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设备管理
大型矩形容器的加强结构优化设计
孟利宏(四川晨光工程设计院,成都610041)
摘要;大型矩形容器由于其容积大,受液体载荷的影响容
矩形容器底板放置在18#工字钢支撑上如图2所示,相关
易引起刚性不足,导致容器产生严重変形,如何对这类容器选文献中并未提及底板强度校核,为校核工字钢强度,将底板假
择合理的加强结构设计,对大型矩形容器的制造,经济性会产设为顶板,把液柱静压力作为顶板承受载荷进行校核计算
生很大影响。本文针对一大型矩形容器采用型钢进行结构加
底板有效厚度:=8。-C1-C2=14-2-0.3=1.7mum
强,通过分析其受力情况以达到优化设计的目的。
液柱静压力:Pc=pgh=98×9.8×3=0.02934MPa
关键词:矩形容器;加强结构;优化设计;受力
最大挠度计算:
在润滑油生产平台上,由于生产的实际需要及为节省空
BA(p86。+P
间,出产的成品油储罐往往被设计成大尺寸的常压矩形容器,
E83
这类容器由于压力低,温度不高常常受到设计者的忽视,但由
0.083×1265×(7.85×10°x9.8×1.7+0.02934
=19.20mm
于其体积大,承受较大的液体载荷,如果加强结构设计不合理,
2.09×103×11.7
容器刚性设计不足,则容易导致容器壁板发生严重的翘曲变形
根据底板许用挠度计算式
=2+6A30)-420)m
1结构恃点
其中,BMA=1300/1265=1.03
本文针对一体积为171m成品油储罐进行加强结构设计,
w≤[冂因此底板最大挠度满足要求。
其结构俯视图如图1所示,长×宽×高为15000×3800×3000
(式中:p,-矩形板或加固件的材料密度;E一设计温度下
板及底板材料为Q345R、中间由壁板分隔成12个独立空间,材料的弹性模量:B-系数。)
工字钢加强筋的截面系数取Z,取长度方向截面系数Zr
器放置在7个间隔为2530mm的条形砖混基础上。设计结构为
开式排放设备,印无顶板,由于该设备为常温常压结构,按文獻与宽度方向截面系数Z中的较大值,底板上加强筋实际的截
中壁板计算,考虑经済性要求即取四周側板及中间壁板的厚面系数应不小于z。
度δ=8mum,底板厚度根据文献计算可得8。=14m。
根据文献中,Z4和Z的计算公式为:
56n.+P)J-V2L-6
Z
=21339mm
9.4r]
2(Ps6+Po4-"0.=19190m
9.4rl
6
式中:Lっ、Wー加强筋沿L、W方向的间距;{on-常温下
型钢结构件材料的许用应力,MPa
根据上述计算可知,Z,=max(2,,r)=2139m
18)工字钢截面模数,=185000mm',W,=2600om
Z,<{W,W,},因此工字钢强度设计满足底板加强结构的
要求。
图1矩形容器的结枃俯视图
2加强结构设计
对受内压矩形截面的容器进行受力分析,在液体压力的作
用下,其底板及四周的側板将产生很大的弯矩而变形,尽管中
265
间隔板对侧板有一定程度的加强作用,但是实际应用中容器的
性仍达不到要求,因此底板及四周侧板都需要加强,底板由
2520x6(=15120)
于放置在条形砖混基础上,与条形石墩接触的位置拟采用18#
工字钢进行加强支撑,每两个条形砖混基础的底板中间位置采
用角钢进行加固;四周側板采用角钢进行加强。合理的利用型
钢对容器进行加固,保证其刚性设计满足要求。
图2底板工宇钢加强结构
3受力计算
3.2竖向加强结构设计
本文分三个方面对矩形容器的加强结构进行受力计算
矩形容器的竖向加固,采用角钢∠75×75×8进行加强,合
3.1底板加强结构设计
(下转第62页)
2017年07月化で1203
万方数据
工艺管理
线查
曲政
交出参的时数ロ目41ーに数:升E15数量『回a12491-xB
H47-5效线
日时
425产液曲线
日时
RM 20140202 06 mm
2681
量2014901
515
20140902
2014090202040
201409020eD4:00
201409-03
27.49
20140904
20140902100300
2014-0945
01409R110
201409-6
2014D907
201409021203;U0
67
2014-09-08
201409021420D0
24.26
a5ms
2014-09-09
201409021437:00
201409-10
5.35
20140202164U0
2014-09-11
2014-0921501.00
2587
201409-12
513
214090215510
201403-13
201409021503.00
20140914
2014092170300
20140915
2014090190C0
201409-16
2014002200300
201499-17
图4官47-5泵效曲线图和井口产液曲线图
3.2运行参数
管理水平、减少工人芳动强度。
该井的冲次随油井频率的变化而变化,频率从46Hz下降参考文献:
30hZ,冲次1.98n/min下降1.28 n/min,有功功率9.37KW降低
]万晓凤,易其军,雷继棠,丁卯,张燕飞.动液面远程自动
到7.45KW,降低了1.92KW。
连续测量装置实现工程设计学报,2013,(6):260-264.
3.3产液情况
2]陈思维.油井动液面远程在线监测技术应用[I石油石化
图4为官47-5井的泵效和产液变化曲线。随着冲次的自节能(技术应用版),2013,(12):18-24.
动调节,表现为泵效提高,从25%提高到45%,产液量从5.2td
3]闽贵堂.动液面连续监测技术在间抽油井上的应用
提高到5.8d,同时,产油量从1.87増长到2.10,在节能降耗效.石油工程建设,2012,3865:61-62
果良好的情况下,油井潜力也得到了最大的发挥。
4任建,王平,于天津.抽油机动液面回音信号的声速提
4结语
取方法].工业仪表与自动化装置,2008,38:63-65
动液面迮续检测技术实现了动液面数据的实时监测,完善
5]李明,任桂山,刘睛,陈津刚.基于声波法的井下参数自
了油田开发资料。通过与变频器结合,闭环控制可实现液面深动采集技术在大港油田的试验.中国石油的化工,2012,1
度范围内的自动调节,提高油井生产效率,提升油井的自动化50-51.
(上接第203页)
理的布置加强筋,是大型矩形容器经济性要求考虑的重要因素
壁板计算厘_3a,pgh,+h=5.47m
之一,在本文中,采用反推法,由于壁板的厚度δ=8m,因此
6=8-C1ーC2