上水增压法修复抽瘪的立式圆柱拱顶钢油罐之探讨

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2019年中国电机工程学会年会论文集上水增压法修复抽瘪的立式圆柱拱顶钢油罐之探讨谭文革孙卫东赵国忱中国能源建设集团东北电力第一工程有限公司，110179，沈阳DiscussiononRepairingShrinkedVerticalCylindricalArch-roofSteelOilTankbyWater-feedingPressurizingMethodWengeTan,WeidongSun,GuochenZhaoChinaEnergyEngineeringGroupNortheastNo.1ElectricPowerConstructionCo.,Ltd.110179,ShenyangCity摘要：以大唐沈抚连接带2×350MW机组工程燃油系统油罐修复为例，探讨上水增压修复拱顶钢油罐的方法。介绍了采用上水增压进行修复的方法及过程，并利用相关理论对增压修复过程中上举内压力、罐顶承压环强度等进行校核分析，说明上水增压法修复抽瘪的立式圆柱拱顶钢油罐是一种比较理想的修复方法。关键词：立式圆柱拱顶油罐抽瘪修复上水增压方法Abstract:TakingrepairingtheoiltankoffuelsysteminDatangShenfuConnectionBelt2*350MWUnitProjectasanexampletodiscussthemethodtorepairarch-roofsteeloiltank.Thispaperdescribesthewater-feedingpressurizingmethodtorepairoiltankandtheprocess,italsousesrelatedtheoriestoverifyandanalyzeinternalliftforceandstrengthofpressureringduringtherepairtoillustratethatwater-feedingpressurizingmethodisanidealmethodtorepairtheshrinkedverticalcylindricalarch-roofsteeloiltank.KeyWords:VerticalCylindricalArch-roofOilTank;Shrinked;Repair;Water-feedingPressurizing;Method1前言罐底部分上翘约60mm。立式圆柱拱顶钢油罐是目前电力行业各发3油罐修复方案的选择电厂广泛采用的一种常压储油罐，其设计压力电力行业油罐的修复一般采用切割、顶压矫低，罐璧、罐顶、罐底板均较薄，稳定性较差，正、修补焊接的机械方法进行处理，但由于该项在机组试运和运行使用过程中很容易因罐内负目机组在试运运行中，如采用切割顶盖法进行修压过大而被抽瘪。本文以大唐沈抚连接带复需采取与周围系统设备隔离等措施，处置时间2×350MW机组工程燃油系统油罐修复为例，探长，施工难度大，安全风险高。讨上水增压修复拱顶钢油罐的方法。经对罐体全面细致的检查，所有焊缝均未发2油罐抽瘪情况生变形和损坏，决定采用上水增压法对罐体进行大唐沈抚连接带2×350MW机组工程燃油系修复，即向罐内注入一定的水量后关闭所有开统油区设置2座立式圆柱拱顶钢油罐，油罐内径口，封闭罐体，再注水时罐内上部空间气体产生6.6m，壁高6.35m，总高7.087m，容积200m³，压缩，罐内压力升高，利用气体的压力使油罐的液位5.8m。#1油罐在锅炉吹管时由于呼吸阀故凹陷部分复位。这种方法看似简单，但注水升压障被抽瘪。顶盖约有4㎡凹陷，最深约300mm；过程须精确控制，如把控不好，可能造成罐底板侧壁有两处约60mm凹陷变形，每处面积约2㎡；因上举升力而上翘，罐底板与罐璧板的角焊缝开

12019年中国电机工程学会年会论文集裂；或罐内压力过大时，罐顶包边角钢承压环应Wc-罐壁板承压部分长度，cm力达到屈服极限而发生塑性失稳。因此必须经过0.5Wc=0.（6Rctc）=11.94cm强度校核。Rc-油罐半径，660cm；tc−罐壁板厚度，4上水增压法修复拱顶罐的强度校核0.6cm4.1依据《钢制焊接石油储罐》相关理论的计-罐顶板切线与水平线夹角，24.8°算D−罐壁内径，6.600m4.1.1上举内压力校核2Pmax=12.7W/D+80th2............（1）=12.79628/6.6+806=3287.1Pa3.3kPa其中：Pmax−PaW−罐壁及由罐璧与罐顶支撑的所有构件总重（不包括顶板），9628kgD−罐壁内径，6.600mt—h罐顶板厚度，6mm4.1.2油罐设计压力P=110000Atg/D2+800th.......................（2）=21886.7Pa21.9kPa罐顶包边角钢承压环结构图其中：P−Pa4.1.3承压环可能失效时罐内气体压力Pf=1.6P−470th=34.7kPa.........（3）24.1.4罐顶承压环上的屈曲力A−承压环断面面积，cmpt=pt+pg=37.4+0.605=38.0kPa..（4）2A=A+A+A=18.346cm123A1−包边角钢（L63×6）承压面积，pt-气体对单位面积顶板的有效上举力，7.288cm222pt=8Ftg/D=8(AS)tg/D0.0374MPa=37.4kPa2A2−罐顶板承压面积，cmpg-顶板自重产生的压力，2A=Wt=3.894cm22hhpg=4G1/(D)0.605kPaWh-罐顶板承压部分长度，cmG1=2069kg0.3t0.50.37800.60.56.494.2cm依据《立式圆筒形钢制焊接油罐设计规Wh=（Rhh）=（）=范》相关理论计算4.2.1油罐最大设计压力Rh-罐顶曲率半径，780cm；th−罐顶板厚度，0.6cm2A3=Wctc=7.164cm

22019年中国电机工程学会年会论文集下，罐内上部气体空间适中有利于升压操作，因tAReltg0.00127DLR此取4.5m上水液位，这样也有效地抵消了罐底Pi=+22200DD上举力。1834.6216tg24.8=...............（5）25修复实施过程2006.60.00127257351、顶部人孔门及排汽阀全开，利用液位计+=21.768kPa6.62排污阀向罐内注水，上水1.7m时罐底翘起开始复原。D−罐壁内径，6.600m2、上水至4.5m液位时，封闭所有开口（人A−承压环断面面积，1834.6mm2孔、阀门），继续上水压缩罐内空气，用U型连通管观测气压，上水至800mm水柱时，2处侧DLR−顶板及附件重，DLR=25735N壁变形鼓起复原。tR-设计温度下抗压环材料标准屈服强度el下限值，216MPa-罐顶与罐壁连接处罐顶与水平线夹角，==24.84.2.2罐底部不被抬起的最大设计压力0.00127DLR0.000849DLSPmax=+22DD......（6）0.00153MW−=2.627kPa3DDLS−罐壁和罐顶及支撑件重，96280N3、继续上水至1.3m水柱压力时，罐顶凹陷MW−风弯矩，此处不作考虑开始鼓起，罐底板没有变化。4.2.3计算破坏压力4、上水至2.7m水柱压力时全部凹陷完全复0.000746DLRPf=1.6Pi−=34.388kPa.（.7）原，罐底板没有变化。2D5、泄压恢复。打开临时泄压阀，观察U型罐顶与罐壁弱连接结构应满足连通管水柱，泄压至大气压力，打开所有开口，Pt0.8Pf=27.510kPa.............................（8）放掉罐内存水，检查清扫，恢复设备使用状态。4.3数据分析6结论比较（1）、（6）罐底不被抬起的最大压力取Pmax=2.6kPa大唐沈抚连接带2×350MW机组工程燃油系比较（4）、（8）控制压力取Pt=27.5kPa即统油区#1立式圆柱拱顶钢油罐抽瘪后采用上水2.75m水柱以内。增压法进行修复，恢复了设备的使用状态，修复通过上述计算，如果是空罐，当罐内压力达效果良好，至今运行正常。上水增压法修复抽瘪的立式圆柱拱顶钢油罐工期短、施工方便、安全到2.6kPa以上时罐底就有被抬起的可能，因此可靠、费用低，是一种比较理想的修复方法。升压前应预先向罐内注入一定的水量，以抵消部参考文献分上举力，由于控制压力取2.75m水柱，注水液[1]《钢制焊接石油储罐》APISTANDARD650位应在2.5m以上。根据气态方程R=PV/T，升[2]《立式圆筒形钢制焊接油罐设计规范》GB50341-2014[3]潘家华郭光臣等：《油罐及管道强度设计》，石油工业出版压过程可看做是恒温进行，相同进水流量的情况社（北京），1986

32019年中国电机工程学会年会论文集作者简介：主要从事热能动力。谭文革，1968年生，男，原籍辽宁省锦州市，大学本科，高级工程赵国忱。1973年生。男。原籍辽宁省昌图县。大学本科。高级工程师，主要从事火电建设安装工程。师。主要从事工程技术。孙卫东。1971年生。男。原籍内蒙古赤峰市。大学本科。工程师。