BDO工厂甲醛储罐设计计算书
一、设计总说明
1. 设计目的
本设计计算书旨在为BDO工厂甲醛储罐提供完整的技术设计依据，确保设计满足以下要求：
① 满足10万吨/年BDO装置的甲醛储存需求，储存量≥1500m³；
② 合理选择储罐材质，确保耐甲醛腐蚀，使用寿命≥15年；
③ 优化储罐容积设计，确保充装系数在以下；
④ 准确计算甲醛浓度，确保储存浓度在37-55%范围内；
⑤ 控制系统安全系数，确保安全系数≥。
2. 设计依据
① 《石油化工企业设计防火标准》GB 50160-2008
② 《精细化工企业工程设计防火标准》GB 51283-2020
③ 《立式圆筒钢制焊接储罐施工及验收规范》GB 50128-2005
④ 《立式圆筒钢制焊接油罐设计规范》GB 50341-2003
⑤ 《钢制压力容器》GB 150-1998
⑥ 《钢制焊接常压容器》JB/T 4735-1997
⑦ 项目设计任务书及工艺要求
⑧ 甲醛储存特性分析报告
⑨ 储罐技术参数手册
3. 设计范围
① 储罐容积计算：确定甲醛储罐的容积尺寸；
② 甲醛浓度计算：确定甲醛储存浓度；
③ 材质选择计算：确定储罐材质和厚度；
④ 使用寿命计算：预测储罐使用寿命；
⑤ 安全系数计算：计算储罐安全系数。
4. 技术参数
参数名
称
符号 数值 单位 备注
甲醛日消
耗量
Q_daily 500
m³/d 日消耗量
储存天数 T_store 3 d 储存天数
甲醛浓度 C_HCHO 40 % 储存浓度
设计温度 T_design 40 ℃ 设计温度
设计压力 P_design MPa 设计压力
充装系数 φ - 充装系数
材质类型 Type SS304 - 选用SS304
腐蚀裕量 C_margin 1 mm 腐蚀裕量
安全系数 K_safety - 安全系数
5. 计算方法
① 储罐容积：V = Q_daily×T_store/φ，Q_daily日消耗量，T_store储存天数，φ充装系数；
② 甲醛浓度：通过密度和折光率计算，或直接测量；
③ 材质厚度：t = P×D/(2×[σ]×φ-P)+C_margin，P压力，D直径，[σ]许用应力；
④ 使用寿命：L = C_margin/C_rate，C_margin腐蚀裕量，C_rate腐蚀速率；
⑤ 安全系数：K = [σ]/σ_actual，[σ]许用应力，σ_actual实际应力。
6. 其他说明
① 储罐类型：立式圆筒形储罐
② 结构形式：固定顶储罐
③ 材质要求：SS304不锈钢
④ 密封方式：氮封密封
⑤ 运行方式：连续运行
⑥ 安全系统：液位监控+压力监控
BDO工厂甲醛储罐设计计算书
一、设计总说明
1. 设计目的
本设计计算书旨在为BDO工厂甲醛储罐提供完整的技术设计依据，确保设计满足以下要求：
① 满足10万吨/年BDO装置的甲醛储存需求，储存量≥1500m³；
② 合理选择储罐材质，确保耐甲醛腐蚀，使用寿命≥15年；
③ 优化储罐容积设计，确保充装系数在以下；
④ 准确计算甲醛浓度，确保储存浓度在37-55%范围内；
⑤ 控制系统安全系数，确保安全系数≥。
2. 设计依据
① 《石油化工企业设计防火标准》GB 50160-2008
② 《精细化工企业工程设计防火标准》GB 51283-2020
③ 《立式圆筒钢制焊接储罐施工及验收规范》GB 50128-2005
④ 《立式圆筒钢制焊接油罐设计规范》GB 50341-2003
⑤ 《钢制压力容器》GB 150-1998
⑥ 《钢制焊接常压容器》JB/T 4735-1997
⑦ 项目设计任务书及工艺要求
⑧ 甲醛储存特性分析报告
⑨ 储罐技术参数手册
3. 设计范围
① 储罐容积计算：确定甲醛储罐的容积尺寸；
② 甲醛浓度计算：确定甲醛储存浓度；
③ 材质选择计算：确定储罐材质和厚度；
④ 使用寿命计算：预测储罐使用寿命；
⑤ 安全系数计算：计算储罐安全系数。
4. 技术参数
5. 计算方法
① 储罐容积：V = Q_daily×T_store/φ，Q_daily日消耗量，T_store储存天数，φ充装系数；
② 甲醛浓度：通过密度和折光率计算，或直接测量；
③ 材质厚度：t = P×D/(2×[σ]×φ-P)+C_margin，P压力，D直径，[σ]许用应力；
④ 使用寿命：L = C_margin/C_rate，C_margin腐蚀裕量，C_rate腐蚀速率；
⑤ 安全系数：K = [σ]/σ_actual，[σ]许用应力，σ_actual实际应力。
6. 其他说明
① 储罐类型：立式圆筒形储罐
② 结构形式：固定顶储罐
③ 材质要求：SS304不锈钢
④ 密封方式：氮封密封
⑤ 运行方式：连续运行
⑥ 安全系统：液位监控+压力监控
BDO工厂甲醛储罐设计计算表
序号 计算项目 符号表示 参数来源 计算公式
一 储罐容积计算
1 甲醛日消耗量 Q_daily 设计值 Q_daily = 500
2 储存天数 T_store 选用值 T_store = 3
3
理论储存量 V_theory 计算值 V_theory = Q_daily×T_store
4
充装系数 φ 选用值 φ =
5 储罐容积 V_tank 计算值 V_tank = V_theory/φ
6
高径比 H_ratio 选用值 H_ratio = 2
7 储罐直径 D_tank 计算值 D_tank = (4V_tank/(π×H_ratio))^(1/3)
8 储罐高度 H_tank 计算值 H_tank = D_tank×H_ratio
9 安全高度 H_safety 选用值 H_safety =
10
容积验证 V_check 判断值 V_tank≥V_theory
二 甲醛浓度计算
11 甲醛密度 ρ_HCHO 查表值 ρ_HCHO =
12
甲醛质量浓度 C_mass 计算值 C_mass = ρ_HCHO×C_HCHO/100
13
摩尔质量 M_HCHO 查表值 M_HCHO = 30
14
摩尔浓度 C_molar 计算值 C_molar = C_mass×1000/M_HCHO
15 折光率 n_refract 查表值 n_refract =
16 浓度范围 C_range 规范值 C_range = 37-55
17 浓度验证 C_check 判断值 C_HCHO在范围内
三 材质选择计算
18
材质类型 Material 选用值 Material = SS304
19 许用应力 [σ] 查表值 [σ] = 137
20 设计压力 P_design 选用值 P_design =
21
腐蚀裕量 C_margin 选用值 C_margin = 1
22
焊接系数 φ_weld 选用值 φ_weld =
23 计算厚度 t_calc 计算值
t_calc =
P_design×D_tank×1000/(2×[σ]×φ_weld-
P_design)
24
名义厚度 t_nominal 选用值 t_nominal = 8
25 最小厚度 t_min 规范值 t_min = 6
26
厚度验证 t_check 判断值 t_nominal≥t_calc+t_corrosion
四 使用寿命计算
27
腐蚀速率 C_rate 查表值 C_rate =
28
腐蚀裕量 C_margin 选用值 C_margin = 1
29
使用寿命 L_life 计算值 L_life = C_margin/C_rate
30 设计寿命 L_design 设计值 L_design = 15
31
疲劳寿命 L_fatigue 计算值 L_fatigue = 10^7
32
安全寿命 L_safety 计算值 L_safety = L_life/2
33 寿命验证 L_check 判断值 L_life≥L_design
五 安全系数计算
34 实际应力 σ_actual 计算值 σ_actual = P_design×D_tank/(2×t_nominal)
35 许用应力 [σ] 查表值 [σ] = 137
36
安全系数 K_safety 计算值 K_safety = [σ]/σ_actual
37
要求系数 K_req 设计值 K_req =
38
水压试验压力 P_hydro 计算值 P_hydro = ×P_design
39 试验应力 σ_hydro 计算值 σ_hydro = P_hydro×D_tank/(2×t_nominal)
40 试验安全系数 K_hydro 计算值 K_hydro = [σ]/σ_hydro
41
安全验证 K_check 判断值 K_safety≥K_req
六 设计验证
42
容积验证 V_final 判断值 1765m³≥1500m³
43 浓度验证 C_final 判断值 40%在37-55%内
44
材质验证 M_final 判断值 SS304材质合适
45 寿命验证 L_final 判断值 15年≥15年
46
安全验证 K_final 判断值 ≥
47
系统综合验证 system_check 判断值 所有参数满足要求
国际单位 计算结果 参数说明 规范依据 其他说明
m³/d 500 日消耗量 工艺要求 日消耗甲醛量
d 3 储存天数 规范要求 3天储存量
m³ 1500 理论储存量 体积公式 V=Q×T
-
充装系数 规范要求 ≤
m³ 1765 储罐容积 总容积 V=V_theory/φ
- 2
高径比 经验值
m 储罐直径 直径公式 D=(4V/(π×H))^(1/3)
m 储罐高度 高度公式 H=D×H_ratio
m 安全高度 规范要求 ≥
m³ 满足 容积充足 设计要求 1765≥1500
g/cm³ 甲醛密度 密度数据 40%浓度
g/cm³ 质量浓度 质量浓度 C=ρ×C%/100
g/mol 30
摩尔质量 分子量 HCHO=30
mol/L
摩尔浓度 摩尔浓度 C=C_mass×1000/M
- 折光率
折光数据 40%浓度
% 37-55
允许范围 工业级 甲醛浓度范围
% 满足 浓度合理 设计要求 40在37-55内
- SS304
材质类型 材质选择 不锈钢
MPa 137 许用应力 材料性能 SS304常温
MPa 设计压力 设计压力 微正压
mm 1
腐蚀裕量 规范要求 ≥1mm
-
焊接系数 规范要求
mm 计算厚度 壁厚公式 t=PD/(2[σ]φ-P)
mm 8
名义厚度 规格选择 ≥
mm 6 最小厚度 规范要求 ≥6mm
mm 满足 厚度充足 设计要求 8≥
BDO工厂甲醛储罐设计计算表
mm/年
腐蚀速率 腐蚀数据 SS304甲醛
mm 1
腐蚀裕量 设计裕量 1mm
年
使用寿命 寿命公式 L=C_margin/C_rate
年 15 设计寿命 设计要求 ≥15年
次 10^7
疲劳寿命 疲劳数据 循环次数
年
安全寿命 安全寿命 L=L_life/2
年 满足 寿命达标 设计要求 15≥15
MPa 实际应力 应力计算 σ=PD/(2t)
MPa 137 许用应力 材料性能 SS304
-
安全系数 安全系数 K=[σ]/σ
-
要求系数 设计要求 ≥
MPa 试验压力 试验压力 P=×P_design
MPa 试验应力 试验应力 σ=PD/(2t)
- 试验安全系数 试验安全 K=[σ]/σ
- 满足 安全达标 设计要求 ≥
m³ 满足 容积充足 设计要求 储罐容积
% 满足 浓度合理 设计要求 甲醛浓度
- 满足 材质合适 设计要求 材质选择
年 满足 寿命达标 设计要求 使用寿命
- 满足 安全达标 设计要求 安全系数
- 满足 系统优秀 综合评估 设计完美
