结果表明,从井口开始到井场原油库,井场油品损耗量约占采油量的到井场原油库,井场油品损耗量约占采油量的2%2%,其中发,其中发生于井场库的蒸发损耗约占总损耗的生于井场库的蒸发损耗约占总损耗的32%32%。据
4、据19951995年第四届国际石油会议报道,在美国油品从井场经年第四届国际石油会议报道,在美国油品从井场经炼制加工到成品销售的全过程中,油品损耗数量约占原油炼制加工到成品销售的全过程中,油品损耗数量约占原油产量的产量的3%3%。若以总损耗为。若以总损耗为3%3%估算,全世界每年的油品损耗估算,全世界每年的油品损耗约有约有1X101X108 8t t,几乎相当于中国一年的原油产量。,几乎相当于中国一年的原油产量。储液损耗的危害储液损耗的危害n 液液(油品油品)数量减少,经济损失严重数量减少,经济损失严重 据估算全世界从油田井场到销售的全过程中,每年原油据估算全世界从油田井场到销售的全过程中,每年
5、原油和油品的总耗达和油品的总耗达3%3%。每年散失到大气中的量约。每年散失到大气中的量约1X101X108 8t t,其经济损失相当严重。其经济损失相当严重。n 储液储液(油品油品)质量降低质量降低 由于油品的蒸发都是油料中的最轻组成,因此会严重降由于油品的蒸发都是油料中的最轻组成,因此会严重降低油品质量,甚至使本来合格油品变为不合格。例如,低油品质量,甚至使本来合格油品变为不合格。例如,汽油随着轻组分的蒸发,蒸气压下降,启动性变差汽油随着轻组分的蒸发,蒸气压下降,启动性变差;辛烷辛烷值降低,汽油在发动机内燃烧时抗爆性变差。当航空汽值降低,汽油在发动机内燃烧时抗爆性变差。当航空汽油的蒸发损耗率
6、达到油的蒸发损耗率达到1.2%1.2%时,其初馏点升高时,其初馏点升高30C,30C,蒸气蒸气压下降压下降2020,辛烷值减少,辛烷值减少0.50.5个单位。个单位。n 环境污染,危及人的生活质量和生存环境污染,危及人的生活质量和生存 大多数的油库、油码头、石油与化工联合装置和加油站分大多数的油库、油码头、石油与化工联合装置和加油站分布在人口稠密的城市或周边地区,散发到大气中的油气含布在人口稠密的城市或周边地区,散发到大气中的油气含有苯和有机活性化合物,苯对人有致癌作用,而有机活性有苯和有机活性化合物,苯对人有致癌作用,而有机活性化合物与氮氧化物在紫外线的作用下会发生一系列的光化化合物与氮氧化
7、物在紫外线的作用下会发生一系列的光化学反应,生成臭氧、一氧乙酞硝酸醋、醛类、酮类和有机学反应,生成臭氧、一氧乙酞硝酸醋、醛类、酮类和有机酸类等二次污染物;大气中的酸类等二次污染物;大气中的SOSO2 2还会生成硫酸盐气溶胶,还会生成硫酸盐气溶胶,这种一次和二次污染物的混合物称为光化学烟雾。这种烟这种一次和二次污染物的混合物称为光化学烟雾。这种烟雾强烈刺激人的眼睛、喉咙导致头痛以及使呼吸道患者病雾强烈刺激人的眼睛、喉咙导致头痛以及使呼吸道患者病情恶化,严重时甚至造成死亡。因此寻找降低油品和液体情恶化,严重时甚至造成死亡。因此寻找降低油品和液体化学品损耗的措施,是十分重要的课题。化学品损耗的措施,
8、是十分重要的课题。储液损耗的原因储液损耗的原因n 油品与液体化学品损耗两种类型中,蒸发是储液损耗的主油品与液体化学品损耗两种类型中,蒸发是储液损耗的主要原因。要原因。n 任何储液的蒸发损耗都是在储罐内部传质过程中发生的。任何储液的蒸发损耗都是在储罐内部传质过程中发生的。发生在气、液接触面的相际传质,即储液的蒸发。发生在气、液接触面的相际传质,即储液的蒸发。n 发生在储罐内气相空间蒸气分子的扩散发生在储罐内气相空间蒸气分子的扩散.上述过程的进行,上述过程的进行,使储罐内气相空间原有的空气变为趋于均匀分布的储液蒸使储罐内气相空间原有的空气变为趋于均匀分布的储液蒸气和空气的混合气体气和空气的混合气体
9、.当外界条件变化引起混合气体状态当外界条件变化引起混合气体状态参数改变时,混合气体从储罐排入大气,就造成了储液的参数改变时,混合气体从储罐排入大气,就造成了储液的蒸发损耗。蒸发损耗。n 内部因素内部因素是储液本身的固有性质。对油类来说是多种碳氢是储液本身的固有性质。对油类来说是多种碳氢化合物的馏分组成,馏分组成越轻,沸点越低,蒸气压越化合物的馏分组成,馏分组成越轻,沸点越低,蒸气压越大,蒸发损耗越大。因此在储罐内溶剂汽油、航空汽油、大,蒸发损耗越大。因此在储罐内溶剂汽油、航空汽油、车用汽油和原油,容易车用汽油和原油,容易 造成蒸发损耗,而煤油、燃料油造成蒸发损耗,而煤油、燃料油的蒸发损耗稍小,
10、润滑油的蒸发损失更小。对液体化学品的蒸发损耗稍小,润滑油的蒸发损失更小。对液体化学品来说其组成较单一纯度较高,其蒸发损耗主要取决于沸点、来说其组成较单一纯度较高,其蒸发损耗主要取决于沸点、蒸汽压的大小,沸点越低、蒸气压越大就越容易蒸发。因蒸汽压的大小,沸点越低、蒸气压越大就越容易蒸发。因此在储罐内的醚类、醇类容易蒸发,苯类、酚类稍小,酸此在储罐内的醚类、醇类容易蒸发,苯类、酚类稍小,酸类和碱类更小。类和碱类更小。外部因素外部因素主要有温度、储罐的承压能力、储罐气相空间大主要有温度、储罐的承压能力、储罐气相空间大小、储罐的密封程度、储罐的大小呼吸等。小、储罐的密封程度、储罐的大小呼吸等。n 温度
11、温度 对同一种储液,大气温度和储液温度的高低是决定蒸发对同一种储液,大气温度和储液温度的高低是决定蒸发速度的重要因素。温度越高储液蒸发越剧烈。同时,随着速度的重要因素。温度越高储液蒸发越剧烈。同时,随着温度的升高,储罐气相空间的压强也升高,增大的压强一温度的升高,储罐气相空间的压强也升高,增大的压强一旦超过储罐的安全控制压力使呼吸阀打开时,大量的储液旦超过储罐的安全控制压力使呼吸阀打开时,大量的储液蒸气就会排出罐外,造成损耗。蒸气就会排出罐外,造成损耗。n 储罐的承压能力储罐的承压能力 储罐的承压能力较低,储液蒸气储罐的承压能力较低,储液蒸气(油气油气)在较短时间内达到在较短时间内达到呼吸阀的
12、开启压力,油气排入大气,使罐内压力降低,这呼吸阀的开启压力,油气排入大气,使罐内压力降低,这样呼吸阀开启频率增加样呼吸阀开启频率增加.蒸发速度加快蒸发损耗增加。储蒸发速度加快蒸发损耗增加。储罐的承压能力较高,导致蒸发速度减慢,蒸发损耗减少。罐的承压能力较高,导致蒸发速度减慢,蒸发损耗减少。n 储罐气相空间储罐气相空间 储罐中储液上方气相空间越大,蒸发损耗越大。据计算,储罐中储液上方气相空间越大,蒸发损耗越大。据计算,在相同温度和密封条件下储存同一种牌号汽油,进油量为在相同温度和密封条件下储存同一种牌号汽油,进油量为储罐容量积储罐容量积20%20%时的蒸发损耗比进油量为储罐容积时的蒸发损耗比进油
13、量为储罐容积95%95%时大时大8 8倍。倍。n 储罐的密封程度储罐的密封程度 若进油储罐上部密封不严即有孔隙,随着储罐内部或外若进油储罐上部密封不严即有孔隙,随着储罐内部或外部气压的波动,油气就会从孔隙被排出或空气被吸入。孔部气压的波动,油气就会从孔隙被排出或空气被吸入。孔隙不止一个,就会因空气流动形成自然通风。空气从一个隙不止一个,就会因空气流动形成自然通风。空气从一个孔隙进入而油气从另一个孔隙排出。当孔隙在不同高度分孔隙进入而油气从另一个孔隙排出。当孔隙在不同高度分布时,还会因高差而产生的气压压差使油气从低处孔隙排布时,还会因高差而产生的气压压差使油气从低处孔隙排出,空气从高处孔隙吸入。
14、油气排出和空气吸入,会使储出,空气从高处孔隙吸入。油气排出和空气吸入,会使储罐内的油蒸气浓度降低,又会使油品不断地蒸发,形成恶罐内的油蒸气浓度降低,又会使油品不断地蒸发,形成恶性循环。这种因储罐不同高度的孔隙引起的蒸发损耗又称性循环。这种因储罐不同高度的孔隙引起的蒸发损耗又称为自然通风损耗。为自然通风损耗。储罐上孔隙的产生原因为焊缝处的锈蚀、透光孔、法兰储罐上孔隙的产生原因为焊缝处的锈蚀、透光孔、法兰密封垫缺损、呼吸阀阀盘失灵、操作时量油口未盖严等。密封垫缺损、呼吸阀阀盘失灵、操作时量油口未盖严等。n 储罐的大呼吸储罐的大呼吸 储罐顶大呼吸是指储罐收、发储液储罐顶大呼吸是指储罐收、发储液(油油
15、)时的呼吸。时的呼吸。储液收油时,由于油面逐渐升高,气相空间逐渐减小,储液收油时,由于油面逐渐升高,气相空间逐渐减小,罐内气相压力增大,当压力超过储罐安全控制压力时使呼罐内气相压力增大,当压力超过储罐安全控制压力时使呼吸阀打开。一定浓度的油蒸气从呼吸阀排出,直到储罐停吸阀打开。一定浓度的油蒸气从呼吸阀排出,直到储罐停止收油,所呼出的油蒸气造成了油品的蒸发损耗。止收油,所呼出的油蒸气造成了油品的蒸发损耗。当储罐向外发油时,因油面不断降低,罐内气相压力减小,当储罐向外发油时,因油面不断降低,罐内气相压力减小,当压力小于呼吸阀控制的真空度时,储罐开始吸人新鲜空当压力小于呼吸阀控制的真空度时,储罐开始
16、吸人新鲜空气。由于油面上方油气没有饱和,促使油品蒸发速度加快,气。由于油面上方油气没有饱和,促使油品蒸发速度加快,使油气重新达到饱和,罐内气相压力再次上升,可能有部使油气重新达到饱和,罐内气相压力再次上升,可能有部分油气因压力过大,从呼吸阀逸出,大部分饱和蒸气将在分油气因压力过大,从呼吸阀逸出,大部分饱和蒸气将在下一次收油时被呼出。下一次收油时被呼出。n 储罐的小呼吸储罐的小呼吸 罐内储液罐内储液(油品油品)在没有收、发作业静止储存情况下,随在没有收、发作业静止储存情况下,随着环境气温、压力在一天内昼夜周期变化,罐内气相温度、着环境气温、压力在一天内昼夜周期变化,罐内气相温度、储液储液(油品油
17、品)的蒸发速度、蒸气的蒸发速度、蒸气(油气油气)浓度和蒸气压力也随浓度和蒸气压力也随着变化,这种通过呼吸阀储液蒸气着变化,这种通过呼吸阀储液蒸气(油气油气)排出和吸入空气排出和吸入空气的过程所造成的储液的过程所造成的储液(油品油品)损耗称作储罐小呼吸损耗,在损耗称作储罐小呼吸损耗,在生产上也叫储罐静止储存损耗,生产上也叫储罐静止储存损耗,有关资料表明:一座有关资料表明:一座1x101x104 4 m m3 3地上金属汽油罐,一年小呼地上金属汽油罐,一年小呼吸损失可达吸损失可达117t117t,损失率为,损失率为1.7%1.7%。1.2.81.2.8储罐选型储罐选型n 首先根据储液的性质和储液的
18、需要,确定选用浮顶罐还是首先根据储液的性质和储液的需要,确定选用浮顶罐还是固定顶罐。固定顶罐。n 若是常压储存,主要为了减少蒸发损耗或防止污染环境保若是常压储存,主要为了减少蒸发损耗或防止污染环境保证储液不受空气污染、要求干净等宜选用浮顶罐或内浮顶证储液不受空气污染、要求干净等宜选用浮顶罐或内浮顶罐。罐。n 若是常压或低压储存,蒸发损耗不是主要问题,环境污染若是常压或低压储存,蒸发损耗不是主要问题,环境污染也不大,可不必设置浮顶且需要适当加热储存,宜选用固也不大,可不必设置浮顶且需要适当加热储存,宜选用固定顶罐。定顶罐。n 浮顶选型浮顶选型 20m20m以下小直径罐,常用双盘式;以下小直径罐,
19、常用双盘式;油品蒸汽压高于油品蒸汽压高于103.4kPa103.4kPa时,也用双盘式;时,也用双盘式;单盘式浮顶的建造费用是双盘式的单盘式浮顶的建造费用是双盘式的1/31/3;双盘式浮顶强度高,积雪深度双盘式浮顶强度高,积雪深度2m2m以上时,用双盘式;以上时,用双盘式;双盘式浮顶绝热保温效果好双盘式浮顶绝热保温效果好1.31.3储罐用材和选用储罐用材和选用1.3.11.3.1储罐用材概述储罐用材概述储罐用材按类别可分为储罐用材按类别可分为碳钢碳钢(碳素钢和低合金钢碳素钢和低合金钢)、不锈、不锈钢、铝及其合金等。钢、铝及其合金等。按储罐各部位又可分为按储罐各部位又可分为钢板钢板(厚、薄钢板厚
20、、薄钢板)、结构用型钢、结构用型钢、管子、锻件、法兰、螺柱管子、锻件、法兰、螺柱(螺栓螺栓)、螺母、焊接用材、螺母、焊接用材(焊条、焊条、焊丝、焊剂或保护气体焊丝、焊剂或保护气体)。储罐容量的大型化,促进高强度钢的应用和开发储罐用储罐容量的大型化,促进高强度钢的应用和开发储罐用钢材近钢材近3030多年来,由于储罐大型化的发展,多年来,由于储罐大型化的发展,高强度钢的应高强度钢的应用越来越多,等级也越来越高。用越来越多,等级也越来越高。1962 荷兰荷兰10 104 m3 壁厚壁厚 34.5mm 罐壁用德国材料罐壁用德国材料st52,st52,抗拉强度抗拉强度500500600MPa600MPa
21、;日本日本14104 m3 壁厚壁厚 49mm 材料材料SM570 抗拉强度抗拉强度570720MPa;1985 中国引进日本中国引进日本10 104 m3 材料材料SPV490 Q 抗拉强度抗拉强度610740MPa;1997 中国生产中国生产10 104 m3 国产材料国产材料 WH610D2(12MnNiVR)抗拉强度抗拉强度610740MPa 储罐壁板最大厚度的限制储罐壁板最大厚度的限制 储罐壁板最大厚度的限制是由下面两个因素引起的。储罐壁板最大厚度的限制是由下面两个因素引起的。其一是对一定强度的钢板,其一是对一定强度的钢板,由于储罐容量由于储罐容量(尺寸尺寸)的增的增大,壁板厚度需相
22、应增加大,壁板厚度需相应增加;其二是随着壁板厚度的增加,其二是随着壁板厚度的增加,为消除壁板在制造和焊为消除壁板在制造和焊接时产生的应力,必须进行现场消除应力的热处理措施。接时产生的应力,必须进行现场消除应力的热处理措施。目前对储罐大型化还没能解决热处理的问题,目前对储罐大型化还没能解决热处理的问题,为此只有限为此只有限制壁板的厚度以确保储罐的安全运行。制壁板的厚度以确保储罐的安全运行。目前目前储罐壁板最大厚度限制在储罐壁板最大厚度限制在45mm45mm范围以内。范围以内。储罐用材储罐用材(主要是钢板主要是钢板)的多样性的多样性 储罐容量从储罐容量从100m100m3 3到到101010104
23、 4 m m3 3甚至甚至202010104 4 m m3 3,要求钢,要求钢板的品种从板的品种从普通碳素结构钢到焊接结构高强度钢。普通碳素结构钢到焊接结构高强度钢。其强度其强度等级范围广,以等级范围广,以满足储罐不同容量的需求。满足储罐不同容量的需求。满足液体腐蚀性的要求的不锈钢材质满足液体腐蚀性的要求的不锈钢材质的应用越来越多,的应用越来越多,主要牌号有主要牌号有0Cr18Ni9,00Cr19Ni10,0Cr17Ni12Mo20Cr18Ni9,00Cr19Ni10,0Cr17Ni12Mo2。对某些对某些液体化学品小容量储罐也有采用铝及其合金材质液体化学品小容量储罐也有采用铝及其合金材质的。
24、的。1.3.2储罐壁板用材的基本要求 储罐壁板用材的基本要求是强度,可焊性和夏比储罐壁板用材的基本要求是强度,可焊性和夏比(V(V形缺口形缺口)冲击功。冲击功。1.1.强度强度n 强度包括抗拉强度和屈服强度。强度包括抗拉强度和屈服强度。由于储罐的操作温度在由于储罐的操作温度在250250以下,且大部分储罐处在以下,且大部分储罐处在9090以下,因此其强度大以下,因此其强度大多是常温下的强度。多是常温下的强度。强度是决定罐壁厚度大小的力学性能强度是决定罐壁厚度大小的力学性能指标。指标。n 强度与材料的使用状态强度与材料的使用状态(热处理状态热处理状态)有关。有关。高强度钢常用高强度钢常用的有的有
25、正火钢和调质钢。正火钢和调质钢。正火:热处理方法简单,材质均匀正火:热处理方法简单,材质均匀.调质:热处理工艺复杂调质:热处理工艺复杂,强度及冲击韧性比正火高强度及冲击韧性比正火高2.可焊性可焊性n 钢板的可焊性一般用两个指标来控制,一是碳含量或碳钢板的可焊性一般用两个指标来控制,一是碳含量或碳当量,二是热影响区的硬度。当量,二是热影响区的硬度。n 第一个指标取决于钢材的化学成分。第一个指标取决于钢材的化学成分。一般碳钢以碳含量,一般碳钢以碳含量,低合金钢以碳含量或碳当量低合金钢以碳含量或碳当量Ce把钢的化学成分对钢淬硬性把钢的化学成分对钢淬硬性的影响折算成碳的影响来估价可焊性。的影响折算成碳
展开阅读全文