石油化工企业中立式钢制储油罐设计特点
仪器信息网 · 2009-05-20 21:40 · 35482 次点击
摘要:本文介绍了石油化工企业立式钢制储油罐基础设计、施工和使用期间应注意的一些问题。
关键词:石油化工;钢制储油罐;设计
1设计条件
钢储罐基础设计必须具备以下资料:
1.1建设场区的工程地质勘察报告;
1.2建设场地和地基的地震效应评价;
1.3罐区平面布置及设计竖向标高,罐中心座标;
1.4储罐的型式、容积、几何尺寸、罐底坡度及中心标高、设计地面标高、罐壁底端线分布荷载标准值;
1.5储罐内介质及最高储液面的高度、最高温度、介质重度;
1.6储罐的罐前平台、排放口、沟、井、梯基础等辅助设施的位置及型式;
1.7与储罐罐体有关的管道布置、预埋件、锚栓布置及罐周的排水设施等;
1.8储罐施工安装、试压等方法对罐基础的要求。
2基础的特点
2.1储罐本体均由钢板焊制而成,外形尺寸较大,整体刚度较低,具有较大的柔性;
2.2总荷重大,但较均匀,且充水试验时一般达到最大值;
2.3储油罐的液位较高,对于软土地基基础所承受的压力往往超过地基的容许承载力、压缩沉降及沉降差起控制作用;
2.4储油罐对基础的不均匀沉降较敏感。因此必需严格控制基础的总沉降量和不均匀沉降量;
2.5荷载面积较大,地基沉降影响深度一般较深,应注意了解地基深部土质情况。
2.6由于罐底板为钢板,对于非均匀地基应做必要处理;
2.7考虑对罐底板进行防腐处理,一般在底板与基础之间设100mm厚沥青砂垫层,因此储油罐罐体与基础部分采用非固定连接方式。
3基础型式的选择
3.1护坡式罐基础
优点:基础的整体均匀性好,对罐体受力较好;.工程投资小,造价低。
缺点:基础平面抗弯刚度差,调整地基不均匀沉降作用小,效果较差;基础本身的稳定性差。
3.2钢筋混凝土环墙式罐基础
优点:平面抗弯刚度较大,减少罐周的不均匀沉降,从而减少罐壁的变形;罐体荷载传递给地基的压力分布较均匀;基础的稳定性能及抗震性能较好;施工方便,为罐体焊接工作提供了较好的工作面;有利于事故的处理;占地面积少,钢筋混凝土环墙还能起防潮作用等。
缺点:罐底刚度不均匀使罐壁和罐底的受力状态差;钢筋水泥耗量大,投资高。
3.3外环墙式罐基础
优点:对罐壁和罐底的受力状态较环墙式罐基础好;抗震性能也较好;较环墙式罐基础省钢筋和水泥。
缺点:整体平面抗弯刚度较钢筋混凝土环墙式罐基础差,因此调整不均匀沉降能力较差;当罐壁下节点处下沉量低于外环罐顶时易造成两者之间的凹陷。
3.4钢筋混凝土板式罐基础
一般用于地质条件较差,且土层分布不均匀。或有洞穴等情况。用钢筋混凝土底板作为基础的储罐直径不宜大于15m。
3.5碎石环墙式罐基础
一般用于回填土较厚或土质情况较差的浮顶罐基础,尤其是用于单罐容量为50000m3以上的大型储罐,但对碎石的级配及密实性要求较高。
4地震效应定性分析
罐体及储液的地震反应可归纳为以下几种:
罐体及储液的水平地震惯性力;罐体及储液的竖向地震惯性力;水平地震时罐壁上的动液压;竖向地震时罐壁上的动液压;水平地震时罐壁及罐底剪力;水平地震时罐壁及罐底弯力;液面晃动时罐壁上的动液压;液面晃动时罐壁和罐底剪力;液面晃动时罐壁和罐底弯力。
由于上述地震反应最终传到基础顶面,便形成了地震时罐体对基础的以下几种附力作用。
水平地震时罐底剪力;水平地震时罐壁倾覆力矩;水平地震时罐底板的翻转力矩;竖向地震时罐壁的竖向惯性力;竖向地震时储液浮顶及底板的竖向惯性力;液面晃动引起的罐底水平剪彩力;液面晃动引起罐壁倾覆力矩;液面晃动引起的罐底板翻转力矩。