沿海环境下石油化工火炬高塔钢结构设计

伊丽爱

(福建省石油化学工业设计院有限公司，福建 福州 35000)

摘 要：聚焦于沿海环境下石油化工火炬高塔钢结构设计,综合考虑海洋大气腐蚀、台风荷载、地基液化等特殊因素,深入制析了结构选型、荷载分析、构件设计、节点设计及防腐设计等关键环节,并提出优化策略。旨在为石油化工高耸设备钢结构设计提供些许思路与参考,助力探寻安全性、环保性与经济性方面达到最优平衡。

关键词：火炬高塔;钢结构;台风荷栽;地基液化;石油化工;沿海环境

石油化工行业在现代工业体系中占据着重要地位,而火炬高塔作为化工生产中的关键设施,其钢结构设计的合理性与可靠性直接关系到整个生产系统的安全、稳定运行。在沿海地区，由于特殊的海环境，火炬高塔面临着诸多严峻挑战,如强烈的台风荷载、高度且具腐蚀性的海洋大气、可能存在的地基液化问题等。因此,深人研究沿海环境下石油化工火炬高塔钢结构设计具有重要的现实意义。

1 工程概况

工程位于福建漳州古雷半岛石化园区，厂区面积达207947.06m(约311.92亩),依据生产、流程及安全需求,划分为生产、仓储、辅助生产和行政管理4个区域。生产装置区位于厂区中部,火炬坐落于BD0装置区。①气象条件:依据《福建省基本风压布置图》,本工程所在区城的50年一遇基本风压值确定为(W₀=1.25kN/m'),地处沿海,地面粗糙度归类为A类,全年主导风向为东北风。@地震条件:工程所在区域抗震设防烈度为了度,第三组,设计基本地震加速度值为0.15g,场地类别为面类,场地特征期值为0,65s。场地存在较厚松软土层及轻微-中等液化砂层，属抗震不利地段,必须采取一系列有效抗震措施。④工程结构特性:主装置区域为化工主生产区，构物安全等级设定为一缓，主体结构设计使用年限50年,抗震设防类别为乙类，采用钢框架结构。

2 结构特点与荷载分析

2.1 结构高度及设备条件

项目化工高耸设备钢框架结构总高60.0m(上部火炬塔架高31.2m,下部钢框果高28.8m)，底部占地为15mx17m，结构纤细高耸。为减轻自重,采用轻钢结构，主要设备条件及荷载如图1所示。

2.2 风荷载影响

风荷载侧向力影响随高度增加显著增大，设计时需考虑其产生的倾覆力矩对基础的拉力和压力。风荷载标准值计算涉及多个高度相关系数,不同风向角下的最不利荷载组合需充分考虑。高塔上部风力较大，要求结构强度和刚度与之适配，可通过增加构件截面尺寸或加强连接节点等方式抵抗风荷载，枫架模型计算各层风荷载剪力见图2。

……