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3.2 一般規(guī)定

3.2.1 石油化工鋼制低溫儲(chǔ)罐適用儲(chǔ)存介質(zhì)的主要物理性質(zhì)應(yīng)符合本規(guī)范附錄A的規(guī)定,石油化工鋼制低溫儲(chǔ)罐的設(shè)計(jì)條件應(yīng)包括本規(guī)范附錄B所列內(nèi)容。

3.2.2 石油化工鋼制低溫儲(chǔ)罐應(yīng)滿足下列基本要求:

1 正常操作條件下應(yīng)能儲(chǔ)存液體和蒸氣。

2 應(yīng)在規(guī)定的速率下進(jìn)料和出料。

3 汽化應(yīng)處于可控狀態(tài),異常情況下可向火炬排放或放空。

4 應(yīng)能維持指定的壓力操作范圍。

5 除異常情況下開啟負(fù)壓泄放閥外,應(yīng)能阻止空氣和濕氣進(jìn)入。

6 汽化率應(yīng)滿足規(guī)定要求,并應(yīng)避免外表面的冷凝或霜凍。

7 應(yīng)能限制特定異常作用引起的破壞,且不應(yīng)導(dǎo)致儲(chǔ)液損失。

本條第7款是提請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)人員充分考慮異常作用的影響,在某些地區(qū),環(huán)境溫度可能會(huì)降低到介質(zhì)凝點(diǎn)溫度以下(例如位于寒冷地區(qū)的丁烷儲(chǔ)罐),采用吊頂?shù)耐夤揄攦?nèi)表面會(huì)發(fā)生冷凝。冷凝介質(zhì)會(huì)進(jìn)入環(huán)形空間從而引發(fā)問(wèn)題。這時(shí)應(yīng)做特殊處理將介質(zhì)導(dǎo)入內(nèi)罐,或者采用其他型式的罐頂保冷系統(tǒng)。

3.2.3 抗震設(shè)防烈度大于9度或設(shè)計(jì)基本地震加速度值大于0.40g的地區(qū),不宜建造石油化工鋼制低溫儲(chǔ)罐。

由于對(duì)大于9度或設(shè)計(jì)基本地震加速度值大于0.40g的地震高烈度地區(qū),還缺乏可靠的近場(chǎng)地地震的資料和確定性的計(jì)算分析方法,因此不宜建造大型的低溫儲(chǔ)罐。

3.2.4 對(duì)抗震設(shè)防烈度大于或等于6度或設(shè)計(jì)基本地震加速度值大于或等于0.05g的地區(qū)建造的石油化工鋼制低溫儲(chǔ)罐,應(yīng)進(jìn)行抗震設(shè)計(jì)。石油化工鋼制低溫儲(chǔ)罐的抗震設(shè)計(jì)應(yīng)符合本規(guī)范附錄C的規(guī)定。

本條要求建在抗震設(shè)防地區(qū)的低溫儲(chǔ)罐,應(yīng)考慮地震的影響。依據(jù)《中華人民共和國(guó)防震減災(zāi)法》等有關(guān)法律法規(guī)和國(guó)家現(xiàn)行的有關(guān)強(qiáng)制性標(biāo)準(zhǔn),在附錄C中對(duì)石油化工低溫儲(chǔ)罐的抗震設(shè)計(jì)提出了基本要求。

3.2.5 預(yù)應(yīng)力混凝土外罐可設(shè)置隔氣層。當(dāng)不設(shè)置隔氣層時(shí),液體密封性應(yīng)由混凝土受壓區(qū)保證。

預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)儲(chǔ)罐應(yīng)設(shè)有隔氣層,沒(méi)有設(shè)置隔氣層的預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)的液體密封性,應(yīng)由混凝土受壓區(qū)來(lái)保證,詳見本規(guī)范第6章。

3.2.6 儲(chǔ)罐物料進(jìn)出口宜設(shè)置在罐頂,當(dāng)設(shè)置在下部時(shí),與外部管道宜采用焊接方式連接。

基于將嚴(yán)重的泄漏風(fēng)險(xiǎn)降至最低的設(shè)計(jì)原則,所有進(jìn)口和出口宜優(yōu)先在罐頂開設(shè)。

3.2.7 主儲(chǔ)罐和次儲(chǔ)罐之間不宜設(shè)置固定連接。需要設(shè)置固定連接時(shí),應(yīng)滿足本規(guī)范第5.7節(jié)的規(guī)定。

不宜在液體主儲(chǔ)罐和液體次儲(chǔ)罐之間設(shè)置如導(dǎo)向、支柱等固定連接,其目的是最大限度減少泄漏的引發(fā)條件,保證安全。

3.2.8 主儲(chǔ)罐的罐壁高度應(yīng)至少高出最高液位300mm。

液體主儲(chǔ)罐設(shè)計(jì)應(yīng)在設(shè)計(jì)液位上方留有不小于300mm的空間,是為了防止地震時(shí)液體被晃出罐外,因此實(shí)際該空間的高度應(yīng)高于液體晃動(dòng)波高。

3.2.9 石油化工鋼制低溫儲(chǔ)罐設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)設(shè)置儲(chǔ)罐沉降觀測(cè)點(diǎn)。儲(chǔ)罐沉降宜符合下列要求:

1 對(duì)鋼制儲(chǔ)罐,其直徑方向的差異沉降值(平面傾斜,以mm計(jì))不應(yīng)超過(guò)儲(chǔ)罐直徑與高度比值的125倍;儲(chǔ)罐周邊差異沉降限值應(yīng)為每10m弧長(zhǎng)不超過(guò)10mm;儲(chǔ)罐中心與邊緣的差異沉降值(以mm計(jì))不應(yīng)超過(guò)儲(chǔ)罐半徑的1/240。

2 對(duì)混凝土儲(chǔ)罐,其平面傾斜不應(yīng)超過(guò)1/500;儲(chǔ)罐中心與邊緣的差異沉降不應(yīng)超過(guò)儲(chǔ)罐半徑的1/300。

在儲(chǔ)罐壽命期內(nèi)的不同階段(如建造、水壓試驗(yàn)、運(yùn)行等),應(yīng)對(duì)儲(chǔ)罐的實(shí)際沉降量進(jìn)行監(jiān)測(cè)。監(jiān)測(cè)頻率應(yīng)與預(yù)計(jì)時(shí)間,載荷隨沉降變化速率的關(guān)系相匹配。

沉降限值系參考美國(guó)石油學(xué)會(huì)標(biāo)準(zhǔn)《用于儲(chǔ)存低溫液化氣體的儲(chǔ)罐系統(tǒng)》API 625—2010(Tank Systems for Refrigerated Liquefied Gas Storage)、《用于盛裝低溫液化氣體的混凝土結(jié)構(gòu)的規(guī)范要求及注釋》ACI 376—10[Code Requirements for Design and Construction of Concrete Structures for the Containment of Refrigerated Liquefid Gases(ACI 376—10)and Commentary]以及國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《石油化工建(構(gòu))筑物抗震設(shè)防分類標(biāo)準(zhǔn)》GB 50473-2008中有關(guān)儲(chǔ)罐沉降方面的內(nèi)容,經(jīng)比較后采用了較嚴(yán)的要求。其中第1款系參照API 625附錄B編寫,且對(duì)平面傾斜限值進(jìn)行了量綱換算(原文為儲(chǔ)罐直徑與高度比值的5倍,單位為英寸,換算為毫米時(shí)乘了25的系數(shù));第2款系參照ACI 376—10第10.3.5條編寫,考慮到混凝土罐壁高度較大,其抗非平面傾斜的能力較鋼制儲(chǔ)罐大得多,故對(duì)儲(chǔ)罐周邊差異沉降未做限制。

3.2.10 石油化工鋼制低溫儲(chǔ)罐設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)采取防止基礎(chǔ)凍脹的措施。當(dāng)設(shè)置基礎(chǔ)加熱系統(tǒng)時(shí),應(yīng)保證基礎(chǔ)任何部位的溫度不低于0℃。

可以選用高架基礎(chǔ),在地面和基礎(chǔ)之間將留出一定的間隙允許空氣循環(huán)。在這種情況下,可能不需要加熱系統(tǒng)。如果選用地面基礎(chǔ),應(yīng)設(shè)置加熱系統(tǒng)來(lái)保證基礎(chǔ)任何部位的溫度不低于0℃。管路布置和加熱系統(tǒng)的適當(dāng)冗余可確保在一條加熱帶失效或回路失效時(shí),仍能滿足上述要求。

3.2.11 預(yù)應(yīng)力混凝土次儲(chǔ)罐應(yīng)設(shè)置熱保護(hù)系統(tǒng)。熱保護(hù)系統(tǒng)應(yīng)覆蓋整個(gè)底部和罐壁下部,應(yīng)包括雙層底板和保冷材料。

對(duì)于混凝土次儲(chǔ)罐(如全容罐),如果設(shè)有剛性基礎(chǔ)墻,可能需要設(shè)置熱保護(hù)系統(tǒng),防止基礎(chǔ)墻連接處或基板內(nèi)的不可控?cái)嗔?。一旦主?chǔ)罐泄漏可能會(huì)出現(xiàn)上述現(xiàn)象。

3.2.12 熱保護(hù)系統(tǒng)的高度應(yīng)與罐壁與基礎(chǔ)底板連接處的溫度分布和變形相適應(yīng)。

熱保護(hù)系統(tǒng)垂直部分的高度是由剛性轉(zhuǎn)角的溫度分布和變形能力確定的。

3.2.13 石油化工鋼制低溫儲(chǔ)罐的雷電防護(hù)設(shè)施,應(yīng)符合現(xiàn)行國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《建筑物防雷設(shè)計(jì)規(guī)范》GB 50057、《石油化工裝置防雷設(shè)計(jì)規(guī)范》GB 50650的規(guī)定。

本條提示低溫儲(chǔ)罐應(yīng)設(shè)置雷電防護(hù)措施。

3.2.14 石油化工鋼制低溫儲(chǔ)罐的消防設(shè)施,應(yīng)按現(xiàn)行國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《石油化工企業(yè)設(shè)計(jì)防火規(guī)范》GB 50160和現(xiàn)行國(guó)家有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)要求執(zhí)行。

本條提示低溫儲(chǔ)罐應(yīng)設(shè)置火災(zāi)防護(hù)設(shè)施。

3.2.15 石油化工鋼制低溫儲(chǔ)罐的設(shè)計(jì)載荷應(yīng)包括下列內(nèi)容:

1 自重。

2 介質(zhì)靜壓力。

3 預(yù)應(yīng)力。

4 外加載荷應(yīng)包括下列內(nèi)容:

1)固定式罐頂投影面積內(nèi)1.2kN/m2的均布載荷,當(dāng)雪載荷超過(guò)0.6kN/m2時(shí),還應(yīng)加上超過(guò)的載荷;

2)作用在平臺(tái)和走道上2.4kN/m2的均布載荷;

3)作用在平臺(tái)和走道任意一處300mm×300mm面積上的5kN集中載荷。

5 風(fēng)載荷。

6 地震作用。

7 雪載荷。

8 保冷層(包括珍珠巖粉末)施加的壓力。

9 設(shè)計(jì)壓力。

10 設(shè)計(jì)負(fù)壓。

11 試驗(yàn)載荷。

12 熱效應(yīng)。

本條提出低溫儲(chǔ)罐的設(shè)計(jì)應(yīng)考慮的載荷,設(shè)計(jì)者應(yīng)對(duì)所列的正常載荷進(jìn)行合理的組合,目的是在設(shè)計(jì)中計(jì)入所有可能在儲(chǔ)罐建造、試驗(yàn)、冷卻、正常操作和加熱過(guò)程中產(chǎn)生的組合載荷。

3.2.16 石油化工鋼制低溫儲(chǔ)罐構(gòu)件的腐蝕裕量應(yīng)根據(jù)介質(zhì)和環(huán)境的腐蝕性確定。

低溫儲(chǔ)罐儲(chǔ)存的介質(zhì)一般為純凈的液化氣體,其腐蝕性甚微,一般不考慮腐蝕,本條是要求使用本規(guī)范的各方要充分考慮介質(zhì)的特性。

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