浮顶油罐抗风圈最大弯矩分析

当敞口油罐(浮顶油罐,以下简称油罐)受有风载荷时,罐壁顶部需设置抗风圈,以保持油罐壁的圆度。抗风圈设计的主要内容是确定抗风圈的最小截面系数。我国目前采用的计算公式是以中国科学院力学研究所(以下简称力学所)的研究成果为基础而导出的。 力学所给出的抗风圈最大弯矩为     

大型储罐抗风圈与加强圈设计计算

储罐的大型化给抗风圈、加强圈设计提出了新的要求.在比较目前国内外大型储罐抗风圈、加强圈设计标准的基础上,以某20×104 m3浮顶储罐抗风圈、加强圈的设计为例,分别根据中国标准GB 50341和美国标准API 650设计了其截面模量.运用ANSYS软件建立了其在不同荷载工况下的有限元数值计算模型,对抗风圈、加强圈分别进行了强度和稳定性计算,给出了罐壁的变形特点及极限风压值.对比分析根据GB 50341和API 650设计的抗风圈、加强圈的计算结果,给出了抗风圈、加强圈的设计计算建议,可为大型储罐的设计提供参考依据.     

普通锚固油罐的应力分析

普通油罐的安装除常见的焊接方法外，在某些部位，如缘板的最外侧也采用螺栓固，此种做法是对油罐的抗震和拱顶装油的需要进行了考虑。但对于普通锚固油罐罐底与罐壁的连拉御的应力目前还没有计算方法，为此对这种情况进行了分析，推导了理论计算公式，目的是计算罐基础的最外侧为环梁而内侧弹性基础的同罐应力。由于其它设计和计算在《低压锚固油罐的应力分析》一文中已作过描述，因而只给出油罐下节点的计算方法。     

液气举升油罐的强度计算

针对液气举升的方法,给出了不均匀沉降曲线油罐举升和基础再处理中的力学计算模型,并采用力法及板壳理论对其举升后油罐的罐壁,角焊缝及罐底板进行了强度计算,给出了其位移及内力的计算公式,并举例进行了计算。     

海岸立式油罐设计问题的探讨

位于台风区海岸立式油罐的设计应考虑如下问题：风速的取值应以该地区台风风速作为瞬时风速计算瞬时风压值，若以３０ａ 一遇时距为１０ｍｉｎ的基本风压计算除乘以转换系数Ｋ２外，宜加大２０％－４０％；罐底是否设置地脚螺栓应按风压引起的倾覆力矩校该其稳定稳定性，当倾覆力矩大于固定载荷抵抗力矩的三分之二时才考虎设置地脚螺栓；油罐盘梯方位应放在背风方位，盘梯结构应带有三角架及内外侧板结构，罐体的防腐应以防止海水中     

大型LNG储罐内罐稳定性设计方案比选

内罐在地震工况下的稳定性设计是大型液化天然气（LNG）储罐设计的核心技术之一。以国内某LNG项目储罐的地震参数和内罐的特征尺寸为例，基于国际相关标准给出的地震工况下基础剪切力计算、水平滑动校核、倾覆力矩计算、内罐稳定性判断等相关公式，在假设不安装锚固带的情况下，对地震工况下内罐的稳定性进行分析，结果表明：若不采取有效措施，内罐将产生竖向抬升现象。对国际上常用的两种保护措施进行比较，指出相对于安装锚固带的方法，采用加大内罐底边缘环形板尺寸的方法在施工便利和节约材料等方面更有优势。     

金属油罐加强圈的合理确定

金属油罐加强圈的合理确定，对防止油罐罐壁失稳，保证油罐安全生产具有重要作用。分析了目前油罐加强圈的设置现状，针对目前我国油罐罐壁加强圈设计中普遍存在的不足，结合油库油罐使用过程中发生罐壁失稳事故实例，指出设计同罐罐壁加强圈时必须扣除腐蚀裕量值，这样才能保证当腐蚀裕量耗尽时，油罐仍具备足够的罐壁稳定性，同时对加强圈的位置及数量提出了设置意见，考虑到油罐强度要求，扣除值应以罐壁各圈板中腐蚀裕量为最小的     

罐顶对罐壁应力的影响

在大型油罐设计中采用线性理论的方法,分析论述了罐顶对罐壁是否产生影响这一问题。通过对拱顶油罐、浮顶油罐的罐壁边界条件、罐顶边界条件的分析计算,求出各层壁板挠度方程中的待定系数,便可得出其应力。从线性方程中,可看出影响罐壁应力的主要因素是挠度方程中的待定系数。待定系数除受储罐尺寸、液位高度的影响外,还受罐顶重量、罐顶剪力和弯矩的影响。以10万m~3浮顶油罐和拱顶油罐为例,进一步证明,液位是罐壁应力的控制因素,而罐顶重量、罐顶剪力和弯矩对罐壁应力的影响可以忽略不计。     

罐项对罐壁应力的影响

在大型油罐设计中采用线性理论的方法，分析论述了罐顶对罐壁是否产生影响这一问题。通过对拱顶油罐，浮顶油罐的罐壁边界条件，罐顶边界条件的分析计算，求出各层壁板挠度方程中的待定系数，便可得出其应力。从线性方程，可看出影响罐壁应力的主要因素是挠度方程中的系数。待定除受储罐尺寸，液高度的影响外，还受罐顶重量，罐顶剪力和弯矩的影响。以１０万ｍ＾３浮顶油罐和拱顶油罐为例，进一步证明，液位是罐壁应力的控制因素，而     

倾斜油罐地基处理时的强度计算

油罐因其基础不均匀沉降会发生倾斜，常用顶罐方式对罐基础进行再处理。顶罐时罐的自重作用会使其各个部位产生应力和变形，在油罐沿四周均匀顶起的基础上，提出了油罐强度分析和计算的模型，并用力法对油罐进行了强度分析和计算。     

油罐的抗震设计和计算

美国石油学会油罐规范API650先发布了附录P,在近一、二年又略加更动发布附录E。附录E可能是目前最完整的油罐抗震规范。本文除对该规范做出介绍外,并对其曲线的来源、公式的推导和分析,做些介绍。 一、倾覆力矩的计算 地震时,水平方向的地震力对于罐的底     

浮顶罐储存煤油的经济分析

通常情况下,很少秀内浮顶罐储存煤油。提出了用内浮顶装煤油的设想,分别给出了立式拱顶罐和内浮顶油罐“大,小呼吸”损耗经验计算公式,并对内浮顶罐和共顶罐装煤油时的蒸发损耗量以及两种油罐的造价等进行了对比计算,认为用内浮顶罐储存煤油是经济,合理和安全的,建议新建煤油储罐时应采用浮顶油罐。     

大型油罐应力分析与屈曲稳定性研究

初步分析了罐壁应力分布的基本特点,提出了一种组合圆柱壳理论的应力计算解析方法。比较了已有罐底板应力计算中罐-土耦合有限元分析的建模方法,建立了以基础沉降量为边界条件的新模型。采用数值模拟优化分析方法,研究了不同结构参数对油罐安全性的影响。利用非线性有限元方法,进行了准静态弹塑性屈曲分析。研究结果表明,新的计算方法和计算模型可大大提高罐体应力计算结果的准确度,部分研究成果可为制订我国大型立式圆筒形钢制焊接油罐标准提供技术数据。     

20×104 m3特大型浮顶原油储罐应力分析与安全评定

油罐的大型化发展导致罐壁和罐底的应力分布和变形情况复杂化,因而对油罐的设计水平提出了更高的要求.采用有限元法对20×104 m3特大型浮顶油罐进行应力分析,并采用分析设计方法对其展开强度评定.结果表明:在工况条件下,油罐第3～7圈罐壁板、大角焊缝结构突变处、边缘板翘曲开始和结束处等效应力较大,是罐体的危险点.根据强度评定结果对罐壁板及罐底边缘板提出了减小其应力幅值、提高安全系数的优化建议,为20×104 m3特大型浮顶油罐的结构设计和材料选用提供了可靠的设计依据.     

哈萨克斯坦与我国原油管道工艺设计规范对比

通过对比哈萨克斯坦CTΓУ153-39-167-2006<干线原油管道工艺设计规范>与我国GB 50253-2006<输油管道工程设计规范>,得出了两国在原油输送方式、油罐区设计、泄压系统设计及顺序输送混油计算等方面的差异.在输送方式方面,哈国原油长输管道采用分段独立密闭运行的方式,并对密闭长度加以限制.在原油管道站场油罐区设计方面,我国选用浮顶金属油罐,哈国基本使用拱顶油罐;我国规定油罐容积利用系数为0.9,哈国则有更详细的规定;库容计算方面哈国规定的比较简单,我国则分别针对输油首站和输入站、分输站和末站以及中间(热)泵站进行了不同的规定.在泄压系统的设计方面,我国规范未作明确规定,哈国规范则对泄压系统的设置条件、位置、数量以及泄压罐的罐容做出了详细规定.在顺序输送混油的计算方面,我国仅给出了成品油顺序输送的混油量计算经验公式,哈国则明确给出了原油顺序输送的混油量计算经验公式,值得借鉴和学习.     

保温油罐抗风圈腐蚀穿孔的修复及改造

保温油罐抗风圈及罐底板外根部因酸雨聚积形成电化学腐蚀。由于沿海地区空气温度大，盐分重及罐内的温度高，加快了设备的腐蚀。通过对1000立方米燃料油罐的腐蚀原因分析，提出了改造与预防措施。改造后的抗风圈结构能有效地排出进入保温层内的雨水，从而避免了的电化学腐蚀。     

储罐超压变形的机理及其处理

罐装过满、罐内液体蒸汽压上升、液体泵入罐时呼吸阀及通气孔处于关闭或堵塞状态都会使油罐超压,产生巨大的上举力。当上举力超过油罐向下的反作用力,油罐即发生严重的上举破坏。本文列举了由于不同原因引起油罐发生上举的实例,介绍了上举力的计算方法,并计算出100～10000m~39种拱顶罐允许的最大上举力及对应的临界上举力。指出上举力并不随油罐尺寸增大而上升,也不取决于罐内液量的多少,只要罐内有很小的静压力就可以产生巨大的上举力。针对上举力对油罐破坏的程度,提出发生过上举的油罐一般都可以修复使用的观点,对严重上举破坏和不严重上举破坏陈述了处理的意见。此外,还对油罐发生上举的机理作了分析,阐明了从设计、操作、维修三个环节防止上举的措施,强调指出所有的防止上举的措施中保持排气孔清洁、呼吸阀开关灵活是最有效的措施。     

基于多米诺效应分析的油品储罐雷电灾害风险评估

以大型外浮顶原油储罐为例,基于火灾爆炸事故的多米诺效应分析方法,分析雷击诱发罐组多米诺火灾连锁事故场景,给出雷击储罐导致多米诺火灾效应的人员伤亡风险计算方法,提出适用于油品储罐的雷电灾害风险评估模型。结果表明,雷击导致的浮顶罐密封圈电火花是引起油罐火灾事故的主要原因;雷击诱发的储罐火灾可通过热辐射形式作用于邻近储罐,使得周边人员生命安全风险大幅上升;在大型油罐的雷击灾害风险评估中,可通过引入扩展因子的方法,将雷击事故引起的多米诺效应影响纳入评估模型之中,预测雷电灾害次生事故后果,为雷电防护设计提供服务。     

单盘式浮顶罐保温伴热设计及效果评价

油罐储存凝点较高或黏度较大的油品时需采取保温伴热措施。为了确定单盘式浮顶罐的保温伴热设计方案,结合传热学理论,考虑浮顶单盘下油气空间的热阻,建立了油罐保温伴热模型。以5×104 m3单盘式浮顶罐为例,设计了油罐的保温伴热方案,并基于此建立了油罐二维模型,采用CFD方法对油品的流动和传热过程进行了仿真模拟。研究表明:单盘式浮顶罐的罐顶不需要采取保温措施,单盘下少量的油气空间保温效果显著;罐内油品的温度差造成密度差,使油品处于循环流动状态;除靠近伴热器、罐顶和罐壁的区域外,罐内绝大部分区域油温分布均匀。研究成果为单盘式浮顶罐的保温伴热设计提供了参考方案。     

关于立式油罐经济保温厚度的计算

本文叙述了采用线性分式插值法替代试算法求油罐外壁表面温度,并对罐壁到周围介质的外部辐射放热系数计算进行了简化。文中推荐了应用0.618方法,求油罐保温的最优经济厚度。