在化工设备设计中，“设计压力”是一个极其重要却常被忽视的参数。许多年轻工程师往往只在涉及第一类压力容器或高压气体装置时才开始重视。实际上，即便是常规储罐或夹套罐，若忽视设计压力的设定，也可能导致严重的安全风险。本文将结合实际案例，从真空、内压、外压等角度，系统讲解如何确定储罐的设计压力。
什么是设计压力？
设计压力（Design Pressure）是进行强度计算时采用的压力值。它必须 大于或等于实际操作压力，否则设备强度计算将失效，存在潜在安全隐患。
在常规储罐设计中，常见的设定范围为 全真空（Full Vacuum）至一定表压。例如：
- 无夹套储罐：Full Vacuum ～ 99kPaG
- 带夹套储罐：Full Vacuum ～ 99kPaG（本体）、Full Vacuum ～ 299kPa（夹套）
外压工况
当储罐内部处于真空状态时，本体将承受来自大气压的外压。例如：
- 内部压力：0kPaA
- 外部压力：101kPaA
- 设计压力：101kPa（外压）
对于带夹套的储罐，当夹套充入蒸汽而本体抽真空时，本体将承受 400kPa 的外压。这种情况必须在设计阶段考虑。
内压工况
若储罐内部为正压，例如 99kPaG，则：
- 内部压力：200kPaA
- 外部压力：101kPaA
- 设计压力：99kPa（内压）
夹套在真空、罐体加压的情况下，同样需要计算最大差压。例如 200kPaA 内压 vs. 0kPaA 夹套，差压即 200kPa。
夹套压力
夹套作为辅助换热装置，也需要独立考虑内压与外压：
- 外压条件：真空状态下承受 101kPa 外压
- 内压条件：蒸汽加压 400kPaA，对外界 101kPaA，大约 299kPa 内压
其他影响因素
除了内外压，还需考虑：
- 储罐自重（液体与结构重量），对强度计算约占 3%～30%
- 配管荷载、人荷载、物料临时荷载 → 相比百kPa级的压力，仅为 1% 量级，可忽略
总结
- 设计压力是储罐设计的核心参数，必须涵盖 内压与外压两种情况。
- 夹套罐的设计压力比无夹套更复杂，需要考虑夹套与本体之间的差压。
- 自重、管道、人荷载对整体强度影响有限，可忽略不计。
- 工程实践中，往往忽略 负压工况，这是年轻工程师最容易犯的错误。
设计人员应在早期就准确设定设计压力，确保设备在真空、正压、夹套工况下都能安全运行。
评论