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乙醇贮罐
乙醇贮罐
————————————————————————————————作者:
————————————————————————————————日期:
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