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乙醇贮罐

乙醇贮罐

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乙醇贮罐设计

1３化学工程与工艺2班

王宏伟

1３０70４０227

一、简介ﻩ1

二、设计内容1

１．1管体壁厚设计ﻩ１

1．2封头厚度设计ﻩ２

1.3鞍座3

1．4人孔4

1.5、人孔补强ﻩ5

1.6、接管ﻩ5

三．设备总装配图ﻩ6

四．附表及要求ﻩ7

技术要求ﻩ7

技术特性ﻩ7

总图材料明细表７

接管表ﻩ9

一、简介

乙醇的物理化学性质

化学名称：

乙醇,别名：

乙基纯、酒精

乙醇结构简式CH₃CＨ₂ＯH、Ｃ₂H₅OＨ，分子式C₂H₆O,是带有一个羟基的饱和一元醇，在常温、常压下是一种易燃、易挥发的无色透明液体，它的水溶液具有酒香的气味，并略带刺激。

有酒的气味和刺激的辛辣滋味，微甘。

无腐蚀性。

能与水以任意比互溶;可混溶于醚、氯仿、甲醇、丙酮、甘油等多数有机溶剂。

无色透明液体（纯酒精）,有特殊香味,易挥发。

乙醇是一种有机物，俗称酒精,结构简式ＣH₃CH₂ＯH、C₂H₅ＯＨ,分子式C₂H₆O，是带有一个羟基的饱和一元醇,在常温、常压下是一种易燃、易挥发的无色透明液体,它的水溶液具有酒香的气味，并略带刺激。

有酒的气味和刺激的辛辣滋味,微甘。

乙醇液体密度是7８9kｇ／m³（20℃），乙醇气体密度为1.5９kg/ｍ³,沸点是７8．3℃,熔点是-1１4.１℃，易燃,其蒸气能与空气形成爆炸性混合物，能与水以任意比互溶。

能与氯仿、乙醚、甲醇、丙酮和其他多数有机溶剂混溶,相对密度（d１５.５6）0.8１6。

乙醇的用途很广,可用乙醇制造醋酸、饮料、香精、染料、燃料等。

医疗上也常用体积分数为70％~7５%的乙醇作消毒剂等,在国防工业、医疗卫生、有机合成、食品工业、工农业生产中都有广泛的用途。

二、设计内容

现设计容积为１4m３的苯贮罐。

贮罐是圆柱体.

设定：

贮罐的装填系数为0．8。

计算得贮罐内径Di=2200mm，罐体（不包括封头）长度Ｌ＝4600ｍm。

１．１管体壁厚设计

根据选材所作分析,本贮罐选用Q345R制作罐体和封头

壁厚δ根据公式计算

贮罐在夏季最高温度（按50

考虑）时乙醇的饱和蒸气压为3０.32ＫＰa（绝对压力），贮罐上需要安装安全阀,故取Pc=3１.3２KPa=０．03132

Di=2２0０mm，[σ]t＝185MPa,Rｅl＝３25MPa（附表６-1），Ф=1.０（双面焊接对接接头,１０0%无损检测，表4-8）。

取Ｃ2=2ｍm,于是

C1＝0.３mｍ,则

圆整后取　　δn＝3mm

确定选用δn=3mm厚的Q345Ｒ钢板制作罐体。

1．2封头厚度设计

采用标准椭圆封头，Ｋ=1

（1）计算封头厚度

厚度δ按式（4-２4）计算：

Ф=1.0（钢板最大宽度为３m，该储罐直径为2.2m，故封头需将钢板拼焊后冲压）。

同前　C＝C1+C2=０.3+2=2.3（mm）

故　　　δ+C=0．19+２.3=２.49（ｍm）

圆整后取　　　δn=３ｍｍ

确定选用δｎ=3mm厚的Ｑ34５R钢板制作封头。

（2）校核罐体与封头水压试验强度

根据式　

式中　　　

则　　　

＝

=2２0.５MPa

而0.9

＝0.9

０.9

，所以水压试验强度足够

1.3鞍座

首先粗略计算鞍座负荷

贮罐总量,式中：

ｍ=m1＋m２+m3+m4

m1—罐体质量

ｍ２—封头质量

m3—乙醇质量（或水压试验满水质量）

m4—附件质量

（１）罐体质量

ＤN=22０0mm,

=5mm的筒节,质量为q1＝12９0kg/ｍ

故罐体质量

=129０x4.6=５934（kg）

（2）封头质量ｍ2

DN=2２00mm,

＝5mm,直边高度h＝25mm的标准椭圆形封头,其质量

m2’＝123０ｋg,则：

m2＝2m2’＝2x1２３0=2460（kg）

（3）乙醇质量m３

m３＝ψＶρ

其中，装量系数取０.8（《固定式压力容器安全技术监察规程》规定,装置系数不得大于0．９5）。

贮罐容积

V　＝V封　+　V筒

乙醇常温下密度为0.７893　g／m３，则

ｍ３=　０.95x１7.28x７８9．3

12957（kg）

水的密度为１000ｋｇ/m3，则

m3=１７.28x１００0=17280（ｋｇ）

所以m3取水压试验满水质量。

（４）附件质量m4

人孔质量200kｇ，其他接管等质量总和按300ｋg计量。

于是，m4=５00ｋｇ。

贮罐总质量

m=ｍ1＋m２+m3+m4

=5932+2460+1７8２0＋5００=26712（kｇ）

每个鞍座只承受１31kN负荷，根据附录10,可以选用轻型带垫板,包角为120°的鞍座，即

ＪB／T4712.１-２00７　　　鞍座A2600﹣F

　JB/Ｔ4７12．１－2007　　　　鞍座A2６０0﹣S

１.4人孔

根据主管的设计温度、最高工作压力材质介质及使用条件,选用公称压力为2.5ＭPa的水平吊盖带颈对焊法兰人孔（HＧ/T21５24－2005）,人孔公称直径选定为４50mm。

采用榫槽面密封面（TG型）和石棉橡胶板垫片。

人孔结构如下所示，人孔各零件名称材质及尺寸见下表。

人孔PN2．5DN450明细表

件号

标准号

名称

数量

材料

尺寸/mm

1

筒节

1

Ｑ345R

2

HG/T２0592-200９

法兰

１

１6Mｎ（III）

3

ＨG/T２０592-2０09

垫片

1

石棉橡胶板

3（代号A·G）

4

ＨG／T20５9２-2０0９

法兰盖

1

Q34５R

5

GＢ/Ｔ5782-２０00

螺柱

2０

３5

M３3

6

GB/T6170-２000

螺母

40

25

M33

7

吊环

１

Q235-Ａ

8

转臂

1

Ｑ235－Ａ

9

垫圈20

1

100HV

10

螺母Ｍ２０

2

4级

１１

GB/Ｔ6１70-200０

吊钩

1

Q235－Ａ

１2

环

1

Q２３5－A

1３

无缝钢管

１

20（GＢ5310）

１４

支承板

1

Q3４５R

１.５、人孔补强

人孔开孔补强采用补强圈结构,材质为Q34５R钢,根据GB/T4７36－２002，确定补强圈内径

=４84mm,外径

=７6０mm，补强圈厚度为２0ｍm。

1.６、接管

本贮罐设有以下接管

（1）乙醇进料管

采用∅57mm×3.5ｍｍ无缝钢管,管的一端切成45°，伸入贮罐内少许，配用凸面板式平焊管法兰:

HＧ２０5９２　法兰PL５0-2.５ＲF１６Mn（III）

因为该接管为∅57mm×３.５mｍ,厚度小于５mm,故该接管开孔需要补强计算。

（2）乙醇出料管

采用可拆的压出管

２5ｍm

3mm　,将其套入罐体的固定接口管为

３８mm

３.5ｍm内并用一非标准法兰固定在接口管法兰上。

罐体的接口管法兰采用HG/Ｔ20５９2法兰PL３2-２5ＲF　16Ｍn　，与该法兰相配并焊接在压出管的法兰上，其连接尺寸与厚度与法兰HG/Ｔ2０５92法兰ＰL32－25RＦ16M相同,但内径为25mm。

压出管的端部法兰采用HG/T2059２　法兰　PL２０-２５ＲF16Mn,乙醇出料管不必补强。

（3）排污管

贮罐右端最底部安设一个排污管，管子规格为

５７ｍm

３.5mｍ,管端装有一与截止阀J4１W-16相配的管法兰HG/T　2０5９2法兰ＰL50－25ＲF　１6Ｍn。

（4）液面计接管

本贮罐采用玻璃防霜液面计AI　2．５-12６0-50HG／Ｔ21５0０－1993了两支。

（5）放空管接管

采用

32mｍ

3.5mｍ无缝钢管,管法兰为HＧ/Ｔ20592法兰PL２5-2５　RF16Mn。

三.设备总装配图

贮罐的总装配图如图所示,图纸中的技术要求、技术特性、各零部件的名称、规格、尺寸、材料及接管表等分别列于下表中。

本贮罐应按GＢ15０.１~150.4-２01１《压力容器》进行制造、检验和验收。

四．附表及要求

技术要求

1、本贮罐应按ＧB150.1~１50．4-2０１1《压力容器》和HG/T20584-２０１1《钢制化工容器制造技术要求》进行制造、检验和验收，并接受国家质量技术监督局颁发的《固定式压力容器安全技术规程》的监督；

2、焊接采用电弧焊，焊条牌号Q3４5R间为Ｊ507,Ｑ3４５Ｒ于碳钢间为J427；

3、焊接接头形式及尺寸除图中注明外,按ＨG/T2０584-2011的规定，不带补强圈的接管与筒体的焊接接头为Ｇ2,角焊缝的焊角尺寸按较薄板的厚度，法兰的焊按相应法兰标准总的规定;

4、设备筒体的A、Ｂ焊类焊接接头应进行无损检验，检验长度为100%，射线检验不低于JＢ/T4７30-2０05RＴⅡ为合格，且射线照相质量不低于ＡB级;

5、设备制造完毕,以2．７MPa表压进行水压试验；

6、管口方位按总图布置。

技术特性

序号

名称

指标

序号

名称

指标

1

设计压力

２.１６MPa

3

物料名称

乙醇

２

工作温度

≤5０℃

4

容积

30.52㎥

总图材料明细表

2２

出料接管∮38×3.５l=１6０

2０（GB/T8163）

１

0.5

２１

HG/T　20５92

法兰ＰL3２-25ＲF

１6Mn（Ⅲ）

１

1．6

2０

HG／Ｔ205９２

法兰PＬ32-25RＦ

16Mn（Ⅲ）

1

1.8

１9

压料管∮25×3l＝2７５0

2０（GB/Ｔ8１6３）

１

４.５

18

ＨＧ／T20592

法兰PL20-25RＦ

1６Ｍｎ（Ⅲ）

1

0.8７

17

排污管∮５7×3.５l=２10

2０（GB／T81６3）

１

１

１6

ＨG／T205９2

法兰PL50-25ＲＦ

16Mn（Ⅲ）

1

2.61

１5

JB／T　４71２.1-２0０７

鞍座A2６0０-F/S

Q2３5-Ａ

2

４２0

840

14

ＨＧ/T20５92

法兰PL25-2５ＲF

1C4

1

1．2

13

放空管接管∮3２×2.５　l=２10

20（GＢ/T8163）

１

０.５8

12

HＧ/Ｔ20５92

法兰ＰL25-25RF

16Mｎ（Ⅲ）

1

1.2

１１

安全阀接管∮3２×２．５　l=２１0

２０（GB／T8１6３）

1

0.５8

１０

ＨG／T２05９2

法兰PL50-２5RF

16Mｎ（Ⅲ）

1

２.61

９

进料管接管∮５７×3.5　l=400

20（GB/T8163）

1

1.85

8

补强圈∮760/∮484δ＝20

Ｑ345R

１

33.9

7

人孔PＮ2．5DN450

组合件

１

178

6

罐体DＮ2600×2０L＝4800

１

612

５

GB/Ｔ　３519８

封头DN2600×2０h＝40

2

110０

2460

4

HG／T21５５0-１９９3

防霜液面计AI=2.-1260-50

2

１2．6

25．２

3

接管∮5７×３．５1＝210

２

0.２3

０．46

２

HG/T20592

法兰PＬ51５-25RF

16Mn（Ⅲ）

4

0.７

2.８

1

接管∮5７×3．５1=400

20（GB/T816３）

２

0.44

0.８８

序号

图号或标准号

名称

材料

数量

单件

总计

备注

质量/kｇ

工程名称

设计项目

设计阶段

施工图

审核

乙醇贮罐装配图

2200×６216　V＝２3.5５㎥

校对

设计

制图

描图

　年　　　　月

比例

1:

３0

第1张

共１张

接管表

序号

公称尺寸

接管法兰标准

密封面形式

用途

a1-2

DN15

ＰＮ25

ＨG/T２0592-2009

平面

液面计接口管

ｂ1-2

DN15

PN25

HＧ/T2０592-２009

平面

液面计接口管

c

DN450

PN2５

HG/T20592-2009

榫槽

人孔

d

DＮ32

PN25

ＨG／T2０５92－2０09

平面

出料口

e

DN50

PN2５

HG/Ｔ２0592-２０09

平面

出料口

f

ＤN25

PＮ25

HＧ／T20５９2-2００9

平面

安全阀接口管

ｇ

ＤN2５

PN25

ＨG/T205９2－2009

平面

放空管

ｈ

ＤN2５

PN25

HＧ/T2０５９2-2０09

平面

排污管