低溫儲(chǔ)罐是一種用于儲(chǔ)存液體、固體或氣體的密封容器。在工業(yè)中通常使用的是鋼制儲(chǔ)罐,鋼制儲(chǔ)罐是石油、化工、糧油、食品、消防、交通、冶金、國(guó)防等行業(yè)必不可少的、重要的基礎(chǔ)設(shè)施,鋼制儲(chǔ)罐在國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展中起著非常重要的作用。
根據(jù)儲(chǔ)罐放置位置、存儲(chǔ)介質(zhì)、形狀和用途的不同,儲(chǔ)罐大致可分為以下幾種形式:
按照放置的位置不同,分為地上低溫儲(chǔ)罐、地下低溫儲(chǔ)罐、半地下低溫儲(chǔ)罐、海上儲(chǔ)罐、海底儲(chǔ)罐等。
按照存儲(chǔ)介質(zhì)不同,分為原油儲(chǔ)罐、燃油儲(chǔ)罐、潤(rùn)滑油儲(chǔ)罐、食用油儲(chǔ)罐、消防水罐等。
按照形狀不同,分為立式低溫儲(chǔ)罐、臥式低溫儲(chǔ)罐、球形儲(chǔ)罐等。
按照用途不同,分為生產(chǎn)油罐、存儲(chǔ)油罐等。
近幾十年,發(fā)展了各種形式的儲(chǔ)罐,盡管儲(chǔ)罐的形式多種多樣,但最常用的還是地上立式圓筒形儲(chǔ)罐。
1、大型立式低溫儲(chǔ)罐的結(jié)構(gòu)
如圖1所示,我們可以看到立式儲(chǔ)罐的基本結(jié)構(gòu)形式,它主要由以下幾部分組成:罐基礎(chǔ)、罐底板、罐壁板、罐頂,以及加強(qiáng)圈、墊板、包邊角鋼等其他附件。
1.1 罐頂
罐頂是儲(chǔ)罐重要的組成部分之一,由于罐內(nèi)儲(chǔ)存具有一定蒸汽壓力的液體介質(zhì),因此要求罐頂能承受在存儲(chǔ)溫度下具有的壓力、罐頂自重、雪載及活載的能力,從而保證儲(chǔ)罐整體的穩(wěn)定。目前儲(chǔ)罐罐頂結(jié)構(gòu)主要有以下三種:錐頂結(jié)構(gòu)、拱頂結(jié)構(gòu)和鋼網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)。
1.2 罐壁板
罐壁板的質(zhì)量占將近整個(gè)儲(chǔ)罐質(zhì)量的一半,也是儲(chǔ)罐重要的組成部分。罐壁板厚度的大小是整個(gè)儲(chǔ)罐的鋼材使用量和總質(zhì)量的決定因素,是判斷儲(chǔ)罐是否經(jīng)濟(jì)合理最關(guān)鍵的指標(biāo)。參照SH3046標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定,當(dāng)各圈板厚度不同時(shí),以內(nèi)徑齊平為標(biāo)準(zhǔn)。
1.3 罐底板
立式圓筒形儲(chǔ)罐的罐底由邊緣板和中幅板組成,罐底板可采用對(duì)接或者搭接結(jié)構(gòu)。根據(jù)儲(chǔ)罐內(nèi)徑的大小,罐底結(jié)構(gòu)也分為兩種,當(dāng)儲(chǔ)罐內(nèi)徑小于12.5m時(shí),罐底可不加環(huán)形邊緣板;當(dāng)儲(chǔ)罐內(nèi)徑大于或等于12.5m時(shí),罐底宜加環(huán)形邊緣板。
罐底的受力分析也比較復(fù)雜,它承受著上方液體的壓力、下方基礎(chǔ)的支撐力,在靠近罐壁處,還受到罐壁和邊緣力的作用。低溫儲(chǔ)罐的罐底板與罐基礎(chǔ)緊密連接,對(duì)罐底板日后的維修也很困難。所以,罐底板質(zhì)量的優(yōu)劣對(duì)儲(chǔ)罐壽命和儲(chǔ)罐存儲(chǔ)能力起著重要影響。
2 罐底主要參數(shù)設(shè)計(jì)
2.1 中幅板的最小公稱厚度
根據(jù)GB 50341規(guī)定不包括腐蝕裕量,中幅板最小公稱厚度:油罐內(nèi)經(jīng)D≤10m時(shí),中幅板最小公稱厚度取5mm;油罐內(nèi)經(jīng)D>10 m時(shí),中幅板最小公稱厚度取6mm。
2.2 環(huán)形邊緣板的最小公稱厚度
根據(jù)GB 50341規(guī)定不包括腐蝕裕量,環(huán)形邊緣板的最小公稱厚度的公式中:
Lm――罐壁內(nèi)表面至環(huán)形邊緣板與中幅板連接焊縫的最小徑向距離(mm);
tb――罐底環(huán)形邊緣板的最小公稱厚度(不包括腐蝕裕量)(mm);
Hw――設(shè)計(jì)最高液位(m);
ρ――儲(chǔ)液相對(duì)密度(取儲(chǔ)液與水密度之比)。
第二,底圈罐壁外表面沿徑向至邊緣板外緣的距離L1,不應(yīng)小于50mm;
第三,采用搭接時(shí),中幅板應(yīng)搭接在環(huán)形邊緣板的上面,搭接寬度Lw不應(yīng)小于60mm。