什么是储气罐结构?

[拼音]：chuqiguan jiegou

[外文]：gasholder structure

在城市供燃气工程中用于储存燃气的容器结构。容器的作用见储气罐，它也用于石油、化工和冶金等工业中。

按储气压力不同分为低压和高压两类，前者按构造又有湿式和干式之分。

下部为水槽，上部有若干个由钢板焊成的可升降的套筒形塔节。塔节随储气量的改变而升降。塔节之间设有水封，以保证塔节之间的连接和密封。塔节的升降方式有导柱式和螺旋导轨式两种。导柱式储气罐在水槽四周设置由导柱、交叉腹杆和环形梁等构成的具有相当刚度的导柱架。安装在塔节上端的导轮沿导柱上下滑行（图1）。螺旋导轨式储气罐在塔节外壁焊有坡角为 45°的螺旋形导轨，各塔节上端的导轮能沿导轨作旋转运动而升降。（见彩图）

水槽可用钢板制作，也可用预制或现灌的预应力混凝土建造。由于水槽内水的重量大，当建造在不良地基上时，为防止罐体沉降量过大可采用桩基，或将水槽设计成环形，以减小水量。此外，还可将水槽建造在地下，这样既可减少沉降量又可降低罐体的总高度。

罐体是用钢板焊接成的直立圆筒，内部装有活塞，活塞以下储存气体。活塞随储气量多少而升降。活塞的周边安装密封机构，以防止储存气体的外逸。活塞顶面上放置重块，以获得所要求的储气压力。干式储气罐的密封方式有油液密封式、油脂密封式和柔膜密封式。

（1）油液密封式储气罐。筒身和活塞的横断面为正多边形。多边形的角上设有工字形立柱。壁板、顶板和活塞底板都由5～6毫米厚的钢板压制的槽形构件组成，具有一定的抗弯强度和刚度。活塞上部按辐射形布置桁架，桁架的上下两端装有导轮。当活塞升降时导轮沿立柱滑行。罐体外部沿全高每15米左右设环形走廊一道(图2)。密封机构是活塞外围的油槽和滑板，油槽内充满矿物油，以封住活塞下的气体。

（2）油脂密封式储气罐。筒体横断面为圆形。筒壁外面每隔一定距离设置工字钢立柱，并沿全高装设若干道环形人行走廊，借以加强薄壁圆筒的刚度。活塞为球壳形。活塞顶面沿外周边设置桁架，桁架上下各有一个导轮，沿筒壁内侧随活塞升降而上下滑行。桁架和导轮还可以防止活塞在运行中倾斜。储气罐的密封机构是由用棉布和橡胶夹层压制的密封圈及压紧装置组成的。密封圈与罐壁板之间注入润滑脂，以增强密封性能，并减小摩擦力。

（3）柔膜密封式储气罐。外形为圆筒形，与油罐类似。罐内设有球壳形活塞。活塞周边安装密封柔膜，柔膜的另一端与罐壁的内侧连接。这样，在活塞下方形成一个封闭空间，当活塞升降时，密封柔膜随之上下卷动。活塞顶面外周安装用螺旋波纹板构成的套筒式护栏，以防止柔膜侧向变形。罐体上设有平衡装置，用来自动纠正活塞的倾斜。

罐体用优质高强度钢板焊接成圆筒形或球形。球形罐的耗钢量小，受力均匀（见彩图）。但球形罐的加工、安装和焊接都比圆筒形罐困难，因此，一般只用于储气压力较大的场合。圆筒形罐的两端采用椭圆形或半球形封头。当用椭圆形封头时，为了使封头强度与罐体相等，椭圆长短轴比可取2∶1。

储气罐的主要荷载是内部气体压力、风荷载及地震作用。在风荷载中应考虑风振系数。高压球形罐的风荷载体型系数一般可取0.30～0.35。湿式罐的水平地震作用包括水槽和各塔节自重所产生的地震力，以及水槽内的水因振动所引起的动水压力。干式罐的水平地震作用包括筒身自重和活塞重量所产生的地震力。计算雪荷载时要考虑雪在罐顶的局部堆积所引起的偏心力矩。

在各种荷载和内压作用下，罐的外壳壁板及顶板按薄壳结构无矩理论分析其内力。低压储气罐的壁板和顶板厚度一般并不由强度决定，而是由构造和防腐要求决定。导柱式储气罐的导柱架承受由导轮传来的塔节上的风力和水平地震力，可按平面桁架分析方法将导轮压力分解到各个平面，求出其杆件内力。螺旋导轨式储气罐塔节上的内立柱、上下圈板和导轨构成空间框架，承受导轮传来的风荷载和地震力的水平分力。干式储气罐的筒体在风荷载、水平地震力和内压作用下要验算其局部和整体稳定。球形罐在内压作用下抗拉能力较强，但在负压下其稳定性很差，因此需要规定最低使用压力，以保证在气温下降而内压随之下降时不致出现负压。

制作低压储气罐时，将罐体分为若干部件在加工厂内预制，然后进行现场总安装，这样可减少现场安装焊缝。从部件放样、制作，到总体安装各个阶段都要严格检查，以保证最后整体的精确度。安装干式罐的罐体时，首先铺焊底板，在底板上组装活塞，并在活塞上面支顶桁架，铺焊顶板。同时，安罐体最下一段壁板和柱。然后向活塞下面鼓风使其升起，利用活塞作为施工平台来安装上部各段的壁板。逐段抬升活塞，逐段安装立柱和壁板，待达到设计高度以后，将罐顶桁架与顶部立柱固定，然后放下活塞，全部安装即告完成。容积较大的高压储气罐可用预先压制的分块壳板，在现场焊接而成。在焊接后，全部焊缝需进行质量检查。