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储罐拱顶面积计算

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储罐拱顶面积计算

钢制常压立式圆柱形储罐是炼油化工企业不 可缺少的设备,贯穿整个生产过程,数量众多, 并且,储存的介质都为易燃、易爆、高温、有毒、 有害的液体或气体,危险性极大。

储罐按储存介质的不同,可以分为原油

罐、中间产品罐、产品罐、含硫污水罐和气柜五 大类。其中,原油罐是指储存原油的各类储罐; 中间产品罐是指储存石脑油、粗汽油、粗柴油、 蜡油、渣油、加氢裂化原料等各类中间产品的储 罐;产品罐是指储存汽油、煤油、柴油、航空煤 油等各类成品油的储罐;含硫污水罐是指储存各 类含酸、碱、污油及各类硫化物的污水罐;气柜 是指储存未脱硫瓦斯的湿式和干式气柜。

储罐按结构不同,可以分为固定顶罐、 浮

顶罐、内浮顶罐。固定顶罐又分为自支承拱顶 罐、自支承锥顶罐、柱支承锥顶罐。

随着装置高含硫原油加工量的不断增 加,

储罐的腐蚀日益加重,具体表现在:每一次 储罐清罐检修时,在罐体、罐底或罐顶经常可以 发现麻点、凹坑,甚至被腐蚀穿孔,一旦发生事 故,后果将不堪设想。

经调研,集团公司内部其他企业也普遍 反

映储罐腐蚀越来越严重,日益威胁石化企业的 安全、稳定、长周期运行。

为了延长金属储罐的使用寿命,现在行 之

有效的办法就是在储罐的罐体、罐底以及罐顶 进行油漆、防腐,工程量非常大。

储罐清罐检修工程竣工后,施工单位要 根

据《全国统一安装工程预算定额》编制检修工 程结算书,计取工程费用。在工程量的计算中, 关键是

拱顶面积的计算。

目前采用的计算方法是:拱顶面积为罐 底

面积的1.25倍,部分施工单位按1.2倍或1.3 倍计算。

1按照专业文献,计算储罐拱顶面积 (1) 潘家华先生所著《圆柱形金属油罐 设

计》[1] 一书的介绍:拱顶是一种自支承式的 罐顶,形状近似球面,靠拱顶周边支承于焊在罐 壁上的包边角钢上,球面由中心盖板和瓜皮板组 成。在设计拱顶储罐时,一般都将拱顶设计成球 面,则拱顶的几何形状就是一个球缺,详见图1

图1拱顶的几何尺寸 设:X=R— h

拱顶的球面半径一般可取:

R= (0.8 〜1.2 ) D

式中:R-拱顶的球面半径,m

D-油罐内径,m

圈壁板的内径。

石油化工立式圆柱形钢制固定顶储罐 设计

时,一般遵照以下原则:

① 对于公称容积小于20 000 m的拱顶

罐,R=1.2D;

② 对于公称容积大于等于 20 000 m3的

拱顶罐,R=1.0D。

(2) 根据《机械设计手册》[2]第三版第

一卷的介绍:

球缺侧面积的计算公

A=2n Rh=n ( Dr2+4hnn) /4

式中:A-侧面积(不包括底面),mm

D-球缺的底面内径,m h-球缺高度,m

圆柱形储罐底面积的计算公式:

A 底=n rm2= n 庁/4

式中:A底-储罐底面积,m

r-储罐底面半径,m D-储罐底面内径,m

(3) 忽略罐壁搭接厚度,把罐底内径近似为

式:

最上一圈壁板的内径。现分别对镇海炼化公 司内部不同公称容积的拱顶罐的拱顶面积进行 计算:

顶面积A

设:X=R-h

①公称容积大于等于20 000 3的储罐拱

m

R=D

乂+ (D/2)2=R=D

X2=3D2/4

X=0.866D

h=D-X=0.134D

A=n (D2+4h2)

/4= n (D2+4X 0.134 X 0.134D2)/4=1.072 X n D7 4

储罐的罐底面积A底

A底=n r2= n 15/4

那么,公称容积大于等于 20 000 m3的 储

罐的拱顶面积A与罐底面积A底的比例关系 为:

②公称容积小于20 000 m3的储罐拱顶 面

积A

R=1.2D

乂A=1.072A + (D/2) 底=(1.2D)

2X2=1.19D2

X=1.091D

h=1.2D-X=0.109D

A=n (b+4h2) /4= n

D2+4X 0.109DX 0.109D) /4=1.048 X n D74

储罐的罐底面积A底

A底=n r2= n 15/4

(

那么,公称容积小于20 000 m3的储罐 的

拱顶面积A与罐底面积A底的比例关系为:

A=1.048A 底

2技术经济分析

经计算,镇海炼油化工公司160台拱顶 储

罐的拱顶面积共计61 689.5m2(其中:公称容 积大于20

000 m3的储罐的拱顶面积之和为12 986.6 m 2 ; 公

称容积小于20 000 m3的储罐的拱顶面积之和 为

48702.9

m),罐底面积合计共为58 588.2m2。

采用加权平均法计算,拱顶面积A与罐 底

面积A底的关系系数权数分别为:

系数1.072的权数为

12986.6/61689.5=0.21

系数1.048的权数为

48702.9/61689.5=0.79

则:1.072 X 0.21+1.048 X0 .79=1.05 得:A/A 底

=1.05

按平均每台储罐5年一次清罐检修计 算,每年约

要安排30台储罐检修,则每年需要 除锈、刷油、防腐的拱顶面积为 61

689.5/5=12 338 m2,罐底面积为 58588.2/5=11 717.6 m2。

采用新方法后,

A/A 底=1.05

则:(1.25-1.05)/1.25=0.16

即:按实计算的拱顶面积,将比原先的 简化处理方

法计算的拱顶面积减少 16%相应地, 拱顶油漆防腐工程费用也将下浮 16%

根据《全国统一安装工程预算定额浙江

省单位估价表(一九九四年)第二册》[3],对储 罐检修中拱顶除锈、刷油防腐蚀、保温工作的工 程费用计算如下:

(1)拱顶除锈工程的费用

工程预算定额中,金属表面除锈工程分 为手工除

锈、砂轮机除锈、喷砂除锈。根据金属 腐蚀程度,分为轻锈、中锈、重锈三种,详见表 1。

表1储罐除锈工程预算表

序号 项目名称 定额子目 工程量 基价/元 其中:人工费/元 合计/元 其中:人工/元 1 人工除锈设备 (①1000mm以上) 中锈 13-5 13-6 461.8 13.02 37.76 9.24 6 012.6 17 437.6 12 440.9 4 267.0 13 946.4 2 重锈 461.8 30.20 3 砂轮机金属面除锈 4 中锈 13-11 461.8 26.94 17.82 8 229.3 重锈 13-12 461.8 84.90 66.66 39 206.8 30 783.6 5 喷石央砂除锈设备 6 (①1000mm以上) 内壁 外壁 13-15 13-16 230.9 306.69 27.72 70 814.7 50 389.3 6 400.5 230.9 218.23 20.30 4 687.3

注:工程量以“ 10m2为一个计量单 位。 结合近期储罐检修的实际情况,现按砂 轮机除重

锈考虑,则:

工程直接费为77 035元,其中,人工

费为10 515元。

(2) 拱顶刷油防腐蚀工程的费用(见表

2)

表2储罐刷油、防腐工程预算表

序号 项目名称 定额子目 工程量 基价/元 其中:人工费元 4.46 第一遍 1 设备刷红丹防锈漆 第二遍 两遍 2 设备涂聚氨脂底 增一遍 13-69 13-68 461.8 461.8 v/DIVv td> 461.8 461.8 17.2 7 943.0 2 059.6 2 133.5 7 296.4 42 139.3 8 686.5 4 650.3 合计/元 其中:人工/元 15.8 4.62 13-519 91.25 18.81 13-520 46.12 10.07 7.43 21 298.2 一遍 3 设备涂聚氨脂中间漆 增一遍 4 13-521 461.8 461.8 35.77 16 518.6 3 431.2 3 431.2 13-522 30.06 7.43 13 881.7 3 431.2 18 693.7 设备涂聚氨脂面漆 每一遍 13-523 461.8 40.48 7.43 注:工程量以“ 10m2为一个计量单

位。

结合近期储罐检修的实际情况,现按刷 红丹防锈

漆一遍、涂聚氨脂底漆二遍、中间漆一 遍、面漆二遍考虑,贝I」:

工程直接费为103 988元,其中,人工 费为21

040元。

(3) 拱顶保温工程的费用

除高温油罐的拱顶需保温外,其他拱顶 储罐的拱

顶都不需要保温。考虑到公司高温油罐 的数量并不多,只有6台,故将保温工程的费用 忽略不计。

(4) 工程造价

根据《浙江省建筑安装工程费用定额》 [4],储罐

检修、防腐工程类别分为特类、一类、 二类、三类、四类,对应的取费综合费率也分为 五种,详见表3。

表3水、电、暖、卫、通安装综合费率

工程类别 序号 项目 取费基数 特类 施工附加费 一类 二类 %

三类 四类 1 人工费 9.4 v/TD 8.6 7.8 7.1 6.3 2 施工包干费 人工费 6.7 6.2 5.6 5.1 4.5 3 现场经费 人工费 62.9 55.6 48.4 41.4 34.4 4 间接费 人工费 67.5 60.1 52.9 46.1 62.4 53.5 39.5 5 利润 人工费 80.3 71.3 44.6 129.3 6 综合费率 人工费 226.8 201.8 177.1 153.2 一般,储罐刷油、防腐工程套用“化工 设备安装”三类工程取费,详见表 4。

表4储罐刷油、防腐费用表

序 号 费用名称 计算公式 费率,% 费用元 181023 1 直接费 其中:人工费 A1 31555 153.2 48342 2 综合取费 A1XFL

3621 3 共性技术措施费 一 X FL 2 4 一 X FL 有害环境保健费 1+2+3+4 0.6 3.43 1086 8029 5 税金 align=\"center\"> 6 劳保统筹 A1XFL 18 5680 247781 7

工程造价 合计 综上所述,若拱顶储罐的拱顶面积按

A=1.072A底(或A=1.048A底)计算,每年可以节 约修理

费用约25万元。

3结论

拱顶储罐油漆防腐工程,其拱顶工程量

的计算,考虑到镇海炼化公司内拱顶储罐有 琐,则拱顶面积A可以按如下的方法计

160

台,数量比较多,拱顶高度各不相同,按公式计 算比较繁

A=1.05A 底

式中:A-拱顶面积,m;

A底-储罐底面积,m。

=n b/4

新的计算方法通过广泛调研、严密推 导,加以规

范、使之合理化,给拱顶储罐检修工 程结算工作提供了科学依据,统一了计算方法, 提高了工程结算管理水平。

米用新的计算方法后,储罐拱顶面积减 少16%也

就是拱顶油漆防腐工程费用下浮 16% 每年至少可以节约25万元,从而减少储罐修理 费用,降低了公司生产成本。

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