石油储罐的设计日渐大型化,合理地设计、制造和使用大型储罐显得越来越重要,原油储罐底板一旦发生腐蚀泄漏将会对当地的环境产生严重的破坏,并且极易引发灾害造成严重的经济损失,对于罐底内外部的腐蚀,最有效的防腐措施就是阴极保护,分析罐底阴极保护电位的分布规律对于预防储罐底板的腐蚀有着重要的作用。因此,开展大型储罐底板阴极保护电位分布规律的研究,对于提高罐底阴极保护效果具有极为重要的工程意义。本论文以PZ石化大型储罐为研究对象,首先建立大型储罐底板阴极保护电位分布的数学模型,然后采用实验测试的方法,完成钢材Q235的极化曲线实验,根据实际储罐底板外侧的表面状态及接触介质,结合现场的储罐阴极保护电流密度对其修正,确定了数学模型的阴极边界条件,将实测的阳极极化曲线作为阳极边界条件;对数值计算方法进行筛选,然后选用最适合于阴极保护技术的边界元法,并依托基于边界元算法的Beasy CP软件对储罐底板电位的数值模型进行求解;基于PZ石化大型储罐的实测电位数据验证了模型的准确性和有效性;针对网状阳极、柔性阳极同心圆铺设、柔性阳极回形针铺设三种不同的铺设形式,研究阳极形式对大型储罐底板的阴极保护电位分布规律的影响,然后模拟分析了沥青砂层电阻率、砂垫层电阻率和土壤电阻率对罐底电位分布规律的影响,最后分析了罐底空鼓等效面积对罐底电位值的影响,得出大型储罐底板的阴极保护电位的电位分布规律,对PZ石化大型储罐阴极保护系统提出有效的建议。数值模拟结果表明:网状阳极所保护的储罐底板电位分布比柔性阳极同心圆和回形针铺设时最均匀;对大型储罐底板电位影响最大的是沥青砂层电阻率,其次是砂垫层和土壤电阻率;当储罐底板和沥青砂层贴合不完全的时候,随着输入电流的改变,柔性阳极比网状阳极所保护的底板电位分布更不均匀,甚至可能出现过保护的情况。通过研究各种因素对罐底电位分布的影响,可以预测储罐底板的腐蚀情况,判断阴极保护系统的有效性,研究成果对降低储罐底板的腐蚀风险,保障储罐安全运行具有重要的意义。