大型儲罐抗風穩定垂直風壓的計算方法

倪平平

摘 要：國內大型儲罐的設計標準主要是GB 50341和API 650，GB 50341新版本標準內容與前一版本發生了很大的改變，對新版本標準內容逐條解讀對今后儲罐設計具有重要的意義。該文結合API 650和GB 5009-2012，對垂直風壓的取值進行了探討。推導出了垂直風壓對罐壁罐底接合點傾倒力矩的計算方法，為油罐設計提供了重要參考。

關鍵詞：大型儲罐 垂直風壓 舉升風載荷 傾倒力矩

中圖分類號：TQ053.2 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2019）01（a）-00-02

1 國內外大型儲罐的發展

隨著我國石油化工工業的發展以及國家原油戰略儲備庫項目的實施，油罐的大型化將成為發展的必然趨勢。石油儲罐設計的日趨大型化，使得合理地設計、制造和使用大型儲罐顯得越來越重要[1]。

2 罐壁罐底接合點的傾倒力矩的垂直風壓

大型儲罐設計規范GB 50341于2014年進行了最新一版的修訂，此次修訂相比較原版本變化非常大，新標準吸收了大量API 650的相關理論和公式。其中對于油罐錨固設計的章節要求如下[2，3]。

新標準附錄F中增加了設計風壓的規定，“在圓柱狀罐壁垂直投影面上W=1.23ω0；在錐頂和雙曲面固定頂水平投影上W=2.06ω0”，其中ω0為基本風壓值。

根據標準要求的風壓公式進行試算，均不符合油罐不發生傾倒的條件，因此從100～10000m3的立式拱頂儲罐都需要增加錨固設計。通過分析新舊標準的差異，新標準中MWR的計算數值非常大，這是引起錨固設計的最重要原因。

但是錨固設計與我國長期以來的設計習慣有很大不同。按照國外API 650標準貿然增加錨固的要求，會造成工程總投資的增加，施工難度的增大。

3 垂直風壓系數取值

API 650-2013中風載荷的基準壓力是根據離地約10m高處的3s陣風風速V計算的；而GB 50341-2014中風載荷的基準壓力一般按當地平臺地面10m高度10min的平均風速觀測數據，經概率統計得出50年一遇確定的最大風速，再乘以相應的空氣密度。盲目的使用W=2.06ω0計算垂直風壓，不符合我國風壓的取值習慣，經過分析，系數2.06偏大。

4 結論

（1）根據該研究結論，共設計渭北轉油站3000m3油罐2座，1000m3事故罐1座，500m3清水罐2座。

（2）完成了100～10000m3儲罐的標準圖設計。

（3）鋼罐的現場運行情況表明，其結論是合理的，滿足了生產的需要同時節省了基礎的投資。

參考文獻

[1] 武銅柱.大型立式油罐發展綜述[J].石油化工設備技術，2004，25（3）：56-59.

[2] 吳龍平，明斐卿.國內外大型儲罐的設計標準對比[J].油氣儲運，2010，29（12）：933-936.

[3] API650-2013，Welded Steel Tanks for Oil Storage[s]. 2013.

[4] 中華人民共和國住房和城鄉建設部.GB 50009-2012，建筑結構荷載規范[s].北京：中國建筑工業出版社，2012.