化工(甲醇)贮罐制作优化设计浅谈

作者/来源：于咏梅（江苏恒盛化肥有限公司，江苏 徐州 221400）   日期： 2008-07-11   点击率：966

    江苏恒盛化肥有限公司是以生产农用化学肥料为主的国家大型化工企业，始建于1958年。经过40多年的发展，企业规模不断壮大，现具有年产300 kt合成氨、400 kt尿素、100 kt甲醇、100 kt硫酸钾复合肥、100 kt磷酸一铵、250 kt碳酸氢铵、200 kt高浓度磷复肥、2.5亿度电力的生产能力。系江苏北部最大的化肥生产基地、江苏化肥行业的骨干企业，连续五年入选年中国化肥行业百强企业。自2007年末，公司在工业园区新上18·30装置及200 kt低压甲醇装置各一套，目前，工程已进入安装阶段。本人主要负责年产200 kt低压甲醇系统的甲醇储罐（3000m3储罐6个，240m3储罐8个）制作和安装项目。     甲醇储罐设计的好坏关系到贮罐的安全可靠性以及今后维修和工程造价的问题。故在设计中必须考虑贮罐的强度、刚度、稳定性和防腐措施，同时合理地选择设计参数及贮罐的结构形式，并且尽可能地节省钢材，力争优化设计。笔者归纳一下这方面的经验并结合工程实例，供广大设计和工程部门的同行借鉴。 1  贮罐的结构设计要点 1.1  贮罐经济尺寸的选择     (1) 贮罐在给定容积的情况下设计，直径和高度尺寸可有不同的组合。只有其中的一种尺寸的材料最省，相应投资最省。按材料最省、费用最省计算罐的经济尺寸，在不考虑基础和土地费用的情况下，对小型敞口贮罐和封闭贮罐是完全相同的。贮罐经济尺寸见表1。 H ——贮罐高度; R ——贮罐直径; D ——贮罐直径(内径) ; [σ] ——材料许用压力; ——焊接接头系数; S ——罐壁板厚度; S1 ——罐顶板厚度;S2 ——罐底板厚度; C1 ——贮罐罐壁单位面积每年平均费用; C2 ——贮罐罐底单位面积每年平均费用; C3 ——贮罐罐顶单位面积每年平均费用(按水平投影面积) 。     从表中可以看出，对大型封闭贮罐，按材料最省的经济尺寸H≈ ，这实际上是把罐顶和罐底看作同等费用来考虑，而在工程中往往罐顶比罐底费用多。若把罐壁和罐顶费用看作相同，并且分别为罐底费用的两倍时，其经济尺寸为 H≈3/8 D看来较为合理。     (2) 在确定贮罐的设计容积时，贮罐安全高度还应考虑液位的极限波动及消防的要求(贮罐的空气泡沫接管到液面之间应留有一定高度，以保证贮液面上泡沫覆盖层能有足够厚度) ，固定顶贮罐贮存系数取值:原油罐或热油罐取0.85，化工原料或成品罐取0.9。 1.2  罐壁设计 1.2.1  贮罐壁厚的选择     考虑贮液静压力，壁厚设计由上至下应逐渐增厚，但实际制造中不可能采用过多的板厚规格，因此在一般情况下，对于Vg≤1000m3 的贮罐，可采用等厚度设计；对于Vg＞1000m3 的贮罐，则应采用不等壁厚设计。 1.2.2  贮罐壁厚的确定     (1) 在国内外大多数油罐规范采用API650 中定点法计算罐壁厚度。应按下列两式计算罐壁的厚度，取计算结果中的较大值。 ....