Расчет на прочность, устойчивость, каре стального вертикального цилиндрического резервуара для хранения нефти объемом 1000 м3 - Геология, гидрология и геодезия курсовая работа

Главная

Геология, гидрология и геодезия
Расчет на прочность, устойчивость, каре стального вертикального цилиндрического резервуара для хранения нефти объемом 1000 м3

Расчет геометрических параметров резервуара. Система пожаротушения на складах нефти и нефтепродуктов. Проверка устойчивости стенки резервуара, ее анкерное крепление и конструкция днища. Монтаж металлоконструкций вертикальных стальных сварных резервуаров.


посмотреть текст работы


скачать работу можно здесь


полная информация о работе


весь список подобных работ


Нужна помощь с учёбой? Наши эксперты готовы помочь!
Нажимая на кнопку, вы соглашаетесь с
политикой обработки персональных данных

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.

Федеральное агентство по образованию
Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования
«ТОМСКИЙ ПОЛИТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ»
Институт геологии и нефтегазового дела
Кафедра транспорта и хранения нефти и газа
Расчет на прочность, устойчивость , каре стального вертикального цилиндрического резервуа ра для хранения нефти объемом 1 000 м3
Номинальный (проектный) объем резервуара, Vн, м3
Каркасная, ребристая, коническая 1:12
Плотность продукта, кг/м3, сж (при t = 20°С)
tmin (на глубине 0,5м от поверхности), °С
tнк - температура начала кипения, °С
Коэффициент оборачиваемости резервуара (число циклов заполнения/опорожнения резервуара в год)
Норм. значение вакуумметрического давления газов, Па
Нормативное значение веса снегового покрова для района строительства, Па
Нормативное значение ветрового давления в зависимости от района строительства W0, Па
Плотность изоляционного покрытия сизоляции, кг/м2
Резервуар РВС представлен на рисунке 1 .
Стенка резервуара полистового исполнения из листов 1490х5992 мм.
Днище резервуара состоит из кольцевой окрайки и центральной части полистового исполнения, из листов 1490х5990 мм.
Для обслуживания оборудования, расположенного на кровле резервуара в предусмотрены кольцевая лестница с креплением к стенке, переходная площадка, кольцевая площадка и ограждение на крыше.
Нормативный срок эксплуатации резервуара не менее - 50 лет.
Межремонтный цикл не менее - 20 лет.
Срок службы внутреннего антикоррозионного покрытия не менее 20 лет. Визуально-измерительному контролю подвергается 100 % протяженности всех сварных соединений резервуара и понтона.
Контролю непроницаемости методом вакуумирования подлежат все сварные швы днища, кровли и понтона на всей их протяженности.
Контроль качества сварных швов физическими методами (радиографирования и ультразвуковым):
– швы днища на расстоянии 250 мм от наружной кромки подлежат 100% радиографическому контролю;
– вертикальные швы 1-2 поясов стенки подлежат 100% радиографическому и ультразвуковому контролю;
– остальные вертикальные швы и все горизонтальные швы поясов стенки подлежат 100% ультразвуковому контролю.
1. Расчет геометрических параметров резервуара
При сварке плавлением качество сварочных материалов и технология сварки должны обеспечивать прочность и вязкость металла сварного соединения не ниже, чем требуется для исходного основного металла.
Углеродный эквивалент стали с пределом текучести 390 МПа и ниже для основных элементов конструкций не должен превышать 0,43. Расчет углеродного эквивалента производится по формуле
где С, Mn, Si, Cr, Ni, Си, V, Р - массовые доли углерода, марганца, кремния, хрома, никеля, меди, ванадия и фосфора по результатам плавочного анализа (ковшовой пробы).
При отсутствии в сертификатах на сталь сведений о содержании меди и ванадия расчет углеродного эквивалента производится из условия содержания в прокате меди и ванадия в количестве 0,30 и 0,01% по массе соответственно.
Таблица 1 - химический состав стали
Условие свариваемости стали выполняется.
ь резервуар с постоянной толщиной стенки:
ь резервуар с переменной толщиной стенки:
Определяем максимально допустимый объем резервуара с постоянной толщиной стенки:
где - минимальная конструктивно необходимая толщина нижнего пояса стенки резервуара Принимаем [1, табл.3.3];
где - коэффициент условий работы элементов стальных конструкций и соединений при расчете стенки резервуара на прочности [5, табл.5]. Принимаем;
Стены вертикальных цилиндрических резервуаров при расчете на прочность:
сопряжение стенки резервуара с днищем
- плотность хранимой жидкости (таблица 1);
- расчетное сопротивление сварного стыкового шва по пределу текучести:
при использовании физических методов контроля качества сварных швов;
- расчетное сопротивление стали (листового проката) при сжатии, растяжении и изгибу по пределу текучести:
где - нормативное сопротивление стали по пределу текучести, МПа (согласно ГОСТ 27772 - 88* для стали С 275);
- коэффициент надежности по материалу (для стали С 255 ).
- коэффициент надежности по нагрузке от гидростатического давления жидкости (РД 16.01-60.30.00-КТН-026-1-04), .
- сумма приведенных толщин днища и крышки резервуара, зависит от объема резервуара,
Вывод: Объем резервуара - V = 1000 м3 (исходные данные) < max V =1313,39 м3, следовательно, возможно сооружение резервуара с постоянной толщиной стенки, из соображений устойчивости будущей конструкции, но с целью экономии металла необходимо строительство резервуара с переменной толщиной стенки.
1) Высота резервуара с переменной толщиной стенки:
где - коэффициент условия работы конструкции при расчете стенки резервуара на прочность (для остальных поясов);
- коэффициент надежности по нагрузке от гидростатического давления жидкости [4], .
2) Определяем соответствующий оптимальной высоте стенки диаметр:
3) Определяем более точнее высоту стенки из уравнения:
Таблица 4 - Конструктивная величина толщины стенки
Минимальная конструктивная толщина стенки дкс
Подставляем полученные коэффициенты в уравнение:
Решаем с помощью программы MathCAD и получаем .
4) Определяем количество поясов резервуара:
где - высота листа с учетом подготовки кромок листа к сварке:
5) Определяем строительную высоту резервуара:
Рис.3 Разделка кромок листа 1,5 х 6
6) Определяем оптимальный диаметр резервуара:
7) Определяем количество листов в каждом поясе: Для развертки рулона из целых листов:
Где - длина развертки (окружности) ;
Рис.4 Вертикальные стыковые соединения стенки
Рис.5 Горизонтальные стыковые соединения стенки
Для развертки рулона, разрезанного пополам:
8) Определяем внутренний диаметр резервуара:
9) Определяем геометрический (строительный) объем резервуара:
10) Определяем длину окружности резервуара
Выбираем подходящие параметры резервуара:
1) Определим высоту конической крыши, ее площадь и объем пространства, ограниченного оболочкой сегмента:
Sсф - площадь боковой поверхности крыши:
2) Определим площадь боковой поверхности резервуара (цилиндрической части):
3) Определим минимальный и максимальный уровень залива жидкости:
Максимально допустимый уровень () - уровень взлива, дальнейшее повышение которого ограничивается температурным расширением нефти и конструктивными особенностями резервуаров.
Максимальный уровень залива жидкости определяется согласно РД 16.01-60.30-КТН-026-1-04, в котором предусматривается запас высоты столба жидкости 300 мм и учитывается возможное тепловое расширение хранимого продукта, запас - 100 мм, согласно ОР 13.01 - 60.30.00 - КТН - 003 - 1 - 01 «Регламент расчета полезной емкости», п.2, а так же время, необходимое для закрытия задвижек (остановки перекачки).
Нормативный нижний уровень () - уровень нефти, необходимый для устойчивой работы откачивающих агрегатов в течение времени, достаточного для оперативных действий (передачи соответствующих оперативных распоряжений или согласований, остановки откачивающих агрегатов и отключения резервуаров) или для переключения на откачку нефти с одной группы резервуаров на другую.
Необходимость расчета минимального (аварийного) уровня залива жидкости связана со стабильной и безаварийной работой насосных агрегатов. При откачке нефти ниже минимального (аварийного) уровня залива жидкости насос начнет хватать воздух, это приведет к кавитации и, соответственно, к выходу насосного агрегата из строя.
Минимальный уровень залива жидкости:
где Нп - min расстояние от днища резервуара до оси ПРП (приемо - раздаточный патрубок), с учетом, что последний усилен кольцевой накладкой. Принимаем равное 390мм (требование по минимальному расстоянию от днища резервуара до оси патрубка), Ду = 250мм [РД 16.01 - 60.30.00 - КТН - 026 - 1 - 04, табл. 2.4, 2.7] - условный проход патрубка см. рисунок 7.
Конструкция приемо-раздаточного патрубка предусматривает присоединение к нему запорной арматуры, хлопуш и другого оборудования.
Современные тенденции в проектировании и эксплуатации резервуаров показывают, что в настоящее время применению конструкции ПРП + хлопуша предпочитается установка приемо-раздаточного устройства (ПРУ).
Конструкция ПРУ позволяет повысить надежность работы насосных агрегатов, т.к. снижается вероятность появления кавитации в насосах из-за не соблюдения минимального уровня налива продукта. Конструкция ПРУ представлена на рисунке 8.
Приемо-раздаточный патрубок ПРП-500
Рис. 7 Приемо-раздаточное устройство
4) Определим объем жидкости в резервуаре, :
при i = 1:100 (уклон днища), Vн = 5000м3,
5) Определим объем газового пространства в резервуаре:
Vг.п. = 1044,579-1040,7+26 = 30 м3.
6) Определим коэффициент использования объема резервуара - зз
Полезный объем резервуара, т. е объем жидкости с учетом максимального и минимального возможных уровней налива жидкости.
7) Рассчитываем полный объем резервуара:
Таблица - основные геометрические размеры резервуара
На складах нефти и нефтепродуктов следует предусматривать системы пенного пожаротушения и водяного охлаждения.
При проектировании систем пожаротушения и охлаждения для зданий и сооружений складов нефти и нефтепродуктов должны выполняться требования Законодательства Российской Федерации в области пожарной безопасности, СНиП 2.11.03-93, а также СНиП 2.04.01-85 и СНиП 2.04.02-84*(к устройству сетей противопожарного водопровода и сооружений на них), требования норм проектирования автоматических систем пожаротушения на объектах предприятий, а также других норм и правил, согласованных с государственными надзорными органами.
Для тушения пожаров в резервуарах применяются автоматические системы подслойного пожаротушения ( АСПТ) и автоматические системы комбинированного пожаротушения (СКП).
Автоматические системы подслойного пожаротушения, обеспечивающие подачу низкократной пленкообразующей пены в нижнюю часть резервуара, т.е. непосредственно в нефть (подслойный способ), применяются для защиты вертикальных стальных резервуаров со стационарной крышей.
Резервуары объёмом по строительному номиналу от 1 000 до 3 000 м3 должны быть оборудованы подслойной системой пожаротушения от передвижной пожарной техники. Резервуары оснащаются пеногенераторами с сухими трубопроводами (с соединительными головками и заглушками), с устройствами для подключения ППТ, выведенными за обвалование, за теплозащитный экран (защитную стенку). Тушение пожаров в этом случае осуществляться подачей низкократной пены в нижнюю часть резервуара.
Подача воды на охлаждение данных резервуаров предусматривается также от передвижной пожарной техникой.
Рис. 9 - Подача низкократной пленкообразующей пены в нижнюю часть резервуара передвижными пожарными установками.
Наземные резервуары должны быть оборудованы стационарными установками охлаждения.
Расходы огнетушащих средств следует определять, исходя из интенсивности их подачи на 1 м2 расчетной площади тушения нефти и нефтепродуктов.
Расход воды на охлаждение наземных вертикальных резервуаров следует определять расчетом, исходя из интенсивности подачи воды в соответствии требований СНиП 2.1103-93 и других нормативных документов. Общий расход воды определяется как сумма расходов на охлаждение горящего резервуара и охлаждение соседних с ним в группе.
Система автоматического пенного пожаротушения должна включать резервуары для хранения воды и пенообразователя, насосную станцию пожаротушения, подводящие растворопроводы, помещения с электроприводными задвижками, генераторы пены с питающими и распределительными трубопроводами для подачи раствора пенообразователя к этим генераторам, дозирующие емкости (бак-дозатор), с пенообразователем и средства автоматизации.
Стационарная установка охлаждения резервуара - состоит из горизонтального секционного кольца орошения (оросительного трубопровода, с устройствами для распыления воды), размещаемого в верхнем поясе стенки резервуара, сухих стояков и горизонтальных трубопроводов, соединяющих секционное кольцо орошения с сетью противопожарного водопровода, и задвижек с ручным приводом для обеспечения подачи воды при пожаре на охлаждение всей поверхности резервуара и любой ее четверти или половины (считая по периметру) в зависимости от расположения резервуаров в группе.
Расчетное время тушения пожара для систем автоматического пенного пожаротушения - не менее 10 мин, для передвижной пожарной техники - не менее 15 мин.
Таблица 5 - Основные технические характеристики СПТ для резервуаров типа РВС.
Инерционность стационарных систем пожаротушения не должна превышать трех минут.
Запас пенообразователя и воды на приготовление его раствора (расход раствора на один пожар) рассчитывается исходя из того количества раствора пенообразователя, которое необходимо на расчетное время тушения при максимальной производительности принятый к установке пеногенераторов.
6 - высоконапорный пеногенератор ВПГ;
8 - предохранительная мембрана, предназначенная для предотвращения попадания нефтепродукта в пенопровод установки подслойного тушения пожара нефтепродукта в резервуаре;
11 - внутренняя разводка пенопровода установки подслойного тушения пожара нефтепродукта в резервуаре;
12 - пенный насадок подслойной подачи пены;
14 - устройство подключения передвижной пожарной техники.
Расчетную продолжительность охлаждения резервуаров (горящего и соседних с ним) следует принимать для наземных резервуаров при тушении пожара автоматической системой - не менее 4 ч, при тушении передвижной пожарной техникой - не менее 6 ч.
Для хранения противопожарного запаса воды (на три тушения пожара, охлаждение горящего резервуара и соседних с горящим) предусматриваются резервуары противопожарного запаса воды.
Проектирование внутренней и наружной разводки водо, пенопроводов, напорных узлов пеногенераторов, узлов для подключения передвижной пожарной техники систем пенного пожаротушения и охлаждения резервуаров осуществляется в соответствии с требованиями действующих нормативных документов в области пожарной безопасности, а также норм проектирования автоматических систем пожаротушения на объектах предприятий, согласованных с государственными надзорными органами.
4. Расчет стенки резервуара на прочность
При проектировании и расчете различных элементов резервуара будем пользоваться расчетной схемой приведенной на рисунке 3.1. На данной схеме приведены основные воздействия и нагрузки на элементы конструкций резервуара. Нагрузка на стенки резервуара преимущественно определяется двумя величинами - избыточным давлением и гидростатическим давлением от веса нефтепродукта.
Гидростатическое давление оказывает влияние на элементы резервуара на высоте от днища Н = 0 м до максимального уровня налива жидкости Нмах = 7,05 м. Гидростатическое давление максимально у днища резервуара и равно нулю у верхнего максимального уровня налива жидкости. Избыточное давление, вызвано наличием давления паров наиболее легких углеводородов. Избыточное давление распределено равномерно и оказывает влияние на весь объем резервуара (крышу, стенку, днище).
Все металлические резервуары по форме представляют тела вращения (тонкостенные оболочки) и для них справедливо уравнение Лапласа:
Применительно к вертикальным стальным резервуарам уравнение Лапласа упростится. Для первого уравнения с учетом того, что , выражение примет вид:
- суммарная нагрузка определяемая влиянием гидростатического давления и избыточного давления,
Рис. 11 - расчетная схема резервуара
Рис.12 - Быстрозатухающие изгибающие моменты
Уравнение Лапласа описывает состояние не всех элементов конструкции резервуара. Теория Лапласа применима только для тех участков, где не наблюдается изменения толщины стенки или отклонение геометрии оболочки от плавной и обтекаемой формы. Для участков тавровых стыков, изменения толщины стенок от одного пояса к другому теория Лапласа не применима. На рисунке 3.2 приведен тот пример, когда теория Лапласа не применима - возникновение быстрозатухающих изгибающих моментов в месте соединения окраек днища и стенки резервуара.
Пользуясь описанной выше теорией проведем расчет стенки резервуара на прочность.
Согласно РД 16.01-60.30-КТН-026-1-04, п. 6.4. «Пожаротушение резервуаров» для защиты вертикальных стальных резервуаров со стационарной крышей применяются автоматические системы подслойного пожаротушения (АСПТ), обеспечивающие подачу низкократной пленкообразующей пены в нижнюю часть резервуара, т.е. непосредственно в нефть (подслойный способ).
Согласно РД 153-39.4-113-01 п.8.3 настройка уровня налива производится ниже уровня, допускаемого несущей способностью резервуара: для резервуаров со стационарной крышей при подслойном пожаротушении - отметкой верха стенки резервуара минус 0,3 м.
1. Расчет высоты налива жидкости в резервуаре:
Zi - расстояние от днища резервуара до нижней кромки i - го пояса, за исключением нижнего пояса, где Z1 = 0,3 м
Zi - расстояние от днища резервуара до нижней кромки i - го пояса, за исключением нижнего пояса, где Z1 = 0,3 м:
при i = 1:100 (уклон днища), Vн = 1000м3,
3. Расчет давления насыщенных паров газового пространства резервуара:
Vг.п. = 1044,579- 959,73+25,999 = 110,85 м3.
4. Давление насыщенных паров по Рейду:
Условие по ГОСТ Р 51858 - 2002 не выполняется, следовательно примем
Условие по ГОСТ Р 51858 - 2002 не выполняется, следовательно примем
5. Расчет толщины стенки для условий эксплуатации:
где nг - коэффициент надежности по нагрузке гидростатического давления, nг = 1,1;
nи - коэффициент надежности по нагрузке избыточного давления и вакуума, nи = 1,2;
Zi - расстояние от днища до расчетного уровня, м;
гc - коэффициент условий работы, гc = 0,7 для нижнего пояса, гc = 0,8 для остальных поясов.
6. Расчет толщины стенки с припуском на коррозию
с - припуск на коррозию, мм (с = 0,59 мм);
7. Расчет толщины стенки по условиям гидроиспытаний резервуара:
где Hg - уровень залива воды при гидроиспытаниях, Hg = Hн = 7,05 м;
св - плотность воды равная 1000кг/м3. Согласно п. 2.12.12 РД - 16.01 - 60.30.00 - КТН - 026 - 1 - 04 резервуар объемом менее 20000м3 выдерживают 24 часа, залитый до верхней проектной отметки;
гс = 0,9 - коэффициент условий работы при гидроиспытаниях для всех поясов одинаков. Сталь С275:
Так как толщина 5-4-го поясов резервуара для стали С275 получилась равной 3,5-3,9 мм, а минимально конструктивно необходимая толщина стенки по условиям устойчивости резервуара равна 4 мм (таблица 3.3 ПБ 03-605-03), то проверяем возможность сооружения 5-4 поясов из менее прочной стали С255.
Расчет толщины стенки для условий эксплуатации:
Расчет толщины стенки с припуском на коррозию:
с - припуск на коррозию, мм (с = 0,59 мм);
Расчет толщины стенки по условиям гидроиспытаний резервуара:
Делаем вывод о применяемой марке стали (рисунок 3.3):
с 1 по 3 пояс - сталь С275, а 4-5 пояс - сталь С255.
Рис. 13 - сечение стенки резервуара по поясам
Предельные отклонения по толщине листов для симметричного поля допусков при точности ВТ и AT при ширине, мм
Стыковые соединения деталей неодинаковой толщины при разнице, не превышающей значений, указанных в ПБ 03-605-03 (табл. 3.1), могут выполняться так же, как и деталей одинаковой толщины; конструктивные элементы разделки кромок и размеры сварочного шва следует выбирать по большей толщине.
При разности в толщине свариваемых деталей выше значений, указанных в таблице, на детали, имеющей большую толщину, должен быть сделан скос под углом 15° с одной или с двух сторон до толщины тонкой детали, в нашем случае такой необходимости нет.
8. Проверочный расчет на прочность резервуара:
где укц.i - кольцевые напряжения каждого пояса резервуара, МПа:
где Pгi - гидростатическое давление,
где оt - температурная поправка на плотность нефти, равная 0,000831 1/°С;
ум - меридиональное кольцевое напряжение;
гn - коэффициент надежности по назначению резервуара. Для резервуаров объемом 1000 м, расположенные по берегам рек, крупных водоемов и в черте городской застройки - класс III, принимаем гn = 1,0 (примем, наиболее опасный вариант строительства);
Кольцевое, меридиональное, расчетное и допустимое напряжения
Исходя из полученных данных, делаем вывод о том, что условие прочности выполняется для всех поясов резервуара.
5. Расчет резервуара на устойчивость (в соответствии с РД 16.01 - 60.30.00 - КТН - 026 - 1 - 04)
1. Проверка устойчивости стенки резервуара производится по формуле:
где у1 - расчетные осевые напряжения в стенке резервуара, МПа;
у2 - расчетные кольцевые напряжения в стенке резервуара, МПа;
у01 - критические осевые напряжения в стенке резервуара, МПа;
у02 - критические кольцевые напряжения в стенке резервуара, МПа.
Осевые напряжения определяются по минимальной толщине стенки пояса, кольцевые напряжения - по средней толщине стенки.
Расчетные осевые напряжения для РВС определяются по формуле:
где - коэффициент сочетания нагрузок, принимаемый по СНиП 2.01.07-85*, =0,9 ;
n3 - коэффициент надежности по нагрузке от собственного веса, n3=1,05;
n2 - коэффициент надежности по нагрузке избыточного давления и вакуума, n2=1,2 (РД-16.01-60.30.00-КТН-026-1-04)
Qстенки - вес вышележащих поясов стенки с учетом изоляции, Н;
Qсн - полное расчетное значение снеговой нагрузки на горизонтальную проекцию покрытия, Н;
Qвак - нормативная нагрузка от вакуума на покрытие, Н;
i - расчетная толщина стенки i-го пояса резервуара, м.
Нормативная нагрузка от вакуума на покрытие определяется как:
где Pвак - нормативное значение вакуума в газовом пространстве, Па.
Рассчитываем полный объем резервуара:
где Нmin - min расстояние от днища резервуара до оси ПРП (приемо - раздаточный патрубок), с учетом, что последний усилен кольцевой накладкой. Принимаем равное 390мм (требование по минимальному расстоянию от днища резервуара до оси патрубка), Ду = 250мм [РД 16.01 - 60.30.00 - КТН - 026 - 1 - 04, табл. 2.4, 2.7] - условный проход патрубка.
Минимальный (аварийный) уровень залива жидкости составит:
Необходимость расчета минимального (аварийного) уровня залива жидкости связана со стабильной и безаварийной работой насосных агрегатов. При откачке нефти ниже минимального (аварийного) уровня залива жидкости насос начнет хватать воздух, это приведет к кавитации и, соответственно, к выходу насосного агрегата из строя.
где зз - коэффициент использования объема резервуара, 0< зз <1.
Внутренний диаметр стенки по нижнему поясу:
Расчет массы стенки резервуара по поясам, в одном поясе 7 листов:
mц.ч. - масса центральной части днища.
где Sц.ч. - площадь центральной части,
дц.ч. - толщина стенки центральной части.
В соответствии с РД- 16.01-60.30-КТН-026-1-04, п.2.3.3.3, толщина центрального настила днища резервуара дц.ч.=9мм. И в соответствии с п 1.5.3. толщина окрайки докр = 9мм.
Ширина окрайки согласно РД- 16.01-60.30-КТН-026-1-04 п.2.3.3.5-п.2.3.3.12 рассчитывается как сумма: расстояния между внутренней поверхностью стенки и швом приварки центральной части днища к окрайке (800мм), нахлеста центральной части днища на окрайку (50мм), расстояния между наружной поверхностью стенки и наружным контуром окраек или периферийных листов днища (принимаем 60мм) и толщины стенки первого пояса (7 мм): 0,8+0,05+0,06+0,007=0,917 м.
- сумма приведенных толщин днища и крыши резервуара,
Sсф - площадь боковой поверхности крыши:
Вес стенки резервуара определяется как:
где - вес оборудования, принимаем = 320Н/м2;
- вес опорного кольца, принимаем = 200Н/м2;
где м - коэффициент перехода от веса снегового покрова земли к снеговой нагрузке на покрытие, принимаем м = 0,7(СНиП 2.01.07-85*);
Симметричное загружение снеговой нагрузкой покрытия резервуара принято в соответствии с рисунком 4.1.
Рис. 14 - Загружение снеговой нагрузкой
Рис.15 - Схема ветровой нагрузки на резервуар
где k2 - коэффициент аэродинамической обтекаемости, k2 = 0,6;
Коэффициенты при расчете ветровой нагрузки определяются согласно СНиП 2.01.07-85* «Нагрузки и воздействия».
Определение аэродинамических коэффициентов:
В расчетах учитываются только коэффициент Се1, действующий на стенку резервуара.
где k=0,7286, (п.6.5, тип местности В - городские территории, лесные массивы и другие местности, равномерно покрытые препятствиями высотой более 10 м) - коэффициент, учитывающий изменение ветрового давления (методом интерполяции между 10 и 20 м); для резервуара высотой 7,45 м;
Учтем совместное влияние нагрузок в соответствии со СНиП 2.01.07 - 85*, приложение 3. Для проектируемого резервуара будем использовать первый вариант сочетания нагрузок, т.к. угол образующей крыши с горизонтом не превышает 250.
Рассмотрим два крайних случая наложения воздействий.
1) Вакуум + симметричная снеговая нагрузка
Для этого случая (СНиП 2.01.07 - 85*, приложение 3, вариант 1) используются следующие показатели учитывающие сочетание нагрузок:
L1 • 0,95 + L2 • 0,9 = 37830 • 0,95 + 353088 • 0,9 = 353717,7 Н
Где L1 - нагрузка вызванная вакуумом;
L2 - нагрузка вызванная симметричной снеговой нагрузкой.
Для этого случая (СНиП 2.01.07 - 85*, приложение 3, вариант 1) используются следующие показатели учитывающие сочетание нагрузок:
L3 • 0,95 + L4 • 0,9 = 77188 0,95 + 48759 • 0,9 = 117212,4 Н
Где L3 - нагрузка вызванная избыточным давлением;
L4 - нагрузка вызванная ветровой нагрузкой.
Выбираем второй вариант сочетания нагрузок, т.к. он имеет наибольшее значение.
Осевые критические напряжения определяются по формуле:
где Е - модуль упругости стали, Е=2,06·105 МПа;
С - коэффициент, определяем по таблице:
Средняя арифметическая толщина стенки резервуара:
Принимаем С = 0,076 (методом интерполяции).
Расчетные кольцевые напряжения в стенке при расчете на устойчивость РВС определяются по формуле:
где Рв - нормативное значение ветровой нагрузки на резервуар, Па;
nв - коэффициент надежности по ветровой нагрузке, nв = 0,6;
n2 - коэффициент надежности по нагрузке избыточного давления и вакуума, n2=1,2.
Нормативное значение ветровой нагрузки определяется по формуле:
где Wo - нормативное значение ветрового давления, для рассматриваемого района, Па;
k2=0,7286- коэффициент, учитывающий изменение ветрового давления (п.6.5, тип местности В - городские территории, лесные массивы и другие местности, равномерно покрытые препятствиями высотой более 10 м); для резервуара высотой 7,45 м Co - аэродинамический коэффициент = 0,5, [СНиП 2.01.07-85, п. 6.6, приложение 4],
Критические кольцевые напряжения определяются по формуле:
где Н - геометрическая высота стенки резервуара, м.
Условие устойчивости стенки резервуара выполняется
Поэтому, согласно ПБ 03 - 605 - 03, листовая сталь изготавливается толщиной 4-50 мм, шириной 1,5-3,0 м и длиной 6-12 м с обрезными кромками (при этом неконтролируемые кромки листов под стыковые соединения подлежат механической строжке либо фрезерованию).
Согласно РД 16.01-60.30.00-КТН-026-1-04, для стенок резервуаров следует использовать листы размером:
ь не менее 2,8х8,0м, но не более 2,5х8,0м - при полистовой сборке;
При рулонной сборке стенки замыкающий лист в каждом поясе имеет припуск по длине 560 мм, обрезаемый при монтаже (сборке замыкающего вертикального стыка).
Схема раскройки стенки представлена на рисунке 18.
Вертикальные соединения листов в прилегающих поясах стенки должны быть смещены относительно друг друга на расстояние не менее 8t, где t - наибольшая из толщин листов прилегающих поясов. А для нефти 15t.
Расстояния между швами патрубков, усиливающих листов и швами стенки должны быть не менее: до вертикальных швов - 250 мм, до горизонтальных швов - 100 мм.
Вертикальные соединения первого пояса стенки должны располагаться на расстоянии не менее 100 мм от стыков окраек днища.
При разворачивании рулонных полотнищ на строительной площадке могут наблюдаться недопустимые угловые деформации их монтажных стыков. Согласно п.4.5.4 ПБ 605-03 полотнища не должны иметь угловых деформаций стыков более 20 мм на длине 1000 мм.
Рис. 19 - допуск по угловым деформациям
то необходимо крепление первого пояса стенки с помощью анкерных болтов и грунтовых противовесов.
то анкерное крепление не требуется.
, необходимо крепление первого пояса стенки с помощью анкерных болтов и грунтовых противовесов .
Рис. 20 - Анкерное крепление стенки
При проектировании резервуара учитывалось условие экономии материалозатрат, согласно формуле Шухова:
где mд = 9 т - масса днища резервуара;
mст = 15 - масса стенки резервуара.
Рис. 23 - Соединение днища со стенкой
Рис.24 - Установка рулонного полотна на основание резервуара
Рис. 25 - Соединения сферической крыши со стенкой
Следовательно, принимаем толщину листа крыши равной 5 мм.
Проведем расчет на кольцевое сжимающее усилие узла крепления крыши к стенки.
Расчет опорных колец осуществляют только на продольные усилия (растягивающие или сжимающие), так как для данной конструкции они являются определяющими. Опорное кольцо испытывает сжатие при действии вертикальной нагрузки сверху вниз и растяжение от вертикальной нагрузки снизу вверх, обусловленной ветровой нагрузкой и наличием избыточного давления в резервуаре.
При расчете устойчивость многоугольник заменяется кольцом радиуса Rр и проверяется выполнение следующего условия:
P - расчетная вертикальная нагрузка (наиболее опасный вариант), Н
И - угол, между образующей конуса и горизонтом.
- момент инерции сечения кольца относительно вертикальной оси
Условие на устойчивость опорного кольца выполняется.
9. Устройство фундамента резервуара
Согласно РД 16.01-60.30.00-КТН-026-1-04, устройство фундамента резервуара должно быть обосновано инженерно-геологическими изысканиями, которые проводятся в месте строительства резервуара. Исходными данными для проектирования основания резервуара должны быть результаты инженерно-геологических изысканий, выполненные в соответствии с требованиями СНиП 11-02-96 и СП-11-105-97 и не позднее, чем за 1,5 года до начала проектирования.
Основным критерием выбора типа основания и фундамента резервуара является его деформация. Расчет основания по деформациям производится из условия недопущения превышения осадки основания предельной, установленной СНиП 2.09.03-85, предельно допустимая деформация основания устана
Расчет на прочность, устойчивость, каре стального вертикального цилиндрического резервуара для хранения нефти объемом 1000 м3 курсовая работа. Геология, гидрология и геодезия.
Практическая Работа По Русскому
Медный Всадник Вступление Сочинение
Реферат по теме Lithium
Реферат: Environment Friendly Essay Research Paper Environment FriendlyThe
Курсовая работа: Функции и роль денег в современной рыночной экономике
Реферат: от лат rеfеrо "сообщаю"
Грабарь Февральская Лазурь Сочинение 5 Класс Описание
Реферат по теме Теплоэнергетические генераторы и радиоизотопные источники энергии
Реферат по теме Природные ресурсы в мире
Курсовая работа: Роль і значення громадських організацій у вихованні військовослужбовців та формування морально-психологічного клімату у військових колективах
Реферат Аллергические Реакции Неотложная Помощь
Реферат по теме Иноязычная лексика и ее использование
Итоговое Сочинение В Устной Форме
Дипломная работа по теме Конвенция ООН по морскому праву
Доклад: Применение лазера в опыте Майкельсона – Морли
Гдз По Русскому Сочинение Номер 59
Реферат по теме Международные отношения и внешняя политика Беларуси
Оформление Курсовой Работы Шаблон
Реферат: Quebec And Canada Essay Research Paper The
Курсовая работа по теме Работа с одаренными детьми
Автоматизация учета движения товара на оптовом складе - Бухгалтерский учет и аудит курсовая работа
Механические свойства и паспорт прочности горных пород - Геология, гидрология и геодезия курсовая работа
Аудит процесса: "Производство услуги предприятием общественного питания" - Бухгалтерский учет и аудит курсовая работа