液化天然气储罐区防液堤的设计理论及相关问题之我见.doc

液化天然气储罐区防液堤的设计理论及相关问题之我见 2007-4-5 分享到： QQ空间 新浪微博 开心网 人人网 摘要：目前，天津的液化天然气码头即将建成,液化天然气供应站的工程建设以及随之而来的设计工作势必蓬勃开展起来。防液堤，作为供应站储罐区至关重要的安全防护构筑物，其工程质量亦不可轻视。近年来，天然气管线及其配套调压场站的设计工作较多，而这种伴有液态储罐的供应基地的设计实践相对比较少，设计人员容易忽视防液堤等技术细节问题的理论分析，造成工程安全隐患。本文将从国家有关规范入手，对防液堤的计算理论进行详细阐述，并结合自身工程经验对现有工程中存在的一些问题提出看法，以期对读者有所帮助。关键词：液化天然气?? 防液堤?? 设计理论1?引言??? 液化天然气供应站是指以储罐接收从生产基地或进口基地运来的液化天然气。并经气化、调压后，输送到管网的场站。供应站的核心设施是储罐，为了防止储罐泄漏时液化天然气任意外流，造成火灾、曝炸灾害蔓延的情况，储罐必须设置在非燃烧体实体围护墙内，这样的实体同护墙就叫做防液堤。2005年，国家颁布了由中国石油天然气总公司主编的《储罐区防火堤设计规范》，它的适用范围是地上液态储罐区(包括油罐、液化石油气及天然气凝液储罐)的防火堤、防液堤或防护墙。以下，本文将根据此规范并结合其它有关规范，从布置原则、强度分析、稳定性分析3个方面来阐述液化天然气防液堤的设计理论，并结合自身的设计经验，对现有工程中存在的一些问题提出看法。2?液化天然气防液堤的布置原则??? 液化天然气防液堤的布置主要应遵循以下几个原则：??? (1)防液堤内的有效容积应不小于较大罐的单罐容积。??? (2)防液堤的高度应为1m一1.6m。之所以对防液堤限定最小高度，主要是防止消防救援时消防水外溢；限定最高高度，主要是考虑消防救援时消防视线不被阻挡。在工程实践中，防液堤高度一般为1m。??? (3)防液堤的内外地面可平齐。必要时，可设计成内低外高，以提高防液堤的抗倾覆能力。若设计成内高外低，不但浪费材料，还给人以不安全感,一般情况下不应采用。??? 还有一个问题，一座防液堤内不宜设置过多的储罐。当储罐数量较多时，应用隔堤隔开，分组设置。在《储罐区防火堤设计规范》中提出：全冷冻式储罐，储罐组内的储罐数量不应多于两个。目前，在很多工程中都没有按照这一条实行。甚至有一座防液堤内设置10个储罐的情况，大大增加了事故及其危害的概率，这是很值得商榷的。3?液化天然气防液堤的强度分析??? 强度分析是液化天然气防液堤设计的关键所在，其计算原则在《储罐区防火堤设计规范》中有明确规定：应按承载能力极限状态进行堤内满液工况荷载效应的基本组合计算。在7度及7度以上抗震地区，应进行地震作用效应的基本组合计算。此条是强制性条文，设计时必须严格遵守。按上述原则进行计算时，控制截面一般是防液堤埋入地坪的那个截面(如图1)。对目前工程中常用的防液堤选型为钢  筋混凝土防液堤和砖砌体防液堤来说，强度计算虽然都是取lm堤长作计算单元，但方法有所不同。对于钢筋混凝土防液堤按偏压进行正截面承载力计算，按受弯进行斜截面抗剪计算。而砖砌体防液堤按纯弯分别进行正截面和斜截面承载力计算。下面将分别详细阐述。另外，应该指出，防液堤的构造决定它必定能满足刚度要求，所以不必进行变形验算。3.1?钢筋混凝土防液堤的计算??? 钢筋混凝土防液堤在两种组合中所受的轴力均只为自重，如下式：N=I.2 GK??? 式中GK--每米堤长计算截面以上堤身自重荷载标准值。??? 在静力组合中，钢筋混凝土防液堤的弯矩来源于静液压力的合力对计算截面的矩(计算简图见图2)，按下列公式计算：??????? M=1.0MYK??????? MYK=PYKH0??????? PYK=1/2γyH2y??????? H0=1/3Hy???? 式中MYK——计算截面以上每米堤长静液压力合力对计算截面的弯矩标准值；???????? PYK——计算截面以上每米堤长静液压力合力标准值；?  ???? Hy——计算截面至液面距离；???? H0——计算截面以上每米堤长静液压力合力位置至计算截面的距离。???? 在地震组合中，钢筋混凝土防液堤的弯矩来源于静液压力合力、堤身水平地震作用台力和水平动液压力合力对计算截面的矩，计算公式如下：??? M=1.0MYK+0.6×1.3(MEGK+MEYK)??? 式中MEGK--计算截面以上每米堤长水平地震作用合力对计算截面的弯矩标准值；??? MEYK——计算截面以上每米堤长水平动液压力合力对计算截面的弯矩标准值。??? 钢筋混凝土防液堤在水平地震作用下是以弯曲变形为主的，计算公式是以纯弯曲理论为基础的(计算简图见图3)，