40m3液氯储罐设计111Word文件下载.docx

1、液氯储罐2用 途液氯储存站3最高工作压力MPa由介质温度确定4工作温度-20455公称容积（Vg）10/16/20/25M36工作压力波动情况可不考虑7装量系数（V）0.98工作介质液氯（高度危害）9使用地点室内10安装与地基要求11其它要求管口表接管代号公称尺寸连接尺寸标准连接面形式用途或名称A1DN50HG20595-1997FM液氯进口管A2安全阀接口A4DN450人 孔A5DN32空气进口管A6空气出口管A7DN25压力表接口A8DN20液位计接口A3液氯出口管2设计内容1）设备工艺、结构设计；2）设备强度计算与校核；3）技术条件编制；4）绘制设备总装配图；5）编制设计说明书。3设计工

2、作任务及工作量的要求包括课程设计计算说明书（论文）、图纸、实物样品等：1）设计说明书：主要内容包括：封面、设计任务书、目录、设计方案的分析和拟定、各部分结构尺寸的设计计算和确定、设计总结、参考文献等；2）总装配图设计图纸应遵循国家机械制图标准和化工设备图样技术要求有关规定，图面布置要合理，结构表达要清楚、正确，图面要整洁，文字书写采用仿宋体、内容要详尽，图纸采用计算机绘制。4主要参考文献：1 国家质量技术监督局，GB150-1998钢制压力容器，中国标准出版社，19982 国家质量技术监督局，压力容器安全技术监察规程，中国劳动社会保障出版社，19993 全国化工设备设计技术中心站，化工设备图样

3、技术要求，2000，114 郑津洋、董其伍、桑芝富，过程设备设计，化学工业出版社，20015 黄振仁、魏新利，过程装备成套技术设计指南，化学工业出版社，20026 国家医药管理局上海医药设计院，化工工艺设计手册，化学工业出版社，19967 蔡纪宁主编，化工设备机械基础课程设计指导书，化学工业出版社，2003年5设计成果形式及要求：1）完成课程设计说明书一份；2）草图一张（A1图纸一张）3）总装配图一张 （A1图纸一张）；6工作计划及进度：2014年06月16日：布置任务、查阅资料并确定设计方法和步骤 06月17日06月20日：机械设计计算（强度计算与校核）及技术条件编制06月21日06月24日

4、：设计图纸绘制（草图和装配图）06月25日06月26日：撰写设计说明书06月27日：答辩及成绩评定系主任审查意见： 签字：年 月 日目录一 、工艺设计 1、存储量2、设备的选型及轮廓尺寸二 、机械设计1、材料选择 2、设计压力 3、厚度设计 4、接管及接管法兰、人孔设计 5、鞍座的设计 6、焊接 7、校核 8、内压圆筒校核 9、内压椭圆形封头校核 10、法兰的校核 11、开孔补强计算 12、卧式容器（双鞍座） 1、工艺设计盛装液化气体的压力容器设计存储量式中：W储存量，t；装载系数；设计温度下的饱和溶液的密度，；根据设计条件=0.9401.314=47.304t2、设备选型及轮廓尺寸 筒体直径

5、一般由工艺条件决定，但是要符合压力容器的公称直径。标准椭圆型封头是中低压容器经常采用的封头形式。封头公称直径必须与筒体的公称直径相一致。 根据公式 ：L40 L/D=4 得Di=2335mm,圆整得Di=2300mm. 可选用标准椭圆封头的公称直径DN2300mm，总深度H615mm，内表面积60.233，容积V1.7588此时封头体积为21.75883.5176 则筒体所占容积为36.530 计算得L=7817mm, 可取L=7900mm 则储罐实际体积为V=40.04976误差分析1000.13 所以可确定筒体公称直径为DN2300 mm，筒体长度为L=7900mm；2、机械设计1、材料选

6、择根据液氯的特性，选择16MnR。16MnR是压力容器专用钢。50时的许用应力,钢板标准GB6645。2.设计压力 t=50时,根据压力容器介质手册可得液氯的密度是1.314，饱和蒸汽压Pv=1.4327Mpa,大气压Pa=0.1Mpa.设计压力为容器的设计载荷条件之一，其值不得低于最高工作压力，而最高工作压力指容器顶部在正常工作过程中可能产生的最高表压。装设安全阀的容器，考虑到安全阀开启动作的滞后，容器不能及时泄压，设计压力不得低于安全阀的开启压力，通常可取最高工作压力的1.051.10倍。计算压力是指在相应的设计温度下，用以确定元件最危险截面厚度的压力，其中包括液柱静压力。通常情况下，计算

7、压力等于设计压力与液柱静压力之和，当元件所承受的液柱静压力小于5%设计时，可忽略不计。设计压力液柱静压力因为，所以液柱静压力可以不考虑，计算压力与设计压力相等。水压试验 3、厚度设计由中径公式可得筒体的计算厚为10.86mm，钢板厚度负偏差，腐蚀余量，故筒体的名义厚度为。由椭圆厚度计算公式可得腐蚀裕度，钢板负偏差，取名义厚度4、接管及接管法兰、人孔设计 螺栓法兰连接是一种应用最广泛的密封装置，它的作用是通过螺栓连接，并通过拧紧螺栓使密封元件压紧而保证密封。由于工艺要求和检修的需要，在筒体上直接开孔安装接管，分别有液面计接口、人孔、压力表孔、空气进口、安全阀接孔、空气出口、液体进口、液体出口。根

8、据各接口的大小选择相对应的法兰及垫片。公称压力aDN80PN1.6MPaTGbDN40HG21524-2005空气进口cDN500人孔d管空气出口e管压力表接口fgh接管及接管补强详细数据见强度校核书。跟据管口公称直径选择相应的法兰，1.6MPa时选用带颈对焊榫槽法兰，主要参数如下：公称通径钢管外径连接尺寸法兰厚度C法兰颈法兰高度HB法兰外径D螺栓孔中心圆直径K螺栓孔直径L螺栓孔数量n螺纹ThNSHR25301057514M1216402.34515011018M16642.68089200160203.250人孔的设计本次设计的储罐设计压力为1.466MPa，根据钢制人孔和手孔【3】，采用回

9、转盖带颈对焊法兰人孔。该人孔标记为：人孔结构示意图 人孔结构尺寸密封面型式公称压力PN公称直径DNdwDD1H1H2MFM2.54504801245667060025012142b1b2ALd0螺柱螺母总质量数量直径长度414637517524M2455、鞍座的设计查得16MnR单位面积的质量为7.81筒体总质量M=m1+m2+m3+m4m1:筒体质量=7703kgm2:封头质量=2235kgm3:液氯质量=5380kgm4:附件质量：0 kgG=572.378KN每个鞍座承受的压力F=G/2=572/2=286KN选鞍座B/T4712-1992，标准尺寸为：DN=2300,许用载荷408KN

10、,包角120，带垫板，A型，鞍座间距6900mm。详细数据见鞍座强度校核书。6、焊接 焊接是两件或两件以上零件，在加热或（和）加压的状态下，通过原子或分子之间的结合和扩散，形成永久性连接的工艺过程。 筒体、封头之间的焊接结构：根据筒体及封头的厚度以及设计压力和液化石油气的特性，焊缝采用对接接头，A型坡口。焊接接头的检验采用100%无损检验。接管和筒体之间的焊接形式采用带补强圈插入式接管T型接头形式，坡口形式为D形。7、校核参考资料1、中华人民共和国行业标准钢制管法兰、垫片、紧固件 ；2、压力容器与化工设备实用手册董大秦，袁凤隐，化学工业出版社，20003、HGT 21523-2005 水平吊盖

11、带颈平焊法兰人孔，中国天辰化学工程公司，2005内压圆筒校核计算单位计算条件筒体简图计算压力 Pc 1.466设计温度 t 50.00 C内径 Di 2300.00mm材料 16MnR（热轧） （ 板材 ）试验温度许用应力 170.00设计温度许用应力 t试验温度下屈服点 s 345.00钢板负偏差 C1 0.00腐蚀裕量 C2 4.00焊接接头系数 0.90厚度及重量计算计算厚度 = = 10.86有效厚度 e =n - C1- C2= 11.00名义厚度 n = 16.00重量 5899.36Kg压力试验时应力校核压力试验类型 液压试验试验压力值PT = 1.25P = 1.83230 （

12、或由用户输入）压力试验允许通过的应力水平 TT 0.90 s = 310.50试验压力下圆筒的应力 T = = 147.74 校核条件 T T校核结果 合格压力及应力计算最大允许工作压力 Pw= = 1.52239设计温度下计算应力 t = = 150.43t 153.00t t结论内压椭圆封头校核椭圆封头简图曲面高度 hi 615.00 16MnR（热轧） （板材）形状系数 K = = 1.0000 = 15.56最小厚度 min = 3.30 满足最小厚度要求 639.79 Kg压 力 计 算= 1.52618右封头计算开孔补强计算接 管: A1, 530计 算 方 法 : GB150-1

13、998 等 面 积 补 强 法, 单 孔设 计 条 件简 图计算压力 pc1.4659设计温度壳体型式圆形筒体壳体材料名称及类型16MnR（热轧）板材壳体开孔处焊接接头系数壳体内直径 Di2300壳体开孔处名义厚度n15壳体厚度负偏差 C1壳体腐蚀裕量 C2壳体材料许用应力t170接管实际外伸长度300接管实际内伸长度接管材料接管焊接接头系数接管腐蚀裕量补强圈材料名称凸形封头开孔中心至封头轴线的距离补强圈外径840补强圈厚度接管厚度负偏差 C1t 补强圈厚度负偏差 C1r 接管材料许用应力t补强圈许用应力t开 孔 补 强 计 算壳体计算厚度 10.81接管计算厚度t2.078 补强圈强度削弱系

14、数 frr接管材料强度削弱系数 fr开孔直径 d478补强区有效宽度 B956 接管有效外伸长度 h184.68接管有效内伸长度 h20 开孔削弱所需的补强面积A 5169mm2壳体多余金属面积 A188.81 接管多余金属面积 A21511补强区内的焊缝面积 A364 A1+A2+A3=1664 mm2 ，小于A，需另加补强。补强圈面积 A43900A-（A1+A2+A3）3505结论: 补强满足要求。 A2, 251000.064 1759 10.18 183.87.803 111.544 A1+A2+A3=163.3 mm2 ，小于A，需另加补强。20.53 A3, 8919001800.339 77154 27.7527.75 832.714.31 425.280 A1+A2+A3=519.5 mm2 ，小于A，需另加补强。390313.2 A4, 25