所需补强面积A4=A—Ae=mm2
补强圈厚度δ≥A4/(D2—D1)=(760—484)=
圆整后取8mm,补强材料与壳体材料相同,为16MnR
五、选择鞍座并核算承载能力
1、支座的设计
卧式容器支座又可分为:
鞍座、圈座和支座。
常见的卧式容器和大型卧式储罐、换
热器等多采用鞍座,它是应用得最为广泛的一种卧式容器支座。
故本设计选用鞍座。
置于支座上的卧式容器,其情况和梁相似,由材料力学分析可知,梁弯曲产生的应力与支
点的数目和位置有关。
当尺寸和载荷一定时,多支点在梁内产生的应力较小,因此支座数目似乎应该多些好。
但对于大型卧式容器而言,当采用多支座时,如果各支座的水平高度有差异或地基沉陷不均匀,或壳体不直不圆等微小差异以及容器不同部位受力挠曲的相对变形不同,使支座反力难以为各支点平均分摊,导致壳体应力增大,因而体现不
出多支座的优点,故一般情况采用双支座。
鞍座的底板尺寸应保证基础的水泥面不被压坏。
根据底板上的螺栓孔形状不同,又分为F型(固定支座)和S型(活动支座),除螺栓孔外,F型与S型各部分的尺寸相同。
在一台容器上,F型和S型总是配对使用。
综上所述,本设计选择鞍式双支座,一个S型,一个F型。
2、鞍座的计算
贮罐总质量:
m=m1+m2+m3+m4
其中,m1——筒体质量,kg;
m2——封头质量,kg;
m3——液氨质量,kg;
m4——附件质量,kg;
①液氨质量m3
m3=ψρV,
式中ψ——装量系数,取;(《压力容器安全技术监察规程》规定:
介质为液化气体的固
定式压力容器,装量系数一般取)。
ρ——液氨在-20℃时的密度为665Kg/m3
V——贮罐容积(V=V封+V筒=+=
所以m3=×665×=Kg
②附件质量m4
③则查得:
人孔质量约为201Kg,其它接管等质量总和按300Kg计,m4=501Kg
所以设备总质量m=m1+m2+m3+m4=570+++501=每个鞍座承受的负荷
Q=mg/2=×2=≈
42KN
根据文献,由于每个鞍座承受约
JB/T4712-92鞍座A2200-F,
42KN负荷,故选用轻型带垫板包角为
JB/T4712-92鞍座A2200-S。
120°的鞍座。
即
3、安装位置
为了充分利用封头对筒体邻近部分的加强作用,应尽可能将鞍座安放在靠近封头的位置,即a应小于或等于(R是容器半径)。
贮罐长度(不含封头)L=2a+l=4100mm
式中a——鞍座离罐体一端的距离;
l——两鞍座之间的距离;
取a==×1600/2=400mm,所以l=3300mm。
所以两鞍座之间的距离为3300mm。
4、人孔的设计
人孔是为了检查压力容器在使用过程中是否产生裂纹、变形、腐蚀等缺陷。
人孔主要
由筒节、法兰、盖板和手柄组成。
选用时应综合考虑公称压力、公称直径、工作温度以
及人、手孔的结构和材料等诸方面的因素。
人孔的类型很多:
从人孔所用法兰类型来看,
承压人孔有板式平焊法兰人孔、带颈平焊法兰人孔和带颈对焊法兰人孔;从人孔盖的开
启方式及开启后人孔盖所处位置看,人孔又可分为回转盖人孔、垂直吊盖人孔和水平吊
盖人孔(重量:
水平吊盖>垂直吊盖>回转盖)。
选择使用上有较大的灵活性,其尺寸大小
及位置以设备内件安装和工人进出方便为原则。
根据贮罐是在常温及最高压力下工作。
考虑到人孔盖直径较大较重,故选用水平吊盖带颈对焊法兰人孔。
公称直径450mm,凸面法兰密封面。
该人孔标记为:
人孔AⅢPg17,Dg450。
5、液面计的设计
液面计是用以指示容器内物料液面的装置,其类型很多,大体上可分为四类,有玻璃板液面计、玻璃管液面计、磁性液位计和用于低温设备的防霜液面计。
选取玻璃板液
面计。
考虑到本设备不大且设计压力为,选用T型即透光式玻璃板液面计。
透光式、公称压力、碳钢材料、保温型、排污口配阀门、长颈对焊突面法兰连接(按HG20595-97),公称长度L=1150mm的液面计,标记为:
液面计AT。
六、选配工艺接管
1、液氨进料管
采用Φ80×4mm低合金无缝钢管。
进料管伸进设备内部并将管的一端切成45℃,为的
是避免物料沿设备内壁流动以减少磨蚀和腐蚀。
配用凸面密封的带颈对焊管法兰:
HG20595法兰RFQ235-A。
长度500mm,不必补强。
2、液氨出料管
采用可拆的压出管Φ25×3mm,将它套入罐体的固定接口管Φ38×内,并用法兰固定在接口管法兰上。
罐体的接口管法兰采用HG20595法兰RFQ235-A,与该法兰相配并焊接在压出管
的法兰上,其连接尺寸和厚度与法兰:
HG20595法兰RFQ235-A相同,但其内径为25mm。
液氨压出管的端部法兰采用HG20595法兰RFQ235-A。
液氨出料管也不必补强。
压出管伸入贮罐2m。
3、排污管
贮罐右端最底部,安设排污管一个,管子规格是Φ80×,管端装有一与截止阀J41W-16相配的管法兰:
HG20595法兰RFQ235-A。
4、安全阀接口管
安全阀是通过阀的自动开启排出气体来降低容器内过高的压力。
为了操作的安全,因此安设一安全阀。
安全阀接口管尺寸由安全阀泄放量决定。
本贮罐选用Φ50×的无缝钢管,管法兰为:
HG20595法兰RFQ235-A
5、压力表接口管
压力表工作管由最大压力决定,因此选用Φ40×无缝钢管,管法兰采用HG5010-58Pg16Dg65
七、设计结果一览表
序号
名称
指标
材料
1
设计压力
/
2
工作温度
40
/
3
物料名称
液氨
/
4
容积
25m3
/
5
筒体
DN2000m×14mm,
16MnR
L=4120mm
6
封头
DN1600mm×14mm,
16MnR
h=40mm
7
鞍座
JB/T4712-92鞍
Q235A·F
座A2200-F
JB/T4712-92鞍
座A2200-S
8
入孔
RFⅢ()
组合件
9
补强圈
φ760mm/φ
16MnR
484mm,δ=8mm
10
液面计接管
φ20mm×2,
10
L=300mm
11
玻璃管液面计
AT,L=1150mm
组合件
12
进料管
φ80mm×4,
10
L=500mm
13
出料管
φ57mm×4,
10
L=200mm
14
压料接管
φ25mm×3,
10
L=2500mm
15
排污管
φ57mm×,
10
L=200mm
16
放空管
φ32mm×,
10
L=200mm
17
安全阀接管
φ32mm×,
10
L=200mm
18
法兰
配合以上各接管
Q235-A
八、液氨储罐装配图(见附图)
九、课程设计总结
自开始学习化学工程与工艺专业以来,这是我第二次接触课程设计并亲手完成制作,最初接到老师的任务时,觉得自己完成不了。
俗话说,不经历风雨哪能见彩虹,抓住锻炼自己的机会才会进步!
我坚信,有信心,才有冲劲!
虽然时间有点紧张,但抓住了零
碎的时间,还是可以完成的。
通过构思框架,查阅检索各种资料,刚开始手忙脚乱的,不知从何入手,很多数据都要来自于相关资料,并考虑周全,急需一定的耐心,不然很容易放弃,我不断告诉我自己,对事物的熟悉是建立在一步步的理解之上的,抱此态度,
慢慢摸索,最终完成了课题为《液氨贮罐的设计》的课程设计。
过程中遇到了许多难以
解决的问题,对课本有了更进一步的了解,加固了对相关课程知识的认知程度,我认为
最重要的是学会了很多关于word软件的使用技巧和排版,认识到了计算机处理问题的重
要性,相信在以后的工作和生活中会很有用处。
我认为,本次课程设计的重要限不仅仅在于对知识的学习和巩固,它告诉我做任何事情一定要有端正的态度和明确的目的,
戒骄戒躁,端正态度,静心摸索才是永远要牢记的话。
由于时间仓促,水平有限,设计中会存在一些问题,请老师批评指正!
致谢
非常感谢老师给予我们制做课程设计书的机会,制做这份课程设计书虽
然不容易,特别是画图部分,因为我个人最不喜欢画图了,但做完以后很有
成就感,越不容易做到的事情越觉得自己很了不起。
特别要谢谢老师给我们
提供的课程设计规范的PPT,对我这次设计起到了很大作用。
同时,我也要
感谢网络,网络让我查阅资料更快捷,更方便,在以后的学习中我会继续努
力的。
参考资料:
[1]董大勤、高炳军、董俊华等编《化工设备机械基础》北京:
化学工业出版社.第四版,
[2]蔡纪宁、张莉彦编《化工设备机械基础课程设计指导书指导书》.
北京:
化学工业出版社.第二版,
[3]何铭新钱可强编,《机械制图》北京高等教育出版社.第六版.2010
年
[4]董大勤,袁凤隐编.《压力容器设计手册》北京:
化学工业出版社.第二.,2006
[5]参考网址:
答辩问题
1.液氨储罐的机械设计包括哪些内容?
答:
内容:
设备总装配图一张;零部件图一至两张;设计计算说明书一份。
2.设计参数中设计压力是如何确定的?
(具体说明在设计中设计压力的确定)
答:
液氨储罐通常置于室外,虽然设计有保温措施,但罐内液氨的温度和压力还是可能
直接受到大气温度的影响,在夏季液氨储罐经太阳暴晒,液氨温度可达40℃,随着气温的变化,储罐的操作压力也在不断变化.根据《化学化工物性数据手册》查得40℃饱和蒸汽压为,可以判定设计的容器为储存内压压力容器,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,可取液氨的设计压力为,当液化气体储罐安装有安全阀时,设计压力可取最大
操作压力的倍,所以合适。
。
3.设计参数中焊接接头系数是如何确定?
答:
容器公称直径见技术特性表即公称直径DN=;罐体和封头的材料为16MnR,查教材P168
表8-7可知其设计温度下的许用应力[σ]t=163MPa。
液氨储罐封头从受力方面分析来看,球形封头是最理想的结构形式。
但缺点是深度大,冲