大型储罐设计的现状与方向

刘单明

摘 要：大储罐设计主要是对石油产品和液体的化工产品的储存设计的，本文通过分析大型的储罐设计的特征、现状和发展，分析现在大型储罐在设计过程中存在的缺陷，从而能够设计出更好的大型储罐，有利于我国石油和液体化工原料的储存。

关键词：大型储罐；设计；现状；发展

现在，储罐都朝着大型化的方向发展，而且能够满足不同的要求，能够对不同的液体原料进行储存，在对大型储罐进行设计时，针对化工原料的品种，也提出了更加完善的方针，大型储罐是对石油产品和液体的化工产品进行储存的装置，通常情况下，大型储罐的容量很大，其直径能够达到100米以上，在对石油化工产品进行储存时，储罐的结构越来越多元化，而且其附属的装置也越来越复杂。在我国甚至是国际上，只对石油储罐的设计提出了较为明确的标准，对于那么化工液体产品的储罐设计还没有相关的标准和约束机制。大型储罐是在石油产品储罐的基础上演变而来的，但是现在石油行业比较发达，各行各业的原材料也在研发，所以，石油化的储罐制作也朝着大型化的方向发展，在对液体的化工产品进行储存时，要通过分析不同液体的介质问题，在储罐制作中，也尽量提高储罐的容量。所以，液体化工产品所使用的储罐比石油产品使用的储罐的要求更高，要分析不同液体化工产品的性质，针对这些化工产品的特性，制作不同类型的储罐。

1 储罐的大型化

现在，各个国家都在增加自身的石油的储备量，尤其是最近这几年，大型储罐在使用中会收到场地的限制，如果场地的面积比较小，那么，大型的储罐是不能使用的，在通过对罐壁的钢板进行焊接后，不能采用热处理的方法，所以，大型储罐的厚度不能太大。日本的钢制的焊接油罐的厚度能够达到标准，一般碳素钢的厚度不能大于38毫米，高强度钢的厚度不能大于45毫米，而且如果储罐的容量更大的话，在制造的过程中就会存在一定的安全隐患，造成的不良影响是不能挽回的，所以，在制造大型储罐的时候，要结合其性能和安全性，综合考虑。我国的大型储罐，是在1985年开始制作的，是在引进日本制作大型储罐技术的基础上实现的，我国的第一个大型储罐的容量为1040立方米，随后，我国制造了很多个大型的储罐。但是，在制作大型储罐的过程中，由于受到了条件的限制，所以，其容量一直是1040立方米，这与一些发达国家制作的储罐还是存在一定的差距的。

2 储罐的设计方法

在一些制作储罐技术比较成熟的国家，储罐在研究的过程中，是借助计算机系统的，这类技术是运用计算机编程对储罐的容量进行分析的，通过建立模型，对储罐的设计进行动态的模拟和分析，然后制作出绘图的程序。现在，我国也开始运用计算机技术来对大型的储罐进行编程和设计，但是还是存在一些缺陷。

3 灌顶结构

灌顶结构是储罐的一个重要的构成部分，在储罐内部容易形成水蒸气，这些水蒸气会对液体造成一定的压力，所以，在对灌顶制作的时候，要求灌顶能够承受在高温下介质产生的压力，而且灌顶的自重不能过大，提高其活载荷的能力，确保储罐在使用中可以保持良好的稳定性。在大型的储罐内部，由于液体化工材料的介质不同，会出现着火或者爆炸的问题，这些问题都是比较常见的，容易在储罐内部形成较大的压力，使储罐的边缘出现开裂的问题。为了不引起较大的安全事故，所以，在对储罐的灌顶结构要进行严密的设计。

3.1 锥顶结构

按照这类结构的差异又可以将这类结构分成自支撑结构和梁柱式支顶，锥顶结构罐在我国使用的还是比较少的，在国外使用的比较多，尤其是在英国和新加坡地区使用比较多，其优势在于不会在液面上形成较大面积的蒸汽空间，而且不会对储罐造成任何的损耗。

3.2 拱顶结构

这类结构可以分成带筋的结构和不带筋的结构，拱顶结构在我国使用的还是比较多的，其容量一般是在1000立方米左右，而且一般采用的是不带筋的结构，如果容量过大，超过了1000立方米，就采用带筋的结构。

3.3 钢网壳结构灌顶

这种结构是在带筋的结构超过了10000立方米时才采用的，因为这类结构的成本比较高，而且，使用的钢量直线式成垂直的方向上升的，所以，应该将此结构用在容量比较大的储罐中。

钢网壳结构一般运用在大型的体育馆中，而且在大型的展览室中使用比较多，能够形成一个大的穹顶。在储罐上应用这种结构，是在储罐上形成一个网壳的结构，这个主体结构能够与罐壁连接起来，在灌顶受到强大的外界压力的时候，网格就能够起到良好的支撑能力，提高了灌顶的抗压能力，而且灌顶在承受外界压力的时候能够结合包边角钢的支撑能力，使储罐更加得坚固，而且，在外面的钢筋板能够承受罐内带来的压力，而且也能够承受外界的拉应力，还可以起到对储罐密封的效果，其厚度一般是在最小厚度的基础上实现的，而且还要分析储罐的腐蚀余量。运用这些材料能够将灌顶上的钢材的用量减小，能够节省灌顶的材料，而且这种结构的强度非常大，在进行储罐安装的过程中，可以先安装灌顶，再安装其他的部位。钢网壳结构具有空间性特点，能够将受到的外界压力传递到不同的方向，从而能够缓解外界带给储罐的压力，而且其内力的分布是比较平均的，不会产生较大的波动，能够将强大的内力分散。

4 罐底板的设计

在对罐底板进行设计的过程中，要分析其结构的形式，罐底板对化工液体储存的质量产生很大的作用，而且能够延长储罐的使用年限。所以，在对罐底结构进行设计时，应该分析整个储罐的规模，按照储罐的规模，建设不同面积的罐底。在对罐底板进行设计时，一般是分析化工液体介质的特点，然后选择合适的形状，通过精确地计算，从而分析罐底边缘的长度，有些罐底板不需要安装边缘板，这样根据罐底板的形状和储罐的容量来分析。罐底除了要安装边缘板，还要安装中幅板，中幅板的厚度不能过厚，要根据储罐的容量来确定。

5 储罐底与基础的配置和储罐的防腐方法分析

大型储罐的底部与其基础部分是一个紧密的整体，所以，如果储罐在没有冲水的情况下就出现了沉降的情况，那么，其结构和形状就会对基础结构产生比较重要的影响。在我国使用的大型储罐中，一般都采用的是锥形的结构，而且结构基础的中心部位比四周都要高，其坡度为4.5度左右。我国的大型储罐在设计时也是结合了相关的标准的，但是，在进行基础沉降的过程中还是存在一定的问题，其锥面的坡度一般是不能大于4.5度的，但是，这种结构在使用的过程中往往是达不到效果的，而且需要进行补充和改善。通过对上述的原因进行分析，大型储罐在设计的过程中要符合实际的需要，而且要从大型储罐的实用性出发，从而设计出最经济实用的储罐，才能够为石油材料和各种液体的化工原料提供良好的储存环境，促进各类材料性能的提高。

6 结语

现在，大型的储罐用途越来越广泛，能够在不同的领域应用，其功能不仅仅是储存石油，而且能够对一些化工的液体原料进行储存，能够保证原料在使用时其性能。在对大型储罐进行设计时，要符合实际性原则，而且要考虑的是罐壁的厚度，可以运用薄膜应力的相关计算方法来分析，设计一个固定的点，然后将各个圈板的厚度计算出来，然后分析腐蚀的余量以及厚度产生的差别，然后进行整合后，选择那些能够符合厚度标准的钢板，提高大型储罐的使用年限，使大型储罐在使用中的效果。

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