液化丙烷储罐设计 (1)

液化丙烷储罐设计 (1)
液化丙烷储罐设计 (1)

太原科技大学
课 程 设 计 说 明 书
学生姓名: 学 学 专 题 号: 院: 业: 目:


201121220214 化学与生物工程学院 过程装备与控制工程
(23)M3 液化丙烷储罐设计
指导教师:
罗彩霞 郭晓霞
2012 年 12 月 24 日

课 程 设 计 任 务 书
1.设计目的:
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) 掌握查阅、 综合分析文献资料的能力, 进行设计方法和方案的可行性研究和论证。 3) 掌握电算设计计算,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) 设计全部工作由学生本人独立完成。
2.设计内容和要求(包括原始数据、技术参数、条件、设计要求等) :
1.原始数据 设计条件表
序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 名 用 称 途 1.744 -20~40 23 0.86 液化丙烷(易燃) 太原市,室外 项 目 数 值 单 位 液化丙烷储罐 液化丙烷储配站 MPa ℃ M
3


最高工作压力 工作温度 公称容积(Vg) 工作压力波动情况 装量系数(φ V) 工作介质 使用地点 其它要求
由介质温度确定
可不考虑
管口表
接管代号 a b c d e f g 公称尺寸 80 80 80 80 25 450 25 连接尺寸标准 HG20592-1997 HG20592-1997 HG20592-1997 HG20592-1997 HG20592-1997 HG/T21514-2005 HG20592-1997 连接面形式 MFM MFM MFM MFM MFM MFM MFM 用途或名称 液相进口管 液相出口管 放气管 安全阀接口 压力表接口 人 孔 液位计接口

课 程 设 计 任 务 书
2.设计内容 1)设备工艺设计; 2)设备结构设计; 3)设备强度计算与校核; 4)技术条件编制; 5)绘制设备总装配图; 6)编制设计说明书。
3.设计工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。

目录
第一章 工艺设计 ········································ ··········· ·········· ··········· ········ ·········· ··········· ··········· ······· 1 1、设计温度 ········································ ··········· ·········· ··········· ········ ·········· ··········· ··········· ······· 1 2、设计压力 ········································ ··········· ·········· ··········· ········ ·········· ··········· ··········· ······· 1 3、设计储量 ········································ ··········· ·········· ··········· ········ ·········· ··········· ··········· ······· 1 第二章 机械设计 ········································ ··········· ·········· ··········· ········ ·········· ··········· ··········· ······· 2 1、筒体和封头的设计 ··································· ··········· ·········· ··········· ··· ·········· ··········· ··········· ·· 2 第三章 结构设计 ········································ ··········· ·········· ··········· ········ ·········· ··········· ··········· ······· 4 1、液柱静压力······································· ··········· ·········· ··········· ······· ·········· ··········· ··········· ······ 4 2、圆筒厚度的设计 ····································4 ··········· ·········· ··········· ···· ·········· ··········· ··········· ···· 3、椭圆封头厚度的设计 ·································· ··········· ·········· ··········· · 4 ·········· ··········· ··········· · 4、接管,法兰的选择 ··································· ··········· ·········· ··········· ··· ·········· ··········· ··········· ·· 5 4.1 法兰 ········································ ··········· ·········· ··········· ········ ·········· ··········· ··········· ······· 5 4.2 接管 ········································ ··········· ·········· ··········· ······· 6 ·········· ··········· ··········· ······· 5、人孔的设计······································· ··········· ·········· ··········· ······· ·········· ··········· ··········· ······ 7 5.1 人孔的选取 ····································7 ··········· ·········· ··········· ···· ·········· ··········· ··········· ···· 5.2 补强设计方法判别································· ··········· ·········· ··········· 8 ·········· ··········· ··········· 5.3 有效补强范围 ··································· ··········· ·········· ··········· ··· ·········· ··········· ··········· ·· 9 5.4 有效补强面积 ··································· ··········· ·········· ··········· ·· 9 ·········· ··········· ··········· ·· 5.5 补强面积 ····································· ··········· ·········· ··········· ····· ···································· 10 5.6 补强圈设计 ···································· ··································· 10 ·········· ··········· ··········· ··· 6、液面计设计······································ 11 ··········· ·········· ··········· ······ ·········· ··········· ··········· ······ 7、安全阀设计······································ 12 ··········· ·········· ··········· ······ ·········· ··········· ··········· ······ 8、鞍座选型和结构设计 ································· ··········· ·········· ··········· · ································ 12 8.1 鞍座选型 ····································· ··········· ·········· ··········· ····· ···································· 12 8.2 鞍座位置的确定 ································· ································ 14 ·········· ··········· ··········· 9、焊接接头的设计 ···································· ··································· 14 ·········· ··········· ··········· ··· 9.1 筒体和封头的焊接································ ··········· ·········· ··········· ······························· 14 9.2 接管与筒体的焊接································ ··········· ·········· ··········· ······························· 15 第四章 容器强度的校核 ···································· ··································· 16 ·········· ··········· ··········· ··· 1、圆筒的校核······································ 16 ··········· ·········· ··········· ······ ·········· ··········· ··········· ······ 2、封头的校核······································ 17 ··········· ·········· ··········· ······ ·········· ··········· ··········· ······ 3、鞍座的校核······································ 18 ··········· ·········· ··········· ······ ·········· ··········· ··········· ······ 4、人孔的校核······································ 24 ··········· ·········· ··········· ······ ·········· ··········· ··········· ······ 结束语 ············································· ··········· ·········· ··········· ··········· ·· ············································ 25 参考文献············································ ··········· ·········· ··········· ··········· · ··········································· 26

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第一章 工艺设计
1、设计温度
根据本设计工艺要求, 使用地点为太原市的室外,用途为液化石油气储配站 工作温度为-20—40℃,介质为易燃易爆的气体。 从表中我们可以明显看出,温度从 50℃降到-25℃时,丙烷的饱和蒸气压力下 降的很厉害,可以推断,在低温状态下,由饱和蒸气压力引起的应力水平不会很高。 由上述条件选择危险温度为设计温度。为保证正常工作,对设计温度留一定的富 裕量。所以,取最高设计温度 t=50℃,最低设计温度 t=﹣25℃。根据储罐所处 环境,最高温度为危险温度,所以选 t=50℃为设计温度。50℃下丙烷的饱和蒸汽 压为 P=1.744MPa,取最高工作压力 Pw=1.744MPa。
2、设计压力
该储罐用于液化丙烷储备站,因此属于常温压力储存。工作压力为相应温度 下的饱和蒸气压。因此,不需要设保温层。 当液化石油气在 50℃时的饱和蒸汽压力高于异丁烷在 50℃时的饱和蒸汽压力 时,若无保冷设施,则取 50℃时丙烷的饱和蒸汽压力作为最高工作压力。 对于设置有安全泄放装置的储罐, 设计压力应为 1.05~1.1 倍的最高工作压力。 所 以有 Pc=1.1×1.744=1.9184MPa。
3、设计储量
参考相关资料,液化丙烷的密度为 580Kg/m3,盛装液化丙烷的压力容器设 计储存量为: W=? t=0.86×23×580=11472t Vρ
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第二章 机械设计
1、筒体和封头的设计
对于承受内压,且设计压力 Pc=1.9184MPa<4MPa 的压力容器,根据化工工 艺设计手册(下)常用设备系列,采用卧式椭圆形封头容器。 筒体和封头的选形
a、 筒体设计:
查 GB150-1998,为了有效的提高筒体的刚性,一般取 L/D=3~6,为方便设 计,此处取 所以 L/D=4 ① 。 ② 。
π ?D 2 L ? 23 4
由 ① ② 连解得:D=1.942m=1942mm 。 圆整得 D=2000mm
b、封头设计:
查标准 JB/T4746-2002《钢制压力容器用封头》中表 B.1 EHA 椭圆形封头内 表面积、容积得:
公称直径 DN /mm 2000 总深度 H /mm 525 内表面积 A/ m 4.4930
2
容积 V封 / m 1.1257
3
表 2-1,EHA 椭圆形封头内表面积、容积
图 2-1 椭圆形封头
由 2V 封 + ?D 2 L/4=35 得 L=6608mm 圆整得 L=7000mm 则 L/D= 3.5 符合要求.
2

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则 V 实际 =2 V 封 + ?D 2 L/4=24.231m 3 >23m 3 且 V ? Vg / Vg ?
36.756 - 35 ? 0.0502 所以结构设计合理。 35
3

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第三章 结构设计
1、液柱静压力
根据设计为卧式储罐,所以储存液体最大高度 h max≤D=2000mm。 P 静(max)=ρ gh max≤ρ gD=580×9.8×2.0=11.368Kpa
P静max)/ Pc ? 13.073? 103 ? 1 0 % ? 0.6 8 1% ? 5% 0 5 1.9184? 106
则 P 静可以忽略不记。
2、圆筒厚度的设计
根据介质的易燃易爆、 有毒、 有一定的腐蚀性等特性, 存放温度为-20~40℃, 最高工作压力等条件。 根据 GB150-1998 表 4-1, 选用筒体材料为低合金钢 Q345R (钢材标准为 GB6654)[σ]t=189MPa。选用为筒体材料 Q345R,适用于介质含 有少量硫化物, 具有一定腐蚀性, 壁厚较大 (≥8mm) 的压力容器。 根据 GB150, 初选厚度为 6~25mm,最低冲击试验温度为-20℃,热轧处理。 ∴ δ =
Pc Di 1.9184? 2000 =10.20mm ? t 2[? ] ? ? Pc 2 ? 189? 1 ? 1.9184
∵ 对于低碳钢和低合金钢,需满足腐蚀裕度 C2≥1mm,取 C2=2mm 按 GB3531《低温压力容器用低合金钢板》中,例举的压力容器专用钢板的 厚度负偏差按 GB/T709 中的 B 类要求,Q345R 压力容器常用钢板的负偏差为 -0.30mm。 ∴ 设计厚度δ d=δ +C2=10.20+2=12.20mm
d+C1=12.20+0.3=12.50mm
, δ n=δ
圆整后取名义厚度δ n=14mm
,[σ]t 没有变化,故取名义厚度 14mm 合适。
3、椭圆封头厚度的设计
为了得到良好的焊接工艺,封头材料的选择同筒体设计,同样采用 Q345R。 ∴ δ =
Pc Di 1.9184? 2000 =10.18mm ? 2[? ] ? ? 0.5Pc 2 ? 189? 1 ? 0.5 ? 1.9184
t
同理,选取 C2=2 mm ,C1=0.3mm 。 ∴ δ n=δ +C1+C2=13.774+2+0.3=12.48 mm
4
圆整后取名义厚度为δ

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n=14mm
跟筒体一样,选择厚度为 14mm 的 Q345R 材料合适。
4、接管,法兰的选择
4.1 法兰 液化丙烷储罐应设置排污口,气相口,放空口,出液口,进液口,人孔,液 位计口,温度计口,压力表口,安全阀口。 根据《压力容器与化工设备实用手册》PN=2.5MPa 时,可选接管公称通径 DN=80mm。 根据设计压力 PN=1.9184MPa,查 HG/T 20592-97《钢制管法兰》 ,选用 PN2.5MPa 带颈对焊焊法兰(WN) ,由介质特性和使用工况,查密封面型式的选 用。选择密封面型式为凹凸面(MFM) ,压力等级为 1.0~4.0MPa,接管法兰材料 选用 Q345R。根据各接管公称通径,得各法兰的尺寸。
图 3-1 带颈对焊钢制管法兰
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法兰尺寸如表:
公 称 序 名称 通 号 径 DN A B C D E F 液相 80 进口 液相 80 出口 放气 80 管 安全 80 阀口 压力 32 表口 液位 32 计口
法兰 法兰 内径 法兰 坡口宽 螺栓 钢管 法兰 高度 理论 度 孔中 螺栓 螺栓 外径 法兰 法兰颈 B1 质量 螺栓 厚度 心圆 孔直 孔数 外径 直径 径 量 B C H kg B 系列 D Th b K L n 连接尺寸 89 89 89 89 38 38 200 200 200 200 140 140 160 160 160 160 100 100 18 18 18 18 18 18 8 8 8 8 8 8 M16 M16 M16 M16 M16 M16 24 24 24 24 18 18 40 40 40 40 30 30 118 118 118 118 118 60 91 91 91 91 39 39 6 6 6 6 5 5 4.86 4.86 4.86 4.86 2.02 2.02
表 3-1 法兰尺寸
4.2 接管 接管外径的选用以 B 国内沿用系列(公制管)为准,对于公称压力 0.25≤ PN≤25MPa 的接管,查《压力容器与化工设备实用手册》普通无缝钢管,选材 料为 Q345。对应的管子尺寸如下如表:
序号 A B C D E
名称 液相进口 液相出口 放气管 安全阀 压力表口
公称直径 32 80 80 80 32
管子外径 38 89 89 89 38
数量 2 1 1 1 1
管口伸出量 200 200 200 200 150
管子壁厚 6 46 6 6 3.5
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F G
人孔口 液位计管
450 32
478 38
2 2
300 见图
9 3.5
表 3-2 管子尺寸
5、人孔的设计
5.1 人孔的选取 查《压力容器与化工设备实用手册》 ,可选回转盖带颈对焊法兰人孔, 。 由使用地为太原市室外,确定人孔的公称直径 DN=450mm,以方便工作人 员的进入检修。配套法兰与上面的法兰类型相同,根据 HG/T 21518-2005《回转 盖带颈对焊法兰人孔》 ,查表 3-1,由 PN=2.5MPa 选用凹凸面的密封形式 MFM, 采用 8.8 级 35CrMoA 等长双头螺柱连接。其明细尺寸见下表:
图 3-2 回转盖带颈对焊法兰人孔
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密 公 封 称 面 压 形 力 式 凹 凸 面 表 3-3 人孔尺寸表
2.5
MPa
450
公 称 直 s 径 dw × d D
螺 柱
螺 母 数 量
螺 柱 尺 寸
总 质 量 kg
D
1
H
1
H
2
b
b
1
b
2
A
B
L
d
0
数 量
478
456
660
600
250
121
42
41
46
375
175
250
24
20
40
M33
245
×9
×
165
根据 GB150 中 8.3,当设计压力小于或等于 2.5MPa 时,在壳体上开孔,两 相邻开孔中心的间距大于两孔直径之和的两倍,且接管公称外径不大于 89mm 时,接管厚度满足要求,不另行补强,故该储罐中只有 DN=400mm 的 人孔需要 补强。 5.2 补强设计方法判别 按 HG/T 21518-2005,选用回转盖带颈对焊法兰人孔。 开孔直径 d=di+2 =460+2×2=464mm
d ? 464mm? D i 2000 ? ? 900m m 2 2
c
故可以采用等面积法进行开孔补强计算。 接管材料选用 16Mn(热轧) ,其许用应力 ?? ? ? 181 MPa
t
根据 GB150-1998 中式 8-1, A=d? ? 2?? et (1 ? f r ) 其中:壳体开孔处的计算厚度
??
kPc Di 0.9 ? 1.9148? 2000 ? ? 10.20 r 2[? ] ? ? 0.5Pc 2 ? 189? 1.0 ? 0.5 ? 1.9148
接管的有效厚度 ? et ? ? nt ? C1 ? C2 ? 9 ? 0.3 ? 2 ? 6.7mm 强度削弱系数
f
[? ]tn 122.9 ? ? ? 0.65 r 189 [? ]r
所以开孔所需补强面积为
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A ? d? ? 2?? et (1 ? f ? ) ? 464?1020? 2 ?10.20? 6.7 ? (1 ? 0.65) ? 4789 2 mm
5.3 有效补强范围 1 有效宽度 B 的确定 按 GB150 中式 8-7,得:
B1 ? 2d ? 2 ? 464 ? 928 mm
B2 ? d ? 2? n ? 2? nt ? 464? 2 ?14 ? 2 ? 9 ? 510mm
B ? max(B1 , B2 ) ? 928mm
2 有效高度的确定 (1) 外侧有效高度 h1 的确定 根据 GB150 中式 8-8,得:
h1' ? d? nt ? 464? 9 ? 64.62mm
h1" ? H1 ? H 2 ? 280? 115 ? 165mm h1 ? min(h1' , h1" ) ? 64.62mm
(2)内侧有效高度 h2 的确定 根据 GB150-1998 中式 8-9,得:
' h2 ? d? nt ? 408.6 ?11 ? 67.04mm
" h2 ? 0mm
h2 ? min(h2 ', h2 '') ? 0
5.4 有效补强面积 根据 GB150 中式 8-10 ~ 式 8-13,分别计算如下: Ae ? A1 ? A2 ? A3 1 筒体多余面积 A1
A1 ? ?B ? d ??? e ? ? ? ? 2? et ?? e ? ? ??1 ? f ? ? ? ?928? 464??12 ? 10.20? ? 2 ? 6.7 ? ?12 ? 10.20? ? (1 ? 0.65) ? 825.3m m2
2 接管的多余面积
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接管厚度: ? ?
PcDi 1.9184? 460 ? ? 3.869m m t 2[? ] ? ? Pc 2 ? 123? 1.0 ? 1.9184
A2 ? 2h 1 ?? et ? ? t ? f ? ? 2h2 ?? et ? C 2 ? f ? ? 2 ? 67 ? ?6.7 ? 3.869? ? 0.65 ? 0 ? 448.69m m2
3 焊缝金属截面积
1 焊角取 6.0mm, A3 ? ? 62 ? 2 ? 36mm2 2
5.5 补强面积
Ae ? A1 ? A2 ? A3 ? 374.15 ? 447.69 ? 36 ? 857.84mm2
mm 因为 Ae ? A ? 3530 ,所以开孔需另行补强
所需另行补强面积: A4 ? A ? Ae ? 47887 ? 11075 ? 36812mm2 . . . 5.6 补强圈设计 根据接管公称直径 DN=400mm, 参照补强圈标准 JB/T4736 取补强圈外径 D2=680mm。因为 B=817>D2,所以在有效补强范围。 补强圈内径 D1=478+4=482mm 补强圈厚度: ?‘ ?
A4 3681 2 . ? ? 10.28m m圆整得 ? ? 11mm ' 840 ? 482 D ?d
'
名义厚度: ? n ? ? d ? C ? 12.9mm。 考虑钢板负偏差并圆整,取补强圈名义厚度为 14mm.
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6、液面计设计
图 3-4 磁性液面计
由于储罐工作温度为-20~40℃,查《压力容器与化工设备实用手册》 ,选取 磁性液面计。
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7、安全阀设计
图 3-5 安全阀
由操作压力 P=1.9184MPa, 工作温度为-20~48℃, 盛放介质为液化石油气体。 选择安全阀的公称压力 PN=25kg/cm2,最高工温度为 150℃,材料为可锻铸件的 弹簧微启式安全阀,型号为 A41H-25。公称直径 DN=80mm。
8、鞍座选型和结构设计
8.1 鞍座选型 该卧式容器采用双鞍座式支座, 根据工作温度为-20~40℃, JB/T 4731-2005 按 表 5-1 选择鞍座材料为 Q345, 使用温度为-20~250℃, 许用应力为[σ ]sa= 170MPa。 估算鞍座的负荷:计算储罐总重量 m=m1+2m2+m3+m4 。 其中:m1 为筒体质量:对于 16MnR 普通碳素钢,取ρ =7.85×103kg/m3 ∴ 103=4831.2kg m2 为单个封头的质量:查标准 JB/T 4746-2002 《钢制压力容器用封头》中 标 B.2 EHA 椭圆形封头质量,可知 m2=839.3kg 。
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m1=π DLδ ×ρ =π ×2×7×14×10-3×7.85×

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m3 为充液质量:ρ
液化石油气


故 m3(max)=ρ 水×V=1000×V=1000× (π /4×22×7.0+2×1.1257) =24205.14 kg 。 m4 为附件质量:选取人孔后,查得人孔质量为 245 kg,其他接管质量总和估为 400 kg。 综上述: 总质量 m=m1+2m2+m3+m4=4831.2+2×485.2+24205.14+245+400=30984.94kg。 ∴ 每个鞍座承受的重量为 G/2=mg / 2=30985×9.8/2=231.51kN 由此查 JB 4712.1-2007 容器支座。选取轻型,焊制 A,包角为 120°,有垫板的 鞍座.,筋板数为 4。查 JB 4712.1-2007 表 3 得鞍座尺寸如表 5,示意图如下图:
公称直径 允许载荷 鞍座高度 底板 DN Q/kN h l1 b1 δ
1
2100 300 250 1420 240 12
腹板
δ l3
2
10 330 190 260 8 2330 螺栓间距 螺孔/孔长 重量 垫板
b4 δ e l2 D/l kg
4
430 10 80 1260 24/40 160
筋板
b2 b3 δ
3
弧长
表 3-4 鞍座支座结构尺寸
图 3-6 鞍座
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8.2 鞍座位置的确定 因为当外伸长度 A=0.207L 时,双支座跨距中间截面的最大弯矩和支座截面 处的弯矩绝对值相等, 从而使上述两截面上保持等强度,考虑到支座截面处除弯 矩以外的其他载荷, 面且支座截面处应力较为复杂,故常取支座处圆筒的弯矩略 小于跨距中间圆筒的弯矩,通常取尺寸 A 不超过 0.2L 值,为此中国现行标准 JB 4731 《钢制卧式容器》规定 A≤0.2L=0.2(L+2h) 最大不超过 0.25L.否则由 ,A 于容器外伸端的作用将使支座截面处的应力过大。 由标准椭圆封头
Di ?2 2( H ? h)
,有 h=H-Di / 4=525-2000 / 4=25mm
故 A≤0.2L=0.2×7000=1400mm 由于接管比较多,所以固定支座位于储罐接管较多的左端。 此外, 由于封头的抗弯刚度大于圆筒的抗弯刚度,故封头对于圆筒的抗弯刚 度具有局部的加强作用。 若支座靠近封头,则可充分利用罐体封头对支座处圆筒 截面的加强作用。 因此, 4731 还规定当满足 A≤0.2L 时, JB 最好使 A≤0.5R m m=Ri+δ n/2) (R , 即 A≤0.5Rm =0.5×(2000/2+14/2)=503.5mm ,取 A=500 mm 。 综上述:A=500 mm (A 为封头切线至封头切线边距离,L 为筒体和两封头 直边段的总长)
9、焊接接头的设计
9.1 筒体和封头的焊接 δ=12~20 α=50°+5° b=2+1 p=2+1
采用 Y 型对接接头和手工电弧焊,综合考虑材料选用 Q345R. 焊条类型:E5018 ——铁粉低氢钾型
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图 3-7 Y 型坡口
9.2 接管与筒体的焊接 β 1 =45°+5° ﹙ b=2±0.5 k3=0.7 p=2±0.5 H1=δt
k1 =δt
k2 = ?c
? c ≤8﹚
? c ﹙ ? c ﹥8﹚
图 3-8 带补强圈焊接接头结构
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第四章 容器强度的校核
1、圆筒的校核
内压圆筒校核 计算条件
计算压力 Pc 设计温度 t 内径 Di 材料 试验温度许用应力 ??? 设计温度许用应力 ???t 试验温度下屈服点 ?s 钢板负偏差 C1 腐蚀裕量 C2 焊接接头系数 ?
计算单位
MPa ?C mm ( 板材 ) MPa MPa MPa mm mm
压力容器专用计算软件 ? 筒体简图
1.92 50.00 2000.00 Q345R 189.00 189.00 345.00 0.30 2.00 1.00
厚度及重量计算
计算厚度 ? = 2[? ] ? ? P = 10.20 c
t
Pc Di
mm
有效厚度 名义厚度 重量 压力试验类型 试验压力值 压力试验允许通过 的应力水平 ???T 试验压力下 圆筒的应力 校核条件 校核结果
?e =?n - C1- C2= 11.70 ?n = 14.00 4867.35
mm mm Kg
压力试验时应力校核 液压试验
PT = 1.25P
[? ] [? ] t
=
2.3980
(或由用户输入)
MPa
???T? 0.90 ?s =
310.50
MPa
?T = pT .( Di ? ? e ) = 206.16 2? e .? ?T? ???T
MPa
合格 压力及应力计算
2? e [ ? ]t ? ( Di ? ? e )
最大允许工作压力 设计温度下计算应力 ???t? 校核条件 结论
[Pw]= ?t =
= 2.19844
MPa MPa MPa
Pc ( Di ?? e ) = 164.93 2? e
189.00
??? ? ≥?
t t
合格
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石油液化气储罐的设计

石油液化气储罐的设计 摘要 卧式储罐设计是以应力分析为主要途径,以材料力学为基础,对容器的各个主要受压部分进行设计。其设计的目的主要是确定合理、经济的结构形式,并满足制造、检验、装配、运输和维修等方面要求,设计中主要从强度和刚度两方面进行设计,保证强度不失效,即材料不发生强度破坏;刚度满足要求,即材料的形变量控制在一定范围内,保证容器不因过渡变形而发生泄露失效,最终达到安全可靠的工作性能的要求。 关键词:卧式储罐、应力、刚度、强度、设计

目录 第1章 前言 (1) 第2章 卧式储罐一般结构 (2) 第3章 选材要求 (4) 3.1 材料各种机械性能参数 (4) 3.1.1 R的含义 (4) 3.1.2 Q235系列的含义 (4) 3.2 机械性能指标及符号 (5) 3.2.1 强度 (5) 3.2.2 塑性 (6) 3.2.3 冲击韧性 (7) 3.2.4 硬度 (7) 3.2.5 冷弯 (8) 3.2.6 断裂韧性 (8) 3.3 压力容器常见的失效形式 (8) 3.3.1 强度失效 (8) 3.3.2 刚度失效 (8) 3.3.3 稳定性失效 (9) 3.3.4 腐蚀失效 (9) 3.4 主要部件的选材 (10) 3.4.1 筒体、封头 (10) 3.4.2 接管 (10) 3.4.3 法兰 (10)

第4章 焊接 (12) 4.1 焊接结构的特点和常用的焊接方法 (12) 4.2 焊缝类型及施焊方法 (12) 4.3 对接焊缝构造 (13) 4.3.1 对接焊缝施工要求 (13) 4.3.2 对接焊缝的构造处理 (13) 4.3.3 对接焊缝的强度 (13) 4.4 对接焊缝连接的计算 (14) 4.5 焊条的选用 (14) 第5章 液压试验 (15) 5.1 试验目的和作用 (15) 5.2 试验要求 (15) 5.3 试验方法步骤 (16) 第6章 卧式储罐校核 (17) 6.1 剪力弯矩载荷计算 (17) 6.2 内力分析 (19) 6.2.1 弯矩计算 (19) 6.2.2 剪力计算 (20) 6.2.3 圆筒应力计算和强度校核 (21) 参考文献 (26) 致谢 (27) 附录 (28)

非甲烷总烃计算

1、天然气组分 2、天然气618万Nm3/a 3、天然气气损率为0.5% 4、非甲烷总烃计算过程 ①非甲烷总体体积百分比 V非总=1.77%+0.3%+0.074%+0.075%+0.02%+0.051%+0.038% =2.328% ②非甲烷总烃的分子量 由天然气组分表可以看出,非甲烷总烃以C2、C3、IC4、NC4为主,它们的分子量分别为30、44、58、58,则非甲烷总烃的分子量可估算为: (1.77%×30+0.3%×44+0.074%×58+0.075%×58)÷2.328% = 32.19 ③全年非甲烷总烃排放量 V非排=618×104Nm3/a×2.328% ×0.5%=719.352Nm3/a=719352NL/a M非排= (719352NL/a÷22.4NL/mol)×32.19g/mol =1033747.3g/a ≈ 1.03t/a 目前,石油炼制和石油化工等行业的环评和环保验收中,非 甲烷总烃(NMHC)都是必讨论、检测项目。但在我国的环境 标准体系中,非甲烷总烃的环境空气质量标准缺失。本文就非

甲烷总烃的环境空气质量标准和排放标准进行分析。 根据风影的博客,原油类储罐项目排放的主要污染物为非甲烷总烃,目前我国仅有排放标准,无组织监控浓度限值(新污染源)为4.0mg/m3,可参考的以色列环境质量标准为5.0mg/m3;另外也说明一点:对于部分省市,比如浙江省,可能在批复的标准中会提到非甲烷总烃的环境质量标准取1或者2mg/m3(小时浓度)。这是权威的说法,这是半官方的说明。 要理解这段话,首先要弄清楚非甲烷总烃是以甲烷计还是以碳计。 《大气污染物综合排放标准》(GB16297-1996)是1996年4月12日批准,从1997年1月1日开始实施,当时我国还没有非甲烷总烃的标准分析方法。根据标准实施的时问看,其监测分析方法应该使用《空气和废气监测分析方法》(第三版)。在该书中,方法一(第147页)使用GC—FID检测,其结果总烃以甲烷(mg/m3)计,推荐的方法二也是以甲烷计。而该书第153页还有非甲烷烃栏目,推荐的方法是吸附富集-气相色谱法,其检测结果是以正戊烷计。 由于GB16297-1996中并没有规定测定出的非甲烷总烃以什么 物质为依据计算,实际上全国环境监测系统的各级环境监测站都以CH4计。然而,在2000年1月1日开始实施了HJ/T38-1999

2020新版液化天然气储罐形式和选型

( 安全管理 ) 单位:_________________________ 姓名:_________________________ 日期:_________________________ 精品文档 / Word文档 / 文字可改 2020新版液化天然气储罐形式 和选型 Safety management is an important part of production management. Safety and production are in the implementation process

2020新版液化天然气储罐形式和选型 LNG储存是LNG工业链中的重要一环。LNG储罐虽然只是LNG工业链中的一种单元设备,但是由于它不仅是连接上游生产和下游用户的重要设备,而且大型储罐对于液化工厂或接收站来说,占有很高的投资比例,因而世界各国都非常重视大型LNG储罐的设计和建造。随着全球范围天然气利用的不断增长和储罐建造技术的发展,LNG储罐大型化的趋势越发明显,单罐容量20×104 m3 储罐的建造技术已经成熟,最大的地下储罐已达到25×104 m3 容量。 由于LNG具有可燃性和超低温性(-162℃),因而对LNG储罐有很高的要求。储罐在常压下储存LNG,罐内压力一般为3.4~30kPa,储罐的日蒸发量一般要求控制在0.04%~0.2%。为了安全目的,储罐

必须防止泄漏。 一、LNG储罐形式 低温常压液化天然气按储罐的设置方式及结构形式可分为:地下罐及地上罐。地下罐主要有埋置式和池内式;地上罐有球形罐、单容罐、双容罐、全容罐及膜式罐。其中单容罐、双容罐及全容罐均为双层罐(即由内罐和外罐组成,在内外罐间充填有保冷材料)。 (一)地下储罐 如图4-1所示,除罐顶外,地下储罐内储存的LNG的最高液面在地面以下,罐体坐落在不透水稳定的地层上。为防止周围土壤冻结;在罐底和罐壁设置加热器。有的储罐周围留有1m厚的冻结土,以提高土壤的强度和水密性。 LNG地下储罐采用圆柱形金属罐,外面有钢筋混凝土外罐,能承受自重、液压、地下水压、罐顶、温度、地震等载荷。内罐采用金属薄膜,紧贴在罐体内部,金属薄膜在-162℃时具有液密性和气密性,能承受LNG进出肘产生的液压、气压和温度的变动,同时还具有充分的疲劳强度,通常制成波纹状。

丙烷丙烯储罐

丙烷丙烯储罐 Document number:NOCG-YUNOO-BUYTT-UU986-1986UT

设计依据 《化工工艺设计手册》中国石化集团上海工程有限公司第三版化学工业出版社丙烷储罐 根据要求,使用地点为室外,储存温度为--10—40℃,介质为易燃易爆的气体。温度从40℃降到-10℃时,丙烷的饱和蒸气压力下降的很厉害,可以推断,在低温状态下,由饱和蒸气压力引起的应力水平不会很高。由上述条件选择危险温度为设计温度。为保证安全,对设计温度留一定的富裕量,取最高设计温度 t=50℃,最低设计温度t=﹣20℃。50℃下丙烷的饱和蒸汽压为P=,取最高工作压力Pw=。 丙烷物理性质 储存管理 储存于阴凉、干燥、通风良好的不燃库房。远离火种、热源。库温不宜超过40℃。保持容器密封。应与氧化剂、还原剂、酸类等分开存放,切忌混储。采用防爆型照明、通风设施。禁止使用易产生火花的机械设备和工具。储区应备有泄漏应急处理设备和合适的收容材料,储存于阴凉、干燥、通风良好的不燃库房 罐体积计算 丙烷的年产量暂定:20万吨 每天原料需求:吨

丙烷密度:吨/立方米 装料系数K : 贮存时间:1d 储罐容积: 228 6 8.04995.09 .547=??m3 设计条件 设计温度:50℃ 设计压力: 极端温度:最高50℃,最低-15℃ 抗震烈度:7 罐的选型 HG5-1580-85卧式椭圆形封头贮罐系列 该种设计罐的设计参数为: 盛装液体密度≤1200kg/m3 设计压力,,1MPa ,,,2MPa , ,3MPa ,4MPa 设计温度-20—200℃ 容器材料根据设计温度和设计压力决定罐壁材料 公称容积—100m3 公称直径DN600—DN3200mm 腐蚀裕度 由于储存条件符合HG5-1580-85卧式椭圆形封头贮罐系列,选择公称容积为100m3,公称直径为3000mm ,材料为16MnR 的卧式椭圆形封头贮罐,总数量6个,其标准代号为HG5-。 丙烯储罐 根据要求,使用地点为室外,储存温度为--10—40℃,介质为易燃易爆的气体。温度从40℃降到-10℃时,丙烯的饱和蒸气压力下降的很厉害,可以推断,在低

15M3 甲醇储罐设计

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。

七氟丙烷系统无管网计算书

FIRE SYSTEM 陕西中安消防安全设备有限责任公司 应用文件——计算书 HFC-227ea系统 七氟丙烷灭火系统 系统设计计算书 (SYSTEM DESIGN BOOK) 工程名称:法门寺合十舍利塔配电气体消防 日期: 2008年9月5日

七氟丙烷灭火系统设计计算 1、系统设计的依据 1.1ISO14520《气体灭火系统----物理性能和系统设计》; 1.2美国国家防火协会标准《NPPA2001清洁药剂灭火系统》; 1.3GB50370-2005《气体灭火系统设计规范》; 1.4GB50263-2007《气体灭火系施工及验收规范》; 1.5陕西中安消防安全设备有限责任公司《七氟丙烷灭火系统应用手册》; 2、防护区的要求 防护区的划分应符合下列规定: 2.1 防护区宜以固定的单个封闭空间划分;当同一区间的吊顶层和地板下需同时保护时,可合为一防护 区; 当采用管网灭火系统时,一个防护区的面积不宜大于800m2;容积不宜大于3600m3; 当采用预制灭火装置时,一个防护区的面积不应大于500m2;容积不宜大于1600m3; 2.2 防护区围护结构及门窗的耐火极限均不宜低于0.5h;吊顶的耐火极限不宜低于0.25h; 2.3 防护区围护结构承受内压的允许压强,不宜低于1200 Pa; 2.4 防护区应设置泄压口,七氟丙烷灭火系统的泄压口应位于防护区净高的2/3以上; 2.5 防护区设置的泄压口,宜设在外墙上。泄压口面积按相应气体灭火系统设计规定计算; 2.6 喷放灭火剂前,防护区内除泄压口外的开口应能自行关闭; 2.7 防护区的最低环境温度不应低于-10℃; 2.8 两个或两个以上的防护区采用组合分配系统时,一个组合分配系统所保护的防护区不应超过8个。 3、储瓶间的要求 确定储存容器间应考虑以下几点: 3.1 应尽可能靠近防护区或保护对象; 3.2 应有足够的空间安装和操作该系统; 3.3 储存容器间环境温度应在-10℃~50℃,应避免阳光直射和化学制品的危害; 3.4 耐火等级不应低于二级; 3.5 出口应直接通向室外或疏散通道; 3.6 室内应保持干燥和良好通风,地下储存容器间应设机械排风装置。

低温储罐计算书

低温储罐综述 引言 随着国民经济的快速发展和低温技术的普及, 液氮、液氧、液氩、液氢、液氦、液化天然气等低温液体的应用日趋广泛, 各行各业对贮存和输送低温液体的低温容器的需求不断增长。尤其是近几年, 随着改革开放的深入, 国外主要跨国气体公司竞相在我国建立合资企业, 带来了先进的空分设备、技术和管理, 使我国低温液体的产量大幅度提高, 供应的地区和范围不断扩大, 价格大幅度降低( 如液氮和液氧价格从2¥/kg左右, 降低到1¥/kg左右) , 促进了低温液体的应用, 带动了我国低温容器的发展, 使低温容器成为一个新兴的行业。近年来国际油价持续攀升, 替代能源特别是清洁能源越来越受到人们的关注。由于沿海经济发达地区资源匮乏, 天然气需求较大, 且在城市燃气、发电、化工等应用方面已具备完善的基础设施, 形成发展液化天然气产业的有利条件, 近年来中国LNG项目得到了迅速发展。天然气基本成分是甲烷, 与煤炭、石油并称目前世界一次能源的三大支柱, 其蕴藏量和开采量都很大。由于天然气的产地往往不在工业集中或人工密集的地区, 因此天然气的开发必须解决运输和储存问题。液化后的天然气(LNG) 在0.1MPa 压力和112K 温度下, 密度是标准状态下甲烷气体的600 多倍, 体积能量密度是汽油的72%, 十分有利于输送和储存。近年来, LNG 广泛应用于天然气发电、城市居民生活燃料、工业燃料、天然气空调、LNG汽车等领域, LNG的生产和应用已经形成了成熟的产业链。天然气液化后其体积缩小到原来体积的1/625,通常储存在温度为112 K、压力为0. 1MPa左右的低温储罐内, 其密度为标准状态下甲烷密度的600多倍。作为储存、运输液化天然气的装置, 液化天然气储罐属于低温压力容器, 具有体积小、储存运输方便等特点。LNG的主要成分为甲烷(含量为90-%98%) ,具有易燃易爆、低温特性和易膨胀扩散性, 其储运过程中的安全性问题不容忽视。 一对国内外低温储运的回顾与张望 从历史上看,太平洋地区周边国家对液化天然气的海运贸易需求较大,而大西洋地区液化天然气进口国主要依赖自给自足或管道运输方式,对液化天然气的海运贸易需求相对较小。上述需求格局基本上描绘出当今世界液化天然气海上运输市场的贸易格局。就进口市场而言,世界液化天然气最主要的进口国集中在美

液化石油气储罐设计

油气储运课程设计说明书 1、设计题目:卧式液化石油气储罐设计 2、设计条件: (1)操作温度:15℃ (2)设计温度:20℃ (3)操作压力:0.72MPa (4)设计压力:0.79MPa (5)介质:液化石油气 (6)公称直径:3200mm (7)公称容积:100m3 (8)圆筒长度:11300mm (9)L2=9800mm (10)A=750mm (11)设备及附件材料自选 3、设计任务: 设计参数的确定;结构分析;材料选择;强度计算及校核;焊接结构设计;标准零部件的选型;制造工艺及制造过程中的检验;设计体会;参考书目等。 4、设计要求: 由于设计参数是每个人各不相同,所以,基本上能够保证学生独立完成任务能力的锻炼,并可在碰到确实需要讨论的个别难题时仍然可以相互讨论,从而培养学生合作解决问题的能力。课程设计是在课程学习阶段结束后,学生们独立进行的工程设计工作,是总结性的、重要的教学实践环节,其目的是培养学生综合运用所学知识,理论联系实践,分析解决工程实践问题的能力。本设计学生必须完成一张A1装配图、一张A3鞍式支座图、一张A3零件图和编制技术性设计说明书一份。

摘要: 通过本次设计,锻炼了查找文献的能力,提高了计算机水平,并且对卧式储罐等大型储罐有了进一步的了解,加深了对本专业课程的认识,在设计的同时,也锻炼了学习的逻辑思维能力和实际动手能力,为今后的工作奠定了良好的基础。从液化石油气的特点,探讨有关卧式圆筒形液化石油气储罐的设计主要对其设计参数、材料选择、结构设计、安全附件及制造与检验等几个方面进行分析和计算。 关键字: 液化石油气卧式储罐设计强度

储罐课程设计

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)

丙烷储罐多久进行维护检修

丙烷储罐多久进行维护检修 为确保企业安全生产、设备安全运行,提高设备的使用寿命和劳动生产效率,对丙烷储罐必须进行定期检查维修,以出现故障而影响生产,实际生活中必须定期对储罐进行维护检修,包括储罐附件,储罐的内外体检查,壁板,底板,顶板的测厚及接地电阻静电导线检查。 质量清罐要根据化验质量参数,1-2年清罐一次,目的是外销是保证质量合格。当介质改变了,储罐就需要清罐,以防发生质量事故。 1、质量清罐 质量清罐的主要目的是消除油罐内部的杂质。随着油罐运行时间的加长,油罐底部会逐渐沉积大量的油泥、水分等杂质,罐壁也会吸附一些油垢。这些杂质的存在,不仅加速了油品的氧化变质速度,生成胶质和酸性物等,并使油品诱导期下降,甚至导致油品变质成为不合格油品。而且杂质与油品分子间的相互摩擦,还会使油品在运输过程中形成大量静电,为运输安全带来很大隐患。此外,杂质的存在还加速了油罐钢板(特别是底板)的腐蚀。因此油罐应按规定定期进

行质量清罐。质量清罐的周期通常由油罐容积、设备状况、油品带杂质情况等因素决定。 2、检修清罐 油罐长期运行后,油罐及附件的性能会逐渐变差,如防腐损坏、密封老化、钢板减薄等。为确保运行的安全,需定期对油罐本体及其附件进行全面检验和大修。油罐通常的大修周期为3~6年。此外,当油罐由于改造或出现故障时,也需进行临时检修清罐,以确保检修施工安全。 3、计量清罐 计量清罐的目的之一是重新进行油罐容积标定。由于油罐在运行过程中,油罐基础会出现程度不同的沉降,底板会逐渐变形,此外油罐的筒体也会逐渐发生变形,导致在相同液位下油罐的体积发生改变,从而导致油品的静态计量发生误差。为确保油罐计量的准确性,需要定期对油罐进行计量清罐,以重新修改、制定新的油罐容量表。

压缩空气储罐设计

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。

丙烷丙烯储罐

丙烷丙烯储罐 集团文件发布号:(9816-UATWW-MWUB-WUNN-INNUL-DQQTY-

设计依据《化工工艺设计手册》中国石化集团上海工程有限公司第三版化学工业出版社 丙烷储罐 根据要求,使用地点为室外,储存温度为--10—40℃,介质为易燃易爆的气体。温度从40℃降到-10℃时,丙烷的饱和蒸气压力下降的很厉害,可以推断,在低温状态下,由饱和蒸气压力引起的应力水平不会很高。由上述条件选择危险温度为设计温度。为保证安全,对设计温度留一定的富裕量,取最高设计温度t=50℃,最低设计温度t=﹣20℃。50℃下丙烷的饱和蒸汽压为P=1.744MPa,取最高工作压力Pw=1.744MPa。 丙烷物理性质 储存管理 储存于阴凉、干燥、通风良好的不燃库房。远离火种、热源。库温不宜超过40℃。保持容器密封。应与氧化剂、还原剂、酸类等分开存放,切忌混储。采用防爆型照明、通风设施。禁止使用易产生火花的机械设备和工具。储区应备有泄漏应急处理设备和合适的收容材料,储存于阴凉、干燥、通风良好的不燃库房 罐体积计算

丙烷的年产量暂定:20万吨 每天原料需求:547.9吨 丙烷密度:0.4995吨/立方米 装料系数K :0.8 贮存时间:1d 储罐容积:228 6 8.04995.09 .547=??m3 设计条件 设计温度:50℃ 设计压力:1.9MPa 极端温度:最高50℃,最低-15℃ 抗震烈度:7 罐的选型 HG5-1580-85卧式椭圆形封头贮罐系列 该种设计罐的设计参数为: 盛装液体密度≤1200kg/m3 设计压力0.25MPa ,0.6MPa ,1MPa ,1.6MPa ,1.8MPa ,2MPa ,2.2MPa 2.5MPa ,3MPa ,4MPa 设计温度-20—200℃ 容器材料根据设计温度和设计压力决定罐壁材料 公称容积0.5m3—100m3 公称直径DN600—DN3200mm 腐蚀裕度1.5mm

各种常见油罐储油量的计算方法

各种常见油罐储油量的计算方法 摘要:本文介绍了一些常见形状的储油罐油量的计算方法,并给出了每种形状的储油罐容积的计算公式和整个推导过程,供各位同仁共同探讨和分享。 现实生活中,尽管储油罐的形状各式各样,仔细分析无非存在以下两种结构:卧式结构和立式结构。无论是卧式结构还是立式结构,都有可能存在半椭圆形封头、平面封头、半圆形封头、圆锥形封头等。笔者在计算储油罐的过程中,积累了大量的经验,现简要做一介绍。 一、椭圆封头卧式椭圆形油罐 这种油罐的形状一般是两端封头为半椭球形,中间为截面积是椭圆形的椭圆柱体,如图1-1、图1-2所示。 计算时,可以把这种油罐的容积看成两部分,一部分为椭球体(把两端的封头看作是一个椭球),另一部分为平面封头中间截面为椭圆形的椭圆柱体,见图1-3、图1-4所示,然后,采用微积分计算任一液面高度时油罐内的容积。 我们建立如图1-3、图1-4所示的坐标系,设油罐除封头以外的长度为L ,其截面长半轴为 A ,短半轴为 B 。椭球部分的长半轴为B ,短半 轴 为C ,则在图1-3、图1-4所示的坐标系中,分别得到椭圆的方程为: 在某一液面高度H 时,油罐内油的容积为: L C B A y 图1-2:椭圆封头卧式椭圆形油罐结构图 图1-1:椭圆封头卧式椭圆形油罐实体图 H (0,2b) a Δy - a (0,b) 0 x y 图1-3:椭圆柱体剖面图 L H (0,2b) C Δy - C (0,b) 0 z 图1-4:封头椭球体剖面图 dy x z x L 2V H ?π+=)(2 y By 2B A x -= (3) (4) ??π+=H 0 H x zdy x dy L 21B B y A x 2 222=-+) ((1) (2) 1C z B B y 2 2 22=+-)(

10000立方米的汽油储罐设计

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。

液化石油气储罐设计

第一章 工艺设计 参数的确定 液化石油气的主要组成部分由于石油产地的不同,各地石油气组成成分也不同。取其大致比例如下: 表一 组成成分 异辛烷 乙烷 丙烷 异丁烷 正丁烷 异戊烷 正戊烷 乙炔 各成分百分比 0.01 2.25 49.3 23.48 21.96 3.79 1.19 0.02 对于设计温度下各成分的饱和蒸气压力如下: 表二,各温度下各组分的饱和蒸气压力 温度,℃ 饱和蒸汽压力,MPa 异辛烷 乙烷 丙烷 异丁烷 正丁烷 异戊烷 正戊烷 乙炔 -25 0 1.3 0.2 0.06 0.04 0.025 0.007 0 -20 0 1.38 0.27 0.075 0.048 0.03 0.009 0 0 0 2.355 0.466 0.153 0.102 0.034 0.024 0 20 0 3.721 0.833 0.294 0.205 0.076 0.058 0 50 7 1.744 0.67 0.5 0.2 0.16 0.0011 1、设计温度 根据本设计工艺要求,使用地点为太原市的室外,用途为液化石油气储配站工作温度为-20—48℃,介质为易燃易爆的气体。 从表中我们可以明显看出,温度从50℃降到-25℃时,各种成分的饱和蒸气压力下降的很厉害,可以推断,在低温状态下,由饱和蒸气压力引起的应力水平不会很高。 由上述条件选择危险温度为设计温度。为保证正常工作,对设计温度留一定的富裕量。所以,取最高设计温度t=50℃,最低设计温度t=﹣25℃。根据储罐所处环境,最高温度为危险温度,所以选t=50℃为设计温度。 1、设计压力 该储罐用于液化石油气储配供气站,因此属于常温压力储存。工作压力为相应温度下的饱和蒸气压。因此,不需要设保温层。 根据道尔顿分压定律,我们不难计算出各种温度下液化石油气中各种成分的饱和蒸气分压,如表三: 表三,各种成分在相应温度下的饱和蒸气分压 温度, ℃ 饱和蒸气分压, MPa 异辛烷 乙烷 丙烷 异丁烷 正丁烷 异戍烷 正戍烷 乙烯 -25 0 0.029 0.0946 0.014 0.0088 0.00095 0.000083 0 -20 0 0.031 0.127 0.0176 0.0105 0.00114 0.000109 0 0 0 0.053 0.2204 0.0359 0.0224 0.00129 0.000256 0 20 0 0.084 0.394 0.069 0.045 0.00288 0.00063 0 50 0 0.158 0.0825 0.1573 0.1098 0.00758 0.0019 0 有上述分压可计算再设计温度t=50℃时,总的高和蒸汽压力 P= i n i i p y ∑8 1 ===0.01%×0+2.25%×7+47.3%×1.744+23.48%×0.67+21.96%×0.5+3.79%×

500立方环氧丙烷储罐制作工程施工方案

500立方环氧丙烷储罐制作工程施工组织设计 文件编号:JAGS-FYCG-0802 编制人:王森林 审核人:吕文国 江都市安装工程有限公司 二○○八年八月二十五日

目录 一工程概况 (2) 二施工准备 (3) 三施工方法和施工程序 (6) 四健康、环保、安全 (37)

一、工程概况 1.工程特点 500m3环氧丙烷储罐本体制作安装工程是由山东飞扬化工股份有限公司投资建设的工程项目。 环氧丙烷储罐制作、安装工程500m3储罐有3台,罐底、罐顶为双椭圆封头,其储存介质为环氧丙烷,设计压力为0.4MPa,最高工作压力是0.3 Mpa,设计温度是50℃,最高/最低温度是20 ℃,容器类别二类,主要受压材料为16MnR、16MnⅡ,有沈阳化工研究院设计工程中心设计。 2.主要实物工作量及工期要求 储罐描述如下: 罐顶、罐底封头尺寸:内Φ7000mm*18㎜ 罐内径:Φ7000mm 罐壁高度(不含双椭圆封头):11000mm 罐壁板: 底圈:7320×2000×16 16 MnR 2 圈:7320×2000×16 16 MnR 3 圈:7320×2000×16 16 MnR 4 圈:7320×2000×16 16 MnR 5 圈:7320×2000×1 6 16 MnR 6圈:7320×2000×16 16 MnR 单台储罐计划施工工期为15天,合计工期45天。 二、施工准备

工程开工前必须作好充分的施工准备,这样才能保证工程施工的顺利实施和实现过程总工期目标。 1 技术准备 1.1根据施工图和设计有关文件,编制施工方案并报送甲方审批。 1.2 收集以下国家或行业的施工及验收规范 《钢制压力容器施工及验收规范》 GBJ150-1998 《现场设备、工业管道焊接工程施工及验收规范》GB50236 – 98 《中低压化工设备施工及验收规范》 HGJ201 - 83 《石油化工施工安全实施规程》 SHJ3505–99 《钢制压力容器焊接工艺评定》 JB4708-2000 《石油化工安装工程质量检验评定标准》 SHJ514-90 《工程建设交工技术文件规定》 SH3503-93 《钢制压力容器焊接规程》 JBT4709-2000 《焊接接头的基本形式与尺寸》 GB985-88 《石油化工工程焊接工艺平定标准》 SHJ509-88 1.3 施工前有关人员应熟悉施工图纸及有关技术文件、法规,通过图纸会审,明确储运建设工程相关专业配合要求。 1.4 根据现行的《钢制压力容器焊接工艺评定》(JB4708)和《石油化工焊接工艺评定》(SHJ509-88)的规定进行储罐焊接工艺评定。 1.5储罐施工技术人员应根据现场实际情况和施工技术文件,编制有针对性的、切实可行的施工技术方案及作业指导书。 作业指导书包括以下几项: 〈储罐椭圆封头制作安装作业指导书〉 〈储罐壁板安装作业指导书〉 1.6施工前应进行技术交底,技术交底包括项目技术负责人向施工技术负责人技术交底、施工负责人向施工班组技术交底。 1.7应明确储罐安装的质量标准及检验方法、编制质量保证措施、准备各种计量器具及施工记录。 2.机具材料准备(主要工机具计划、主要材料计划)见表一、表二;

丙烷丙烯储罐

烷丙烯储罐 集团文件发布号:(9816-UATWWWUB?WUNN-INNUL?DQQTY?

《化工工艺设计手册》中国石化集团上海工程有限公司第三版化学工业出版社 丙烷储罐 根据要求,使用地点为室外,储存温度为一10-40°C,介质为易燃易爆的气体。温度从40°C降到-10°C时,丙烷的饱和蒸气压力下降的很厉害,可以推断,在低温状态下,由饱和蒸气压力引起的应力水平不会很高。由上述条件选择危险温度为设计温度。为保证安全,对设计温度留一定的富裕量,取最高设计温度t=50o C,最低设计温度t=-20°C o50°C下丙烷的饱和蒸汽压为P=l. 744MPa,取最高工作压力Pw=I. 744MPaO 丙烷物理性质 储存管理 储存于阴凉、干燥、通风良好的不燃库房。远离火种、热源。库温不宜超过40°C°保持容器密封。应与氧化剂、还原剂、酸类等分开存放,切忌混储。釆用防爆型照明、通风设施。禁止使用易产生火花的机械设备和工具。储区应备有泄漏应急处理设备和合适的收容材料,储存于阴凉、干燥、通风良好的不燃库房 罐体积计算

丙烷的年产量暂定:20万吨 每天原料需求:547.9吨 丙烷密度:0. 4995吨/立方米 装料系数K: 0.8 贮存时间:Id 储罐容积:--- 547-9----- = 228 m3 0.4995×0.8×6 设计条件 设计温度:50°C 设计压力:1.9MPa 极端温度:最高50°C,最低-15°C 抗震烈度:7 罐的选型 HG5-1580-85卧式椭圆形封头贮罐系列 该种设计罐的设计参数为: 盛装液体密度≤1200kg∕m3 设计压力 0. 25MPa, 0. 6MPa, IMPa, 1. 6MPa, 1. 8MPa, 2MPa, 2. 2MPa 2.5MPa, 3MPa, 4MPa 设计温度-20—2OO o C 容器材料根据设计温度和设计压力决定罐壁材料 公称容积0. 5m3—100m3 公称直径DN600—DN3200mm 腐蚀裕度1. 5mm

30万吨年丙烷脱氢制丙烯生产项目8-2 附录二 能量平衡计算书

30万吨PDH 项目 能量平衡计算书 西南石油大学Boiling 0 30万吨年丙烷脱氢制丙烯 生产项目 附录二 能量平衡计算书

目录 1.概述 (2) 2.热量衡算的原理 (2) 3.热量衡算任务 (2) 4.系统能量衡算 (3) 4.1 原料预处理工段 (3) 4.2 丙烷脱氢反应工段 (9) 4.3 氢气分离及选择加氢反应工段 (16)

能量平衡计算书 1.概述 拟建一套年产值30万吨的丙烯装置,在整个工艺流程中伴随着物料从一个体系或单元进入另一个体系或单元,在发生质量传递的同时也伴随着能量的消耗、释放和转化。其中的能量变换数量关系可以从能量衡算求得,对于新设计的车间,可以由此确定设备的热负荷。再根据设备的热负荷大小、所处理物料的性质及工艺要求选择恰当的设备。总之,通过下述能量衡算,可以为后续设计工作中提高热量的利用率,降低能耗提供主要依据。 2.热量衡算的原理 系统的能量衡算能量守恒为理论基础,研究某一系统内各类型的能量的变化,即:输入系统的能量=输出系统的能量+系统积累的能量 对于连续系统,有: out in Q W H H +=-∑∑ 其中,Q —设备的热负荷; W —输入系统的机械能; out H ∑—离开设备的各物流焓之和; in H ∑—进入设备的各物流焓之和。 本项目的能量衡算以单元设备为对象,计算由机械能转换、化学反应释放能量和单纯的物理变化带来的热量变化。 3.热量衡算任务 (1)确定流程中机械所需的功率,为设备设计和选型提供依据。 (2)确定精馏各单元操作中所需的热量或冷量及传递速率,确定加热剂和冷剂的用量,为后续换热和公用工程的设计做准备。 (3)确定反应过程中的热交换量,指导反应器的设计和选型。

丙烷储罐计算书

丙烷储罐计算书

钢制卧式容器计算单位泰安东大化工设备制造有限公司计算条件简图 设计压力p 1.77 MPa 设计温度t50 ℃ 筒体材料名称Q345R 封头材料名称Q345R 封头型式椭圆形 3000 mm 筒体内直径D i 筒体长度L13100 mm 筒体名义厚度δn18 mm 支座垫板名义厚度δrn14 mm 筒体厚度附加量C 1.3 mm 腐蚀裕量C1 1 mm 筒体焊接接头系数Φ 1 封头名义厚度δhn18 mm 封头厚度附加量C h 1.3 mm 鞍座材料名称Q235-B 鞍座宽度b360 mm 鞍座包角θ120 °支座形心至封头切线距离A690 mm 鞍座高度H 250 mm 地震烈度低于七度

内压圆筒校核 计算单位 泰安东大化工设备制造有限 公司 计算条件 筒体简图 计算压力 P c 1.77 MPa 设计温度 t 50.00 ? C 内径 D i 3000.00 mm 材料 Q345R ( 板材 ) 试验温度许用应力 [σ] 163.00 MPa 设计温度许用应力 [σ]t 163.00 MPa 试验温度下屈服点 σs 325.00 MPa 钢板负偏差 C 1 0.30 mm 腐蚀裕量 C 2 1.00 mm 焊接接头系数 φ 1.00 厚度及重量计算 计算厚度 δ = P D P c i t c 2[]σφ- = 16.38 mm 有效厚度 δe =δn - C 1- C 2= 16.70 mm 名义厚度 δn = 18.00 mm 重量 17549.73 Kg 压力试验时应力校核 压力试验类型 液压试验 试验压力值 P T = 1.25P [][] σσt = 2.2200 (或由用户输入) MPa 压力试验允许通过 的应力水平 [σ]T [σ]T ≤ 0.90 σs = 292.50 MPa 试验压力下 圆筒的应力 σT = p D T i e e .().+δδφ2 = 200.51 MPa 校核条件 σT ≤ [σ]T 校核结果 合格 压力及应力计算 最大允许工作压力 [P w ]= 2δσφδe t i e []() D += 1.80469 MPa 设计温度下计算应力 σt = P D c i e e () +δδ2= 159.87 MPa [σ]t φ 163.00 MPa 校核条件 [σ]t φ ≥σt 结论 合格

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