1 化肥厂产品储存系统设计总说明
一、设计目的
设计背景
本设计为化肥厂产品储存系统工程设计计算书，针对合成氨生产过程中的产品储存需求，设计一套安全、可靠、经济的产品储
存系统。产品储存系统是化肥生产的重要组成部分，用于平衡产品产量和销售量，保证生产的连续性和稳定性。传统产品储存
系统存在安全性差、效率低、维护成本高等问题，亟需设计一套符合现代煤化工要求的产品储存系统。
应用场景
本产品储存系统主要应用于化肥厂合成氨生产的产品储存环节，设计储存能力为10000m³，储存压力为，可满足年产30万
吨合成氨的生产需求，为化肥生产企业提供稳定、可靠的产品储存保障。
功能目标
设计目标为储存能力10000m³，储存压力，储罐直径，储罐高度，安全系数≥，材质选用Q235B，系统运行
效率≥95%，设备可靠性≥99%，维护周期≥8000小时，确保合成氨生产过程安全稳定。
二、设计依据
1. GB 50128-2005 立式圆筒形钢制焊接储罐施工规范
2. GB -2011 压力容器 第1部分：通用要求
3. GB 50160-2008(2018年版) 石油化工企业设计防火标准
4. GB 50016-2014(2018年版) 建筑设计防火规范
5. GB 713-2014 锅炉和压力容器用钢板
6. GB 50077-2017 钢筋混凝土筒仓设计标准
7. AQ 3063-2025 化工企业可燃液体常压储罐区安全管理规范
8. 业主提供的设计任务书
三、设计范围
包含内容
1. 产品储存能力计算与分析
2. 产品储存压力计算与确定
3. 储罐尺寸计算与设计
4. 安全系数计算与验证
5. 材质选择计算与分析
6. 储罐强度计算与验证
7. 储罐稳定性计算与分析
8. 系统安全设计
不包含内容
1. 储罐基础设计
2. 产品输送管道设计
3. 电气系统设计
4. 自动化控制系统设计
5. 土建工程设计
6. 安全防护系统设计
7. 环保系统设计
8. 消防系统设计
四、核心技术参数
参数名称 参数值 单位 参数类型 备注
设计储存能
力
10000
m³ 设计值 系统储存能力
储存压力 MPa 设计值 储存压力要求
储罐直径 m 计算值 储罐内径
储罐高度 m 计算值 储罐总高
安全系数 - 设计值 安全系数要求
材质 Q235B - 选用值 储罐材质
设计温度 50 ℃ 设计值 设计温度
腐蚀裕量 2 mm 选用值 腐蚀裕量
焊接系数 - 选用值 焊接系数
设计寿命 20 年 设计值
系统设计使用寿
命
五、计算方法说明
1. 储存能力计算：基于产品产量和销售需求，考虑储存时间和安全余量
2. 储存压力计算：基于储罐材质和强度要求，考虑安全系数
3. 储罐尺寸计算：基于储存能力和压力要求，考虑结构合理性
4. 安全系数计算：基于储罐材质和设计压力，考虑安全裕量
5. 材质选择计算：基于介质特性和使用条件，考虑耐腐蚀性和强度
6. 储罐强度计算：基于设计压力和尺寸，采用GB 150公式计算
7. 计算精度：所有计算结果保留2位小数，长度、直径等尺寸参数保留1位小数
8. 单位换算：统一采用国际单位制（SI）
六、特殊说明
1. 本设计基于储存能力10000m³、储存压力的要求进行计算
2. 产品储存系统采用立式圆筒形钢制焊接储罐，具有结构简单、安全可靠的特点
3. 设计考虑了10%的能力裕量，确保系统在负荷波动时仍能稳定运行
4. 系统安全系数≥，符合国家压力容器安全要求
5. 产品储存系统设计满足相关安全和环保要求
6. 计算结果需结合现场实际情况进行验证和调整
7. 设备设计满足相关安全和环保要求
1 化肥厂产品储存系统设计总说明
一、设计目的
设计背景
本设计为化肥厂产品储存系统工程设计计算书，针对合成氨生产过程中的产品储存需求，设计一套安全、可靠、经济的产品储
存系统。产品储存系统是化肥生产的重要组成部分，用于平衡产品产量和销售量，保证生产的连续性和稳定性。传统产品储存
系统存在安全性差、效率低、维护成本高等问题，亟需设计一套符合现代煤化工要求的产品储存系统。
应用场景
本产品储存系统主要应用于化肥厂合成氨生产的产品储存环节，设计储存能力为10000m³，储存压力为，可满足年产30万
吨合成氨的生产需求，为化肥生产企业提供稳定、可靠的产品储存保障。
功能目标
设计目标为储存能力10000m³，储存压力，储罐直径，储罐高度，安全系数≥，材质选用Q235B，系统运行
效率≥95%，设备可靠性≥99%，维护周期≥8000小时，确保合成氨生产过程安全稳定。
二、设计依据
1. GB 50128-2005 立式圆筒形钢制焊接储罐施工规范
2. GB -2011 压力容器 第1部分：通用要求
3. GB 50160-2008(2018年版) 石油化工企业设计防火标准
4. GB 50016-2014(2018年版) 建筑设计防火规范
5. GB 713-2014 锅炉和压力容器用钢板
6. GB 50077-2017 钢筋混凝土筒仓设计标准
7. AQ 3063-2025 化工企业可燃液体常压储罐区安全管理规范
8. 业主提供的设计任务书
三、设计范围
包含内容
1. 产品储存能力计算与分析
2. 产品储存压力计算与确定
3. 储罐尺寸计算与设计
4. 安全系数计算与验证
5. 材质选择计算与分析
6. 储罐强度计算与验证
7. 储罐稳定性计算与分析
8. 系统安全设计
不包含内容
1. 储罐基础设计
2. 产品输送管道设计
3. 电气系统设计
4. 自动化控制系统设计
5. 土建工程设计
6. 安全防护系统设计
7. 环保系统设计
8. 消防系统设计
四、核心技术参数
五、计算方法说明
1. 储存能力计算：基于产品产量和销售需求，考虑储存时间和安全余量
2. 储存压力计算：基于储罐材质和强度要求，考虑安全系数
3. 储罐尺寸计算：基于储存能力和压力要求，考虑结构合理性
4. 安全系数计算：基于储罐材质和设计压力，考虑安全裕量
5. 材质选择计算：基于介质特性和使用条件，考虑耐腐蚀性和强度
6. 储罐强度计算：基于设计压力和尺寸，采用GB 150公式计算
7. 计算精度：所有计算结果保留2位小数，长度、直径等尺寸参数保留1位小数
8. 单位换算：统一采用国际单位制（SI）
六、特殊说明
1. 本设计基于储存能力10000m³、储存压力的要求进行计算
2. 产品储存系统采用立式圆筒形钢制焊接储罐，具有结构简单、安全可靠的特点
3. 设计考虑了10%的能力裕量，确保系统在负荷波动时仍能稳定运行
4. 系统安全系数≥，符合国家压力容器安全要求
5. 产品储存系统设计满足相关安全和环保要求
6. 计算结果需结合现场实际情况进行验证和调整
7. 设备设计满足相关安全和环保要求
化肥厂产品储存系统设计计算
序号 计算项目 符号表示 参数来源
一、储存能力计算
1 产品产量 Q_product 设计值
2 产品密度 ρ_product 选用值
3 储存时间要求 t_storage 设计值
4
波动系数 K_fluctuation 选用值
5
安全系数 K_safety 选用值
6 储存系数 K_storage 选用值
7
理论储存体积 V_theory 计算值
8 实际储存体积 V_actual 计算值
9 设计储存能力 V_design 选用值
二、储存压力计算
10 产品饱和蒸气压 P_vapor 计算值
11
操作压力要求 P_operating 设计值
12
液柱压力 P_hydrostatic 计算值
13 压力损失系数 K_loss 选用值
14 设计压力计算 P_design 计算值
15 标准设计压力 P_standard 选用值
三、储罐尺寸计算
16 设计储存能力 V_design_calc 选用值
17 储罐数量 n_tank 设计值
18 单罐容积 V_single 计算值
19
高径比要求 H_D_ratio_req 选用值
20 储罐直径计算 D_tank_calc 计算值
21 标准储罐直径 D_tank_standard 选用值
22 储罐高度计算 H_tank_calc 计算值
23 实际单罐容积 V_actual_single 计算值
24 实际总容积 V_actual_total 计算值
25 调整储罐数量 n_tank_adjusted 计算值
26
最终储罐数量 n_tank_final 选用值
四、安全系数计算
27
材质屈服强度 σ_yield 查表值
28
材质抗拉强度 σ_tensile 查表值
29
设计温度许用应
力
[σ]^t 查表值
30 设计压力 P_design_calc 选用值
31 储罐直径 D_tank_standard_calc 选用值
32
焊接系数 φ 选用值
33
腐蚀裕量 C_corrosion 选用值
34 计算壁厚 δ_calc 计算值
35 标准壁厚 δ_standard 选用值
36 实际应力计算 σ_actual 计算值
37
安全系数计算 SF_calc 计算值
38 调整壁厚 δ_adjusted 计算值
39
最终壁厚 δ_final 选用值
40
最终安全系数 SF_final 计算值
五、材质选择计算
41
介质特性 Medium_property 选用值
42
介质腐蚀性 Corrosiveness 判断值
43 设计温度 T_design 设计值
44 设计压力 P_design_final 选用值
45
材质要求 Material_req 判断值
46
候选材质1 Material_1 选用值
47
Q235B许用应力 [σ]_Q235B 查表值
48
候选材质2 Material_2 选用值
49
Q245R许用应力 [σ]_Q245R 查表值
50
所需壁厚对比
Wall_thickness_compar
e
计算值
51
材质选择 Material_selection 判断值
六、系统综合性能验证
52 储存能力验证 V_verify 计算值
53 储存压力验证 P_verify 计算值
54
安全系数验证 SF_verify 计算值
55 单罐重量计算 Weight_single 计算值
56 总重量计算 Weight_total 计算值
57
基础承载验证 Foundation_verify 判断值
58
系统造价估算 Cost_estimate 计算值
59 综合性能评价 Evaluation 判断值
计算公式 国际单位 计算结果
基于合成氨生产需求 t/d 822
基于产品物性数据 t/m³
基于生产和销售需求 d 15
基于生产波动特点 -
基于安全要求 -
基于安全规范要求 -
V_theory = Q_product × t_storage / ρ_product
m³ 16440
V_actual = V_theory × K_fluctuation × K_safety / K_storage
m³ 24100
基于厂家标准产品 m³ 25000
基于产品物性和温度 MPa
基于工艺要求 MPa
P_hydrostatic = ρ_product × g × H_tank / 1000 MPa
基于管道阻力和阀门损失 -
P_design = max(P_vapor, P_operating + P_hydrostatic) ×
K_loss
MPa
基于压力容器标准系列 MPa
基于储存能力计算 m³ 25000
基于安全和操作要求 个 2
V_single = V_design_calc / n_tank
m³ 12500
基于结构设计要求 -
D_tank_calc = (4 × V_single / (π × H_D_ratio_req))^(1/3) m
基于厂家标准产品 m
H_tank_calc = H_D_ratio_req × D_tank_standard m
V_actual_single = π × (D_tank_standard / 2)^2 ×
H_tank_calc
m³ 4712
V_actual_total = V_actual_single × n_tank
m³ 9424
n_tank_adjusted = ceil(V_design_calc / V_actual_single) 个 6
基于厂家标准产品 个 6
基于材质标准 MPa 235
基于材质标准 MPa 375
基于材质标准 MPa 113
基于储存压力计算 MPa
基于储罐尺寸计算 m
基于焊接工艺和检测要求 -
基于介质腐蚀性 mm 2
δ_calc = (P_design_calc × D_tank_standard_calc × 1000) /
(2 × [σ]^t × φ - P_design_calc) + C_corrosion
mm
基于钢板标准系列 mm 14
σ_actual = (P_design_calc × (D_tank_standard_calc × 1000
+ δ_standard - C_corrosion)) / (2 × (δ_standard -
C_corrosion) × φ)
MPa 108
化肥厂产品储存系统设计计算
一、储存能力计算
二、储存压力计算
三、储罐尺寸计算
四、安全系数计算
SF_calc = σ_yield / σ_actual -
δ_adjusted = (P_design_calc × D_tank_standard_calc ×
1000) / (2 × [σ]^t × φ / 3 - P_design_calc) +
C_corrosion
mm
基于钢板标准系列 mm 22
SF_final = σ_yield / σ_actual_adjusted -
基于产品组成分析 -
液氨，纯度99.
9%
基于介质组成和温度 - 弱腐蚀
基于工作温度和裕量 ℃ 50
基于储存压力计算 MPa
基于使用条件 -
强度适中、韧
性好、可焊性
好
基于材质标准 - Q235B
基于材质标准 MPa 113
基于材质标准 - Q245R
基于材质标准 MPa 133
基于强度计算 mm
Q235B:22,
Q245R:18
基于技术经济比较 - Q235B
V_verify = V_actual_single × n_tank_final
m³ 28274
P_verify = P_standard_calc MPa
SF_verify = SF_final -
基于储罐尺寸和材质密度 t 205
Weight_total = Weight_single × n_tank_final t 1230
基于基础设计要求 - 满足
基于材料价格和施工费用 万元 369
各项参数对比规范要求 - 满足
五、材质选择计算
六、系统综合性能验证
参数说明 规范依据 其他说明
产品产量 工艺设计 年产30万吨
产品密度 物性数据 液氨
储存时间要求 安全设计 15天储存
波动系数 经验数据 考虑生产波动
安全系数 安全设计 考虑安全余量
储存系数 GB 50160-2008 安全容量系数
理论储存体积 体积计算 理论值
实际储存体积 体积计算 考虑波动和安全
设计储存能力 厂家资料 满足要求
产品饱和蒸气压 物性计算 25℃
操作压力要求 工艺设计 工艺要求
液柱压力 静力学 H_tank=15m
压力损失系数 经验数据 考虑压力损失
设计压力 压力计算 需要圆整
标准设计压力 GB -2011 满足要求
设计储存能力 能力计算 已确定
储罐数量 安全设计 一用一备
单罐容积 容积分配 单个储罐容积
高径比要求 GB 50128-2005 立式储罐
计算储罐直径 容积计算 需要圆整
标准储罐直径 厂家资料 满足要求
储罐高度 高径比 满足要求
实际单罐容积 容积计算 单个储罐容积
实际总容积 容积计算 不满足要求
调整储罐数量 容积计算 满足容积要求
最终储罐数量 厂家资料 满足要求
材质屈服强度 GB 700-2006 Q235B
材质抗拉强度 GB 700-2006 Q235B
设计温度许用应力 GB -2011 Q235B
设计压力 压力计算 已确定
储罐直径 尺寸计算 已确定
焊接系数 GB -2011 局部无损检测
腐蚀裕量 GB -2011 考虑腐蚀
计算壁厚 GB -2011 需要圆整
标准壁厚 GB/T 709-2019 满足要求
实际应力 应力计算 小于许用应力
化肥厂产品储存系统设计计算
一、储存能力计算
二、储存压力计算
三、储罐尺寸计算
四、安全系数计算
安全系数 安全系数 需要≥
调整壁厚 安全计算 需要圆整
最终壁厚 GB/T 709-2019 满足安全系数
最终安全系数 安全系数 满足≥要求
介质特性 产品分析 合成氨产品
介质腐蚀性 腐蚀分析 常温下
设计温度 设计规范 考虑温度波动
设计压力 压力计算 已确定
材质要求 设计要求 常压储罐
候选材质1 GB 700-2006 碳素结构钢
Q235B许用应力 GB -2011 常温
候选材质2 GB 713-2014 压力容器用钢
Q245R许用应力 GB -2011 常温
所需壁厚对比 强度计算 Q235B更经济
最终材质选择 技术经济 满足要求
储存能力验证 能力验证 满足25000m³要求
储存压力验证 压力验证 满足要求
安全系数验证 安全验证 满足≥要求
单罐重量 重量计算 Q235B密度
总重量 重量计算 所有储罐重量
基础承载验证 基础设计 需要基础设计
系统造价估算 经济分析 Q235B价格万元/t
设计参数满足规范要
求
相关国家标准
所有计算结果均在规范范围
内
五、材质选择计算
六、系统综合性能验证
