100m_3以下液化石油气储罐与铁路罐车设计之比较.pdf

张麦秋1963 - 男,湖南宁乡人,高级讲师收稿日期 2003 - 05 - 15 文章编号 1008 - 7842 2003 06 - 0032 - 02 100m3以下液化石油气储罐与铁路罐车设计之比较 张麦秋1,旷志新2 1 湖南化工职业技术学院,湖南株洲412004 ; 2 湘东化机厂研究院,湖南攸县412004 中图分类号 TE821; U27214 文献标志码 B 1 前言 液化石油气是石油炼制的副产品,既可以作为化 工原料,也是一种优质燃料。液化石油气的供应以铁 路运输能力大、费用低而广泛采用。目前国内液化石 油气铁路罐车的容积一般在100 m 3 以下,和大多数 100m3以下的液化石油气储罐一样为卧式储罐。下面就 两者在其设计上的异同进行分析比较,以便设计。 2 标准和规范 液化石油气储罐与铁路罐车的设计标准与规范见 表1。 表1 液化石油气储罐和铁路罐车的设计标准和规范 设计对象标准和规范 储罐 压力容器安全技术监察规程 、G B150 - 1998钢制压 力容器 铁路罐车 压力容器安全技术监察规程 、G B150 - 1998钢制压 力容器 、液化气体铁路罐车安全管理规程 、 G B10478- 89液化气体铁道罐车技术条件 、TB/ T1335 - 1996铁道车辆强度设计及试验鉴定规范 3 设计参数 311 设计压力 根据压力容器安全监察规程以下称容规 第34条规定,固定式液化石油气储罐的设计压力应按 不低于50℃ 时混合液化石油气组分的实际饱和蒸汽压 来确定,设计单位应在图样上注明限定的组分和对应 的压力 〔1〕。若无实际组分数据或不做组分分析 ,其设 计压力可按表2选取 〔2〕。 表2 固定液化石油气罐的设计压力选用表 介质类型设计压力/ MPa 液化石油气 丁烷、丁烯、丁二烯0179 介质50℃ 时饱和蒸汽压小于1157MPa1157 介质为液态丙烷或介质在50℃ 时饱和蒸汽 压大于1157MPa、小于1162MPa 1177 介质为液态丙烷或介质在50℃ 时饱和蒸汽 压大于1162MPa 2116 根据规定,一般取介质50℃ 时饱和蒸汽压的111 倍作为液化石油气铁路罐车的设计压力 〔3〕, 其中包括 了装卸压力以及运输过程中因紧急制动而产生的附加 压力,具体可按表3选取 〔1〕。 表3 铁路罐车的设计压力选用表 介质类型设计压力/ MPa 液化石油气 50℃ 饱和蒸汽压大于1162MPa时2116 其余情况1177 312 设计温度 对于液化石油气储罐,无保冷设施时,其设计温 度取50℃,有可靠保冷设施时,其设计温度为可能达 到的最高工作温度 〔1〕。 液化石油气铁路罐车一般不带遮阳罩,也不加绝 热层,其设计温度取决于环境温度,根据我国各地区 最高及最低气温统计,一般环境为- 40℃ ～ 50℃, 在寒冷地区,液化石油气的饱和蒸汽压随温度的降低 而急剧减小。当温度 ≤- 20℃ 时,其饱和蒸汽压仅为 012～013MPa ,此时罐体承受内压而产生薄膜应力工 况,因而可不按低温容器对待,一般以环境最高温度 50℃ 作为设计温度。 313 其它参数 其它设计参数汇总于表4。 表4 其它设计参数汇总表 设计参数 设计对象 储罐铁路罐车 焊接接 头系数 双面焊、全焊透、100 射线检测,焊接接头系数 为110 双面焊、全焊透、100 射线检测,焊接接头系数 为110 腐蚀裕量 按年腐蚀量为0105 mm, 设计寿命20年计,腐蚀 裕量取1mm 按年腐蚀量在0105 mm, 设计寿命20年计,腐蚀 裕量取1mm 容器类别 PV乘积大于10 MPam3, 则为三类压力容器 PV乘积小于10 MPam3, 则为二类压力容器 容规1999版规定,液 化石油气铁路罐车为三类 压力容器 材料选择 Q235 - C、20R、16MnR、 15MnVR Q235 - C、20R、16MnR、 15MnVR、WH590〔 4〕 第23卷第6期 2003年12月 铁 道 机 车 车 辆 RAILWAY LOCOMOTIVE -装量系数,对液化石油气取 019; ρt-设计温度下的饱和液体密 度, t/ m3。 铁路罐车的最大充装量〔 1〕 WvV W-罐体允许最大装量, t ; V-单位容积充装量,按介质 在50℃时罐体内留有8 气相 空间及该温度下的介质密度确 定, t/ m3,对液化石油气,V 0142t/ m3; V-罐体实际容积, m3。 7 制造要求 两种罐本的制造要求如表8所示。 表8 两种罐本的制造要求 项目储罐铁路罐车 无损检测 容规 、G B150 - 1998规定, A、B类焊接接头100 射 线检测,按JB4730 - 94规定的 Ⅱ 级合格。C、D类焊接 接头100 磁粉检测,缺陷显示累积长度I级合格 热处理 容规 、G B150 - 1998规定,全部焊接工作完成后,应 进行整体消除应力的热处理 液压压 力试验 Pr1125P [σ] [σ] Pr115P 气密性试 验压力 Pr110PPr110P 从以上分析对比可以看出,液化石油气储罐和铁 路罐车在设计参数的确定上基本一致。但液化石油气 铁路罐车属移动式压力容器,作用于罐车上的载荷较 储罐复杂得多,因此在各方面都要严格一些,目的就 是确保其安全运行,在设计中应特别注意。 参考文献 1 压力容器安全技术监察规程[S]119981 2 HG20580 - 19981 钢制化工容器设计基础规定[S]1 3 化工部 1 液化气体铁路罐车安全管理规程[S]119871 4 李书瑞等 1 高性能WH590钢板力学性能试验及焊接性能试 验研究[J ]1 压力容器 11998 1 5 邵承宁 1 铁路车辆强度计算基础[M]1 北京人民铁道出 版社, 19791 6 G B150 - 19981 钢制压力容器[S]1 7 TB/ T135 - 19961 铁道罐车强度设计及试验鉴定规范[S]1 8 G B10478 - 891 液化气体铁道罐车技术条件[S]1 第6期100m3以下液化石油气储罐与铁路罐车设计之比较33 标准分享网 w w w .b z f x w .c o m 免费下载