低温储罐详解专业知识讲座课件

本文档所提供的信息仅供参考之用，不能作为科学依据，请勿模仿。文档如有不当之处，请联系本人或网站删除。内容n n1 基础知识基础知识n n2 常压低温储存储罐的主要相关标准与分常压低温储存储罐的主要相关标准与分 类类n n3 低温储罐的设计条件低温储罐的设计条件n n4 设计载荷设计载荷n n5 低温储罐的材料低温储罐的材料n n6 结构简介结构简介n n7 防火要求及布置防火要求及布置1 1内容1 基础知识1本文档所提供的信息仅供参考之用，不能作为科学依据，请勿模仿。文档如有不当之处，请联系本人或网站删除。1 基础知识基础知识n n1.1 1.1 低温储存储罐的概念低温储存储罐的概念 一般可以定义为在环境温度下，常压、低温一般可以定义为在环境温度下，常压、低温储存液态烃的储罐，或者储存液态烃的储罐，或者 GB50160-92GB50160-92（19991999版）石油化工企业设计防火规范所划分的称之为版）石油化工企业设计防火规范所划分的称之为全冷冻式液化烃储罐，通常也俗称为全冷冻式液化烃储罐，通常也俗称为“冷罐冷罐”，其特征是储存压力为常压、储存温度在液化烃的其特征是储存压力为常压、储存温度在液化烃的沸点以下。沸点以下。2 21 基础知识1.1 低温储存储罐的概念2本文档所提供的信息仅供参考之用，不能作为科学依据，请勿模仿。文档如有不当之处，请联系本人或网站删除。n n1.2 1.2 常压与低温的一般界限常压与低温的一般界限 1)1)常压常压 15kPa G(15kPa G(一般一般)(有一种真空绝热的双壁金属储罐有一种真空绝热的双壁金属储罐,设计压力在设计压力在0.1MPa G 0.1MPa G 以上以上,其储存温度比常压下的液化烃沸其储存温度比常压下的液化烃沸点略高点略高,按按GB50180-92GB50180-92定义，可以称之为半冷定义，可以称之为半冷冻式液化烃储罐，按冻式液化烃储罐，按NFPA 59A NFPA 59A 定义，属于定义，属于ASMEASME压力容器规范控制的容器范畴。这次压力容器规范控制的容器范畴。这次讲课，讲课，不包括此内容。不包括此内容。)3 31.2 常压与低温的一般界限3本文档所提供的信息仅供参考之用，不能作为科学依据，请勿模仿。文档如有不当之处，请联系本人或网站删除。n n2)2)低温低温 几种液态烃常压的沸点几种液态烃常压的沸点低温储存物料低温储存物料沸点（沸点（760mmHg760mmHg）0 0C C1 1甲烷甲烷-161.5-161.52 2乙烷乙烷-88.3-88.33 3乙烯乙烯-103.9-103.94 4丙烷丙烷-42.17-42.175 5丙烯丙烯-47.7-47.76 6正正/异丁烷异丁烷-0.5/-11.73-0.5/-11.737 7LNGLNG-162-1624 42)低温 几种液态烃常压的沸点低温储存物料沸点（本文档所提供的信息仅供参考之用，不能作为科学依据，请勿模仿。文档如有不当之处，请联系本人或网站删除。1.3 1.3 几种液态烃的其他重要物理性质几种液态烃的其他重要物理性质低温低温储存物料储存物料临界温度临界温度0 0C C临界压力临界压力MPa AMPa A爆炸极限爆炸极限V%V%1 1甲烷甲烷-82.1-82.14.544.545.3/145.3/142 2乙烷乙烷32.2732.274.734.733.2/12.53.2/12.53 3乙烯乙烯9.99.99.99.93.05/28.63.05/28.64 4丙烷丙烷96.8196.814.124.122.4/9.52.4/9.55 5丙烯丙烯91.8991.894.454.452.0/112.0/116 6正正/异丁烷异丁烷152.01/134.152.01/134.989858.12/58.1258.12/58.121.6/8.51.6/8.57 7LNGLNG 82*82*4.53*4.53*5.3/14*5.3/14*5 51.3 几种液态烃的其他重要物理性质低温临界温度临界压力爆炸本文档所提供的信息仅供参考之用，不能作为科学依据，请勿模仿。文档如有不当之处，请联系本人或网站删除。n n1.4 1.4 几种性质定义几种性质定义n n 1)1)临界温度临界温度 某种气体，当气体超过一定温度时，无论加某种气体，当气体超过一定温度时，无论加多大压力都不能使其液化，这一温度称为该气多大压力都不能使其液化，这一温度称为该气体的临界温度。体的临界温度。n n2 2）临界压力临界压力 在某气体的临界温度时，给气体加压使其液在某气体的临界温度时，给气体加压使其液化所需的最低压力，称为该气体的临界压力。化所需的最低压力，称为该气体的临界压力。6 61.4 几种性质定义6本文档所提供的信息仅供参考之用，不能作为科学依据，请勿模仿。文档如有不当之处，请联系本人或网站删除。3)3)爆炸极限爆炸极限 可燃气体，无空气参与就不会燃烧。即使有空可燃气体，无空气参与就不会燃烧。即使有空气而不在与空气的混合比例范围之内也不会引气而不在与空气的混合比例范围之内也不会引起燃烧。将能引起燃烧的混合比例范围，用燃起燃烧。将能引起燃烧的混合比例范围，用燃烧气体与空气的体积百分比烧气体与空气的体积百分比%表示称为燃烧范表示称为燃烧范围。围。在燃烧范围内引起爆炸的范围称为爆炸范围。在燃烧范围内引起爆炸的范围称为爆炸范围。燃烧范围与爆炸范围几乎相同。燃烧范围与爆炸范围几乎相同。A A 可燃气体在空气中刚刚维持火焰蔓延的最低可燃气体在空气中刚刚维持火焰蔓延的最低 浓度称为气体的爆炸下限。浓度称为气体的爆炸下限。B B 可燃气体在空气中足以使火焰蔓延的最高可燃气体在空气中足以使火焰蔓延的最高 浓度称为气体的爆炸上限。浓度称为气体的爆炸上限。7 73)爆炸极限7本文档所提供的信息仅供参考之用，不能作为科学依据，请勿模仿。文档如有不当之处，请联系本人或网站删除。1.5 1.5 液态烃的火灾危险性分类液态烃的火灾危险性分类 1)1)液态烃的气化气体液态烃的气化气体 属可燃气体，上表所列的液态烃由于空气属可燃气体，上表所列的液态烃由于空气 混合物的辨证下限均混合物的辨证下限均 10%,0.1MPa,0.1MPa,因此属因此属 于甲于甲A A类类.3)3)火灾危险性分类类别，是工厂布置、火灾危险性分类类别，是工厂布置、建筑等防火设计的主要依据。建筑等防火设计的主要依据。8 81.5 液态烃的火灾危险性分类8本文档所提供的信息仅供参考之用，不能作为科学依据，请勿模仿。文档如有不当之处，请联系本人或网站删除。2常压低温储存储罐的常压低温储存储罐的主要相关标准与分类主要相关标准与分类2.1 2.1 标准标准n n1)API 620_1996,1)API 620_1996,大型、低压焊接储罐设计与建造标准大型、低压焊接储罐设计与建造标准 （Design and Construction Large,Design and Construction Large,Welded,Low-Pressure Storage Welded,Low-Pressure Storage Tanks.Tanks.）n n API 620_1996API 620_1996（附录（附录QQ），），液态烃气体低压储存储罐液态烃气体低压储存储罐 （Low-Pressure Storage Tanks for Low-Pressure Storage Tanks for Liquefied Hydrocarbon GasesLiquefied Hydrocarbon Gases）9 9常压低温储存储罐的主要相关标准与分类2.1 标准9本文档所提供的信息仅供参考之用，不能作为科学依据，请勿模仿。文档如有不当之处，请联系本人或网站删除。n n2)2)BS 7777_1997,BS 7777_1997,立式平底圆筒型低温储罐标准立式平底圆筒型低温储罐标准 （Flat-bottomed,vertical,cylindrical Flat-bottomed,vertical,cylindrical storage tanks for low temperature storage tanks for low temperature serviceservice）n n3)3)NFPA 59A_2001,NFPA 59A_2001,液化天然气（液化天然气（LNGLNG）生产、储存、装卸标准）生产、储存、装卸标准（Standard for the Production,Storage Standard for the Production,Storage and Handling Liquefied Natural Gas and Handling Liquefied Natural Gas(LNG)(LNG)n n4)4)GB 50160_92(1999GB 50160_92(1999年版年版)石油化工企业设计防火规范石油化工企业设计防火规范n n5 5）GB 50183_2004GB 50183_2004 石油天然气工程设计防火规范石油天然气工程设计防火规范10102)BS 7777_1997,10本文档所提供的信息仅供参考之用，不能作为科学依据，请勿模仿。文档如有不当之处，请联系本人或网站删除。2.2 2.2 主要标准规范简介主要标准规范简介1)API 620_19961)API 620_1996，附录，附录QQn n 是目前低温储罐的材料、设计与建造的标是目前低温储罐的材料、设计与建造的标 准依据，国内尚无相应标准。准依据，国内尚无相应标准。n n 适用于单壁保冷与双壁的冷冻罐。适用于单壁保冷与双壁的冷冻罐。n n 温度适用于温度适用于 -51-168-51-1680 0C C（-60-270-60-2700 0F F）范围，可满足范围，可满足LNGLNG、液态乙烯等上述、液态乙烯等上述液态烃的液态烃的 设计要求。设计要求。11112.2 主要标准规范简介11本文档所提供的信息仅供参考之用，不能作为科学依据，请勿模仿。文档如有不当之处，请联系本人或网站删除。2 2）BS 7777_1997BS 7777_1997，n n 标准由三部分组成：标准由三部分组成：（1 1）第）第1 1部分部分设计、建造、安装与操作一般准则设计、建造、安装与操作一般准则（Part 1Part 1，Guide to general Guide to general provisions applying for design,provisions applying for design,construction,installation and construction,installation and operationoperation）.（2 2）第）第2 2部分部分储存温度储存温度-165-1650 0C C以上液化气的单包容、双包以上液化气的单包容、双包 容和全包容金属储罐的设计与建造规定容和全包容金属储罐的设计与建造规定（Part 2,Specification for the design and Part 2,Specification for the design and construction of single,double and full construction of single,double and full containment metal tanks for the containment metal tanks for the storage of liquefied gas at storage of liquefied gas at temperatures down to-165temperatures down to-1650 0C.C.12122）BS 7777_1997，12本文档所提供的信息仅供参考之用，不能作为科学依据，请勿模仿。文档如有不当之处，请联系本人或网站删除。（3 3）第）第3 3部分部分预应力混凝土与钢筋混凝土储罐及其基础的设预应力混凝土与钢筋混凝土储罐及其基础的设计与建造推荐性规定；以及储罐绝热、寸里与计与建造推荐性规定；以及储罐绝热、寸里与储罐涂层的设计与安装推荐性规定储罐涂层的设计与安装推荐性规定 （Part3,Recommendation for the design Part3,Recommendation for the design and construction of pre-stressed and and construction of pre-stressed and reinforced concrete tanks and tank reinforced concrete tanks and tank foundations,and for the design and foundations,and for the design and installation of tank insulation,tank installation of tank insulation,tank liners and tank coatingsliners and tank coatings）n n 是目前常压低温液态烃储罐分类的主要依据标是目前常压低温液态烃储罐分类的主要依据标 准准n n 比比API 620 API 620 附录附录Q Q 与与 NFPA 59ANFPA 59A更具体化更具体化1313（3）第3部分13本文档所提供的信息仅供参考之用，不能作为科学依据，请勿模仿。文档如有不当之处，请联系本人或网站删除。3 3）NFPA 59A_2001NFPA 59A_2001n n 是世界上是世界上LNGLNG液化、储存与装卸工程设计中应用液化、储存与装卸工程设计中应用 最广，最全面并最有权威性的一部防火设计规最广，最全面并最有权威性的一部防火设计规 范。范。n n 1971 1971年初版，已经有年初版，已经有3535年历史，目前已经第年历史，目前已经第8 8 版，版，20062006版也即将发布。版也即将发布。n n 国内所建国内所建LNGLNG基地生产型装置、基地生产型装置、LNGLNG调峰站，大调峰站，大 型型LNGLNG接收终端均以该标准作为设计的主导标接收终端均以该标准作为设计的主导标 准。准。n n主要内容有：主要内容有：14143）NFPA 59A_200114本文档所提供的信息仅供参考之用，不能作为科学依据，请勿模仿。文档如有不当之处，请联系本人或网站删除。n n-绪论绪论-LNGLNG站场的厂址选择和布置站场的厂址选择和布置-工艺设备工艺设备 -固定式固定式LNGLNG储罐储罐 -气化设备气化设备 -配管系统及部件配管系统及部件 -仪表与电气设施仪表与电气设施 -LNGLNG与冷剂的输送与冷剂的输送 -防火、安全与保安防火、安全与保安 -采用固定式采用固定式ASMEASME储罐的补充规定储罐的补充规定 -操作、维护与人员培训操作、维护与人员培训 1515-绪论15本文档所提供的信息仅供参考之用，不能作为科学依据，请勿模仿。文档如有不当之处，请联系本人或网站删除。4 4）GB 50160_92(1999GB 50160_92(1999年版年版)是国内石油化工工程设计防火最主要的规范，是国内石油化工工程设计防火最主要的规范，5 5）GB 50183_2004GB 50183_2004随着国内天然气工业的发展与大型随着国内天然气工业的发展与大型LNGLNG接收接收终端的建设，原来的终端的建设，原来的GB 50183GB 50183未未 包括包括LNGLNG液化天然气站，液化天然气站，20042004版增加了第版增加了第1010章液化天章液化天然气站场，原则上引用了然气站场，原则上引用了NFPA 59ANFPA 59A。161616本文档所提供的信息仅供参考之用，不能作为科学依据，请勿模仿。文档如有不当之处，请联系本人或网站删除。2.32.3常压低温储存储罐的分类常压低温储存储罐的分类2.3.12.3.1按储罐的基础板标高对建造的地面标高按储罐的基础板标高对建造的地面标高区分区分1)1)地上式地上式可分为两种可分为两种:基础平板基础平板(Slab)(Slab)贴地式和贴地式和基础平板架空式基础平板架空式2)2)地下式地下式可分为半地下式与地下式可分为半地下式与地下式17172.3常压低温储存储罐的分类17本文档所提供的信息仅供参考之用，不能作为科学依据，请勿模仿。文档如有不当之处，请联系本人或网站删除。181818本文档所提供的信息仅供参考之用，不能作为科学依据，请勿模仿。文档如有不当之处，请联系本人或网站删除。191919本文档所提供的信息仅供参考之用，不能作为科学依据，请勿模仿。文档如有不当之处，请联系本人或网站删除。2.3.22.3.2按储罐的主要建造材料区分按储罐的主要建造材料区分 1)1)钢板金属钢板金属(Metal Sheet)(Metal Sheet)外罐与内罐主要构件均采用金属钢板制外罐与内罐主要构件均采用金属钢板制造造 2)2)混凝土混凝土(Concrete)(Concrete)一般外罐筒体采用预应力混凝土加外罐一般外罐筒体采用预应力混凝土加外罐内壁金属薄板寸里，拱顶采用钢筋混凝内壁金属薄板寸里，拱顶采用钢筋混凝土加内壁寸里。内罐采用与介质低温土加内壁寸里。内罐采用与介质低温相适应的金属板材制造。相适应的金属板材制造。3)3)薄膜式薄膜式(Membrane)(Membrane)n n0.71.2mm0.71.2mm的的35Ni35Ni钢薄板贴于硬绝热钢薄板贴于硬绝热材料上材料上,设计、建造难度计极高，也用于设计、建造难度计极高，也用于LNG LNG 运输船上，世界上掌握该技术的国运输船上，世界上掌握该技术的国家为数不多。家为数不多。20202.3.2按储罐的主要建造材料区分20本文档所提供的信息仅供参考之用，不能作为科学依据，请勿模仿。文档如有不当之处，请联系本人或网站删除。212121本文档所提供的信息仅供参考之用，不能作为科学依据，请勿模仿。文档如有不当之处，请联系本人或网站删除。222222本文档所提供的信息仅供参考之用，不能作为科学依据，请勿模仿。文档如有不当之处，请联系本人或网站删除。232323本文档所提供的信息仅供参考之用，不能作为科学依据，请勿模仿。文档如有不当之处，请联系本人或网站删除。242424本文档所提供的信息仅供参考之用，不能作为科学依据，请勿模仿。文档如有不当之处，请联系本人或网站删除。2.3.32.3.3按对介质的拦截程度区分按对介质的拦截程度区分(以以LNG LNG 储存为例储存为例)1)1)单包容储罐单包容储罐(Single Containment)(Single Containment)内罐储存低温液体，外罐只是承担保存内罐储存低温液体，外罐只是承担保存绝热材料绝热材料的功能。内罐如果破裂，对低的功能。内罐如果破裂，对低温液体与气相物温液体与气相物料均不能截留，内罐万料均不能截留，内罐万一破裂，流出的低温一破裂，流出的低温液体将由设置在储液体将由设置在储罐周围的防油堤进行截留控罐周围的防油堤进行截留控制，气相物制，气相物料则扩散至大气。料则扩散至大气。25252.3.3按对介质的拦截程度区分25本文档所提供的信息仅供参考之用，不能作为科学依据，请勿模仿。文档如有不当之处，请联系本人或网站删除。n n单包容储罐单包容储罐2626单包容储罐26本文档所提供的信息仅供参考之用，不能作为科学依据，请勿模仿。文档如有不当之处，请联系本人或网站删除。2 2）双包容储罐双包容储罐内罐储存低温液体，外罐的功能除保存绝热材内罐储存低温液体，外罐的功能除保存绝热材料外，并可截留从内罐破裂后流出的低温液料外，并可截留从内罐破裂后流出的低温液体，但对气相物料不能截留，气相物料扩散至体，但对气相物料不能截留，气相物料扩散至大气。储罐外可不设防油堤。大气。储罐外可不设防油堤。272727本文档所提供的信息仅供参考之用，不能作为科学依据，请勿模仿。文档如有不当之处，请联系本人或网站删除。n n双包容储罐双包容储罐2828双包容储罐28本文档所提供的信息仅供参考之用，不能作为科学依据，请勿模仿。文档如有不当之处，请联系本人或网站删除。3)3)全包容储罐全包容储罐内罐储存低温液体，外罐的功能除保存绝热材内罐储存低温液体，外罐的功能除保存绝热材料外，并可截留从内罐流出的低温液体和气相料外，并可截留从内罐流出的低温液体和气相物料，因此内罐如果破裂，对气液两相均可由物料，因此内罐如果破裂，对气液两相均可由外罐截留。储罐外可不设防油堤。外罐截留。储罐外可不设防油堤。292929本文档所提供的信息仅供参考之用，不能作为科学依据，请勿模仿。文档如有不当之处，请联系本人或网站删除。n n全包容储罐3030全包容储罐30本文档所提供的信息仅供参考之用，不能作为科学依据，请勿模仿。文档如有不当之处，请联系本人或网站删除。2.3.4 2.3.4 BS 7777BS 7777的分类举例的分类举例2.3.4.1 2.3.4.1 单包容储罐单包容储罐见图见图4-A4-A、B B、C C、DD2.3.4.22.3.4.2双包容罐双包容罐见图见图5-A5-A、B B、C C2.3.4.3 2.3.4.3 全包容罐全包容罐见图见图6-A6-A、B B、C C31312.3.4 BS 7777的分类举例31本文档所提供的信息仅供参考之用，不能作为科学依据，请勿模仿。文档如有不当之处，请联系本人或网站删除。n n图图4 4 单包容罐单包容罐3232图4 单包容罐32本文档所提供的信息仅供参考之用，不能作为科学依据，请勿模仿。文档如有不当之处，请联系本人或网站删除。图图5 5 双包容罐双包容罐3333图5 双包容罐33本文档所提供的信息仅供参考之用，不能作为科学依据，请勿模仿。文档如有不当之处，请联系本人或网站删除。图图6 6 全包容罐全包容罐3434图6 全包容罐34本文档所提供的信息仅供参考之用，不能作为科学依据，请勿模仿。文档如有不当之处，请联系本人或网站删除。3低温储罐的设计条件低温储罐的设计条件n n3.1 3.1 设计单位或承包商与业主之间需沟通的基本条件设计单位或承包商与业主之间需沟通的基本条件 1 1）储罐建造的地点储罐建造的地点2)2)确定储罐类型确定储罐类型3)3)储罐的直径、高度或容积储罐的直径、高度或容积4 4）外罐的直径与高度外罐的直径与高度5 5）基础的类型与基础底板的加热方式基础的类型与基础底板的加热方式6 6）储罐的合同范围与交接储罐的合同范围与交接7 7）对所确定的储罐类型，确定设计的载荷与条件对所确定的储罐类型，确定设计的载荷与条件8 8）有关储存介质的性质，包括密度、温度、腐蚀有关储存介质的性质，包括密度、温度、腐蚀裕度以及允许的蒸发量（裕度以及允许的蒸发量（BOG rateBOG rate）9 9）内罐的设计正压与负压值，以及外罐或外罐壁内罐的设计正压与负压值，以及外罐或外罐壁的设计值。的设计值。35353低温储罐的设计条件3.1 设计单位或承包商与业主之间需本文档所提供的信息仅供参考之用，不能作为科学依据，请勿模仿。文档如有不当之处，请联系本人或网站删除。1010）储罐的最低与最高设计金属壁温）储罐的最低与最高设计金属壁温1111）在储罐寿命期内以及水压试验时，预期）在储罐寿命期内以及水压试验时，预期的基础最大总的沉降量与差异沉降量的基础最大总的沉降量与差异沉降量1212）所有要安装的附件、平台与楼梯的尺）所有要安装的附件、平台与楼梯的尺寸、数量、形式与布置位置。寸、数量、形式与布置位置。1313）储存介质的最大充装与送出速率，以及）储存介质的最大充装与送出速率，以及其他排气的配置。其他排气的配置。1414）水压试验所需用水量）水压试验所需用水量363636本文档所提供的信息仅供参考之用，不能作为科学依据，请勿模仿。文档如有不当之处，请联系本人或网站删除。n n3.2 3.2 设计单位或承包商与业主之间可选择而由设设计单位或承包商与业主之间可选择而由设 计单位或承包商提供的其他条件计单位或承包商提供的其他条件 1)1)周边可能发生所影响的爆炸强度与仃留时间周边可能发生所影响的爆炸强度与仃留时间.2)2)上空飞行物的重量与速度上空飞行物的重量与速度.3)3)内罐突然事故造成的冲击载荷内罐突然事故造成的冲击载荷.4)4)地震载荷条件地震载荷条件,包括静力分析与动力分析包括静力分析与动力分析.NFPA 59A NFPA 59A 中的抗震设计，对中的抗震设计，对LNGLNG储存储罐储存储罐 引入了引入了OBEOBE及及SSESSE概念概念.不影响操作的基本地震不影响操作的基本地震Operating Basis Operating Basis Earthquake(OBE)Earthquake(OBE)OBE OBE发生时和之后发生时和之后,LNG,LNG储罐的构筑物与系储罐的构筑物与系 统统,仍可维持操作。仍可维持操作。n n 安全仃车地震安全仃车地震Safe Shutdown Safe Shutdown Earthquake(SSE)Earthquake(SSE)n n SSE SSE发生时和之后，储罐所包容的容量没有发生时和之后，储罐所包容的容量没有 损失，且能保持储罐的性能。损失，且能保持储罐的性能。37373.2 设计单位或承包商与业主之间可选择而由设 计单位或本文档所提供的信息仅供参考之用，不能作为科学依据，请勿模仿。文档如有不当之处，请联系本人或网站删除。5 5）防止罐内液体翻滚（）防止罐内液体翻滚（Roll OverRoll Over）的措施）的措施翻滚（翻滚（Roll OverRoll Over）现象）现象由于进料密度的差异，或随着外界热量由于进料密度的差异，或随着外界热量不断由外向内的传递，当储罐内某一区不断由外向内的传递，当储罐内某一区域的大块团液体温度与周围发生一定差域的大块团液体温度与周围发生一定差异时，温度较高的异时，温度较高的 大块团大块团 液体由于液体由于密密度较高而发生向上串升，温度较低的液度较高而发生向上串升，温度较低的液体则迅速填补体则迅速填补 大块团大块团 液体，此时就液体，此时就发发生所谓的翻滚（生所谓的翻滚（Roll OverRoll Over）现象。此）现象。此现象会造成液位表面的液体迅速蒸发，现象会造成液位表面的液体迅速蒸发，蒸发率的剧增会造成泄压装置的超负荷蒸发率的剧增会造成泄压装置的超负荷而来不及排放，储罐压力会超过设计压而来不及排放，储罐压力会超过设计压力而造成危险。力而造成危险。防止的一般措施有：防止的一般措施有：设置密度计，监视不同液位密度，设置密度计，监视不同液位密度，两种进料方式，上部与下部进料，两种进料方式，上部与下部进料，38385）防止罐内液体翻滚（Roll Over）的措施38本文档所提供的信息仅供参考之用，不能作为科学依据，请勿模仿。文档如有不当之处，请联系本人或网站删除。6 6）在内外罐之间的环形空间设置液体泄漏探测与）在内外罐之间的环形空间设置液体泄漏探测与排除设施。排除设施。n n3.33.3储罐类型的选择准则储罐类型的选择准则3.3.13.3.1不设限制的控制项不设限制的控制项1)1)地震地震2)2)风、雪、气候条件风、雪、气候条件3 3）来自工厂以外的危险来自工厂以外的危险3.3.23.3.2需设限制的控制项需设限制的控制项1)1)厂内飞行物厂内飞行物2)2)厂内爆炸的压力波厂内爆炸的压力波3)3)维修时的危险性防止维修时的危险性防止4)临近储罐或工厂的火灾39396）在内外罐之间的环形空间设置液体泄漏探测与 排除设施。3本文档所提供的信息仅供参考之用，不能作为科学依据，请勿模仿。文档如有不当之处，请联系本人或网站删除。5)5)满载后液体溢出满载后液体溢出6)6)工艺超压工艺超压7)7)翻滚翻滚8)8)主要金属材料失效主要金属材料失效,如脆性断裂如脆性断裂9)9)金属材料部分事故金属材料部分事故,如泄漏如泄漏10)10)材料疲劳材料疲劳11)11)腐蚀腐蚀12)12)与罐底、罐体或罐顶相连接的配管失效与罐底、罐体或罐顶相连接的配管失效1313）储罐基础情况）储罐基础情况404040本文档所提供的信息仅供参考之用，不能作为科学依据，请勿模仿。文档如有不当之处，请联系本人或网站删除。3.3.3 3.3.3 必须控制项必须控制项1)1)临近的其他工厂临近的其他工厂2)2)工厂内与储罐临近的控制室、办公室与其他工厂内与储罐临近的控制室、办公室与其他 建筑物建筑物3 3）工厂外的临近的居民区工厂外的临近的居民区4 4）国家与当地主管部门要求国家与当地主管部门要求5 5）规范要求规范要求41413.3.3 必须控制项41本文档所提供的信息仅供参考之用，不能作为科学依据，请勿模仿。文档如有不当之处，请联系本人或网站删除。4设计载荷设计载荷4.14.1 正常载荷正常载荷4.1.1 4.1.1 静载荷静载荷1)1)储罐自重储罐自重2)2)绝热材料重量绝热材料重量3)3)罐顶重量罐顶重量4)4)悬顶重量悬顶重量 (当采用此种结构时当采用此种结构时),),包括绝热材包括绝热材 料与支承结构重量料与支承结构重量5)5)附属件重量附属件重量,如管道、阀门、平台、通道、如管道、阀门、平台、通道、楼梯等楼梯等6 6）混凝土基础重量混凝土基础重量7 7）混凝土罐壁重量混凝土罐壁重量 (当采用此种结构时当采用此种结构时)42424设计载荷4.1 正常载荷42本文档所提供的信息仅供参考之用，不能作为科学依据，请勿模仿。文档如有不当之处，请联系本人或网站删除。4.1.2 4.1.2 外载荷外载荷 1)1)一般载荷一般载荷 固定式罐顶均布载荷固定式罐顶均布载荷 1.2kN/m2(120kg/m2)1.2kN/m2(120kg/m2)罐顶集中载荷罐顶集中载荷,任意位置的任意位置的300 x300mm300 x300mm面积上面积上 5kN(500kg)5kN(500kg)罐顶操作平台、通道作用于罐顶上的均布载荷罐顶操作平台、通道作用于罐顶上的均布载荷 2.4kN(250kg)2.4kN(250kg)上述一般载荷已计入了雪载荷与罐内负压载荷，上述一般载荷已计入了雪载荷与罐内负压载荷，含义是可以不再计入雪载荷与罐内负压载荷。含义是可以不再计入雪载荷与罐内负压载荷。悬顶的最小均布载荷悬顶的最小均布载荷1.0kN/m2(100kg/m2)1.0kN/m2(100kg/m2)此载荷可以作为临时载荷，也可以作为永久载此载荷可以作为临时载荷，也可以作为永久载荷，载荷最终会作用到罐顶上。荷，载荷最终会作用到罐顶上。43434.1.2 外载荷43本文档所提供的信息仅供参考之用，不能作为科学依据，请勿模仿。文档如有不当之处，请联系本人或网站删除。2)2)雪载荷雪载荷 不需另行考虑，已经包括在上述不需另行考虑，已经包括在上述1)1)中。中。3 3）内部负压）内部负压 除固定罐顶以外的储罐构件除固定罐顶以外的储罐构件 -6mbar.G(0.6kPa.G)-6mbar.G(0.6kPa.G)固定罐顶固定罐顶,只需按只需按 1)1)规定载荷设计规定载荷设计4)4)绝热材料施加的压力载荷绝热材料施加的压力载荷 对松散型绝热材料对松散型绝热材料(膨胀珍珠岩膨胀珍珠岩),),会对内罐、外罐会对内罐、外罐 壁施加压力。壁施加压力。在内罐、外罐壁环形空间的松散型绝热材料在内罐、外罐壁环形空间的松散型绝热材料(膨胀膨胀 珍珠岩珍珠岩)，作用于内罐的载荷为外压，作用于，作用于内罐的载荷为外压，作用于外罐外罐 的载荷为内压。的载荷为内压。可以采用弹力棉毯（可以采用弹力棉毯（Resilient BlanketsResilient Blankets）贴附于）贴附于 内罐外壁，降低对内罐壁的外压作用力。内罐外壁，降低对内罐壁的外压作用力。44442)雪载荷44本文档所提供的信息仅供参考之用，不能作为科学依据，请勿模仿。文档如有不当之处，请联系本人或网站删除。5 5）内压载荷内压载荷内压确定首先是根据设计要求。内压确定首先是根据设计要求。对悬顶式双壁储罐，注意内压作用于内罐，也对悬顶式双壁储罐，注意内压作用于内罐，也作用于外罐。作用于外罐。内压会由于液体的气化压力或吹扫气体压力引内压会由于液体的气化压力或吹扫气体压力引起。起。内压一般按不大于内压一般按不大于140mbarG140mbarG（14kPaG14kPaG）设计设计6 6）地震载荷地震载荷计算储罐整个使用寿命期（包括施工、水压试计算储罐整个使用寿命期（包括施工、水压试验、投料试运转及操作）内、预期的包括储罐验、投料试运转及操作）内、预期的包括储罐及其基础在内的总沉降和差异沉降的控制值。及其基础在内的总沉降和差异沉降的控制值。差异沉降控制值差异沉降控制值 (见下表见下表):):45455）内压载荷45本文档所提供的信息仅供参考之用，不能作为科学依据，请勿模仿。文档如有不当之处，请联系本人或网站删除。沉降类型沉降类型差异沉降差异沉降举例举例1 1储罐的倾斜沉降储罐的倾斜沉降1/5001/500高度高度20m20m时，时，4cm4cm2 2储罐底部基板，中储罐底部基板，中心至圆周的半径心至圆周的半径方向方向1/3001/300直径直径30m30m时，半径方向时，半径方向5cm5cm3 3沿圆周方向的沉降沿圆周方向的沉降1/5001/500，但不超，但不超过总沉降量过总沉降量直径直径30m30m时，沿圆周任意时，沿圆周任意两点，两点，6cm6cm4646沉降类型差异沉降举例1储罐的倾斜沉降1/500高度20m时，本文档所提供的信息仅供参考之用，不能作为科学依据，请勿模仿。文档如有不当之处，请联系本人或网站删除。总沉降值控制，以不危及与储罐相连接的配管、阀门、支架、平台、楼梯等所有附件的安全操作为原则。当储罐为引进设计时，外方的要求可能会比上述数据高，例如对总沉降量控制在2cm。7）外力载荷配管、阀门及其他附件施加于罐体、罐顶及罐底的外力。例如重量及弯矩。4747 总沉降值控制，以不危及与储罐相连接的配管、阀本文档所提供的信息仅供参考之用，不能作为科学依据，请勿模仿。文档如有不当之处，请联系本人或网站删除。4.1.7 4.1.7 储存液体载荷储存液体载荷1)1)内罐内罐按最低设计温度时的液体密度计算储存按最低设计温度时的液体密度计算储存液体的载荷。液体的载荷。储存液体的最高液体液面标高，应在内储存液体的最高液体液面标高，应在内罐筒体顶面标高罐筒体顶面标高0.5m0.5m以下。以下。2)2)外罐外罐对双包容与全包容罐，外罐按内罐储存对双包容与全包容罐，外罐按内罐储存液体的最低设计温度时的液体密度及储液体的最低设计温度时的液体密度及储存容积，计算其液面高度来计算液体载存容积，计算其液面高度来计算液体载荷。荷。3)3)外包储罐外包储罐指单包容储罐的外罐，不需计算按储存指单包容储罐的外罐，不需计算按储存液体的载荷，但要计算绝热材料施加的液体的载荷，但要计算绝热材料施加的载荷、吹扫气体或储存液体气化气体的载荷、吹扫气体或储存液体气化气体的压力。压力。48484.1.7 储存液体载荷48本文档所提供的信息仅供参考之用，不能作为科学依据，请勿模仿。文档如有不当之处，请联系本人或网站删除。4.1.4 4.1.4 风载荷风载荷 1)1)钢制储罐钢制储罐按按5050年一遇、年一遇、3sec3sec瞬时风速计算瞬时风速计算 2)2)混凝土储罐混凝土储罐直径直径50m50m以下，按以下，按5sec5sec瞬时风速计算瞬时风速计算直径直径50m50m以上，按以上，按15sec15sec瞬时风速计算瞬时风速计算 以上是以上是BSBS规定，国内尚无低温储罐的风载荷计规定，国内尚无低温储罐的风载荷计算规定，可参照国内其他规范和国外标准经分算规定，可参照国内其他规范和国外标准经分析后作为设计数据。析后作为设计数据。494949本文档所提供的信息仅供参考之用，不能作为科学依据，请勿模仿。文档如有不当之处，请联系本人或网站删除。4.1.5 4.1.5 水压与气压试验载荷水压与气压试验载荷 1)1)内罐充水高度，按相当于充装液体最高液位以密度折内罐充水高度，按相当于充装液体最高液位以密度折 算成水的高度进行试验。算成水的高度进行试验。2)2)钢制外罐的充水高度，按内罐储存的最高液位时的液钢制外罐的充水高度，按内罐储存的最高液位时的液体容积，计算包括内罐在内的容积，得出的液位高度体容积，计算包括内罐在内的容积，得出的液位高度再以液体与水的密度比，折算成水的高度。因此对充再以液体与水的密度比，折算成水的高度。因此对充水高度而言，外罐充水高度必然低于内罐充水高度。水高度而言，外罐充水高度必然低于内罐充水高度。3)3)预应力混凝土与钢筋混凝土外罐，不需进行水压试验。预应力混凝土与钢筋混凝土外罐，不需进行水压试验。4)4)单包容储罐的外包式外罐，其储罐壁的计算，可按单包容储罐的外包式外罐，其储罐壁的计算，可按 4.1.5,2)4.1.5,2)进行强度计算，但不需水压试验。进行强度计算，但不需水压试验。5)5)内罐罐顶、以及外罐罐顶与罐体，进行气压试验。内罐罐顶、以及外罐罐顶与罐体，进行气压试验。505050本文档所提供的信息仅供参考之用，不能作为科学依据，请勿模仿。文档如有不当之处，请联系本人或网站删除。4.1.6 4.1.6 二次引发载荷二次引发载荷 1)1)热应力载荷热应力载荷由于温差引起热胀冷缩构件的位移产生由于温差引起热胀冷缩构件的位移产生的载荷。的载荷。2)2)冷凝液产生的载荷冷凝液产生的载荷液体蒸发，在悬挂吊顶上方产生的冷凝液体蒸发，在悬挂吊顶上方产生的冷凝液，积聚于吊顶上凝液会增加吊顶的受液，积聚于吊顶上凝液会增加吊顶的受力。力。51514.1.6 二次引发载荷51本文档所提供的信息仅供参考之用，不能作为科学依据，请勿模仿。文档如有不当之处，请联系本人或网站删除。5 低温储罐的材料低温储罐的材料5.15.1金属材料金属材料5.1.15.1.1储罐分类型与一般适用储存的低温液体储罐分类型与一般适用储存的低温液体1)1)BS BS 的低温材料分级的低温材料分级分级分级钢材类型钢材类型钢板纵向钢板纵向V V形缺口试验形缺口试验1 1Type IType I正火碳锰钢正火碳锰钢27J,-5027J,-500 0C C2 2Type IIType II改善冲击韧性的碳锰钢改善冲击韧性的碳锰钢27J,-5027J,-500 0C-T*C-T*3 3Type IIIType III低镍钢低镍钢27J,-5027J,-500 0C-T*C-T*4 4Type IVType IV9Ni%9Ni%钢钢35J,-19635J,-1960 0C C5 5Type VType V改良改良9Ni%9Ni%钢钢100J,-196100J,-1960 0C C6 6Type VIType VI奥氏体不锈钢奥氏体不锈钢(*T(*T是对过渡热影响区是对过渡热影响区的温度要求的温度要求)52525 低温储罐的材料5.1金属材料分级钢材类型钢板纵向本文档所提供的信息仅供参考之用，不能作为科学依据，请勿模仿。文档如有不当之处，请联系本人或网站删除。2)2)与与BS BS 低温材料分级对应的典型应用低温材料分级对应的典型应用储存液体储存液体单单包容储罐包容储罐双双/全全包容储罐包容储罐典型液体典型液体储存温度储存温度1 1丁烷丁烷Type IIType IIType IType I-10-100 0C C2 2液氨液氨Type IIType IIType IType I-35-350 0C C3 3丙烷丙烷/丙烯丙烯Type IIIType IIIType IIType II-50-500 0C C4 4乙烷乙烷/乙烯乙烯Type IVType IVType IVType IV-105-1050 0C C5 5LNGLNGType VType V或或VIVIType IVType IV-165-1650 0C C53532)与BS 低温材料分级对应的典型应用储存液体单双/全典本文档所提供的信息仅供参考之用，不能作为科学依据，请勿模仿。文档如有不当之处，请联系本人或网站删除。3)3)API 620API 620附录附录QQ的材料规定的材料规定储罐材料的选择原则是先将储罐的组成储罐材料的选择原则是先将储罐的组成构件划分为主要构件和次要构件。构件划分为主要构件和次要构件。主要构件：主要构件：主要构件指储罐的一些部件，与低温液主要构件指储罐的一些部件，与低温液体相接触，所受应力达到一定程度后引体相接触，所受应力达到一定程度后引起的破坏会造成低温液体的泄漏的那些起的破坏会造成低温液体的泄漏的那些部件。部件。-与冷冻低温液体相接触与冷冻低温液体相接触-低温液体温度范围为低温液体温度范围为-51-1680C-51-1680C （-60-2700F-60-2700F）-构件的失效会造成液体的泄漏构件的失效会造成液体的泄漏54543)API 620附录Q的材料规定54本文档所提供的信息仅供参考之用，不能作为科学依据，请勿模仿。文档如有不当之处，请联系本人或网站删除。-主要构件有：主要构件有：罐体板、罐体板、罐底板、罐底板、罐顶板、罐顶板、过渡板、过渡板、压缩环压缩环 (承压环承压环)、罐体加强圈、罐体加强圈、通道通道接管，包括加强圈接管，包括加强圈储罐地脚锚件储罐地脚锚件配管（内）配管（内）锻件锻件螺栓紧固件螺栓紧固件-当罐顶板、过渡板、压缩环、通道、接管及其加强圈等当罐顶板、过渡板、压缩环、通道、接管及其加强圈等主要构件经受大气温度时，可按次要构件选择材料。主要构件经受大气温度时，可按次要构件选择材料。5555-主要构件有：55本文档所提供的信息仅供参考之用，不能作为科学依据，请勿模仿。文档如有不当之处，请联系本人或网站删除。次要构件次要构件次要构件指储罐的一些部件，与低温液体相接次要构件指储罐的一些部件，与低温液体相接触，所受应力达到一定程度后引起的破坏不会触，所受应力达到一定程度后引起的破坏不会造成低温液体的泄漏的那些部件。与液体的气造成低温液体的泄漏的那些部件。与液体的气相蒸气接触的部件，其设计金属温度一般取相蒸气接触的部件，其设计金属温度一般取-51-510 0C C（-60-600 0F F）以上。）以上。5656次要构件56本文档所提供的信息仅供参考之用，不能作为科学依据，请勿模仿。文档如有不当之处，请联系本人或网站删除。4 4）API 620API 620附录附录QQ所推荐的主要构件材料所推荐的主要构件材料(部分部分)板及构件板及构件管道管道锻件锻件螺栓连接螺栓连接1 1A 353 A 353 A 333,Gr.8A 333,Gr.8A 522A 522-2 2A 553A 553，Type1Type1A 334,Gr.8A 334,Gr.8-3 3A 645A 6454 4A240,A240,Type304Type304A 213,Gr.A 213,Gr.TP 304TP 304A 182 Gr.A 182 Gr.F304F304A320 Gr.A320 Gr.B8,B8C,B8,B8C,B8M,B8TB8M,B8T5 5A240,A240,Type304LType304LA 213,Gr.A 213,Gr.TP 304LTP 304LA 182 Gr.A 182 Gr.F304LF304L57574）API 620附录Q所推荐的主要构件材料(部分)板及构本文档所提供的信息仅供参考之用，不能作为科学依据，请勿模仿。文档如有不当之处，请联系本人或网站删除。SA 353SA 353，9Ni%9Ni%钢，正火钢，正火+回火，回火，-195-1950 0C C SA 553SA 553，Type IType I9Ni%9Ni%钢钢,淬火淬火+回火回火 -195 -1950 0C C Type II Type II9Ni%9Ni%钢钢,淬火淬火+回火回火 -170 -1700 0C C SA 645SA 645，5Ni%5Ni%钢，钢，特殊处理，特殊处理，-170-1700 0C C5858SA 353，9Ni%钢，正火+回火，-1950C58本文档所提供的信息仅供参考之用，不能作为科学依据，请勿模仿。文档如有不当之处，请联系本人或网站删除。5.25.2 金属材料选用举例金属材料选用举例5.2.1 LNG 5.2.1 LNG 储罐储罐内罐内罐,553 Type I,553 Type I,9Ni%9Ni%钢钢罐内构件罐内构件304304外罐外罐 16MnDR16MnDR罐顶板罐顶板16MnDR 16MnDR 5.2.2 5.2.2 丙烯罐丙烯罐内罐内罐,A537Cl2,A537Cl2,碳碳-锰锰-硅钢硅钢外罐外罐 16MnR16MnR罐顶板罐顶板16MnR 16MnR 59595.2 金属材料选用举例59本文档所提供的信息仅供参考之用，不能作为科学依据，请勿模仿。文档如有不当之处，请联系本人或网站删除。5.35.3各种型式各种型式LNGLNG低温储罐的应用材料低温储罐的应用材料材料材料单包容罐单包容罐双包容罐双包容罐全包容罐全包容罐内罐内罐外罐外罐罐顶罐顶内罐内罐外罐外罐 罐顶罐顶 内罐内罐外外罐罐罐顶罐顶9Ni9Ni钢钢X XX XX XX XX XX X预应力预应力钢筋钢筋混凝土混凝土X XX*X*X*X*预应力预应力混凝土混凝土X X碳钢碳钢X XX XX X60605.3各种型式LNG低温储罐的应用材料材料单包容罐双包容罐本文档所提供的信息仅供参考之用，不能作为科学依据，请勿模仿。文档如有不当之处，请联系本人或网站删除。6结构简介结构简介6.16.1 单包容双壁金属低温罐单包容双壁金属低温罐 (LNG)(LNG)结构举例结构举例6.1.1 6.1.1 结构组成结构组成1)1)内罐内罐 罐底罐底 罐壁罐壁 罐壁加强圈罐壁加强圈 悬吊顶悬吊顶2)2)外罐外罐 罐底罐底 罐壁罐壁 罐壁加强圈罐壁加强圈 承压圈承压圈61616结构简介6.1 单包容双壁金属低温罐(LNG)结本文档所提供的信息仅供参考之用，不能作为科学依据，请勿模仿。文档如有不当之处，请联系本人或网站删除。3)3)绝热材料绝热材料 内罐底板下内罐底板下/外罐底板上外罐底板上泡沫玻璃泡沫玻璃 内罐内罐/外罐环形空间外罐环形空间膨胀珍珠岩膨胀珍珠岩 悬吊顶悬吊顶 玻璃棉毡玻璃棉毡 内罐外壁外内罐外壁外玻璃弹性棉毡玻璃弹性棉毡 内罐罐壁与内罐底板下方环形梁内罐罐壁与内罐底板下方环形梁304304包复珍珠岩包复珍珠岩混凝土混凝土4)4)外罐底板下方、混凝土基础板上外罐底板下方、混凝土基础板上均衡层均衡层5 5）混凝土基础承台混凝土基础承台钢筋混凝土钢筋混凝土62623)绝热材料62本文档所提供的信息仅供参考之用，不能作为科学依据，请勿模仿。文档如有不当之处，请联系本人或网站删除。6 6）内罐内附件）内罐内附件 内梯与内部通道、平台内梯与内部通道、平台 LNGLNG罐内液下泵泵柱（罐内液下泵泵柱（pump pump columncolumn）LNGLNG罐内液下泵罐内液下泵 液态烃喷淋管液态烃喷淋管7)7)外罐附件外罐附件 吹扫管吹扫管 楼梯、操作平台、管道与设备支架楼梯、操作平台、管道与设备支架 液下泵维修电动葫芦液下泵维修电动葫芦63636）内罐内附件63本文档所提供的信息仅供参考之用，不能作为科学依据，请勿模仿。文档如有不当之处，请联系本人或网站删除。7 7）控制与安全元件控制与安全元件（1 1）温度测量控制）温度测量控制 外罐底外罐底 内罐底内罐底 内罐壁内罐壁 罐内温度控制罐内温度控制(2)(2)压力控制压力控制 安全阀安全阀 真空阀真空阀(3)(3)密度计密度计(4)(4)液位计液位计8 8）消防消防(1)(1)火灾与可燃气体探测火灾与可燃气体探测(2)(2)水喷淋水喷淋/水喷雾水喷雾(3)(