空分常压低温液体储槽抗震计算.pdf

第44卷第3期
石油化工.设
Vol.44No、3
2015年5月
PETRO-CHEMICAL EQUIPMENT
May 2015
标准化
ー…+…ャ…+……
文章编号:1000-7466(2015)03-0054-04
空分常压低温液体储槽抗震计算
殷黎航,刘家虎
(林德工程(杭州)有限公司,浙江杭州310012)
摘要:空分行业常压低温液体储槽抗震设计多参照API620《大型焊接低压储槽设计与建造》附录
I。API620-2008(第11版)发布后,其抗震计算与API620-2002(第10版)相比发生了很大变
化。对比了新、旧版API标准中抗震计算的异同,并结合工程实例对如何将国内标准中地震参数
转换为AP新版规范的计算参数进行了说明。
关键词;储榑;地震计算;参数转换
中图分类号:TQ053;TE972文献标志码:Adoi:10.3969/.issn.1000-7466.2015.03.013
Seismic Calculation of Storage Tank for Air Separation
YIN Li-h:
LIU ia-hu
( Linde Engineering( Hangzhou) Co. Ltd, Hangzhou 310012, China
Abstract: The seismic design of atmospheric pressure low-temperature storage tank for air sepa
ration units often refers to the API 620design and Construction of Large, Welded, Lo- pres
sure Storage Tank s, Appendix I. Compared with the API 620-2002(the 10th edition), the
new API 620-2008(the 11th edition )has changed a lot in the seismic calculation. The 1lth ed
tion was compared with the 10th edition, and explanation of how the earthquake parameters were
transformed in GB to those in the new API standard using engineering examnple was given.
Key words: tank; earthquake calculation; parameter transform
大型常压低温液体储槽是空分后备系统的核心考API650《钢制焊接油罐》附录E的抗震计算部分
装置之一,抗震设计则是储槽完整性设计过程中的(当时的版本是API650-2007,口前最新版本为
重要组成部分。2008年之前,空分储槽抗震计算多API65020133),在此基础上再辅以额外的要求。
依据美国石油协会标准API6202002《大型焊接笔者对比分析了API620第10版和第1版抗震计
低压储槽设计与建造》(第10版)”附录L执行。算的异同,并结合工程实例对如何将国内标准中地震
该标准采用反应谱理论,考虑了罐自身和罐内介质参数转换为AP!新版规范的计算参数进行了说明
在地震发生时产生的2种不同振动模式(耦联振动
产生脉冲压力,晃动产生对流压力),对其破坏形式,
APⅠ标准主要差异
如轴向失稳、晃液等进行控制。从第11版API
620-2008《大型焊接低压储槽设计与建造》2开始,1.1设防地震作用
附录L中不再有具体的计算过程细节,而是建议参
第10版API620参考的结构设计规范是美国
收稿日期:2014-12-06
作者简介:殷黎航(1991-),男,江苏镇江人,助理工程师,学士,现主要从事空分设备的设计工作
第3期
般黎航,等:空分常压低温液体储槽抗震计算
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UBC1997《统一建筑规范》1,该规范采用50a超越接相加过于保守,因而总力取两者的平方相加再取
概率10%的地震作用(地震设计重现期475a)作为平方根。此外,API620第10版并未考虑垂直地震
基准设防地震作用,主要适用于美国西部地区。此作用的影响,而API650则有相关内容。
外,美国还有NBC(东北部地区)、SBC(中南部地
API620第11版在引用API650地震计算的
区)规范。而第11版API620所引用的API650采基础上:.,还根据本标准适用储槽的特点对某些参数
用的是2000年上述3个规范的编制机构共同出版进行了修改。例如按API620设计的储槽若考虑
的IBC200《国际建筑规范》。IBC与UBC最大50a内超过概率2%的地震作用(CLE工况),则地
不同之处在于采用50a内超过概率2%的地震作用震折减系数Q取1(API650原为2/3,API620如此
(地震设计重现期2475a)作为设防地震作用并考处理相当于提高了1.5倍的地震作用)。考虑到某些
虑一定折减效应,使全美抗震防倒塌水平达到统一。储存介质的特殊性,如空分中常见的液氧、液氮等低
1.2地震参数
温介质且泄漏会造成巨大的损失,API620相应提
第10版API620按照UBC规范将全美分为0~高了脉冲力和晃动力的削减系数(Rw、Rw)等。
4共5个烈度分区,对应不同分区有不同的设计基本
考虑到与第10版的连续性,除了采用50a内
加速度系数Z。API650没有地震分区的概念,地震超过概率2%的地震作用外,API620第11版也允
加速度由系数S和SD决定,Sns指反应谱加速度的许采用50a超越概率10%的地震作用(OLE工
峰值,Sp指反应谱下降段的值。对于一个具体的工况),但相应的计算公式应符合附录L中的改动,并
程地点,可先由最大考虑地震(MCE)分布图査得该地对计算结果有许多额外要求
的S.和S1并考虑系数F。和F、综合得到。其中S
为0.2s特征周期时的最大地震加速度,S,为1s特
2地震参数转换工程实例
征周期时的最大地震加速度,F为地震加速度影响
由于各国的抗震设计水平和历史不同,各国储
系数,F、为地震烈度影响系数。F。、F。与该地的土壤槽的抗震设计参数差别较大。对国内设计人员来
条件和1s周期反应谱加速度S1有关
说,采用新版API620进行抗震计算的最大难点在
3髄國系数
于,如何把国内标准中的地震参数转化为API标准
锚固系数∫是API650从2007版中新加入的中使用的参数。笔者以某空分项目5000m液氮
用于校验储榑是否需要锚固的主要参数。发生地震储槽为例对此加以说明
时,若储槽自重等抗倾覆力足够大,则处于自锚固状
该储槽位于我国西北地区,直径18.5m,设计
态,此时即使不设置锚固也不会发生倾覆,反之则需压力15kPa,设计温度-196C。储槽罐壁材质为
要增加锚固。
0Cr18Ni9,最下层壁厚12mm,腐蚀裕量0,设计液
当J≤0.785时,可认为储槽处于自错固状态。位18.6m。按GB50011-2010《建筑抗震设计规
当0.785要罐壁不发生轴压失稳,即不出现所