液氨储罐项目设计方案
液氨储罐设计全(1)
化工设备机械基础课程设计题目液氨储罐的设计系（院）专业班级学生姓名学号指导教师职称二〇一一年六月七日设计任务书一、设计时间安排从2011年05月16 日至2011年06月06日二、设计内容安排1.液氨储罐的结构设计2. 筒体及封头壁厚计算及其强度、稳定性校核（1）根据设计压力初定壁厚；（2）计算危险截面的重量载荷、风载荷、地震载荷；（3）计算危险截面的由各种载荷作用下的轴向应力；（4）计算危险截面的组合轴向拉应力和组合轴向压应力，并进行强度和稳定性校核。
3. 编写设计计算书一份三、设计条件表1接管表表2设计参数目录符号说明 (4)前言 (6)液氨储罐设计 (7)第一章设计参数的选择 (7)1.1、设计题目 (7)1.2、设计数据 (7)1.3、设计压力 (7)1.4、设计温度 (8)1.5、主要元件材料的选择 (8)1.5.1 筒体材料的选择 (8)1.5.2 鞍座材料的选择 (8)第二章设备的结构设计 (8)2.1、圆筒厚度的设计 (8)2.2、封头厚度的设计 (9)2.3、筒体和封头的结构设计 (10)2.3.1 封头的结构尺寸 (10)2.3.2 筒体的长度计算 (10)2.4、鞍座选型和结构设计 (10)第三章：容器强度的校核 (12)3.1水压试验应力校核 (12)3.2.筒体轴向弯矩计算 (12)3.3筒体轴向应力计算与校核 (13)3.3.1圆筒中间横截面上，由压力及轴向弯矩引起的轴向应力 (13)3.3.2由压力及轴向弯矩引起的轴向应力 (13)3.3.3筒体轴向应力校核 (14)3.4.筒体和封头中的切向剪应力计算与校核 ....................................................................... 14 3.5.无加强圈筒体的周向应力计算与校核 ........................................................................... 15 3.6鞍座应力计算与校核 . (15)3.6.1.腹板水平应力及强度校核 .................................................................................... 15 3.6.2 鞍座有效断面应力校核 (14)第四章 开孔补强设计 (16)4.1 补强设计方法判别 .......................................................................................................... 16 4.2有效补强范围 . (17)4.2.1有效宽度B 的确定 ............................................................................................... 17 4.2.2有效高度的确定 .................................................................................................... 17 4.3 有效补强面积 (17)4.3.1 筒体多余面积 ....................................................................................................... 18 4.3.2接管的多余面积 .................................................................................................... 18 4.3.3焊缝金属截面积 .................................................................................................... 18 4.4.补强面积 (18)结束语 ........................................................................................................................................ 19 主要参考资料 (19)符号说明：A----鞍座底板中心线至封头切线的距离，2mm ；B----设计温度下，按GB150外压设计方法确定的数值，MPa ；o B ----常温下，按GB150外压设计方法确定的数值，MPa ；i D ----筒体内直径，mm ； oD ----筒体外直径，mm ；F ----每个支座的反力，N ；19K K -----系数，查表71,79:；L ----封头切线间的距离；1M ----圆筒中间处的轴向弯矩，m N ⋅；2----支座处圆筒的轴向弯矩，；m N ⋅a R ----圆筒的平均半径，,2na i R R mmδ=+；iR ----圆筒的内半径，mm ；b----支座的轴向宽度，mm ；1b ----加强圈的宽度，mm ；2b -----圆筒的有效厚度，取2b b mm=+；4b -----支座垫板宽度；g -----重力加速度；ih ----封头曲面深度；k ----系数。
液氨储罐设计
液氨储罐设计液氨储罐是一种专门用于贮存液态氨的设备，通常采用铁质或钢质材料构建，其几何形状多样，包括球型、柱形、圆锥形等。
在化工、农业、医学、能源和环保等领域中，液氨储罐被广泛应用于氨气的储存、输送和使用。
液氨储罐的设计应考虑到以下因素：储罐的尺寸、外观、重量、储存容量、操作压力、储存温度、安全措施和环境影响等。
具体设计要求如下：1.设计参数与标准：储罐的设计应符合国家、行业和企业规定的设计标准和规范。
例如，对于LPG液化气罐，其设计应符合GB 50332-2013《钢制储罐设计规范》、GB50183-2005《液化石油气储存和运输设备技术条件》，以及国际规范ASME Section VIII Division 1等。
2.储罐材质和厚度：液氨储罐应采用高品质钢材或耐腐蚀材料制成，以保证其耐久性和安全性。
材质选择应考虑到单价、可用性、操作需求等因素。
对于钢制储罐，其厚度应根据所存放液体的特性和储罐的形状、尺寸等因素计算确定，以保证其承受压力和温度的能力。
3.储罐容量和形状：液氨储罐的密封容量应比其设计储存量大一些，以确保液体进入储罐时不会波涛汹涌。
储罐的几何形状可以是圆柱形、球型、圆锥形或其他形状，视实际情况而定。
4.安全措施：储罐应安装适当的安全设备，如安全阀、液位报警器、温度控制器等，以保证储存液体的安全。
此外，对于大规模储罐，还应考虑配备防火、防爆和灭火系统等。
5.管道和附件：液氨储罐应配备合适的出、进料管道和其他附件，如泄放阀、气密性检测器、排气装置等，以便于运输和输送。
6.环境考虑：储罐的设立不应对周围环境造成影响，应考虑其在地形、气候、土壤等方面的适应性。
7.检修和保养：液氨储罐应设计为易于检修和保养。
储罐的喷漆、防腐处理、检修等工作，应每隔一段时间进行，以保证其长期使用效果。
液氨储罐设计分析
液氨储罐设计分析
液氨储罐是专门用于储存液态氨的设备，通常用于工业生产中的氨气
储存和供应。
设计一个合适的液氨储罐需要考虑多个因素，包括材料选择、结构设计和安全措施等。
首先，材料选择是设计液氨储罐的一个关键因素。
液氨具有很强的腐
蚀性，需要选择防腐材料以延长储罐的使用寿命。
一般情况下，不锈钢和
碳钢是常用的材料。
不锈钢具有良好的耐腐蚀性能，但价格较高；碳钢价
格较低，但需要进行防腐处理以提高其耐腐蚀能力。
其次，结构设计是储罐设计的另一个重要方面。
储罐的结构设计应该
考虑到储罐容量和存放位置，以确保储罐的稳定性和安全性。
常见的液氨
储罐结构有立式储罐和卧式储罐两种。
立式储罐通常占用空间较小，适用
于有限的场地；而卧式储罐通常容量较大，占用空间较大，适用于较大的
场地。
此外，设计时还需要考虑储罐的支撑结构、密封性能和排污系统等。
最后，为了保证储罐使用过程中的安全性，应采取一系列的安全措施。
首先，储罐应采用双层结构，以防止液氨泄漏造成安全事故。
其次，储罐
应配备压力传感器和温度传感器等监测设备，及时检测并防范潜在的问题。
此外，还需要配备火灾报警和灭火系统，防止储罐火灾发生。
同时，储罐
的操作人员应定期检查和维护设备，确保设备的正常运行。
总之，设计一个合适的液氨储罐需要考虑材料选择、结构设计和安全
措施等多个方面。
通过合理优化设计，储罐可以更好地满足工业生产中的
氨气储存和供应需求，并确保在储罐使用过程中的安全性。
液氨储罐工程施工方案
液氨储罐工程施工方案一、项目概述液氨储罐是用于贮存液氨的设施，广泛应用于化肥、农药、医药、食品加工等行业。
本项目是为了满足某化肥厂的液氨贮存需求而展开的工程项目，涉及液氨储罐的设计、制造、运输和安装等全过程。
储罐的规模为1000立方米，主要包括罐体、支撑结构、绝热层、内衬层、防腐涂层等组成。
该项目将采用国内先进的液氨储罐制造技术，确保项目进度、质量和安全。
二、施工准备工作1. 确定施工计划：根据项目需求和设计方案，制定详细的施工计划，包括施工周期、人员配备、材料采购、设备调配等内容，确保施工进度符合要求。
2. 人员培训：为项目安排专业的施工人员，并进行液氨储罐施工相关的专业培训，包括安全操作规程、施工流程、应急处理等内容，确保施工人员具备必要的技术和安全意识。
3. 设备调试：对施工设备进行检验和调试，确保设备运行正常，能够满足施工需求。
4. 材料采购：根据设计要求，采购符合标准的液氨储罐制造所需的材料，包括钢板、绝热材料、耐腐蚀涂料等，确保施工材料的质量和数量充足。
5. 安全保障：对施工现场进行安全评估，建立施工安全预案，采取必要的安全措施，确保施工过程中的安全。
三、施工流程1. 地基准备：在施工现场进行地基准备工作，包括场地平整、基础浇筑等，确保储罐的稳固性和安全性。
2. 罐体制造：按照设计要求，制造液氨储罐的罐体，包括钢板的切割、焊接、拼装等工序，严格控制加工质量和尺寸精度。
3. 绝热层施工：在罐体表面涂刷绝热层，保证液氨在储罐中的恒温，避免温度波动影响液氨的贮存和使用。
4. 内衬层安装：安装液氨储罐的内衬层，保护罐体不受腐蚀，延长储罐的使用寿命。
5. 防腐涂层施工：在内外表面施工防腐涂层，增强液氨储罐的耐腐蚀能力，保障设备的安全运行。
6. 组装与测试：将制造好的罐体安装在基础上，进行调试和测试，确保储罐的密封性、强度和稳定性符合要求。
7. 收尾工作：完成液氨储罐的施工后，进行清理、检验、验收等收尾工作，做好工程档案的归档和管理工作。
液氨储存方案
液氨储存方案液氨是一种常用于工业生产过程中的重要材料，具有广泛的应用。
由于其易燃易爆的性质，液氨的储存需要采取严格的安全方案，以确保生产过程的安全性和稳定性。
本文将针对液氨储存方案展开论述。
1. 液氨储存设备液氨储存设备是确保液氨安全储存的关键。
液氨储罐是储存液氨的常见设备之一，其应具备以下特点：首先，储罐材质应为高强度钢材，以防止氨气泄漏。
其次，储罐应具备一套完善的安全防护系统，包括泄漏报警装置、消防设备以及防爆装置等。
另外，液氨储存设备还应配备安全通风系统，以保持储罐内部的气体压力稳定，防止压力过高导致安全事故的发生。
2. 液氨储存环境液氨储存环境的控制也是确保液氨安全储存的重要一环。
首先，储存液氨的场所应远离火源和其他易燃物质，并保持通风良好。
其次，储存液氨的场所应设有专门的储存区域，并设置明确的标志和警示牌，以提醒工作人员注意安全。
此外，对于大型液氨储存设施，还应考虑建立围栏和安全通道，以便于应急疏散和救援。
3. 液氨储存管理液氨储存管理是保证液氨储存安全可靠的重要措施。
首先，在液氨储存过程中，应定期进行储罐的检查和维护，确保储罐的容积和密封性达到标准要求。
其次，储存液氨的设施应建立完善的安全管理制度，包括安全操作规程、员工安全培训和意外事故应急预案等。
此外，对于液氨储存过程中的剩余气体，应采取相应的处置措施，以防止环境污染和安全隐患。
4. 液氨泄漏应急处理液氨泄漏是液氨储存过程中可能发生的严重安全事故之一。
在液氨泄漏发生时，应立即启动应急预案，采取措施以确保工作人员的安全，并尽快控制泄漏。
在泄漏处设立警戒线，防止非专业人员靠近；启动泄漏报警系统，提醒周围人员迅速疏散。
同时，应组织专业人员随即采取修补泄漏点或转移液氨的措施，以防止泄漏导致的进一步事故。
总结液氨储存方案的设计和实施对于确保液氨安全使用至关重要。
在储存设备、环境管理、安全管理和应急处理等方面，应注意细节，并建立完善的制度和措施。
33立方米液氨储罐设计
33立方米液氨储罐设计1. 引言液氨储罐是用于储存液态氨的设备，广泛应用于化工、农业和制冷等领域。
本文将介绍一种33立方米液氨储罐的设计方案。
该储罐采用钢板焊接结构，具有坚固的强度和良好的密封性。
设计目标是确保储罐在工作条件下的安全可靠性，并满足相关标准和规范的要求。
2. 设计参数储罐的基本参数如下： - 容积：33立方米 - 材质：Q345钢- 温度：低温条件，设计工作温度为-33°C - 压力：设计压力为1.6MPa - 焊接材料：对焊钢管3. 结构设计3.1 外壳设计储罐采用圆筒形外壳设计，底部为圆锥形设计。
外壳材料选用Q345钢板，通过焊接工艺连接。
3.2 支撑设计储罐设置足够数量的支撑，以保证储罐在工作状态下能够承受压力和重力。
支撑结构采用钢材焊接而成。
3.3 进出口设计为了方便装料和排放气体，储罐设计有进出口管道。
进口管道通过安全阀进行安全控制，出口管道通过底阀进行液氨的排放。
3.4 密封设计储罐采用密封设计，以保证液氨不会泄漏。
密封件选用耐低温和耐腐蚀的材料，确保长期使用不出现渗漏问题。
4. 安全性设计4.1 压力安全储罐设计了安全阀，当压力超过设计压力时，安全阀自动打开，释放过高压力，以保证储罐不会发生爆炸等事故。
4.2 抗震安全储罐设置了抗震支撑结构，以提高整个储罐系统的抗震性能，确保在地震发生时，储罐能保持稳定且不会受到破坏。
4.3 安全排放储罐的底部设置了底阀，当需要排放液氨时，可通过打开底阀实现安全排放。
4.4 防腐蚀措施考虑到液氨的腐蚀性，储罐进行了合适的防腐蚀处理，以延长储罐的使用寿命。
5. 检验与验收储罐设计完成后，需要进行相关检验和验收。
- 设计抗压强度是否满足要求 - 安全系统工作是否正常 - 密封性能是否达标 - 各部位焊接质量是否符合要求6. 结论本文介绍了一种33立方米液氨储罐的设计方案，包括结构设计、安全性设计和检验与验收等内容。
储罐设计满足相关标准和规范要求，能够在安全可靠的情况下储存液态氨。
液氨储罐设计
班级：XXX时间：2012年12月小组成员：XXX(XX) XX(XX) XXX(XX) XX(XX)前言本设计是针对《化工设备基础》课程所安排的一次课程设计，是对这门课程的一次总结，设计中，要综合运用所学的知识，查阅相关书籍，小组成员团结合作共同完成设计。
本设计的液料为液态氨。
液氨，分子式 NH；分子量 17.03 ；无色有刺激性恶臭的气体；蒸汽压 506.62kPa(4.7℃)；熔点 -77.7℃；沸点-33.5℃；溶解性：易溶于水、乙醇、乙醚；密度：相对密度(水=1)0.82(-79℃)；相对密度(空气=1)0.6；稳定性：稳定；危险标记 6(有毒气体)；氨作为一种重要的化工原料，应用广泛，为运输及储存便利，通常将气态的氨气通过加压或冷却得到液态氨。
液氨在工业上应用广泛，而且具有腐蚀性，且容易挥发，所以其化学事故发生率相当高。
氨作为一种重要的化工原料，应用广泛。
主要用途：用作致冷剂及制取铵盐和氮肥。
设计要求：设计容积为6m3，压力为2.2MPa，装填量75%，使用寿命为20年，适合天津环境的液氨储罐。
根据设计参数, 对液氨贮罐的主要元件(筒体、封头)进行正确的强度、刚度和稳定性计算和结构设计；对贮罐的附件进行选型；熟悉贮罐质量的检验方法；绘制出贮罐的装配图。
设计符号说明：V：设计容器体积V0：封头体积H：筒体高度Di：公称直径Pc：容器压力[σ]t：许用应力C1：钢板厚度偏差C2：腐蚀余量θ：焊缝系数σs：屈服极限Sn：壁厚P T：试验压力Ae补强面积A1壳体有效厚度减去计算厚度之外的多余面积A2接管有效厚度减去计算厚度之外的多余面积A3焊缝金属截面积m1罐体质量m2封头质量m3液氨质量m4附件质量L1两鞍座间距离A鞍座与封头切线之间距离fr：金属削弱系数目录前言――――――――――――――――――――――――――――――――――――1第一章设计概述――――――――――――――――――――――――――――――3 1简介―――――――――――――――――――――――――――――――――――3 2液氨性质―――――――――――――――――――――――――――――――――3 3选材料――――――――――――――――――――――――――――――――――3第二章设计计算――――――――――――――――――――――――――――――3 1温度确定―――――――――――――――――――――――――――――――――3 2设计压力―――――――――――――――――――――――――――――――――4 3储罐类型―――――――――――――――――――――――――――――――――4 4筒体几何尺寸计算―――――――――――――――――――――――――――――5 5腐蚀余量―――――――――――――――――――――――――――――――――6 6许用应力―――――――――――――――――――――――――――――――――6 7壁厚计算―――――――――――――――――――――――――――――――――7 8水压实验―――――――――――――――――――――――――――――――――8第三章容器标准零件选取―――――――――――――――――――――――――81人孔设计―――――――――――――――――――――――――――――――――8 2人孔补强―――――――――――――――――――――――――――――――――8①不计焊缝系数的筒体计算壁厚―――――――――――――――――――――――8②开孔所需补强面积――――――――――――――――――――――――――――8③补强有效的范围―――――――――――――――――――――――――――――9④有效补偿面积――――――――――――――――――――――――――――――9⑤补强圈厚度―――――――――――――――――――――――――――――――10 3鞍座设计―――――――――――――――――――――――――――――――――10①罐体质量――――――――――――――――――――――――――――――――11②封头质量――――――――――――――――――――――――――――――――11③液氨质量――――――――――――――――――――――――――――――――11④附件质量――――――――――――――――――――――――――――――――11 4鞍座安放位置―――――――――――――――――――――――――――――――12 5工艺接管的设计――――――――――――――――――――――――――――――12①液氨进料管―――――――――――――――――――――――――――――――12②液氨出料管―――――――――――――――――――――――――――――――12③排污管―――――――――――――――――――――――――――――――――12④液面计接管―――――――――――――――――――――――――――――――12⑤放空管接管―――――――――――――――――――――――――――――――13第四章设备总装配图――――――――――――――――――――――――――――13第五章设计总结――――――――――――――――――――――――――――――13第六章参考资料――――――――――――――――――――――――――――――14第一章设计概述1简介设计容积为6m3，压力为2.2MPa，装填量75%，使用寿命为20年，适合天津环境的液氨储罐。
20立方米液氨储罐设计
《过程设备设计》课程设计说明书设计项目： 20M³液氨储罐设计所属院系：化学化工学院专业班级：化学工程与工艺1304班学号：学生姓名：指导教师：张铱鈖2016年01月20日摘要本次课程设计任务为设计一个容积为20m³的液氨储罐，采用常规设计方法，综合考虑环境条件、液体性质等因素并参考相关标准，按工艺设计、设备结构设计、设备强度计算的设计顺序，分别对储罐的筒体、封头、鞍座、人孔、接管等进行设计，然后对其进行强度校核，最后形成合理的设计方案。
设计说明书的正文部分包括工艺设计和机械设计，其中机械设计包括结构设计和强度计算两部分内容，结构设计中包括设备一系列零部件的数据，强度计算包括厚度计算、水压试验、气密性试验等。
一、设计任务书20M³液氨储罐设计课程设计要求及原始数据（资料）一、课程设计基本要求1、按照国家压力容器设计标准、规范设计要求，掌握典型过程设备设计的过程。
2、设计计算采用手算，要求设计思路清晰，计算数据准确、可靠。
3、工程图纸要求计算机绘图。
4、独立完成。
二、原始数据表1 设计条件表目录一、设计任务书 (2)二、课程设计内容 (5)工艺设计 (5)一、设计压力的确定 (5)二、设计温度的确定 (6)机械设计 (6)一、结构设计 (6)①设计条件 (6)②结构设计 (7)1、压力容器选择 (7)物料的物理化学性质压力容器的类型压力容器的用材2、筒体和封头的结构设计 (8)容器的筒体和封头壁厚的设计 (8)三·设备的设计计算1、筒体名义厚度的初步确定 (8)2、封头壁厚的计算 (8)容器的水压试验 (10)3、各个接管的位置及法兰的选择 (11)接管的设计法兰的设计垫片的选择4、人孔的选取 (13)5、液面计的设计 (15)6、鞍座的计算 (16)筒体的质量封头的质量液氨的质量附件的质量确定鞍座类型鞍座安装位置确定7、焊接接头设计 (17)回转壳体的焊接结构设计接管与壳体的焊接结构设计带补强圈的接管的焊接 (18)四、参考文献 (20)二、课程设计内容课程设计内容包括工艺设计和机械设计两部分工艺设计工艺设计的内容是根据设计任务提供的原始数据和生产工艺要求，通过计算和选型确定设备的轮廓尺寸。
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液氨储罐项目设计方案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. 计算及说明部分容（设计容）：1 绪论1.1 液氨储罐的设计背景1.2 液氨储罐的分类及选型2 材料及结构的选择与论证2.1 工艺参数的设定2.1.1设计压力2.1.2筒体的选材及结构2.1.3封头的结构及选材3 设计计算3.1 筒体壁厚计算3.2 封头壁厚计算3.3 压力试验4 附件的选择4.1 人孔的选择4.2 人孔补强的计算4.3 进出料接管的选择4.4 液面计的设计4.5 安全阀的选择4.6 排污管的选择4.7 真空表选择4.8 鞍座的选择4.8.1 鞍座结构和材料的选取4.8.2 容器载荷计算4.8.3 鞍座选取标准4.8.4 鞍座强度校核5 容器焊缝标准5.1 压力容器焊接结构设计要求5.2 筒体与椭圆封头的焊接接头5.3 管法兰与接管的焊接接头5.4 接管与壳体的焊接接头6 筒体和封头的校核计算6.1 筒体轴向应力校核6.1.1 由弯矩引起的轴向应力6.1.2 由设计压力引起的轴向应力6.1.3 轴向应力组合与校核6.2 筒体和封头切向应力校核7 总结8 参考文献5．绘图部分容：总装配图一（A1图纸）6．设计期限：1周（2013 年06月24日～ 2013年 06月30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：（1）国家质量技术监督局，GB150-1998《钢制压力容器》，中国标准，1998；（2）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，1999（3）《金属化工设备·零部件》第四卷（4）中华人民国化学工业部，中华人民国待业标准《钢制管法兰、垫片、紧固件》，1997（5）《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）（6）刁玉纬王立业，《化工设备机械基础》，理工大学，2003年第五版；（7）多民俞惠敏，《化工过程设备机械基础》，，2007；（8）董大勤，《化工设备机械基础》，化学工业，1994年第二版；（9）汤善甫朱思明，《化工设备机械基础》，华东理工大学，2004年第二版；发给学生（签名）：指导教师：年月日目录1绪论 (1)1.1 液氨储罐的设计背景 (1)1.2 液氨储罐的分类及选型 (1)2 材料及结构的选择与论证 (3)2.1 工艺参数的设定 (3)2.1.1设计压力 (3)2.1.2筒体的选材及结构 (3)2.1.3封头的结构及选材 (3)3 设计计算 (5)3.1 筒体壁厚计算 (5)3.2 封头壁厚计算 (5)3.3 筒体长度确定 (6)3.4 压力试验 (7)4 附件的选择 (8)4.1 人孔的选择 (8)4.2 人孔补强的计算 (9)4.3 进出料接管的选择 (11)4.4 液面计的设计 (12)4.5 安全阀的选择 (13)4.6 排污管的选择 (13)4.7 真空表的选择 (13)4.8 鞍座的选择 (14)4.8.1 鞍座结构和材料的选取 (14)4.8.2 容器载荷计算 (14)4.8.3 鞍座选取标准 (15)4.8.4 鞍座强度校核 (16)5 容器焊缝标准 (17)5.1 压力容器焊接结构设计要求 (17)5.2 筒体与椭圆封头的焊接接头 (17)5.3 管法兰与接管的焊接接头 (17)5.4 接管与壳体的焊接接头 (18)6 筒体和封头的校核计算 (19)6.1 筒体轴向应力校核 (19)6.1.1 由弯矩引起的轴向应力 (19)6.1.2 由设计压力引起的轴向应力 (20)6.1.3 轴向应力组合与校核 (20)6.2 筒体和封头切向应力校核 (21)7 总结 (22)8 参考文献 (23)1 绪论1、1 液氨储罐的设计背景本设计是针对《化工设备机械基础》这门课程所安排的一次课程设计，是对这门课程的一次总结，要综合运用所学的知识并查阅相关书籍完成设计。
本设计的液料为液氨，它是一种无色液体。
氨作为一种重要的化工原料，应用广泛。
分子式NH，分子量17.03，相对密度0.7714g/L，熔点-77.7℃，沸点-33.35℃，3自燃点651.11℃，蒸汽压1013.08kPa(25.7℃)。
蒸汽与空气混合物体爆炸极限16～25%（最易引燃浓度17%）氨在20℃水中溶解度34%,25℃时,在无水乙醇中溶解度10%,在甲醇中溶解度16%,溶于氯仿、乙醚,它是许多元素和化合物的良好溶剂。
水溶液呈碱性。
液态氨将侵蚀某些塑料制品,橡胶和涂层。
遇热、明火，难以点燃而危险性较低：但氨和空气混合物达到上述浓度围遇明火会燃烧和爆炸，如有油类或其他可燃性物质存在，则危险性更高。
设计基本思路：本设计综合考虑环境条件、介质的理化性质等因素，结合给定的工艺参数，机械按容器的选材、壁厚计算、强度核算、附件选择、焊缝标准的设计顺序，分别对储罐的筒体、封头、人孔接管、人孔补强、接管、管法兰、液位计、鞍座、焊接形式进行了设计和选择。
设备的选择大都有相应的执行标准，设计时可以直接选用符合设计条件的标准设备零部件，也有一些设备没有相应标准，则选择合适的非标设备。
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。
1、2液氨贮罐的分类及选型储罐的形状有圆形或球形。
圆筒形储罐两端的封头有椭圆形、球形、锥形和平盖等形状。
在本设计中由于设计体积较小且工作压力较小，可采用卧式圆筒形容器，方形和矩形容器大多在很小设计体积时采用，因其承压能力较小且使用材料较多；而球形容器虽承压能力强且节省材料，但制造较难且安装件不方便；立式圆筒形容器承受自然原因引起的应力破坏的能力较弱，故选用卧式圆筒形容器。
卧式圆筒形液氨储罐通常由卧式圆筒形筒体和两端的椭圆形封头组成，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，还要开设人孔，用鞍式支座支承于混凝土基座上。
选择化工容器的材料也是设计中的重要问题，应该综合考虑容器的操作条件和钢材的性能、价格等。
氨对钢材的腐蚀作用很小，但是，置于室外的液氨储罐，它的操作温度就是大气温度，它的操作压力就是操作温度对应的饱和蒸汽压。
随着气温的变化，液氨储罐的操作温度和压力也随之变化，制造储罐的钢材应能承受这种变化。
液氨储罐通常选择16MnR 钢，它是屈服强度为350MPa级的普通低合金高强度钢，具有良好的综合力学性能、焊接性能、工艺性能以及低温冲击韧性。
在我国北方严寒地区，冬季最低气温可达-30℃，这时普通碳钢将会出现低温脆性（冲击韧性严重下降），就应选用低温设备用钢（如09Mn2VDR）。
2 设计选材及结构2.1 工艺参数的设定2.1.1设计压力根据《化学化工物性数据手册》查得50℃蒸汽压为2032.5kpa，可以判断设计的容器为储存压压力容器，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50℃时的饱和蒸汽压力，可取液氨容器的设计压力为2.16Mpa，属于中压容器。
而且查得当容器上装有安全阀时，取1.05～1.3倍的最高工作压力作为设计压力；所以取2.16 Mpa的压力合适。
papa<≤属6.0MM10p于中压容器[5]。
设计温度为50摄氏度，在-20～200℃条件下工作属于常温容器。
2.1.2筒体的选材及结构根据液氨的物性选择罐体材料，碳钢对液氨有良好的耐蚀性腐蚀率在0.1㎜/年以下，且又属于中压储罐，可以考虑20R和16MnR这两种钢材。
如果纯粹从技术角度看，建议选用20R类的低碳钢板， 16MnR钢板的价格虽比20R贵，但在制造费用方面，同等重量设备的计价，16MnR钢板为比较经济。
所以在此选择16MnR钢板作为制造筒体和封头材料。
钢板标准号为GB6654-1996。
筒体结构设计为圆筒形。
因为作为容器主体的圆柱形筒体，制造容易，安装件方便，而且承压能力较好，这类容器应用最广[1，5]。
2.1.3封头的结构及选材封头有多种形式，半球形封头就单位容积的表面积来说为最小，需要的厚度是同样直径圆筒的二分之一，从受力来看，球形封头是最理想的结构形式，但缺点是深度大，直径小时，整体冲压困难，大直径采用分瓣冲压其拼焊工作量也较大。
椭圆形封头的应力情况不如半球形封头均匀，但对于标准椭圆形封头与厚度相等的筒体连接时，可以达到与筒体等强度。
它吸取了蝶形封头深度浅的优点，用冲压法易于成形，制造比球形封头容易，所以选择椭圆形封头，结构由半个椭球面和一圆柱直边段组成。
查椭圆形封头标准（JB/T4737-95）表2.1 椭圆封头标准公称直径DN 曲面高度h1 直边高度h2 表面积Fi/m2 容积V/m3 2200 550 40 5.50 1.5459封头取与筒体相同材料[1,5]。
3 设计计算3.1 筒体壁厚计算查 《压力容器材料使用手册-碳钢及合金钢》得16MnR 的密度为7.85t/m 3，熔点为1430℃，许用应力[]tσ列于下表：表3.1 16MnR 许用应力钢号板厚/㎜ 在下列温度（℃）下的许用应力/ Mpa≤20 100 150 200 250 300 16MnR6～16170 170 170 170 156 144 16～36 163 163 163 159 147 134 36～60 157 157 157 150 138 125 >60～100153153150141128116圆筒的计算压力为 2.17Mpa,容器筒体的纵向焊接接头和封头的拼接接头都采用双面焊或相当于双面焊的全焊透的焊接接头，取焊接接头系数为1.00,全部无损探伤。
取许用应力为163 Mpa 。
壁厚：[]02.15.1621163222006.122D =-⨯⨯⨯=-=ctic p p φσδ㎜ （3.1）钢板厚度负偏差0.8C 1=,查材料腐蚀手册得50℃下液氨对钢板的腐蚀速率小于0.05㎜/年，设计寿命20年，所以双面腐蚀取腐蚀裕量2C 2=㎜。
所以设计厚度为：82.1712=++=C C d δδ㎜圆整后取名义厚度18㎜。
3.2 封头壁厚计算标准椭圆形封头a:b=2:1封头计算公式 ：[]ctic p p 5.02D -=φσδ （3.2）可见封头厚度近似等于筒体厚度，则取同样厚度。