立式储罐设计
课程设计任务书
设计题目5000m3立式储油罐结构设计
技术参数：直径26600mm
长度9000mm
材质16MnDR
壁厚11.3mm,13.6mm,16.02mm
设计任务：
1.写出该结构的几种设计方案
2.强度计算及尺寸选择
3.绘制结构设计图
4.撰写主要工艺过程
5.撰写设计说明书
工作计划与进度安排：
1．查阅资料2天2．设计计算并撰写设计说明书5天3．上机绘图4天4．答辩1天
指导教师（签字）：年月日专业负责人（签字）：
年月日
学院院长（签字）：
年月日
1 储罐及其发展概况
油品和各种液体化学品的储存设备—储罐是石油化工装置和储运系统设施的重要组成部分。由于大型储罐的容积大、使用寿命长。热设计规范制造的费用低，还节约材料。
20世纪70年代以来，内浮顶储油罐和大型浮顶油罐发展较快。第一个发展油罐内部覆盖层的施法国。1955年美国也开始建造此种类型的储罐。1962年美国德士古公司就开始使用带盖浮顶罐，并在纽瓦克建有世界上最大直径为187ft （61.6mm）的带盖浮顶罐。至1972年美国已建造了600多个内浮顶罐。
1978年国内3000m3铝浮盘投入使用，通过测试蒸发损耗标定，收到显著效果。近20年也相继出现各种形式和结构的内浮盘或覆盖物[1]。
世界技术先进的国家，都备有较齐全的储罐计算机专用程序，对储罐作静态分析和动态分析，同时对储罐的重要理论问题，如大型储罐T形焊缝部位的疲劳分析，大型储罐基础的静态和动态特性分析，抗震分析等，以试验分析为基础深入研究，通过试验取得大量数据，验证了理论的准确性，从而使研究具有使用价值。
近几十年来，发展了各种形式的储罐，尤其是在石油化工生产中大量采用大型的薄壁压力容器。它易于制造，又便于在内部装设工艺附件，并便于工作介质在内部相互作用等。
2 设计方案
2.1 选择设计方法
2.1.1 正装法
此种方法的特点是指把钢板从罐底部一直到顶部逐块安装起来，它在浮顶罐的施工安装中用得较多，即所谓充水正装法，它的安装顺序是在罐低及二层圈板安装后，开始在罐内安装浮顶，临时的支撑腿，为了加强排水，罐顶中心要比周边浮筒低，浮顶安装完以后，装上水除去支撑腿，浮顶即作为安装操作平台，每安装一层后，将上升到上一层工作面，继续进行安装。 2.1.2 倒装法
先从罐顶开始从上往下安装，将罐顶和上层罐圈在地面上安装，焊好以后将第二圈板围在第一罐圈的外围，以第一罐圈为胎具，对中点焊成圆圈后，将第一罐圈及罐顶盖部分整体吊至第一、二罐圈相搭接的位置，停于点焊，然后在焊死环焊缝。用同样的方法把下面的部分依次点焊环焊，直到罐底板的角接焊死即成。 2.1.3 卷装法
将罐体先预制成整幅钢板，然后用胎具将其卷筒，在运至储罐基础上，将其卷筒竖起来，展成罐体装上顶盖封闭安装而建成。
见几种：护坡式基础、环墙式基础、外环墙式基础、特殊构造的基础。 根据比较选用，护坡式基础[2]。
2.2 尺寸的选择
根据经济尺寸计算，D H 83=,
H D V 4
2
π=
,35000m V =，mm H 9000=，mm D 26600=
体形系数为33.0=D
H
，符合要求
35000m V =
mm H 9000=
mm D 26600=
2.3 材料的选择
根据GB50341-2003_立式圆筒形钢制焊接油罐设计规范.来选取 （1） 罐壁：钢板16MnDR ，尺寸为3000×20000mm,GB6654，在热轧正火下
使用，公称板厚为6～16mm ，温度<20C 0时的许用板厚为34mm,许用应力为157MPa ，MPa MP 315a 490s b ==σσ，，
（2） 钢管：16MnR,GB/T8163, 在热轧下使用,公称板厚为≤16mm ，温
度>-20C 0
时的许用板厚为34mm,许用应力为163MPa ，
MPa MP 320a 490s b ==σσ，
（3） 锻件：16Mn ，JB4726，在正火或回火加正火下使用，公称板厚为
≤300mm ，温度<20
C 0
时,许用应力为150MPa ，
MPa MP 275a 450s b ==σσ，
（4） 螺母：20或25钢，GB/T699
（5） 螺栓： 35GrMoA ，GB3077，温度 <20C 0
，许用应力为167MPa ，在
热调质状态下使用，M24-M48，MPa MP 500a 660s b ==σσ， （6） 接管：10号钢，许用应力为108MPa 垫片：石棉橡胶板 JB/T 4704-2000
3 罐壁设计
3.1 罐壁的强度计算
3.1.1 罐壁厚的计算
由于所给体积大于1000m3，所以按照不等壁厚计算，选择钢板宽度为3m 。所以1H =3m ，2H =6m ，3H =8.13m
21101][2)]300.0([001.0C C t D
H g p ++-+=
φ
σρδ （3.1）
a 490
b MP =σ
MPa 315s =σ
a 490
b MP =σ
MPa 320s =σ
a 450
b MP =σ
MPa 275s =σ
a 660
b MP =σ
MPa 500s =σ
21202][2)]300.0([001.0C C t D
H g p ++-+=
φ
σρδ （3.2） 21303][2)]300.0([001.0C C t D
H g p ++-+=
φ
σρδ （3.3）
式中：P —设计压力：0.084（Mpa ）； i P —罐的内径：26600（mm ）
； t ][σ—设计温度下材料的许用应力157（Mpa ）
； ψ—焊缝系数：查表得0.9；
1C —钢板的负偏差0.3（mm ）；
2C —腐蚀裕度1C 2=.0；
mm 6.133.019
.015726
.26)]300.00.6(8.985084000[001.02≈++??-?+=
δ
mm 02.163.019
.015726.26)]300.00.9(8.985084000[001.03≈++??-?+=δ
所以罐壁厚度从上到下一次为11.3mm ，13.6mm,16.02mm 3.1.2 罐壁的应力校核
[][]t )(2)(σ?
δδσ≤--+=
c c D p i t （3.4） 式中：t ][σ—设计温度下材料的许用应力157（Mpa ）；
[]MPa
MPa t 15718.1249
.0)3.13.11(2)3.13.11(26600084.01<=?-?-+?=
σ []MPa MPa t
15796.1009.0)3.16.13(2)3.102.16(26600084.02
<=?-?-+?=σ
[]MPa MPa t 15737.849
.0)3.102.16(2)3.102.16(26600084.03<=?-?-+?=
σ
故满足材料要求
mm
3.113.019.015726
.26)]300.00.3(8.985084000[001.01≈++??-?+=δ
MPa t 217=δ
1δmm 3.11≈2
δmm 6.13≈
3δmm 02.16≈
t
1σMPa 18.124
t 2σMPa 96.100
t 3σMPa 37.84
按照试验应力公式校核
s i T T c c D P σψ
δδσ9.0)(2)]
([≤--+=
（3.5）
式中：s σ—为材料的屈服极限MPa s 315=σ,MPa P T 105.0=
MPa MPa s 5.2833159.09.0=?=σ
MPa T 22.1559
.0)3.13.11(2)
3.13.11(26600[105.0=?-?-+?=
σ
MPa MPa s T 5.2839.022.155=<=∴σσ
有以上公式可知，当最小厚度满足要求时，其余的厚度也满足要求。
3.2 储罐的风力稳定计算
3.2.1抗风圈
浮顶储罐没有固定顶盖，为使储罐在风载作用下保持上口圆度，以维持储罐整体形状，故需在储罐上部整个圆周上设置一个抗风圈。而固定顶有固定顶盖则用设计抗风圈。 3.2.2加强圈计算
在风载荷作用下，罐壁筒体应进行稳定性校核，防止储罐被风吹瘪。判定储罐的侧压稳定条件为
0P P cr ≥ （3.6）
式中P cr —罐壁许用临界应力（Pa ）；
P 0—设计外压（Pa ）； 罐壁许用临界应力的计算
由SH3046—92推荐的方法，得在外压作用下的临界压力公式
L
D E P cr 5
.15
.259.2δ= （3.7） 式中P cr —临界压力（Pa ）；
E —圆筒材料的弹性模量：192×109（Pa ）； σ—圆筒壁厚（m ）； D —圆筒直径（m ）； L —圆角长度（m ）；
T σMPa 22.155
Pa P cr 54660.96.26)103.11(1019259.25.15
.239=?????=- 罐壁设计外压计算
罐壁设计外压用下式表示，即
q w P Z S +=0025.2μμ （3.8）
式中P 0—罐壁设计外压（Pa ）；
s μ —风载荷体形系数；
z μ —风压高度变化系数； 0w —基本风压（Pa ）； q —罐内负压（Pa ）； 对固定顶储罐，s μ=1则式为
q w P Z +=0025.2μ （3.9）
s μ —风载荷体形系数z μ=1；
Cr P Pa P <=+???=23.50150055.00.10.125.20
由于P cr > P 0，所以在罐壁上不需要设置加强圈。故满足要求。 3.3.3 液面晃动波高计算 罐内液面晃动波高
R h V αζζ21=； W T 08.085.12-=ζ；
式中1ζ—非浮顶影响系数，取1.0；
2ζ—阻尼修正系数，当W T 大于10s 时，取2ζ=1.05；
α—地震影响系数，取0.23；
s s cth D H cth g D T W W 1086.560.260.968.38.968.36.2614.32)68.3(68.32<=??
?
?????==π
cr P Pa 5466=
23.5010=p
s
w T 68.5=
故取2ζ=1.85-0.08W T =1.85-0.08×5.86=1.3；
m h V 22.43.1323.03.11=???=
3.3 罐壁结构
3.3.1 截面与连接形式
罐壁的纵截面由若干个壁板组成，其形状为从下至上逐级减薄的阶梯形，一般上壁板的厚度不超过下壁板的厚度，各壁板的厚度由计算可得，按标准规范，16MnDR 的最小厚度为6mm ，为由于该罐壁是不等壁厚度的且较厚，因此各板之间采用对接，这样可以减轻自重。
罐壁的下部通过内外角焊缝与罐底的边缘板相连，上部有一圈包边角钢，这样既可以增加焊缝的强度，还可以增加罐壁的刚性。
在液压作用下，罐壁中的纵向应力是占控制地位的。即罐壁的流度实际上是罐壁的纵焊缝所决定的。因而壁板的纵向焊接接头应采用全焊透的对接型。 为减少焊接影响和变形，相邻两壁板的纵向焊接接头宜向同一方向逐圈错开1/3板长，焊缝最小间距不小于1000mm 。底圈壁板的纵向焊接接头与罐底边缘板对接焊缝接头之间的距离不得小于300mm 。罐壁的环向焊接接头形式较多，主要为对接。
底层壁板与罐底边缘板之间的连接应采用两侧连续角焊。在地震设防烈度不大于7度的地区建罐，底层壁板与边缘壁板之间的连接应采用如图的焊接形式，且角焊接头应圆滑过渡，而在地震小于7度的地区可取K 2=K 1[3] 。
图3.4底层壁板与边缘板的焊接
3.3.2 壁板宽度
壁板宽度越小，材料就越省。但环向接头数就越多，增加安装工作量。我国一般取壁板宽度不小于1600mm 。根据GB709-2006选择B 类，板宽3000mm ，长度20m 。
m v h 22.4=
4 罐底设计
4.1 罐底的应力计算 中幅板的薄膜力
11
2
10)1(22Rt L M N μσβμβ-+= （4.1）
罐壁与边缘板之间的约束弯矩
3
10
11
10
11
02
14
13310)
(4017)1(211)1)1(22(4)(24011t l Rt Rt L l t M σμσββμσβββμ
ρσ+-+---++=
（4.2） 式中t —边缘板厚（mm ）；
1β—罐壁第一圈壁板特征系数，42
1
2
21)1(3σμβR -=；
μ—泊松比，0.3；
R —储罐半径，13.3m ；
1σ—储罐第一圈厚度，16.02mm ；
0t —中幅板的平均厚度，6mm ；
0L —底板上的液压高度，9.00m ； P —作用在罐底上的储液压力，P=0gL ρ ； ρ—储液密度，850Kg/m 3 ；
L —边缘板受弯宽度，50.00m ；
D —边缘板弯曲刚度)
1(1223
μ-=Et D ；
β—罐壁边缘板特征系数，42
22
)
1(3t
R μβ-=； Pa P 747900.98.9850=??=∴ ；66.140)
3.01(12108101922
9
9=-???=-D ； 94.383.13)3.01(34222=?-=β ；78.202.163.13)3.01(342
22
1=?-=β； m
N M /1002.2)8
02.16(405017006
.03.131002.1678.22178.21]1006
.03.13)
7.01002.16(78.229
78.22[78.243.05074970)802.16(24011733
-3
-24330?=?+??+
?--???+
????+??=
N N 8
3
3271033.51083.137
.01002.1678.2293.078.21002.22?=?????
??+???=--
Pa P 52
7
21041.1)50
1002.2274970(512?=??-?= 边缘板上表面的径向应力分布为 26t t N x
x μσ-=
（4.3）边缘板上表面的环向应力分布为 26t
M t N x
y μσ-=
（4.4） 式中x μ-边缘板受弯区域内任一点的弯矩 如图4.3所示的力的平衡关系
图4.3 力的平衡关系图
pa
p 74790=66
.140=D
78
.294
.3==ββ
7
01002.2?=M
N
N 81033.5?=
5
210
41.1?=P
再分别求出20l x ≤
≤及l x l
≤≤2
的弯矩M x 2)3(52200px M x l M pl --+ )2
0(l x ≤≤ 220220320)42(51)12217(51)2(58l l
M p
pl x l M p x l M p l x +-+--- )2(l x l ≤<
当x=0时 m N M M o x /1002.27?==
当x=2
l 时 m N M x /59768752502749701002.225501002.235074970522
7
27=??? ???-?-????? ????+??= 当l x =时 0=x M
所以当x=0时，x M 有最大值且m N M x /1002.27?=
所以MPa MPa s x 690273.6481002.2681033.52
7
8=<=??-?=σσ MPa MPa s y 690206.6681002.23.0681033.52
7
8=<=???-?=
σσ 故均为安全
5 罐顶设计
5.1拱顶结构及主要的几何尺寸
拱顶罐是目前立式圆柱形储罐中使用最广泛的一种罐顶形式，拱形的主体是球体，它本身是重要的结构，储罐没有衍架和立柱，结构简单，刚性好，承压能力强。
球面由中小盖板瓜皮板组成，瓜皮板一般做成偶数，对称安排，板与板之间相互搭接，搭接宽度不小于5倍板厚，且不小于25mm 实际搭接宽度多采用40mm
N
M M x 701002.2?==
5976875
=x M
06.6673.64==y x σσ
罐顶的外侧采用连接焊，内侧间断焊，中心盖板搭在瓜皮板上，搭接宽度一般取50mm ，顶板的厚度为4～6mm 。用包边角钢连接的拱顶只有一个曲率，所以又称球顶。这种结构形式在拱顶与罐壁的连接处，（即拱脚）边缘应力较大，为防止油罐破坏装油高度不宜超过拱脚，即拱顶部分不能装油，但球顶罐制作方便，因而得到较广泛的应用。
（1） 拱顶的球面半径一般取Rn=0.8～1.2D
式中D-储罐直径，26.6m ； 取Rn=1.0D=26600mm
按表5-2，顶板厚度为6mm ，带肋 （2） ?0 、?、D 2 、a 、b 、根据图可知，有 sin ?0 =
2
1
2=Rn D ?0 =30° sin ?=Rn
D
22
式中D 2 -中小孔直径，查表得D 2 =2000mm
sin ?0 =03.026600
21920
=? ?0 =2.07° a-取25mm b-取30 mm
5.2 扇形顶板尺寸
扇形顶板块数n 最好为偶数，选择n=20，扇形顶板小头的弧长CD 不得小于180 mm ，
则瓜边板的展开式状。
R 1=Rtg a -0? =26600tg30°=15332mm R 2=Rtg ?=26600tg2.07 =961.43mm
401+=n D B A π =39.42144020
)2526600(=+-πmm
mm n D D C 59.34140201920
14.3402=+?=+=π
()()mm 71.129412507.230180
660023.14a 180
0n
1=--?=--=
???φπR L
()mm
14.42011801533210220402526600sin 153322180n 240n sin 21112=???
???????+-??=???? ?
???+=ππππR D R L
mm n R 26600=
0030=?
007.2=?
59.34139.42143.96411533221====D C B A R R mm
mm 14
.42017.1294121==L L
mm
80.33914.318043.9612024020192014.3sin 43.9612180n 240n sin 22223=???
???????+???=???
? ????+=ππR D R L
5.3 包边角钢
（1）包边角钢与罐顶板之间采用连接较弱，仅需在外侧采用单面连续焊，以保证储罐的密封，焊脚高度不宜大于顶板厚度的3/4，且不大于4mm 。
（2）根据SH3046规定储罐所应采用最小包边角钢见表5.1[1]。
表5.1 包边角钢最小尺寸
储罐内径D 1 m 包边角钢最小尺寸，mm
20 6 贮罐附件及其选用 6.1 人孔 人孔主要在检修和消除液渣时，以及容器内部附件的安装和拆卸进出贮罐用，安装于罐壁第一圈板上，其中心距离罐底约750㎜，Di 〉3000时，人孔直径不小于500㎜，取600㎜。由于不需补强的最大孔径要满足下述全部要求：⑴设计压力小于或等于2．5Mpa ；⑵两相邻开孔中心的间距应不小于两孔直径之和的两倍；⑶接管公称外径小于或等于89㎜。（4）接管最小壁厚满足下表的要求。 回转盖平焊法兰人孔尺寸 密封面形式 公称压力PN/mm 公 称 直 径 DN/mm d w ×S D D 1 b b 1 b 2 A RF 突面RF 型 0.6 500 530×5 645 600 32 24 26 355 B L H 1 H 2 d 0 螺栓螺 柱数量 螺栓 螺柱 RF 直径×长度 175 250 230 106 20 20 M20×100 M20×115 mm L 80.3393= 表6.1 接管公称直径 )(mm 接管公称直径 25 32 38 45 48 57 65 76 89 最小壁厚 3.5 4.0 5.0 6.0 钢材的标准抗拉强度下限值 ＞540MPa ，接管与壳体宜采用全焊透的结构型式。接管的 腐蚀裕量为1mm 。 由于600>89，故需要开孔补强。 补强设计： 对筒体上接管为φ600×8的开孔进行补强 补强设计方法：单孔补强 开孔处壳体材料类型：板材 壳体材料：16Mn 壳体材料在设计温度下的许用应力：230Mpa 内径：28000mm 接管腐蚀裕量：1mm 接管厚度负偏差：0.3mm 接管材料：16Mn 接管材料在设计温度下的许用应力：230Mpa 接管材料在常温下的许用应力：230Mpa 接管焊接接头系数：1 补强结构：无补强结构 接管和壳体连接结构形式：镶嵌式接管 计 算 方 法 : GB150-1998 等 面 积 补 强 法, 单 孔 开孔直径 d=d0+2Ct= 602.6mm mm D d i 162002 324002==≤ 补强区有效宽度 B=2d=2×602.6=1205.2mm 接管材料强度削弱系数 fr ：1.0 接效外伸长度 h1=min 1.87},6.126.602{=?=接管实际外伸高度nt d δmm 管效内伸长度 h2=min mm d nt 0},6.126.602{=?=接管实际内伸高度δ 根据外压圆筒稳定性计算方法，计算得到圆筒和接管的计算厚度,接管的有效厚分别为 mm d 16200= h1=87.1 h2=0 d=602.6mm 和=-= c t i c p D K p φσδ][2111mm,mm C t nt et 3.113.16.12=-=-=δδ 开孔削弱所需的补强面积A=0.5[ d +2 e(1- fr)]=3314 mm 2 壳体多余金属面积 A1=(B-d)(δe-δ)-2δet(δe-δ)(1- fr)=964 mm 2 接管多余金属面积 A2=2h1(δet-δ)-2h2(δet-C2)fr=278 mm 2 补强区内的焊接面积A3 :6x6=36 mm 2(焊角取6mm) Ae=A1+A2+A3=1278 mm 2 需要另加补强面积A4=A-Ae=2036 mm 2 采用补强圈补强，选用标准补强圈（JB/T4736-2002）,外径980mm,则补强圈计算厚度为 2036/(980-600)=5.35mm 取整为6mm 6.2 通气孔 用于贮存不易挥发介质的固定顶储罐上在储罐顶部靠近罐顶中心处安装，起呼吸作用。 表6.3 通气孔规格 尺寸（mm ） 规格 d D D1 d 1 E H n 200N D 215φ 280φ 315φ 18φ 550φ 324 8 通气孔的补强计算： 对筒体上接管为φ200×8的开孔进行补强 补强设计方法：单孔补强 开孔处壳体材料类型：板材 壳体材料：16Mn 壳体材料在设计温度下的许用应力：230(MPa) 内径：28000)(mm 接管腐蚀裕量：1)(mm 接管厚度负偏差：0.3)(mm d=602.6mm A=3314 mm 2 A1=964 mm 2 A2=278 mm 2 Ae=1278 mm 2 A4=2036 mm 2 接管材料：16Mn 接管材料在设计温度下的许用应力：230(MPa) 接管材料在常温下的许用应力：230(MPa) 接管焊接接头系数：1 接管和壳体连接结构形式：镶嵌式接管 计算方法GB150-1998等面积补强法,单孔 开孔直径 d=d0+2Ct= 202.6)(mm 140002 280002==≤ i D d )(mm 补强区有效宽度 B=2d=2×202.6=405.2)(mm 接管材料强度削弱系数fr ：1 接效外伸长度h1=min 3.49},126.202{=?=接管实际外伸高度nt d δ)(mm 管效内伸长度 h2=min 0},126.202{=?=接管实际内伸高度nt d δ)(mm 根据外压圆筒稳定性计算方法，计算得到圆筒和接管的计算厚度,接管为d=202.6mm 和=-= c t i c p D K p φσδ][2110)(mm ,7.103.112=-=-=t nt et C δδ)(mm 开孔削弱所需的补强面积A=0.5[d δ+2δδe(1- fr)]=1114 )(2mm 壳体多余金属面积 A1=(B-d)(δe-δ)-2δet(δe-δ)(1- fr)=202 )(2mm 接管多余金属面积 A2=2h1(δet-δ)-2h2(δet-C2)fr=69)(2mm 补强区内的焊接面积A3 :6x6=36 )(2mm (焊角取6)(mm ) Ae=A1+A2+A3=307)(2mm 需要另加补强面积A4=A-Ae=807)(2mm 采用补强圈补强，选用标准补强圈（JB/T4736-2002）,外径400)(mm ,则补强圈计算厚度为 807/(400-200)=4)(mm d=202.6 B=405)(mm h1=49.3 h2=0 A=1114 A1=202 A2=69 A3 =36 Ae=307 A4=807 6.3 贮罐进出液口 进液口开在罐顶，据罐壁750)(mm ,孔径取为300)(mm ，罐侧壁中心线距底350)(mm ，出液口开在罐壁第一圈的位置，距罐底350)(mm ,孔径取为300)(mm 补强计算： 对筒体上接管为φ300×8的开孔进行补强 补强设计方法：单孔补强 开孔处壳体材料类型：板材 壳体材料：16Mn 壳体材料在设计温度下的许用应力：230 (MPa) 内径：28000)(mm 接管腐蚀裕量：1)(mm 接管厚度负偏差：0.3)(mm 接管材料：16Mn 接管材料在设计温度下的许用应力：230 (MPa) 接管材料在常温下的许用应力：230(MPa) 接管焊接接头系数：1 接管和壳体连接结构形式：镶嵌式接管 计算方法:GB150-1998等面积补强法,单孔 开孔直径 d=d0+2Ct= 302.6)(mm 140002 280002==≤ i D d )(mm 补强区有效宽度 B=2d=2×302.6=605.2)(mm 接管材料强度削弱系数 fr ：1 接效外伸长度 h1=min 60},126.302{=?=接管实际外伸高度nt d δ)(mm 管效内伸长度 h2=min 0},126.302{=?=接管实际内伸高度nt d δ)(mm 根据外压圆筒稳定性计算方法，计算得到圆筒和接管的计算厚度,接管的有 d== 302.6 B==605.2 h1=60 h2=0 效厚分别为d=302.6mm 和 =-= c t i c p D K p φσδ][2110)(mm ,7.103.112=-=-=t nt et C δδ)(mm 开孔削弱所需的补强面积A=0.5[ d δ+2δδe(1- fr)]=1513)(2mm 壳体多余金属面积 A1=(B-d)(δe-δ)-2δet(δe-δ)(1- fr)=302)(2mm 接管多余金属面积 A2=2h1(δet-δ)-2h2(δet-C2)fr=84)(2mm 补强区内的焊接面积A3 :6x6=36)(2mm (焊角取6)(mm ) Ae=A1+A2+A3=422)(2mm 需要另加补强面积A4=A-Ae=1091)(2mm 采用补强圈补强，选用标准补强圈（JB/T4736-2002）,外径400)(mm ,则补强圈计算厚度为 1091/(400-300)=10.91)(mm 取整为11)(mm 6.4 法兰和垫片 6.3 接管和法兰尺寸 (mm) 名称 公称直径DN 钢管外径法兰焊端外径 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 （个） 螺栓Th 法兰 厚度C 法兰颈 法兰高度H 法兰质 量 N S H R 出液口 300 325B 445 400 22 12 M20 26 342 7.1 16 10 68 18 进液口 300 325B 445 400 22 12 M20 26 342 7.1 16 10 68 18 排空口 200 219B 340 295 22 8 M20 24 234 6.3 16 8 44 10. 6 液位计 口 32 38B 140 100 18 4 M16 18 56 2.6 6 5 42 2 安全阀口 80 89B 200 160 18 8 M16 20 110 3.2 10 6 52 4.2 注：1：包覆金属材料为纯铝板，标准为GB/T 3880，代号为L3。 2：填充材料为有机非石棉纤维橡胶板。 3：垫片厚度均为3)(mm 。 查HG/T 20609-2009《钢制管法兰用金属包覆垫片》，得： A=1513)(2mm A1=302 A2=84)(2mm A3=36)(2mm Ae=422)(2mm A4=1091 (mm 6.4 垫片尺寸表) 管口名称公称直径内径D1 外径D2 出液口300 370 400 进液口300 370 400 排空口200 260 284 液位计口32 60 82 安全阀口80 120 142 6.5 液面计 6.5 液面计类型和适用范围 类型适用范围选用标准 玻璃管式液面计PN 1.6MPa，介质流动性较好，t=0～200C0HG/T21592-1995 6.6 盘梯 由于容器高度较高，需设盘梯。 6.7螺栓（螺柱）的选择 据HG/T20613-2009《钢制法兰用紧固件》查得螺栓（螺柱）尺寸，见下表 表五： 表6 螺栓及垫片 公称直径螺纹螺柱长 出液口300 M20 90 进液口300 M20 90 排空口200 M20 85 液位计口32 M16 65 安全阀口80 M16 70 7焊接结构设计 7.1 焊缝的布置 焊缝布置原则：1焊缝位置应尽量对称，尽量分散 2焊缝应尽量避开应力集中和最大应力位置 3焊缝应避开机械加工面 4焊缝要能够焊接、便于焊接、并能保证质量 5焊缝的布置还应照顾到其他工序的方便与安全 罐壁焊缝的布置： 每块钢板的规格为3000×50000mm，罐的直径为26.60m，高度为9.00m，罐的周长为83.52m，所以可根据板长条件设计纵焊缝的数量，2条环焊缝，为减少焊接影响和变形，相邻两壁板的纵向焊缝宜向同一方向逐圈错开1/3板长，焊缝最小间距不小于1000mm。 罐底的焊缝布置： 罐底的中幅板大部分是用整块钢板拼接而成。四周与罐壁圈相连接 立式贮罐设计 前言 玻璃钢罐分为立式、卧式机械缠绕玻璃钢储罐、运输罐、反应罐、各种化 工设备，玻璃钢卧式罐、立式贮罐、运输罐、容器及大型系列容器、根据所用(贮存或运输)介质选用环氧呋喃树脂、改性或聚酯树脂、酚醛树脂为粘结剂， 由高树脂含量的耐腐蚀内衬层、防渗层、纤维缠绕加强层及外表保护层组成。 玻璃钢具有耐压、耐腐蚀、抗老化、使用寿命长、重量轻、强度高、防渗、 隔热、绝缘、无毒和表面光滑等特点。机械缠绕玻璃钢容器可以通过改变树脂 系统或采用不同的增强材料来调整产品的物理化学性能以适应不同介质和工 作条件需要，通过结构层厚度、缠绕角和壁厚设计制不同压力，是纤维缠绕复 合材料的显著特点。 由于有以上的特点，玻璃钢贮罐可广泛应用于石油、化工、纺织、印染、 电力、运输、食品酿造、给排水、海水淡化、水利灌溉及国防工程等行业。储 存各种腐蚀性介质可以耐多种酸、碱、盐和有机溶剂，主要应用于石油、化工、 制药、印染、酿造、给排水、运输等行业，适应于盐酸、硫酸、硝酸、醋酸、 双氧水、污水、次氯酸钠等多种产品的贮存、运输，也可作地下油槽、保温储槽、运输槽车等[1]。 本设计为容积180,贮存质量分数为的硫酸,使用温度为90℃的立式贮罐,设计中分别从造型、性能、结构、工艺、零部件、防渗漏、安装、检验等八个方面做了说明、计算和设计，整体介绍了立式贮罐的设计流程、方法及主要事项，最终设计出了满足设计要求的立式贮罐。 1．造型设计 1.1设计要求 立式玻璃设计，容积为140，贮存质量分数为的醋酸，使用温度为常温，拱形顶盖设计。 1.2贮罐构造尺寸确定 贮罐容积V140，取公称直径为D3800， 则贮罐高度为（式1.1）初定贮罐结构尺寸为D H 1.3拱形顶盖尺寸设计 与锥形顶盖相比，其结构简单、刚性好、承载能力强，是立式贮罐广为使用的一种形式。为取得罐顶和罐壁等强度，罐顶的曲率半径与贮罐直径差值不超过20%。即 （式1.2）式中——拱顶球面曲率半径，; ——贮罐内径，，等于。 取罐顶高为h，r为转角曲率半径，r小则h小，一般取此时[1]。 所以 1.4贮罐罐底设计 罐体和罐底的拐角处理，对贮罐设计极为重要。尤其是立式贮罐底部附近的受力较为复杂，应引起足够的重视。一般在拐角处都应设计成一定的圆弧过渡区，圆弧半径不应小于38。如果罐壳和罐底分开制造，则应注意在罐壳和罐底的结合处内外进行有效的补强。拐角区域的最小厚度等于壳壁和底部的组合厚度。拐角区 常压立式圆筒形钢制焊接储罐维护检修规程 1 总则 1.1 主题内容与适用范围 1.1.1 本规程适用于建造在具有足够承载能力的均质基础上，其罐底与基础紧密接触，储存液态石油及石油产品等介质，内压不大于6000Pa 的立式圆筒形钢制焊接储罐子 （以下简称储罐）的检修周期与内容、检修与质量标准、试验与验收以及维护与故障处理。 储存酸、碱、氨等液态化学药剂或高台架上以及罐壁不与挡土墙直接接触的地下、半地下常压储罐的维护和检修可参照本规程执行。 1.1.2 储罐按结构分为：固定顶罐、浮顶罐、内浮顶罐。固定顶罐又分为：自支承拱顶罐、自支承锥顶罐等。 1.1.3 凡已安装使用的各类储罐在维护修理时，除遵守本规程外，还应遵守现行有关标准规范和原建罐设计要求的规定。 1.1.4 凡已安装使用的各类非金属储罐原则上应予报废。本规程的适用范围不包括非金属储罐。 1.2 编写修订依据 SH 3046 石油化工立式圆筒形钢制焊接储罐设计规范 SH/T 3530 石油化工立式圆筒形钢制储罐施工工艺标准 SH 3097 石油化工静电接地设计规范 SH/T 3537 立式圆筒形低温储罐施工技术规程 《加工高含硫原油储罐防腐技术管理规定》（试行），中国石油化工股份有限公司，2001年5月 SH 3007 石油化工储运系统罐区设计规范 GB/T 16906 石油罐导静电涂料施工及验收规程 GB 9793金属及非金属覆盖层——热喷涂锌、铝及其合金的管理规定 GBJ 128 立式圆筒形钢制焊接油罐施工及验收规范 GB 50160 石油化工企业设计防火规范 2. 检修周期与内容 2.1 检修周期 储罐的检修周期一般为3~6 年。 2.2 检修内容 2.2.1 储罐本体的变形、泄漏以及板材严重减薄等。 2.2.2 储罐本体以及各接管连接焊缝的裂纹、气孔等缺陷。 目录 一序言 （一）设计任务 （二）设计思想 （三）设计特点 二储罐总装配示意图 三材料及结构的选择 （一）材料的选择 （二）结构的选择 四设计计算内容 （一）设计温度和设计压力的确定 （二）名义厚度的初步确定 （三）容器的压力实验 （四）容器应力的校核计算 （五）封头的设计 （六）人孔的设置 （七）支座的设计确定 （八）各物料进出管位置的确定及其标准的选择（九）液位计的设计 （十）焊接接头设计 五设计小结 六参考资料 太原科技大学材料科学与工程学院 过程设备课程设计指导书 课程设计题目： （15）M3甲醇储罐设计 课程设计要求及原始数据（资料）： 一、课程设计要求： 1.使用国家最新压力容器标准、规范进行设计，掌握典型过程设备设计的全过程。 2.广泛查阅和综合分析各种文献资料，进行设计方法和设计方案的可行性研究和论证。 3.设计计算采用电算，要求设计思路清晰，计算数据准确、可靠，且正确掌握计算机操作和专业软件的使用。 4.工程图纸要求计算机绘图。 5.毕业设计全部工作由学生本人独立完成。 二、原始数据： 设计条件表 管口表 课程设计主要内容： 1．设备工艺设计 2．设备结构设计 3．设备强度计算 4．技术条件编制 5．绘制设备总装配图 6．编制设计说明书 应交出的设计文件(论文)： 1.设计说明书一份 2.总装配图一张 (折合A1图纸一张) 一序言 （一）设计任务： 针对化工厂中常见的甲醇储罐，完成主体设备的工艺设计和附属设备的选型设计，绘制总装配图和零件图，并编写设计说明书。（二）设计思想： 综合运用所学的机械基础课程知识，本着认真负责的态度，对储罐进行设计。在设计过程中综合考虑了经济性，实用性，安全可靠性。（三）设计特点： 容器的设计一般由筒体，封头，法兰，支座，接口管及人孔等组成。常，低压化工设备通用零件大都有标准，设计时可直接选用。本设计书主要介绍了液罐的筒体，封头的设计计算，低压通用零件的选用。 各项设计参数都正确参考了行业使用标准或国家标准，这样让设计有章可循，并考虑到结构方面的要求，合理的进行设计。 海利化工股份 杂环项目现场制作储罐 施工方案 海利工程安装 2014年7月1日 目录 一、工程概况 二、编制说明和编制依据 三、施工准备 四、储罐的预制 五、储罐起升方式 六、储罐组对、安装 七、储罐的焊接 八、储罐检验 九、质量要求和保证质量措施 十、安全、文明施工要求 十一、资源需求配置计划 本工程是海利化工股份在海利农药化工投资兴建杂环项目配套原材料和产品储藏的灌区子项工程，共有立式圆筒形钢制焊接储罐8台，其中100m32台，200m36台，制作安装总吨数约为10吨，其中不锈钢约6.7吨，储罐具体规格、材质如下表。 二、编制说明和编制依据 2.1编制说明 由于本工程预制、组对、焊接工作量较大，且存在多出交叉作业，大大增加了本工程施工难度，为更好贯彻公司的质量方针，为建设单位提供满意的优质工程和服务，我公司将集中优势兵力，合理组织安排施工，坚持质量第一，严格控制过程，安全文明施工，确保按期完成，全力以赴争创优质工程，为达到上述目标，特编制本方案指导施工。 2.2编制依据 1）海利工程咨询设计提供的设计图纸 2）《立式圆筒形钢制焊接储罐施工及验收规》GB50128－2005 3）《立式圆筒形钢制焊接油罐设计规》GB50341-2003 4）《石油化工立式圆筒型钢制贮罐施工工艺标准》SH3530-93 5）《现场设备、工业管道焊接施工及验收规》GB50236-？ 6）《钢制压力容器焊接规程》/T4709-2000 7）《焊接接头的基本形式与尺寸》 GB985-88 8）《石油化工设备安装工程质量检验评定标准》SH3514-2001 3.1施工现场准备 3.1.1 施工现场按照公司的要求进行布置，场地平整，施工用水、电、路畅通。 3.1.2土建基础施工完毕，基础经交接合格，具备施工条件。 3.1.3各类施工人员配备齐全，特种设备操作人员具备相应的资质。 3.1.4施工用各类机具落实到位，并运现场至按规定位置就位。 3.1.5材料、半成品、成品、废品堆放场地明确。 3.1.6安全防护措施落实到位，消防设施准备齐全。 3.2施工技术准备 3.2.1认真阅读各项施工技术文件。 3.2.2施工前组织工程技术人员审查图纸，熟悉图纸、设计资料及有关文件，并进行施工图纸会审。 3.2.3根据图纸要求和现场情况，编制可行的施工技术方案，并经各级主管部门审批合格。 3.2.4各专业工种经过技术培训，取得相应书，施工前储罐排板图应绘制完成； 3.2.5施工前由杂环项目部非标制作技术人员对全体施工人员进行技术和安全交底。 3.3基础验收 3.3.1在储罐安装前，必须按土建基础设计文件检查基础施工记录和验收资料，并按下列规定对基础表面尺寸复查，合格后方可安装。 3.3.2储罐基础表面尺寸，应符合下列规定： 3.3.2.1基础中心标高允许偏差不得大于±20mm；中心座标偏差不应大于20mm； 3.3.2.2支承罐壁的基础表面，其高差应符合下列规定：每10m弧长任意两点的高差不得大于6mm； 3.3.2.3当罐壁置于环梁之上时，环梁的半径不应有正偏差，当罐底板置于环梁侧时，环梁的半径不得有负偏差。 10立方米液化石油气储罐设计 目录 目录 (1) 前言 (3) 课程设计任务书 (4) 第一章工艺设计 (6) 1.1液化石油气参数的确定 (6) 1.2设计温度 (6) 1.3设计压力 (6) 1.4设计储量 (7) 第二章机械设计 (8) 2.1筒体和封头的设计： (8) 2.1.1筒体设计 (8) 2.1.2封头设计 (8) 第三章结构设计 (10) 3.1液柱静压力 (10) 3.2圆筒厚度的设计 (10) 3.3椭圆封头厚度的设计 (11) 3.4开孔和选取法兰分析 (11) 3.5安全阀设计 (13) 3.6液面计设计 (16) 3.7接管，法兰，垫片和螺栓的选择 (17) 3.7.1接管和法兰 (17) 3.7.2垫片的选择 (18) 3.7.3螺栓（螺柱）的选择 (19) 3.8人孔的设计 (20) 3.8.1人孔的选取 (20) 3.8.2人孔补强圈设计 (21) 3.9鞍座选型和结构设计 (24) 3.9.1鞍座选型 (24) 3.9.2鞍座位置的确定 (25) 3.10焊接接头的设计 (26) 3.10.1筒体和封头的焊接 (26) 3.10.2接管与筒体的焊接 (26) 第四章强度校核 (28) 结束语 (43) 参考文献 (44) 前言 液化石油气贮罐是盛装液化石油气的常用设备, 由于该气体具有易燃易爆的特点, 因此在设计这种贮罐时, 要注意与一般气体贮罐的不同点, 尤其是安全与防火, 还要注意在制造、安装等方面的特点。目前我国普遍采用常温压力贮罐, 常温贮罐一般有两种形式: 球形贮罐和圆筒形贮罐。球形贮罐和圆筒形贮罐相比: 前者具有投资少, 金属耗量少, 占地面积少等优点, 但加工制造及安装复杂, 焊接工作量大, 故安装费用较高。一般贮存总量大于500m 3或单罐容积大于200m 3时选用球形贮罐比较经济; 而圆筒形贮罐具有加工制造安装简单, 安装费用少等优点, 但金属耗量大占地面积大, 所以在总贮量小于500m 3, 单罐容积小于100m 3时选用卧式贮罐比较经济。圆筒形贮罐按安装方式可分为卧式和立式两种。在一般中、小型液化石油气站内大多选用卧式圆筒形贮罐, 只有某些特殊情况下(站内地方受限制等) 才选用立式。本文主要讨论卧式圆筒形液化石油气贮罐的设计。液化石油气呈液态时的特点。(1) 容积膨胀系数比汽油、煤油以及水等都大, 约为水的16倍, 因此, 往槽车、贮罐以及钢瓶充灌时要严格控制灌装量, 以确保安全;(2) 容重约为水的一半。因为液化石油气是由多种碳氢化合物组成的, 所以液化石油气的液态比重即为各组成成份的平均比重, 如在常温20℃时, 液态丙烷的比重为0. 50, 液态丁烷的比重为0. 56 0. 58, 因此, 液化石油气的液态比重大体可认为在0. 51左右, 即为水的一半。卧式液化石油气贮罐设计的特点。卧式液化石油气贮罐也是一个储存压力容器, 也应按GB150《钢制压力容器》进行制造、试验和验收; 并接受劳动部颁发《压力容器安全技术监察规程》(简称容规) 的监督。液化石油气贮罐, 不论是卧式还是球罐都属第三类压力容器。贮罐主要有筒体、封头、人孔、支座以及各种接管组成。贮罐上设有液相管、液相回液管、气相管、排污管以及安全阀、压力表、温度计、液面计等 常压储罐定期检验及结果评价 1范围 1.1 本标准规定了钢制焊接常压储罐的定期检验和结果评价的要求。 1.2 本标准适用于储存石油、石化产品及其他类似液体的常压立式圆筒形钢制焊接储罐罐体及其基础的定期检验，包括年度检验和全面检验。 1.3其它常压或低压(工作压力小于0.1Mpa)储罐的定期检验可参照本标准执行。 2规范性引用文件 下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，仅注日期的版本适应于本文件。凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适应于本文件。 SHS 01012 常压立式圆筒形钢制焊接储罐维护检修规程 SY/T 5921 立式圆筒形钢制焊接原油罐修理规程 JB/T 10764 无损检测常压金属储罐底板声发射检测及其评价 JB/T 10765 无损检测常压金属储罐底板漏磁检测方法 JB/T 4730 承压设备无损检测 3 一般要求 3.1年度检验，是指为了确保常压储罐罐体在检验周期内的安全而实施的运行过程中的在线检查，每年至少一次。常压储罐罐体的年度检验可以由设备管理人员进行，也可以由检验检测机构（以下简称检验机构）的专业检验人员进行。 3. 2全面检验，是按一定的检验周期对常压储罐进行的较为全面的检验。对于常压储罐全面检验，检验单位应当根据常压储罐的使用情况、失效模式选择检验方法，检验方法可采用在线检验方法或停工检验方法，对于储罐群或罐区内的储罐，其定期检验还可采用基于风险的检验方法。 3.2.1在线检验是指常压储罐在运行过程中的检验。储罐顶板和壁板的在线检验是指从储罐外侧进行的宏观检查、腐蚀状况检测和焊缝无损检测等，其检测结果评价方法与停工检验相同。储罐底板的在线检验是指底板的腐蚀状况检测，检测方法执行JB/T 10764-2007《无损检测常压金属储罐底板声发射检测及其评价》，检测结果评价方法执行本标准第6章有关条款规定。 3.2.2停工检验是指常压储罐停工清罐时的检验，其检验结果评价方法执行本标准第6章有关条款规定。 3.2.3基于风险的检验是指对储罐群或罐区内的储罐逐一进行风险评价、危险源辨识、失效机理分析并进行风险计算，根据可接受风险的大小和风险的发展趋势，决定储罐的检验周期和检测手段。 3 .3定期检验应当由专业检验机构进行，其检验周期的确定根据采用的检验方法按本标准第6章进行。 4年度检验的方法与要求 4 .1常压储罐年度检验包括使用单位常压储罐安全管理情况检查；常压储罐罐体、及运行状况检查等。 年度检验以外部宏观检查为主，以目视和锤击法检测，必要时进行外侧的壁厚测定。 4. 2每年应对罐体做一次测厚检查。测厚检查应对罐壁下部二圈壁板的每块板沿竖向至少测2个点，其他圈板可沿盘梯每圈板测1个点。测厚点应固定，设有标志，并按编号做好测厚记录。有保温层的储罐，其测厚点处保温层应制做成活动块便于拆装。 4. 3进行常压储罐年度检验，除非检查人员认为必要，一般可以不拆除保温层。 4. 4检查前检查人员应当首先全面了解被检常压储罐底板的使用情况、管理情况，认真查阅 腈纶厂常压储罐管理规定 第一章总则 第一条为加强我厂常压储罐管理，确保常压储罐安全、稳定、长周期运行，根据《常压储罐管理制度（试行）》（中国石化生[2005]193号）等有关规章，结合我厂实际情况，制定本规定。 第二条本规定中所称常压储罐，是指我厂储存非人工制冷、非剧毒的石油、化工等液体介质的常压立式圆筒形钢制焊接储罐。 第三条依据公司规定，根据常压储罐在生产中的重要程度，对储罐进行分级管理。常压储罐按其重要和危险程度划分为主要储罐和一般储罐。主要储罐为公称容积大于或等于2000立方米的储罐，其它为一般储罐。 第二章分工与职责 第四条设备部是我厂常压储罐的主管部门，主要履行以下职责： （一）负责贯彻执行国家和上级有关法律、法规、规章和标准，制定我厂储罐管理规章，安排年度工作计划，并检查执行情况； （二）建立健全我厂常压储罐管理体系； （三）组织各相关单位实施常压储罐设计、购置、安装、使用、修理、改造、更新和报废等环节的全过程管理； （四）负责审核各车间编制上报的常压储罐全面检查计划，并督促实施。根据检查结果及时掌握各车间常压储罐设备状况，并做好常压储罐技术状况分析； （五）针对常压储罐运行过程中存在的问题，组织技术攻关，提高储罐的技术管理水平； （六）负责审核我厂常压储罐设备的更新改造项目，参与新建和改扩建项 目中重要常压储罐的设计方案审查和竣工验收； （七）负责常压储罐事故的调查、分析和处理工作； （八）负责检查和考核各车间的常压储罐管理工作。 第五条生产技术部主要履行以下职责： （一）负责组织制定、审查常压储罐操作规程，检查执行情况； （二）根据储罐的全面检查计划和工艺操作状况，及时合理地安排常压储罐倒罐时间，保证全面检查工作顺利进行； （三）参加新建、改扩建项目中重要常压储罐的设计方案审查和竣工验收； （四）参与常压储罐事故的调查和处理。 第六条安全环保部主要履行以下职责： （一）负责制定我厂罐区有关安全管理规章，组织审定罐区事故应急救援预案。 （二）参加新建、改扩建项目中重要常压储罐的设计方案审查和竣工验收，检查安全环保设施“三同时” （同时设计、同时施工、同时投入使用）工作的落实情况； （三）参与常压储罐事故调查、分析和处理工作； （四）检查督促各单位做好与常压储罐有关的安全装备、消防气防设施、器材的维护保养和管理工作。 第七条各车间主要履行以下职责： （一）负责贯彻执行本规定，明确职责，责任到人； （二）负责本车间常压储罐的日常检查工作，做好储罐的维护和保养工作，及时发现和消除隐患； （三）负责储罐的外部检查和全面检查工作； （四）负责建立健全储罐设备技术档案，做好储罐技术状况分析和管理工作总结； （五）负责上报储罐的修理和全面检查计划，并组织实施； （六）负责上报储罐更新改造计划，参加新、改、扩建项目中重要常压储罐的设计方案审查和竣工验收工作； （七）参与常压储罐事故的调查、分析和处理。 目录 绪论 (3) 第一章压缩空气的特性 (4) 第二章设计参数的选择 (5) 第三章容器的结构设计 (6) 3.1圆筒厚度的设计 (6) 3.2封头厚度的计算 (6) 3.3筒体和封头的结构设计 (6) 3.4人孔的选择 (7) 3.5接管，法兰，垫片和螺栓（柱） (9) 3.6鞍座选型和结构设计 (11) 第四章开孔补强设计 (14) 4.1补强设计方法判别 (13) 4.2有效补强范围 (13) 4.3有效补强面积 (14) 4.4补强面积 (14) 第五章强度计算 (16) 5.1水压试验应力校核 (15) 5.2圆筒轴向弯矩计算 (15) 5.3圆筒轴向应力计算及校核 (16) 5.4切向剪应力的计算及校核 (17) 5.5圆筒周向应力的计算和校核 (20) 5.6鞍座应力计算及校核 (22) 5.7地震引起的地脚螺栓应力 (24) 第六章设计汇总 (25) 参考文献.............................................................. 错误!未定义书签。 绪论 课程设计是一个总结性教学环节，是培养学生综合运用本门课程及有关选修课程的基本知识去解决某一设计任务的一次训练。在整个教学计划中，它也起着培养学生独立工作能力的重要作用。 课程设计不同于平时的作业，在设计中需要学生自己做出决策，即自己确定方案，选择流程，查取资料，进行过程和设备计算，并要对自己的选择做出论证和核算，经过反复的分析比较，择优选定最理想的方案和合理的设计。所以，课程设计是培养学生独立工作能力的有益实践。 通过课程设计,学生应该注重以下几个能力的训练和培养： 1. 查阅资料，选用公式和搜集数据(包括从已发表的文献中和从生产现场中搜集)的能力； 2. 树立既考虑技术上的先进性与可行性，又考虑经济上的合理性，并注意到操作时的劳动条件和环境保护的正确设计思想，在这种设计思想的指导下去分析和解决实际问题的能力； 3. 迅速准确的进行工程计算的能力； 4. 用简洁的文字，清晰的图表来表达自己设计思想的能力 本次设计为压缩空气储罐，在三周时间内内，通过相关数据及对国家标准的查找计算出合适的尺寸，设计出主体设备及相关配件，画出装备图零件图以及课程设计说明书。 压缩空气储罐的设计一般由筒体、封头、法兰、支座、接口管及人孔等组成。常、低压化工设备通用零部件大都有标准，设计时可直接选用。本设计书主要介绍了液罐的的筒体、封头的设计计算，低压通用零部件的选用。各项设计参数都正确参考了行业使用标准或国家标准，这样让设计有章可循，并考虑到结构方面的要求， 合理地进行设计。 目录 摘要 ............................................................................................................................... I ABSTRACT ................................................................................................................. I I 第一章绪论 (1) 1.1液化石油气储罐的用途与分类 (1) 1.2液化石油气特点 (1) 1.3液化石油气储罐的设计特点 (2) 第二章工艺计算 (3) 2.1设计题目 (3) 2.2设计数据 (3) 2.3设计压力、温度 (3) 2.4主要元件材料的选择 (4) 第三章结构设计与材料选择 (5) 3.1筒体与封头的壁厚计算 (5) 3.2筒体和封头的结构设计 (6) 3.3鞍座选型和结构设计 (7) 3.4接管，法兰，垫片和螺栓的选择 (10) 3.5人孔的选择 (15) 3.6安全阀的设计 (15) 第四章设计强度的校核 (19) 4.1水压试验应力校核 (19) 4.2筒体轴向弯矩计算 (20) 4.3筒体轴向应力计算及校核 (20) 4.4筒体和封头中的切向剪应力计算与校核 (21) 4.5封头中附加拉伸应力 (22) 4.6筒体的周向应力计算与校核 (22) 4.7鞍座应力计算与校核 (23) 第五章开孔补强设计 (26) 5.1补强设计方法判别 (26) 5.2有效补强范围 (26) 5.3有效补强面积 (27) 5.4.补强面积 (28) 常压储罐管理制度 第一章总则 第一条为了加强公司常压储罐管理，确保安全生产和设备正常运行，特制定本办法。 第二条常压储罐（下称储罐）是指：建造在具有足够承载能力的均质基础上，其罐底与基础紧密接触，储存化工介质，内压不大于6kPa的100m3及以上立式圆筒形钢制焊接储罐。 第二章职责 第三条设备材料部职责 （一）负责储罐的管理，贯彻执行国家的法律、法规、标准的有关规定，制定公司储罐管理制度，并对使用车间的储罐的管理工作进行监督、检查和考核。 （二）组织或参与储罐设计、购置、安装、使用、修理、改造、更新和报废等全过程管理，保证储罐安全、稳定、长周期运行。 （三）组织或参与编制和审核年度储罐修理、更新改造及检测计划。 （四）组织或参与储罐设备事故的调查、分析与处理。 （五）对各使用车间储罐的巡回检查情况进行监督检查。 第四条安全管理部职责 （一）协调常压储罐管理中与安全相关联的问题。 （二）对各使用车间储罐安全设施状况监督检查。 （三）组织储罐区事故的处理和管理协调工作。 第五条科技研发中心职责 （一）协调常压储罐管理中与生产相关联的问题。 （二）参与储罐生产事故的处理和管理工作。 （三）按国家要求制定储罐区操作规程。 第六条使用车间职责 （一）负责制订车间级储罐管理制度，组织日常巡检维护工作，及时发现和消除隐患。 （二）负责储罐的定期外部检查工作。 （三）负责编制和上报储罐的修理、更新改造、检验计划，并组织实施。 （四）组织编制和审核储罐的检修方案。 （五）参加储罐新建、扩建、改建项目的设计审查和竣工验收工作。 （六）建立和健全储罐档案。 （七）负责组织编写各类事故应急预案，实施隐患整改工作。 （八）参加储罐设备和生产事故的调查、分析和处理。 第三章工作程序 第七条前期管理 （一）储罐的设计应由具有相应资质的单位进行设计。 （二）储罐设计方案应符合相应技术标准和规范，达到技术先进、安全可靠、经济合理的要求。 （三）储罐安装单位应具备相应资质，按照国家相关标准进行施工。 （四）储罐安装、防腐蚀工程施工应选择具有相应资质、有良好业绩的施工队伍。 （五）新建、改建储罐需经相关部门进行验收合格后方可投入使用。 Hefei University 《化工机械与设备》过程考核之二——常用零部件设计 题目： 2.5MPa卧式储罐人孔设计 系别：化学材料与工程系 班级：10化工（三） 姓名：何文龙 学号：1003023004 队别：Team 5 队员：朱广佳（队长）、吴凯、何文龙 教师：胡科研 日期：2011-12-02 《化工机械与设备》过程考核之二 ......................................... 错误！未定义书签。一前言 (3) 1.1 设计人孔的目的 (3) 1.2 人孔附图 (3) 二人孔的机械设计 (5) 2.1选择人孔 (5) 2.2核算人孔补强 (5) 2.3机械设计标准参数 (6) 2.3.1.碳素钢、低合金钢类 (6) 2.3.2 不锈钢类 (7) 2.3.3 人孔的PN2.5DN明细表 (8) 三人孔工艺设计： (9) 3.1人孔的功能类型： (9) 3.2材料的选择 (9) 3.3人孔种类的划分 (9) 3.3.1、以通信管块容量划分 (9) 3.3.2、以人孔的通向划分 (9) 3.3.3、以人孔上覆承受负荷能力划分 (9) 3.4 人孔直径及人孔中心距底板尺寸 (10) 四总结 (10) 五参考文献 (10) 一前言 1.1 设计人孔的目的 人孔是安装在卧式储罐上部的安全应急装置。通常与防火器、机械呼吸阀配套使用，既能避免因意外原因造成罐内急剧超压或真空时，损坏储罐而发生事故，又有起到安全阻火作用，是保护储罐的安全装置。具有方便维修，定压排放、定压吸入、开闭灵活、安全阻火、结构紧凑、密封性良好、安全可靠等优点。 1.2 人孔附图 图—1 人孔俯视图 6*10000m3成品油库安全设计 一汽油的理化性质 1.1 物理化学性质 汽油的重要性能有为蒸发性、抗爆性、安定性和腐蚀性。 1.2 汽油的危险特性 1.2.1 油料的火灾危险特性 油料具有较强的挥发性和扩散性，具有易燃易爆特性，具有易积累静电和热膨胀性。由于这些特性的存在，使它具有较大的火灾危险性：挥发性；扩散性；易燃性；易爆性；易积聚静电荷性；热膨胀性；沸溢性。 1.3 安全防护措施 汽油的安全防护措施可以分为以下几类。 1 工程控制。生产过程密闭，全面通风。 2 呼吸系统防护。高浓度环境中，佩带供气式呼吸器。应急或有计划进入浓度未知区域，或处于立即危及生命或健康的状况 3 眼睛、身体和手的防护。一般不需特殊防护，但高浓度接触时安全防护眼镜。且必须穿工作服。对于手，一般不需特殊防护，高浓度接触戴防护手套。 4 其他防护。工作现场严禁吸烟。避免长期反复接触。进入罐或其它高浓度区作业，须有人监护。 二油罐的整体设计 2.1 油罐的选型 2.2 10000m3油罐设计参数 储罐内径：φ 28000mm 罐壁高度：18000mm 公称容积：10000m3计算容量：11084m3 设计压力：490Pa~1960Pa 设计风压：850Pa 设计温度：-10~50 ℃腐蚀裕度： 1.5mm 地震烈度：7 焊缝系数：0.9 2.3 材料确定 根据汽油物性选择罐体材料，汽油几乎没有腐蚀性，且有属于低压灌，可以考虑16MnR这两种钢材。 2.4 结构设计 内浮顶油罐的结构形式其实就是内浮盘和密封装置的结构形式。本设计采用边缘板的钢制单盘式内浮顶和弹性材料密封结构。 2.4.1内浮盘 内浮盘由一层薄的单盘板，在其外侧围以一圈边缘板焊制而成。盘上带有若干立柱，使浮盘下沉时最终支撑在罐底上，以免浮顶与罐内附件相碰。为了检修需要，内浮盘上还设有人孔。 2.4.2密封装置 内浮顶油罐要求密封间隙为150mm，密封为196N/m时，达到良好的密封性能。本设计采用弹性材料密封结构，由密封袋、软泡沫塑料块、固定钩板等组成。考虑到储存介质为汽油，密封袋采用丁腈耐油橡胶带制作，厚度取1.5mm。 2.4.3 内浮顶与罐壁之间的密封 圆弧转角是为不致戳破密封胶袋。每米圆周长度设置固定钩板。内浮盘与罐壁之间间隙取 150mm，采用断面宽度 230~250mm 的软泡沫塑料密封块，密封力约为200N/m。为消除蒸汽空间，弹性块应侵入液面下 20-50mm，外层密封袋能在使用环境中经久耐用，且不污染储液。为防止液体的毛细现象，要在橡胶密封袋上压有锯齿。 三罐体的设计 3.1 罐壁设计 随着储罐的大型化,储罐的直径和钢材总重量也随之增大。大型储罐的设计应尽可能地减少钢材的消耗量. 达到比较好的经济合理性。罐壁钢材的重量在大型储罐罐体的总重量中约占35%～50% ,因此确定罐壁厚度的罐壁强度计算. 对于减少罐壁的重量从而降低整个储罐的钢材消耗量、对于大型储罐的经济合理性具有决定性的作用。考虑贮液静压力,罐壁应由上至下逐渐增厚,但实际制造中不可能采用过多的板厚规格。罐壁的最大应力为环向应力,一次薄膜应力与局部应力相叠加,最大应力值分面在距罐底1000mm 左右的位置,并随贮罐直径和罐底、罐壁厚度增加而升高。 1 与罐底板相焊的最低层罐壁应适当加厚,且选用较宽的板材,以上各层则分档减薄,最小厚度4mm。 2 在最低层罐壁上开清扫口及人孔时,对罐壁强度有一定削弱,应对开孔大小、结构、热处理、探伤等提出明确要求。 储罐罐壁除应满足强度要求外,还应具有足够的抗风能力,以避免储罐在风载作用下失稳。随着储罐大型化和高强度钢的采用,使储罐罐壁减薄,储罐的抗风稳定性设计越趋重要。对于大型储罐来说,为防止储罐抗风圈以下的罐壁局部被风吹,通常需要在罐壁适当的位置上设置一道或数道加强圈。加强圈的功能是在罐壁上形成节线圈,以提高储罐的抗外压能力。当两个加强圈之间(或加强圈与抗风圈、包边角钢、罐底等加强截面之间)的罐壁许用临界压力大于设计外压时,就可以认为罐壁具备了足够的抗风能力。对于加强圈的设计计算,各国标准中部有详细的计算方法,我国标准SH3046《石油化工立式圆筒形钢制焊接储罐设计规范》中也对加强圈的计算做了详细的描述。 《化工容器设计》课程设计说明书 题目： 学号： 专业： 姓名： I 目录 1 设计 (1) 1.1工艺参数的设定 (1) 1.1.1设计压力 (1) 1.1.2筒体的选材及结构 (1) 1.1.3封头的结构及选材 (2) 1.2 设计计算 (2) 1.2.1 筒体壁厚计算 (2) 1.2.2 封头壁厚计算 (3) 1.3压力实验 (4) 1.3.1水压试验 (4) 1.3.2水压试验的应力校核： (4) 1.4附件选择 (4) 1.4.1 人孔选择及人孔补强 (4) 2.4.3 进出料接管的选择 (6) 1.4.4 液面计的设计 (8) 1.4.5 安全阀的选择 (8) 1.4.6 排污管的选择 (8) 1.4.7 鞍座的选择 (8) 1.4.8鞍座选取标准 (9) 1.4.9鞍座强度校核 (10) 1.4.10容器部分的焊接 (11) 1.5 筒体和封头的校核计算 (11) 1.5.1 筒体轴向应力校核 (11) 1.5.2 筒体和封头切向应力校核 (13) 2 液氨储罐的泄漏及处理方法............................................................. 错误!未定义书签。 2.1 液氨泄漏的危害 .............................................................................. 错误!未定义书签。 2.2 泄漏的危害 ...................................................................................... 错误!未定义书签。 2.2 .1 生产运行过程中危险性分析······································错误!未定义书签。 2.2.2 设备、设施危险性分析 ············································错误!未定义书签。 2.3液氨储罐泄漏事故的应急处置措施 .............................................. 错误!未定义书签。 茂名学院课程设计 目录 一、绪论 (1) 1．1设计任务、设计思想、设计特点 (1) 1．2主要设计参数的确定记说明 (1) 二、材料及结构的选择与论证 (2) 2．1 材料选择与论证 (2) 2．2 结构选择与论证 (3) 2．2．1 封头形式的确定 (3) 2．2．2 人孔的选择 (3) 2．2．3 法兰的选择 (3) 2．2．4 液面计的选择 (4) 2．2．5 鞍式支座的选择与确定 (4) 三、设计计算 (5) 3．1筒体厚度的计算 (5) 3．2封头壁厚的计算 (5) 3．3水压试验压力及其强度的计算 (6) 3．4人孔的选择及核算开孔补强 (6) 3．5鞍座的选择及核算承载能力 (8) 3．6液位计的选择 (9) 3．7选配工艺接管 (9) 四．设备总装备图（附录） (10) 五．小结 (10) 六．设计参考书目 (10) 液氨储罐机械设计 一. 绪论 1. 1 设计任务、设计思想、设计特点 （1）设计任务 按要求设计一压力容器，液氨储罐的公称直径为1400mm，罐体的公称容积为20m3，制造地点：广东省广州市。 （2）设计思想 液氨储罐通常由卧式圆柱形圆筒和两端椭圆封头组成，按照化学生产工艺的要求设置进料口，出料口，放空口，排污口，压力表，安全阀和液面计等，为了检修方便开设人孔，用鞍式支座支撑于混凝土基座上。 综合运用化工过程设备机械基础及所学的知识，联系实际，进而巩固加深和发展所学的知识，提高分析实际问题和解决问题的能力。 （3）设计特点 液氨对钢材的腐蚀作用很小，但是，至于室外的液氨储罐，其工作温度为环境温度，其工作压力为该环境温度下的饱和蒸汽压，随着气温的变化，液氨储罐的操作温度和操作压力也会变化，所以其材料的钢材必须应能承受这种变化，在我国的北方严寒地区，冬季气温很低，普通钢材就可能出现低温脆性，所以选用低温设备用钢。 ①壁厚分类———薄壁容器 工程上的容器外径和内径的比值K=D0/D i小于等于1.2的压力容器称为薄壁容器。 ②受压状况的分类——内压容器 容器器壁承受的拉应力，通过强度条件计算壁厚。 ③安装方式分类——卧式容器 在自重和内部充满液体等载荷作用下在壳体一些特殊部位产生各种局部应力，加以考虑。 ④容器工作温度的确定——常温容器 设计温度在－200C～2000C的压力容器，根据本次设计的容器的工作温度为－400C～400C，确定为常温容器。 ⑤设计压力的分类——中压容器 压力1.6MPa到10MPa的容器为中压容器，本次设计的容器工作的压力为1.55MPa，设计压力稍大于工作压力，所以为中压容器。 ⑥容器在生产中的用途和分类——贮存容器 ⑦按《压力容器安全技术监察视程》分类——第二类容器 1. 2主要设计参数的确定和说明 （1）工作温度的确定 贮罐常至于室外，在夏天经过太阳的曝晒，温度可达400C，所以工作温度应低于400C （2）工作压力的确定 课程设计任务书 1. 设计题目：液氨储罐机械设计 2. 课程设计要求及原始数据（资料）： (1)、课程设计要求： ①.使用国家最新压力容器和换热器标准、规范进行设计，掌握典型过程设备设计的全过程。 ②.广泛查阅和综合分析各种文献资料，进行设计方法和设计方案的可行性研究和论证。 ③.设计计算要求设计思路清晰，计算数据准确、可靠。 ④.设计说明书可以手写，也可打印，但工程图纸要求手工绘图。 ⑤.课程设计全部工作由学生本人独立完成。 (2). 设计数据： 3. 工艺条件图 4. 计算及说明部分内容（设计内容）： 第1章绪论： （1）液氨储罐的设计背景 （2）液氨贮罐的分类及选型； （3）主要设计参数的确定及说明。 第2章材料及结构的选择与论证 （1）材料选择与论证； （2）结构选择与论证：封头型式的确定、人孔选择、法兰型式、液面计的选择、鞍座的选择确定。 第3章工艺尺寸的确定 第4章设计计算 （1）计算筒体的壁厚； （2）计算封头的壁厚； （3）水压试验压力及其强度校核； （4）选择人孔并核算开孔补强； （5）选择鞍座并核算承载能力； （6）选择液位计； （7）选配工艺接管。 设计小结 参考文献 5．绘图部分内容： 总装配图一张（A1图纸） 6．设计期限：1周（ 2013 年 06月 24 日～ 2013 年 07 月 05 日） 7、设计参考进程： (1)设计准备工作、选择容器的型式和材料半天 (2)设计计算筒体、封头、选择附件并核算开孔补强等一天 (3)绘制装配图二天 (4)编写计算说明书一天 (5)答辩半天 8．参考资料： (一)国家质量技术监督局，GB150-1998《钢制压力容器》，中国标准出版社，1998； (二)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，1999 (三)《金属化工设备·零部件》第四卷 (四)中华人民共和国化学工业部，中华人民共和国待业标准《钢制管法兰、垫片、紧固件》，1997 (五)《化工设备机械基础课程设计指导书》（图书馆借阅书号：TQ 05/51） (六)刁玉纬王立业，《化工设备机械基础》，大连理工大学出版社，2003年第五版； (七)李多民俞惠敏，《化工过程设备机械基础》，中国石化出版社，2007； (八)董大勤，《化工设备机械基础》，化学工业出版社，1994年第二版； (九)汤善甫朱思明，《化工设备机械基础》，华东理工大学出版社，2004年第二版； 发给学生（签名）：指导教师： 年月日 （注：此任务书应附于所完成的课程设计说明书封面后） 课程设计任务书 设计题目5000m3立式储油罐结构设计 技术参数：直径26600mm 长度9000mm 材质16MnDR 壁厚11.3mm,13.6mm,16.02mm 设计任务： 1.写出该结构的几种设计方案 2.强度计算及尺寸选择 3.绘制结构设计图 4.撰写主要工艺过程 5.撰写设计说明书 工作计划与进度安排： 1．查阅资料2天2．设计计算并撰写设计说明书5天3．上机绘图4天4．答辩1天 指导教师（签字）：年月日专业负责人（签字）： 年月日 学院院长（签字）： 年月日 1 储罐及其发展概况 油品和各种液体化学品的储存设备—储罐是石油化工装置和储运系统设施的重要组成部分。由于大型储罐的容积大、使用寿命长。热设计规范制造的费用低，还节约材料。 20世纪70年代以来，内浮顶储油罐和大型浮顶油罐发展较快。第一个发展油罐内部覆盖层的施法国。1955年美国也开始建造此种类型的储罐。1962年美国德士古公司就开始使用带盖浮顶罐，并在纽瓦克建有世界上最大直径为187ft （61.6mm）的带盖浮顶罐。至1972年美国已建造了600多个内浮顶罐。 1978年国内3000m3铝浮盘投入使用，通过测试蒸发损耗标定，收到显著效果。近20年也相继出现各种形式和结构的内浮盘或覆盖物[1]。 世界技术先进的国家，都备有较齐全的储罐计算机专用程序，对储罐作静态分析和动态分析，同时对储罐的重要理论问题，如大型储罐T形焊缝部位的疲劳分析，大型储罐基础的静态和动态特性分析，抗震分析等，以试验分析为基础深入研究，通过试验取得大量数据，验证了理论的准确性，从而使研究具有使用价值。 近几十年来，发展了各种形式的储罐，尤其是在石油化工生产中大量采用大型的薄壁压力容器。它易于制造，又便于在内部装设工艺附件，并便于工作介质在内部相互作用等。 课程设计说明书 设计题目：压力容器课程设计 （40m3）液氯储罐的设计学院、系：机电工程系 专业班级：过控0901 学号： 学生姓名： 指导教师： 成绩： 2011年10月15日 目录 第一章．《过程设备课程设计》指导书 (2) 一．课程设计的性质、目的与任务 (2) 二．程设计的主要内容与要求 (2) 三、课程设计教学的基本要求 (2) 四、课程设计进度与时间安排 (3) 五、课程设计考核 (4) 第二章、课程设计任务书 (5) 第三章、设计计算说明书正文 (6) 3.1. 储存物料性质 (6) 3.1.1物料的物理及化学特性 (6) 3.1.2 物料储存方式 (6) 3.2. 压力容器类别的确定 (6) 3.3.液氯储罐构形的设计计算 (6) 3.3.1储罐筒体公称直径和筒体长度的设计 (6) 3.3.2封头结构型式尺寸的确定 (7) 3.3.3 物料进出口管及人孔等各种管口的布置 (7) 3.4.壳体厚度设计及其校核 (8) 3.4.1 设计温度T和设计压力P的确定 (8) 3.4.2 壳体材料的选择 (8) 3.4.3壳体A/B类焊接接头的设计 (8) 3.4.4壳体厚度设计及其校核 (8) 3.4.5封头厚度设计及其校核 (9) 3.4.6 压力试验种类和试验压力的确定 (9) 3.4.7 压力试验校核 (10) 3.4.8 卧式容器的应力校核 (10) 3.4.8.1液氯储罐的质量计算 (10) 3.4.8.2正常操作和液压试验时跨中截面处的弯矩 (12) 3.4.8.3液氯储罐的应力校核 (12) 3.5零部件设计 (13) 3.5.1 支座的设计 (13) 3.5.2 人孔的设计及补强圈的计算 (14) 3.5.2.1人孔设计 (14) 3.5.2.2补强圈计算 (14) 3.5.3接口管的设计 (16) 3.5.4. 液位计的设计 (17) 3.5.4.1 液位计选型 (17) 3.5.4.2 液位计接口设计 (17) 3.5.5法兰选择 (18) 3.5.5. C/D类焊接接头设计 (19) 第四章、参考文献 (20) 第五章、结束语 (21)立式储罐课程设计说明书
常压立式圆筒形钢制焊接储罐
15M3 甲醇储罐设计
立式储罐现场制作工程施工组织设计方案
10立方米液化石油气储罐设计_课程设计
常压储罐定期检验及结果评价
常压储罐管理规定70294
压缩空气储罐设计
储罐课程设计
常压储罐管理办法
卧式储罐人孔设计
10000立方米的汽油储罐设计
储罐设计
储罐 课程设计
液氨储罐课程设计分析
立式储罐设计
液氯储罐课程设计---液氯储罐的设计