50立方米液氨储罐设计课程设计任务书-毕设论文Word文档下载推荐.doc
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公称容积（Vg）
50
M3
6
工作压力波动情况
可不考虑
7
装量系数（φV）
0.85
8
工作介质
液氨（中度危害）
9
使用地点
室外
10
安装与地基要求
11
其它要求
管口表
接管代号
公称尺寸
连接尺寸标准
连接面形式
用途或名称
a
DN65
HG/T20592-2009
FM
液氨进口管
b
DN50
安全阀接口
c
DN500
HG/T21518-2005
人孔
d
空气进口管
e
空气出口管
f
DN25
压力表接口
g
DN20
液位计接口
h
液氨出口管
设计任务书
2．设计内容
1）设备工艺、结构设计；
2）设备强度计算与校核；
3）技术条件编制；
4）绘制设备总装配图；
5）编制设计说明书。
3．设计工作任务及工作量的要求〔包括设计计算说明书（论文）、图纸、样品等〕：
1）设计说明书：
主要内容包括：
封面、设计任务书、目录、设计方案的分析和拟定、各部分结构尺寸的设计计算和确定、设计总结、参考文献等；
2）总装配图
设计图纸应遵循国家机械制图标准和化工设备图样技术要求有关规定，图面布置要合理，结构表达要清楚、正确，图面要整洁，文字书写采用仿宋体、内容要详尽，图纸采用计算机绘制。
4．主要参考文献：
[1]国家质量技术监督局，GB150-1998《钢制压力容器》，中国标准出版社，1998
[2]国家质量技术监督局，《压力容器安全技术监察规程》，中国劳动社会保障出版社，1999
[3]全国化工设备设计技术中心站，《化工设备图样技术要求》，2000，11
[4]郑津洋、董其伍、桑芝富，《过程设备设计》，化学工业出版社，2001
[5]黄振仁、魏新利，《过程装备成套技术设计指南》，化学工业出版社，2002
[6]国家医药管理局上海医药设计院，《化工工艺设计手册》，化学工业出版社，1996
[7]蔡纪宁主编，《化工设备机械基础课程设计指导书》，化学工业出版社，2003年
5．设计成果形式及要求：
1）完成设计说明书一份；
2）草图一张（A1图纸一张）
3）总装配图一张（A1图纸一张）；
第一章设计参数的选择
1、设计压力：
液氨在40℃的饱和蒸汽压为1.55MPa，由于按《压力容器安全技术监察规程》规定，盛装液化气体无保冷设施的压力容器，其设计压力应不低于液化气40℃时的饱和蒸汽压力Pv=1.55Mpa，大气压Pa=0.1Mpa.而最高工作压力指容器顶部在正常工作过程中可能产生的最高表压可取液氨容器的设计压力为最大工作压力的1.1倍。
即P=（1.55-0.1）×
1.1=1.6
水压试验PT=1.25X1.6=2.0Mpa
2、设计温度：
设计温度系指容器在正常操作情况下，在相应设计压力下，设定受压元件的金属温度，其值不得低于元件金属可能达到的最高金属温度，对于0以下的金属温度，则设计温度不高于元件金属可能达到的最低金属温度，容器的设计温度是指壳体的设计温度，可知器设计温度选取的依据是：
其值不得低于最高金属温度或不得高于最低金属温度（0以下）。
湖南桃源盘塘当地最高工作温度为37℃~38℃，则设计温度取40。
3、主要元件材料的选择：
3.1筒体材料的选择：
根据液氨的物性选择罐体材料，碳钢对液氨有良好的耐蚀性腐蚀率在0.1㎜/年以下，且又属于中压储罐，可以考虑20R和16MnR这两种钢材，综合考虑经济因素，根据GB150-1998表4-1，选用筒体材料为低合金钢（16MnR）Q345（钢材标准为GB6654）=163Mpa。
Q345（16MnR）适用范围：
用于介质含有少量硫化物，具有一定腐蚀性,壁厚较大（）的压力容器。
3.2地脚螺栓的材料选择：
地脚螺栓选用符合GB/T700规定的Q235，Q235的许用应力
第二章设备的结构与厚度设计
1、筒体和封头的结构设计
1.1封头的结构尺寸（封头结构如下图1）
由，得
查标准JB/T4746-2002《钢制压力容器用封头》中表B.1EHA椭圆形封头内表面积、容积，如下表2：
表2：
EHA椭圆形封头内表面积、容积
公称直径DN/mm
总深度H/mm
内表面积A/
容积/
2600
690
7.6545
2.5131
1.2筒体的长度计算
筒体直径一般由工艺条件决定，但是要符合压力容器的公称直径。
标准椭圆型封头是中低压容器经常采用的封头形式。
封头公称直径必须与筒体的公称直径相一致。
根据公式
取L/DN=4
得Di=2556mm,圆整得Di=2600mm.
，而充装系数为0.85
则：
即
计算得L=10.132m，取L=10m
（在3~6之间）
2、圆筒厚度的设计
2.1计算压力
计算压力是指在相应的设计温度下，用以确定组件最危险截面厚度的压力，其中包括液柱静压力。
通常情况下，计算压力等于设计压力与液柱静压力之和，当组件所承受的液柱静压力小于5%设计时，可忽略不计。
经查《压力容器安全技术监察规程》（表3-3）得液氨的设计压力
液柱静压力
因为，
故液柱静压力可以忽略,计算压力与设计压力相等。
即=2.16Mpa
2.2圆筒厚度
该容器需100%探伤，所以取其焊接系数为。
圆筒的厚度在16~36mm范围内，查GB150-1998中表4-1，可得：
在设计温度下，屈服极限强度，许用应力
利用中径公式，
计算厚度：
圆整至18mm
取。
=2
则筒体的设计厚度
筒体的有效厚度
3、封头厚度的设计
查标准JB/T4746-2002《钢制压力容器用封头》中表1，得公称直径
选用标准椭圆形封头,型号代号为EHA，则，根据GB150-1998中椭圆形封头计算中式7-1计算：
圆整得
腐蚀裕度=2mm，设计厚度δd=δ+C2=18+2=20mm.对于16MnR,钢板负偏差=0
取名义厚度
有效厚度
由于筒体的名义厚度与封头的名义厚度相近，所以可以统一去名义厚度为。
选择封头的数据：
DN=2600mm曲面高=690mm直边高=40mm内表面积=7.6545,容积=2.5131m名义厚度δn=20mm质量=1184.6kg。
4、鞍座选型和结构设计
4.1鞍座选型
该卧式容器采用双鞍式支座材料选用Q235-B，其许用应力
查得16MnR密度7900Kg/m
筒体总质量M=m1+m2+m3+m4
m1:
筒体质量
m2:
封头质量
m3:
液氨质量
m4:
附件质量：
人孔及其它附件质量总共估取400kg
每个鞍座承受的压力
∴选鞍座JB/T4712.1-2007，标准尺寸为：
DN=2600mm,许用载荷435KN,包角120°
，带垫板，A型。
由公称直径，查《压力容器与化工设备实用手册》得
公称直径
DN
腹板
垫板
610
允许载荷
Q/kN
440
筋板
295
鞍座高度
250
268
120
底板
1880
360
螺栓间距
1640
300
螺孔/孔长/螺纹
D/l
24/40
M20
14
弧长
3030
鞍座质量
Kg
298
4.2鞍座位置的确定
双鞍座卧式容器的受力状态可简化为受均布载荷的外伸梁，由材料力学知，当外伸长度A=0.207L时，跨度中央的弯矩与支座截面处的弯矩绝对值相等，从而使上述两截面上保持等强度，所以一般近似取,其中L取两封头切线间距离，A为鞍座中心线至封头切线间距离。
考虑到支座截面处除弯矩以外的其他载荷，面且支座截面处应力较为复杂，故常取支座处圆筒的弯矩略小于跨距中间圆筒的弯矩，通常取尺寸A不超过0.2L值，为此中国现行标准JB4731《钢制卧式容器》规定A≤0.2L=0.2（L+2h），A最大不超过0.25L.否则由于容器外伸端的作用将使支座截面处的应力过大。
则可以取鞍座间距8000mm
由标准椭圆封头
故
鞍座的安装位置如图3所示：
图3-10鞍座
此外，由于封头的抗弯刚度大于圆筒的抗变钢度，故封头对于圆筒的抗弯钢度具有局部的加强作用。
若支座靠近封头，则可充分利用罐体封头对支座处圆筒截面的加强作用。
因此，JB4731还规定当满足A≤0.2L时，最好使A≤0.5Rm（）,即
，则可取A=1000mm
综上有：
A=1000mm（A为封头切线至封头焊缝间距离，L为筒体和两封头的总长）
5、接管，法兰，垫片和螺栓的选择
5.1、接管和法兰
液氨储罐液面计接口、人孔、压力表孔、空气进口、安全阀接孔、放空口、温度计口、液体进口、液体出口、排污口。
根据各接口的大小选择相对应的法兰及垫片。
接管和法兰布置如图3所示，法兰简图如图所示：
查HG/T20592-2009《钢制管法兰》中表8.23-1PN10带颈对焊钢制管法兰，选取各管口公称直径，查得各法兰的尺寸。
查HG/T20592-2009《钢制管法兰》中附录D中表D-3PN10法兰的质量,得各法兰的质量。
查HG/T20592-2009《钢制管法兰》中表3.2.2，法兰的密封面均采用MFM（凹凸面密封）。
表4：
接管和法兰尺寸
名称
公称直径DN
钢管外径法兰焊端外径
法兰外径D
螺栓孔中心圆直径K
螺栓孔直径L
螺栓孔数量n（个）
螺栓Th
法兰厚度C
法兰颈
法兰高度H
法兰质量
N
S
R
65
76B
185
145
18
8
M16
92
2.9
10
6
35
3.0
50
57B
165
125
18
M16
74
2.9
45
2.5
500
530B
670
620
26
20
M24
28
542
7.1
16
12
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