16Mpa卧式液氨储罐机械设计文档格式.docx
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概述
1.1设计背景意义
本组液氨储罐设计是针对《化工设备机械基础》这门课程的一次总结，是综合运用所学的知识，查阅相关书籍，经过多次老师指导和同学交流完成。
典型化工设备机械设计是对课程内容的应用性训练环节，是学生应用所学知识进行阶段性的单体设备或单元设计方面的专业训练过程，也是对理论教学效果的检验。
通过这一环节使学生在查阅资料、理论计算、工程制图、调查研究、数据处理等方面得到基本训练，培养学生综合运用理论知识分析、解决实际问题的能力。
1.2主要工作
设计一个液氨储罐属于化工常见的储运设备，一般可分解为筒体，封头，法兰，人孔，手孔，支座及管口等几种元件。
储罐的工艺尺寸可通过工艺计算及生产经验决定。
液氨储罐是合成氨工业中必不可少的储存容器，所以本设计过程的内容包括容器的材质的选取、容器筒体的性状及厚度、封头的性状及厚度、确定支座，人孔及接管、开孔补强的情况以及其他接管的设计与选取。
工艺设计
2.1设计内容
设计一卧式液氨储罐。
工艺参数为储罐内径Di=2600mm,罐体（不包括封头）长度L=4800mm。
使用地点：
合肥。
2.2设计数据
如下表1
表1数据
序号
项目
数值
单位
备注
1
名称
液氨储罐
2
用途
液氨储配站
3
最大工作压力
1.455
MPa
4
工作温度
40
℃
5
公称直径
2600
mm
6
装量系数
1.0
7
工作介质
液氨
8
其他要求
100%无损检测
2.3设计压力
设计压力取最大工作压力的1.1倍，即（表压）
2.4主要元件材料的选择
本储罐根据《化工设备机械基础》章节中选材的分析，选用Q345R制作罐体和椭圆形封头。
2.5工艺规程
液氨储罐设计主要规程及标准：
《压力容器安全技术监察规定》；
《钢制压力容器》；
《钢制管壳式换热器》；
《钢制塔式容器》。
液氨储罐的工程图
2.6工艺主要选材及规格
储罐总装配图
总图材料明细表
22
GB8163-87
出料接管f38×
3.5L=200
10
0.5
21
HB20592-95
法兰SO32-1.6RF
16MnR
1.6
20
法兰内径f35其它尺寸按SO32-1.6
1.86
19
压料接管f25×
3L=2750
4.5
18
法兰SO20-1.6RF
0.94
17
排污接管f57×
3.5L=210
16
法兰SO50-1.6RF
2.77
15
JB/T4712-92
JB/T4712-92鞍座600-FJT4712-92鞍座A2600-s
Q235-A·
F
420
840
14
法兰SO25-1.6RF
1.12
13
放空管接管f32×
0.58
12
11
安全阀接管f32×
2.27
9
GB8163-87
进料接管f57×
3.5L=400
1.85
JB/T4736-95
补强圈f760/f484d=20
33.9
HG21523-95
人孔RFⅡ（A·
G）450-1.6
组合件
178
GB9019-88
罐体DN2600×
16L=4800
4950
JB4737-95
封头DN2600×
16h=40
1100
2200
HG5-227-80
玻璃管液面计BIWPN1.6，L＝1000mm
12.6
25.2
液面计接管f18×
3L=210
0.23
0.46
法兰SO15-1.6RF
0.68
2.73
3L=400
0.44
0.88
图号或标准号
材料
数量
单重
总重
重量（Kg）
（企业名称）
工程名称
设计项目
设计阶段
施工图
审核
液罐贮罐装配图
f2600×
6416V=30.52
校对
设计
制图
描图
年 月
比例
１∶３０
第１张
共１张
机械设计
3.1结构设计
3.1.1总体结构
卧式液氨储罐的总体结构如2.6的储罐装配图所示，包括筒体，封头，法兰，人孔，手孔，支座及管口等几种元件。
3.1.2补强结构
补强结构是指补强金属采用什么结构型式与被补强的壳体或接管连成一体。
由于人孔的筒节不是采用无缝钢管，故不能直接选用补强圈标准。
本设计所选用的人孔筒节内径d＝450mm，壁厚dn＝10mm。
经计算取补强圈24mm厚。
3.1.3焊缝接头结构设计
对于壳体和封头的焊接。
常用的对接坡口有V、U、X三种形式。
经综合考虑后决定采用V型坡口形式，具体原因如下：
1.板厚较薄采用V型坡口，在清根后再作双面焊；
2.为保证焊透，按操作视野、空间位置、焊条运动角度来分析，V型坡口比较好；
3.X型坡口加工方便。
3.2容器计算及校核
3.2.1罐体壁厚计算
本储罐根据《化工设备机械基础》章节中选材的分析，选用Q345R制作罐体和椭圆形封头。
本贮罐在夏季最高温度可达40℃，这时氨的饱和蒸气压为1.455MPa（绝对压力），故取（表压）；
Di=2600mm；
[s]t＝170MPa；
f＝1.O（双面对接焊缝，100％探伤，）；
C2=1mm。
式中P-设计压力。
取Cl＝0.8mm，圆整后取dn＝16mm厚的16MnR钢板制作罐体。
3.2.1封头壁厚计算及校核
采用标准椭圆形封头。
设计壁厚dd计算：
式中 f＝1.0（钢板最大宽度为3m，该贮罐直径为2.6m，故封头需将钢板并焊后冲压）；
其它符号如前。
考虑钢板厚度负偏差及冲压减薄量，圆整后取dn＝16mm厚的16MnR钢板制作封头。
校核罐体与封头水压试验强度：
式中：
；
ss=345MPa
水压试验满足强度要求。
3.2.2鞍座计算
首先粗略计算鞍座负荷。
贮罐总质量：
m=m1+m2+m3+m4
式中m1-罐体质量；
m2-封头质量；
m3-液氨质量；
m4-附件质量。
（1）罐体质量m1
DN=2600mm，dn=16mm的筒节，每米质量为q1=1030Kg/m（见附录7），故m1=q1L=1030×
4.8＝4944（Kg）
（2）封头质量m2
DN=2600mm，dn=16mm，直边高度h=40mm的椭圆形封头，其质量为q2=1100Kg/m（见附录19），故m2=2q2=2×
1100＝2200（Kg）
（3）充水质量m3
m3=Vg
式中V-贮罐容积，V=V对+V筒=2×
2.51+4.8×
5.309=30.42m3；
g-水的密度为1000Kg／m3。
m3＝30.52×
1000＝30420Kg
（4）附件质量m4
人孔约重200Kg，其它接管的总和按300Kg计，故m4=500Kg
设备总重量m=m1+m2+m3+m4=4950+2200+30420+500=38070=38.1t
3.2.3人孔补强确定
由于人孔的筒节不是采用无缝钢管，故不能直接选用补强圈标准。
故补强圈尺寸确定如下：
补强圈内径D1=484mm，外径D2=760mm，根据补强的金属面积应大于等于开孔减少的截面积，补强圈的厚度按下式估算：
故补强圈取24mm厚。
3.3压力试验
1．压力试验种类的确定
由于所设计储罐的储存介质为液态，如果选用液压试验的话，可以在进行压力试验校核的同时检查容器是否存在渗漏、明显的塑性变形以及其他缺陷。
而且进行液压试验的安全性比气压试验要高，液压试验如无特殊要求时使用的介质水的取得也比较经济方便，同时，并不存在不允许进行液压试验的条件。
综上所述，压力试验的类型确定为液压试验。
2．液压试验压力
=1.65MPa
查阅表可知，试验温度下筒体材料的屈服极限为345MPa。
则筒体的校核用应力：
=178.2MPa
0.9Ф=310.5MPa
由上述计算可知液压试验合格。
零部件选型
4.1鞍座选型
由第三章《机械设计》（鞍座计算）知，设备总重量为38.1t
故：
每个鞍座只承约受190KN负荷，所以选用轻型带垫板，包角为120°
的鞍座即：
JB／T4712-92鞍座A2600一F
JB／T4712-92鞍座A2600一S
4.2支座选型
本次设计的卧式容器选用比较常见的鞍式支座。
筒体直径为2600mm，选择的支座型号JB/T4712.1-2007,支座A2300-F，支座A2300-S的鞍座。
4.3人孔选型
根据贮罐是在常温及最高工作压力为1.6MPa的条件下工作，人孔标准应按公称压力为1.6MPa的等级选取。
从人孔类型系列标准可知，公称压力为1.6MPa的人孔类型很多。
本设计考虑人孔盖直径较大较重，故选用水平吊盖人孔。
该人孔结构中有吊钩和销轴，检修时只须松开螺栓将盖板绕销轴旋转一个角度，由吊钩吊住，不必将盖板取下。
该人孔标记为：
HG21523-95人孔RFⅣ（A·
G）450-1.6其中RF指突面密封，Ⅳ指接管与法兰的材料为20R，A·
G是指用普通石棉橡胶板垫片，450-1.6是指公称直径为450mm、公称压力为1.6Mpa。
4.4其他零部件选型
其他选型见总图材料明细表
总结
课程设计给了我们一个锻炼自己结合自身知识进行设计的机
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