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1、学院课程设计课程名称油库设计与管理课程设计题目4000立方米浮顶罐设计课程设计任务书题目名称4000立方米浮顶罐设计系部专业班级学生姓名一、课程设计的内容（I）确定拱顶油罐的基本结构和局部构件;（2）确定油罐大小及相应构件的规格尺寸;（3）储罐的附属设施。二、课程设计的要求与数据1、设计要求（1）初步掌握主要设备的选型；（2）熟练应用常用工程制图软件；（3）熟悉储运项目设计程序步骤；（4）掌握储运项目常用标准规范；（5）熟悉并掌握储罐的计算方法；（6）熟练应用CAD绘制一张装配图；2、设计数据物料：95#汽油；设计压力：正压：1960Pa负压：490Pa设计温度：自选（-19oCt50oC）基
2、本风压：686Pa雪载荷：441Pa抗震设防烈度：8度场地土类型：11类储液密度：740kgm3腐蚀裕量：3mm设计风速：55ms焊接接头系数：0.9三、课程设计应完成的工作1、课程设计内容（1）对拱顶油罐的结构进行详细设计，包括拱顶、罐壁、罐底、内浮顶的结构尺寸的设计，储罐附件的结构选取。（2）对拱顶油罐的主要结构进行强度计算，包括拱顶、罐壁、罐底、内浮顶的厚度计算，加强圈的计算和校核；（3）绘制图纸：采用CAD绘制拱顶罐装配图一张。2、课程设计说明书按学校“课程设计工作规范”中的“统一书写格式”撰写，具体包括：（1）摘要；（2）目录；（3）正文；（4）总结与展望；（设计过程的总结，还有没有
3、改进和完善的地方）；（5）参考文献（不少于5篇）；（6）附录。四、课程设计进程安排序号设计各阶段内容地点起止日期1指导老师就课程设计内容、设计要求、进度安排、评分标准等做具体介绍。学生确定选题，明确设计要求。2查阅与设计有关的资料3相关工艺设计计算4撰写课程设计说明书5课程设计初稿的修订6上交课程设计说明书7课程设计进行答辩五、应收集的资料及主要参考文献lGB50074-2002,石油库设计规范2HG21502.1-1992钢制立式圆筒型固定顶储罐系列13JGB50341-2003,立式圆筒形钢制焊接油罐设计规范4GB150-1998,钢制压力容器标准5GBT4735,钢制压力容器16JGBJ
4、12890,立式圆筒形钢制焊接油罐施工及验收规范7朱萍，徐英，杨一凡球罐和大型储罐化学工业出版社20058帅健，于桂杰，管道及储罐强度设计石油工业出版社2010摘要在本文中，首先简单介绍了内浮顶罐的发展状况，以及内浮顶罐的优点;然后阐述了内浮顶罐的意义、应用及其基本结构，并说明了对于汽油储存的原理与特点。最后根据汽油的性质，针对内浮顶罐的参数、罐壁、罐顶、罐底进行结构设计，且对内浮顶罐的风载荷和地震载荷分别进行计算。结果表明，所设计的内浮顶罐既能保证甲醇的安全和质量，又能在0.686kpa的风压和8级地震裂度的作用下有较高的强度与稳定性。关键词：内浮顶罐；汽油；结构设计ABSTRACTFirs
5、titintroducedsimplyappearofinnerfloatingFooftanksdevelopmentprocessandstatus,andtheadvantagesofinnerfloatingrooftanks.Andthenexpoundsthesignificanceininnerfloatingrooftanks,applicationandbasicstructure,andfortheprincipleandcharacteristicsofmethanolstorage.Finallyaccordingtothenatureofthegasoline,the
6、structurethatincludedtankwall,empowermentsandtankbottomofthetankwasdesignedandcalculatedthewindloadandtheearthquakeloadofthetank.Theresultshowedthedesignedtankcouldguaranteedthesecurityandthequalityofthegasolinestoredinit.Atthesametime,thedesignedtankhadthecomparativelyintensityandtheStabilityundert
7、hewindpressureof0.686Kpaandtheearthquakeofgrade8.Keywords:Innerfloatingrooftank,Gasoline,Structuredesign目录第1章绪论11.1 汽油性质及其火灾危险性特性11.2 汽油储罐的发展概况11.3 内浮顶储罐概述1第2章内浮顶油罐的设计计算42.1 罐基本参数的确定42.2 罐内径和高度的确定42.3 材料的选择52.4 罐壁的设计62.4.1 壁厚的确定62.4.2 罐壁的设计厚度72.4.3 罐壁的设计外压92.4.4 加强圈的设计92.4.5 罐壁的开孔及开孔补强102.5 罐底的设计102
8、.5.1 排版形式112.5.2 罐底板厚度的计算112.6 罐顶设计122.6.1 固定顶设计122.6.2 球壳的设计132.6.3 拱顶的稳定性校核152.7 抗震设计152.7.1 倾覆力矩的计算152.7.2 罐壁压应力计算162.7.3 罐壁临界压应力及其校核16第3章储罐附件设计与选用183.1 常用附件183.2 储罐的安全设施19参考文献错误!未定义书签。附录21第1章绪论1.1 汽油性质及其火灾危险性特性汽油在常温下为无色至淡黄色的易流动液体，密度为0.70-0.78gcm,热值为44000Ukg,储程为30至220,空气中含量为74123克/立方米时遇火爆炸。很难溶解于水
9、，易燃，易爆，腐蚀性小，抗氧化安定性和抗爆性能好，蒸发性能好等特点。汽油具有较强的挥发性和扩散性，具有易燃易爆特性，具有易积累静电和热膨胀性。由于这些特性的存在，使它具有较大的火灾危险性:挥发性;扩散性;易燃性；易爆性;易积聚静电荷性;热膨胀性:沸溢性。1.2 汽油储罐的发展概况长期以来，我国库存轻质油品，广泛采用固定顶油罐和浮顶油罐。由于固定顶油罐在存贮和收发油品时存在“小呼吸”和“大呼吸”，油品蒸发损耗较大，而且会因为油气逸散到空气中造成环境污染，危害人们身体健康。因此油品及化学品的蒸发损耗一直是石油、化学工业关心的问题。人们最初关心的是经济损失和安全，近年来还关心生态、环境保护方面的问题
10、。为了较经济有效地解决这个问题，世界上发达国家如美国、法国、前苏联早在五、六十年代相继开始研制浮顶油罐。我国直到70年代末期才开始研制。由于浮顶罐能降低损耗，减少环境污染，主要用于储存原油、汽油、柴油、煤油等介质。随着内浮顶技术的发展，汽油和航空原油大多数采用内浮顶罐，新建的外浮顶罐几乎都用于储存原油。1.3 内浮顶储罐概述1.3.1 内浮顶储罐的结构形式长期以来，贮存油品及化学品的固定顶储罐的蒸发损耗问题倍受关注。以汽油贮存为例，固定顶储罐的蒸发损失高达9%,而采用浮顶储罐则可减少蒸汽损耗98.4%以上，且保护了环境。浮顶储罐有外浮顶和内浮顶2种结构形式。外浮顶储罐，即敞顶罐，无固定顶，贮液
11、质量易受外界的影响，在严寒地区还会因积雪太厚及密封圈冻结而难以使用。因此外浮顶储罐已逐渐被内浮顶储罐所取代。内浮顶储罐是安装有内浮盘的固定顶储罐。由于内浮顶储罐兼有外浮顶储罐和固定顶储罐的主要优点，因此被誉为“全天候储罐内浮顶储罐内安装的内浮盘及其密封装置、导向装置、防旋转装置、静电导出装置以及自动通气阀等部件均由内浮盘制造商设计、制造及安装。1.3.2 内浮顶罐的构成及特点内浮顶储罐主要由罐体、内浮盘、密封装置、导向和防转装置、静电导出设施、通气孔、高液位报警器等组成。为避免浮顶漏损沉没，多采用带有环形隔舱的内浮顶，或采用双盘式内浮顶以增加浮盘的浮力及安全性(后者还起隔热作用)钢制的内浮盘的
12、浮顶储罐在美国石油学会(APl)称为“带盖的浮顶罐”，而称错制(或非金属)浮盘为“内浮顶罐”，而这两种形式的的储罐在国内均称为内浮顶储罐。这种罐的顶部为拱顶与浮顶的结合，外部为拱顶，内部为浮顶。内部的浮顶可减少油品的蒸发损耗，而外部的拱顶又可避免雨水、尘土等异物从环形空间进入罐内。由于具有浮顶罐和拱顶罐的优点，这种罐主要用于储存航空原油、汽油等要求高的油品。内浮顶油罐罐体外形结构与拱顶油罐大体相同。与浮顶油罐相比，它多了一个固定顶，这对改善油品的储存条件，特别是防止雨水杂质进入油罐和减缓密封圈的老化有利。同时内浮顶也能有效的减少油品的损耗，所以内浮顶油罐同时兼有固定顶油罐和浮顶油罐的特点。从耗
13、钢量比较，虽然内浮顶油罐比浮顶油罐增加了一个拱顶，但也省去了罐壁和罐顶周围的抗风圈、加强环、滑动扶梯和折水管等，因此总耗钢量仍略少于浮顶油罐。内浮顶罐的详细特点如下：1、内浮顶储罐不是固定顶罐和浮顶罐的简单迭加，由于结构上的特殊性，与固定顶储罐相比有以下特点：(1)、储液的挥发损失少。由于内浮盘直接与液面接触，液相无挥发空间，从而减少发损失85%-90%(2)、由于液面没有气相空间，所以减轻了罐体(罐壁与罐顶)的腐蚀，延长了储罐的寿命。(3)、由于液面覆盖内浮盘，使储液与空气隔离，故大大地减少了空气的污染，减少了着火爆炸的危险，易于保证储液的质量。特别适用于储存高级汽油和喷气燃料，也适合储存有
14、害的石油化工产品。(4)、在结构上可取消呼吸阀及罐顶冷却喷淋设施。(5)、易于老罐改造成内浮顶罐，并取消呼吸阀、阻火器等附件，投资少，经济效益明显。2、内浮顶罐与外浮顶罐相比有如下特点：(1)、内浮顶罐又称“全天候”储罐，由于有顶盖密封能有效地防止风、沙、雨、雪灰尘污染储液，在各种气候条件下均能正常操作，不管寒冷多雪、风沙频繁或是炎热多雨地区储存高级油品或喷气燃料等严禁污染的储液特别适宜。(2)、在相同密封的条件下，内浮顶储罐可以进一步降低蒸发损耗。这是因为固定顶的遮挡以及固定顶与内浮盘之间静止的空气层，有较好的隔热效果，并使蒸发损失进一步减少。(3)、内浮顶储罐的内浮盘没有雨雪载荷，浮盘负荷
15、小，结构简单、轻便。浮盘上可以省去中央排水罐、转动扶梯、挡雨板等，易于施工和维护。(4)、由于有固定顶的遮挡，内浮盘周边的密封装置避免了日光直接照射而老化。同、节省材料，易于施工和维护。第2章内浮顶油罐的设计计算2.1 罐基本参数的确定内浮顶油罐是在设计容积给定的情况下，如何使设计出的油罐达到最低的工程造价和材料消耗，同时又满足罐壁强度和稳定性要求。储罐的设计参数主要有：设计温度、设计压力、风及地震载荷、油罐的直径、高度、容量等。根据储罐所盛装的介质(95#汽油)及工作环境确定设计温度为-19CSS50C,设计压力为常压，即-0.49KPaL96Kpa0其他参数将在后文中介绍。2.2 罐内径和高度的确定储罐总体尺寸的确定主要坚持两个原则，即材料最省和费用最省。根据储罐总体尺寸确定的两个原则，前人将计算储罐内径的方法归纳为下表:表2储罐的经济尺寸罐壁情况储罐形式
