Расчет массы конструкций резервуара

4.  Расчет массы конструкций резервуара

1.  Рассчитываем полный объем резервуара

;

.

Полезный объем резервуара:

,

где Н_min – min расстояние от днища резервуара до оси ПРП (приемо–раздаточный патрубок), с учетом, что последний усилен кольцевой накладкой. Принимаем равное 650мм, Д_у = 500мм [РД 16.01 – 60.30.00 – КТН – 026 – 1 – 04, табл. 2.4, 2.7] – условный проход патрубка. Минимальный (аварийный) уровень залива жидкости составит H_min = 650+500/2 =900мм.

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 η_з – коэффициент использования объема резервуара, 0< η_з <1.

;

.

Внутренний диаметр стенки по нижнему поясу:

D=2·R_p;

D=2·20,36 =28 м.

2.  Расчет полной массы стенки резервуара

Расчет массы стенки резервуара по поясам, в одном поясе 16 листов:

;

;

;

;

;

;

;

;

;

.

Масса изоляции:

Масса стенки резервуара:

Если , то необходимо крепление первого пояса стенки с помощью анкерных болтов и грунтовых противовесов.

Если , то анкерное крепление не требуется.

;

,

значит необходимо крепление первого пояса стенки с помощью анкерных болтов и грунтовых противовесов.

3.  Масса днища:

,

где

m_окр – масса окрайки днища,

m_ц.ч. – масса центральной части днища.

,

где S_окр – площадь окрайки днища,

δ_окр – толщина стенки окрайки.

,

где

S_ц.ч. – площадь центральной части,

δ_ц.ч. – толщина стенки центральной части.

Толщину листов центральной части днища принимаем δ_ц.ч. = 9 мм, минимальную толщину кольцевых окраек δ_окр = 12 мм. Согласно РД 16.01 – 60.30.00 – КТН – 026 – 1 – 04.

4.1 Толщина элементов днища принимается равной 9 мм.

4.2 Толщина окрайки днища определяется по таблице Б.3.

Таблица 14. Конструктивная величина окрайки днища (1,299)

Расчетная толщина первого пояса стенки dе, мм	Минимальная конструктивная толщина окрайки dко, мм
свыше 9 до 16 включительно	9,0
свыше 17 до 20 включительно	12,0
свыше 20 до 26 включительно	14,0
свыше 26	16,0

 (1,300).

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 (19мм): 0,8+0,05+0,06+0,019 = 0,929м.

 

4.  Находим массу понтона:

Sц.ч. – масса центральной части (мембраны):

Sц.ч. = π (Rp – l_заз - l_понт)² δ_ц.ч. ρ_ст

где l_заз – расстояние между стенкой резервуара и плавающей крышей, по условию 190 мм; l_понт – ширина поплавковой части, равная 2800 мм; δ_ц.ч = 9 мм; ρ_ст=2700 кг/м³.

Sц.ч. = 3,14 (20,36 – 0,19 – 2,8)² 0,009_. 2700=23,033т.

Sкор. – масса короба:

Sкор. = (Ркор / 2800) [π (Rp – l_заз)² – π (Rр – l_заз-l_понт)²] δ_кор ρ_ст;

где Ркор – периметр короба; δ_кор = 6 мм.

Р_кор=370+260+2800+2910=6340мм=6,3м

Sкор. = (6,3/2,8) [3,14 (20,36 – 0,19)² – 3,14 (20,36 –0,19 - 2,8)²] 0,006 2700 = 12,036 т.

Тогда масса понтона:

Sпонтона = Sц.ч. + Sкор. = 23,033 + 12,036=35,069 т

5.  Расчет каре резервуара

Согласно СНиП 2.11.03-93 высота обвалования или защитной стенки подбирается из условия объема каре равного номинальному (строительному) объему одного резервуара, находящегося внутри обвалования (защитной стенки) плюс 0,2 м [РД 16.01 – 60.30.00 – КТН – 026 – 1 – 04, п. 6.2.4].

Высота каре резервуара находится в пределах 2,75-5м. Принимаем Н_к = 3м.

 + объем песчаной подушки под резервуаром.

Высоту песчаной подушки принимаем H_под=0,35 м.

Проведем расчет объема песчаной подушки по формуле усеченного конуса.

Радиус подушки на 0,7м больше радиуса основания резервуара.

Радиус верхнего основания:

Радиус нижнего основания:

Т.к. i=45۫۫۫۫ , радиус нижнего основания будет больше на высоту подушки.

 

-объем песчаной подушки под резервуаром.

;

1 : m = 1 : 0,75;

m = 0,75; ;

грунт: суглинок;

;

;

;

;

Д = 11,76² – 4 · 2,8 · ( -28630,6) = 320801 > 0

, принимаем .

,

принимаем .

.

Рис. 5. Каре резервуара (вид сверху).

Рис.6. Фундамент резервуара.

Заключение

В результате проделанной работы нам удалось рассчитать и спроектировать резервуар вертикальный стальной с понтоном объемом 28 тыс. м³ (РВСП-28000). Расчет производился с учетом оптимальности параметров резервуара с точки зрения эффективности металозатрат.

По расчетным параметрам резервуара был произведен расчет на прочность, который показал соответствие резервуара предъявляемым требованиям. Далее был произведен проверочный расчет резервуара на устойчивость, в результате которого был сделан вывод о необходимости снижения значения снеговой нагрузки.

Также был произведен расчет каре резервуара.

Список литературы

1.  Строительные конструкции нефтегазовых объектов: учебник/ Ф.М. Мустафин, Л.И. Быков и др. – СПб.: ООО «Недра», 2008.

2.  ПБ 03 – 605 – 03 «Правила устройства вертикальных цилиндрических стальных резервуаров для нефти и нефтепродуктов».

3.  ВСН 311-87 «Инструкция по изготовлению и монтажу вертикальных цилиндрических резервуаров».

4.  Нормы проектирования стальных вертикальных резервуаров для хранения нефти объемом 1000-50000м³. РД-16.01-60.30.00-КТН-026-1-04.