丙烯腈储罐设计Word文档格式.docx

丙烯腈储罐设计Word文档格式.docx

《丙烯腈储罐设计Word文档格式.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《丙烯腈储罐设计Word文档格式.docx（9页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。

焊缝系数-

储液比重-

查得对于Q345R，材料许用压力为189MPa,焊缝系数为0.9，储液比重为0.765021。

根据规格标准，对于V=1200<

2000m3的储罐，罐顶板厚度取8mm，对于1000m3<

V≤1500m3的储罐，选取罐底板厚度为6mm。

则计算得

H=（（[]（S1+S2））/）1/2=（（1890*0.9*（0.8+0.6））/0.765021*10-3）1/2=17.64m

D＝（（4V）/（πH））1/2=（（4*1200）/（π*17.64））1/2=10.22m

考虑到实际储存容积与设计容量间有一定差距，最终确定储罐的直径为10.5m，高度为18m。

3.储罐壁及上下底设计

储罐罐壁是由一圈一圈的壁板焊接组成的，根据钢板规格及储罐高度要求，可确定罐壁由9圈壁板组成，每圈高度2000mm。

（1）罐壁厚度

内层为2mm厚的不锈钢板Q345R，四周壁板随外载荷储液静压力变化由下而上逐层减薄，罐壁的壁厚计算如下：

＝（（H-0.3）D/（2[]））+c1

式中该圈罐壁的最小计算壁厚cm

贮液重度（＜1时取1，＞1时取实际值）tf/m3

H顶端到计算圈板下端的距离m

D贮罐直径m

[]许用应力kgf/m2

焊缝系数

c1腐蚀余量m

其中，D=10.5m，H=18,16,14,12,10,8,6,4,2m，[]=189MPa,焊缝系数为0.9，C=1mm。

同时，根据储罐刚性要求，D<

16m时，要求罐壁最小厚度为4.5mm，另考虑钢板的负偏差和腐蚀余量，当厚度不到要求时取5mm，代入计算得：

表1.计算壁厚及设计壁厚mm

壁厚编号

1

2

3

4

5

6

7

8

9

计算值

6.01

5.44

4.88

4.31

3.74

3.18

2.62

2.04

1.48

设计值

（2）罐顶设计

罐顶按自支撑拱顶设计。

拱顶球面半径R=（0.8~1.2）D=1.2×

10.5=12.6m。

自支撑锥顶的厚度可按以下公式计算：

式中D—储罐直径，m；

p—罐顶自重和附加载荷之和。

取罐顶厚度为8mm，估算罐顶重为7500kg，折合成单位面积载荷为

（Pa）

罐顶附加载荷应按检修载荷取值，且不小于1200Pa，所以

P=773.4+1200=1973.4（Pa）

E—弹性模量，取E=200Gpa；

θ—母线与水平面夹角，取自支撑锥顶坡度为1/2，于是θ=300；

C—腐蚀裕量，mm。

园整至钢板规格厚度8mm。

所以假设罐顶厚度8mm合理。

（3）罐底设计

罐底由中幅板和边缘板搭接而成。

根据D<

12，中幅板钢材厚度选择5mm。

根据低圈罐壁板厚度7～10mm之间，边缘板钢材厚度取6mm。

一般取底层罐壁中心线直径加上罐底边缘外部最小距离为60mm，此处取100mm。

因而罐底板直径为10500+2×

100=12500mm。

4.开口设计

共设计两个开口，进料口在上边，出料口在下边。

取进料和出料流量相

同，均为16.34m3/h，液体流速为0-3m/s,取最大流速3m/s，则有孔径

一、荷载计算

风载荷计算

（1）倾覆

设风载荷为0.35kpa，取风载荷作用于贮罐重心位置，由风载荷使贮罐倾覆的力矩应小于由贮罐重量产生的抵抗力矩（取空罐时最危险的情况）。

倾覆力矩：

抵抗力矩：

式中H—贮罐高度,H=18m；

—贮罐自重（包括附件及配件），

=43735×

1.01≈442200㎏；

—贮液自重,空罐时取

=0；

Q—风载荷，Q=CKZW0A（kN）

其中：

C—形状系数，取C=0.7；

KZ—风压高度变化系数，取Kz=1.15

—设计风压值，

=0.35kN/m2

A—受压面积，即储罐的最大垂直投影面积，A=HD=189m2

Q=C.KzW0A=34.13kN

MD=

HQ=238.91KN.m

MR=

D（W1+W2）=2382.4kN.m

MD<

MR安全

（2）滑移

由风载荷在罐底板下表面的滑移剪力应小于由底板和基础之间的摩擦抵抗力（取空罐时最危险的情况）.

滑移剪力:

FD=Q

FR=μ（Wr+WL）

式中μ-静摩擦系数,取μ=0.7（钢板和沥青砂石之间的摩擦系数）。

FD=43.39kN.m

FR=303.2kN.m

FD<

FR安全

（3）第一圈罐壁底部的最大压应力

（Pa）

式中N1—第一圈罐壁底部的垂直荷载，按罐体自重的80%计算；

A1—第一圈罐壁的截面积，A1=πD1δ1（

）

Z1—第一圈罐壁的截面抵抗距，Z1=0.785D1δ1（

D1—第一圈罐壁的平均直径，10.5m；

δ1—第一圈罐壁的实际壁厚，

。

N1=35360Kg

A1=0.1797m2

Z1=A1=0.493922m3

σ=5.87×

106Pa

（4）第一圈罐壁的容许临界压力

H—基础顶面至罐壁顶面的高度，H=18m。

安全

通过以上载荷的计算,证明所设计的内浮顶甲醇储罐在0.35KPa的风载荷作用下,安全稳定。

二、数据整理及设计示意图

表2丙烯腈储罐的设计参数汇总

项目

操作压力

常压

操作温度

0~30℃

设计容积

1200m3

体积流量

16.34m3/h

罐体高度

18m

罐体内径

10.5m

罐顶拱形直径

12.6m

罐底直径

12500mm

进出料孔直径

43.9mm

灌顶厚度

8mm

罐底中幅板

5mm

罐底边缘板

6mm

表3设计壁厚

三、参考文献

王学生.化工设备设计.[M].上海.华东理工大学出版社.2011.