API620低压储罐设计.pdf

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1、理论·实践API620低压储罐设计秦赟(上海众一石化工程有限公司，上海200540)摘要：以API620《大型焊接低压储罐设计和建造》为依据，以5000m3轻石脑油低压储罐为例，对低压储罐不同于常压储罐在罐壁、承压环、锚固等方面的设计做简要介绍。关键词：API620；低压储罐；罐壁；承压环；锚固；设计在许多情况下，为了减少低沸点储液在储存时的蒸发2.2计算经向和周向单位力损耗，或因紧急排空等的需要，常需提高储罐的储存压力。因根据API620，由自由体静力平衡条件，可得壳体的经向和此，需要承压较高的储罐结构形式。这种情况下，国内标准周

2、向单位力的计算公式，GB50341《立式圆筒形钢制焊接油罐设计规范》(设计内压不T1=(RC/2)[P+(W+F)/At]大于18kpa)就不在适用，而美国石油学会规定的API620标准《大型焊接低压储罐设计和建造》适用于设计压力不高于0.105T2=pRCMPa的钢制焊接储罐的设计和制造。现以笔者承接的工程项式中:T1为在给定的水平面处，壳体上纬向单位弧长的经向单3目中5000m轻石脑油低压拱顶储罐为例，对低压储罐不同于位力，N/mm，正值则表示受拉；T2为在给定的水平面处，常压储罐在罐壁、承压环、锚固等方面按照API620标准规

3、范设壳体上经向单位弧长的纬向单位力，N/mm，正值则表示计的要点进行简要介绍。受拉；RC为储罐内半径，RC=10500mm1设计说明P为某在特定的载荷工况下，作用在给定平面上的总压5000m3轻石脑油的低压拱顶储罐主要设计条件如表1：力，单位为MPa。3P=P+P表15000m轻石脑油的低压储罐设计条件表Lg名称数值、名称名称数值、名称式中:PL为在给定水平面处的介质液体的静压头，单位为3储存介质轻石脑油储罐容积m5000MPa；P为储罐液面上方的气相压力，MPa；W为储罐被g3介质密度(kg/m)630储罐内径mm21000给定平

4、面剖分后，作为自由体部分的及其所包含物料的总最高工作压力Pa60000罐壁高度16640重力，N。F为所有内外部钢结构或支承等作用在自由体腐蚀裕量(罐底/设计压力(正/负)Pa66000/-4902/2/2的力的垂直分力的总和，当其产生的效果和自由体水平面罐壁/罐顶)mm操作温度℃60材质Q345R上的压力P方向相同时，F与P的符号相同；否则，F与P设计温度℃75土地场类别Ⅱ的符号相反；NAt为所考虑平面上储罐内部的横截面积，罐顶形式拱顶地面粗糙度A2mm。地震烈度/地7/0.10g设计地震分组第一组震加速度2.3罐壁厚度计算基本风

5、压Pa650基本雪压Pa300t按API620，罐壁厚度为：t=T/([σ]φ)+C(1)2罐壁设计T=Max(T1,T2)，对本罐而言，T2＞T12.1分析t式中：[σ]为设计温度下，罐壁材料纯拉伸许用应力，MPa；φAPI620中罐壁的设计方法是自由体分析法，自由体分析为焊接接头系数，取0.85；C为厚度附加量，mm；壁板分是确定作用在罐体上力的大小和方向的一种设计步骤。在选定为8层，以底层壁板为例：的分析平面处，罐体及罐内介质处于静力平衡，假定有一个水当进行充液的时候平面在所考虑的高度横切罐体，将剩余部分作为一个自由体进PL=

6、ρgh=630×9.81×16.64=102840Pa=0.10284MPa行分析，由自由体静力平衡条件求出罐壁经向和周向单位力的大小和方向。并根据罐体材料的许用应力、焊缝系数确定计算P=PL+Pg=0.10284+0.066=0.16884MPatt壁厚，再考虑厚度附加量最后圆整为罐壁的名义厚度。罐壁的t=T2/([σ]φ)+C=pRC/([σ]φ)+C=16.49mm设计过程如图1。充水试验时PL=ρgh=0.1633MPaP=PL+Pg=0.2293MPa，ttt=T2/([σ]φ)+C=pRC/([σ]φ)+C=21.3mm

7、取两者中较大值并圆整后得t=24mm。各圈壁板厚度计算结果见表2。32图1低压储罐罐壁设计过程图式中：ρ为储液密度，kg/m；g为重力加速度，m/s。182 

8、 2015年08月表2各圈壁板厚度计算结果mm承压区域所需面积Ac应取下式计算值中的较大值：t壁板层号圈板宽度计算厚度名义厚度Ac=Q/103.4或Q/[σ]φt1198021.324式中：[σ]为设计温度下，承压环材料纯拉伸许用应力，MPa；φ为焊接接头系数，取0.85。2198019.722承压环垂直截面上，所需的金属截面积(不包括腐蚀裕量)3198018.1202为Ac

9、=62833.02mm4198016.519Ac＜A，满足罐顶与罐壁连接处所需有效截面积要求。5198014.817如果不能满足Ac＜A，应考虑在承压圈有效范围内采取6198012.615如下增强措施：①在有效承压圈范围内增加顶板和壁