过程设备储罐设计
过程设备设计课程设计-45m液氨储罐设计
中北大学课 程 设 计 说 明 书学生姓名： 学 号： 学 院： 机械工程与自动化学院 专 业： 过程装备与控制工程 题 目： 〔〕M 3液氯储罐设计指导教师：职称:2021年06月08日陆辉山 闫宏伟 高 强魏秀业 刘 波 崔宝珍中北大学课程设计任务书2021/2021 学年第二学期学院：机械工程与自动化学院专业：学生姓名：学号：课程设计题目：〔45〕M3液氯储罐设计起迄日期：06 月08 日～06月22日课程设计地点：校内指导教师：陆辉山闫宏伟高强系主任：姚竹亭下达任务书日期: 2021年06月08日压力容器的用途十分广泛。
它是在石油化学工业、能源工业、科研和军工等国民经济的各个部门都起着重要作用的设备。
压力容器一般由筒体、封头、法兰、密封元件、开孔和接管、支座等六大局部构成容器本体。
此外，还配有平安装置、表计及完成不同生产工艺作用的内件。
压力容器由于密封、承压及介质等原因，容易发生爆炸、燃烧起火而危及人员、设备和财产的平安及污染环境的事故。
目前，世界各国均将其列为重要的监检产品，由国家指定的专门机构，按照国家规定的法规和标准实施监督检查和技术检验。
本次课程设计目的主要是使用国家最新压力容器标准、标准进行设计，掌握典型过程设备设计的全过程；掌握查阅和综合分析文献资料的能力，进行设计方法和设计方案的可行性研究和论证；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；掌握工程图纸的计算机绘图。
1 工艺设计 (1) (1) (1)2筒体及封头设计 (2) (2) (2) (3)3接管及接管法兰设计 (4) (4) (4) (5) (6) (7)4人孔的结构设计 (8) (8) (8) (9)5支座的设计 (12) (12) (13)6液面计及平安阀选择 (14)7总体布局 (14)8焊接结构设计及焊条的选择 (14)9强度校核 (17)10参考文献 (35)1 工艺设计1.1 存储量盛装液化气体的压力容器设计存储量t V W ρφ=式中：W ——储存量,t ； φ——装载系数； V ——压力容器容积；t ρ——设计温度下的饱和溶液的密度，3m t ；根据设计条件t V W ρφ==0.945 1.31453.22t t ⨯⨯=1.2 设备的选型及轮廓尺寸粗略计算内径： 32454m L D i =π一般2=DL，取4=DL得2429i D mm =，圆整得：mm D i 2500=选用EHA 椭圆封头，查?EHA 椭圆形封头内外表积及容积表?可得：深度mm B 665=，内外表积20861.7m A =，容积32417.2m V =封根据32g 45242m V L D V V V i =+=+=封封筒πm m D V V L i g 8254422=-=π封，圆整得:mm L 8300=32223.452417.223.85.24242m V L D V V V i =⨯+⨯⨯=+=+=ππ封封筒计误差100%0.51%ggV V V -⨯=计3m 70.4023.459.0=⨯==计工V V φ所以，筒体的公称直径mm D i 2500=,长度mm L 8300=2 筒体及封头设计2.1 材料的选择液氯属于高危害性的介质，但其腐蚀性小,使用温度为C 。
液化石油气储罐设计
过程设备设计课程设计说明书
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。
绪论
3
过程设备设计课程设计说明书
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。
10立方米卧式液化石油气储罐课程设计(内附装配图纸)共24页文档
过程装备与控制工程《过程装备设计》课程设计任务书一、设计目的1、复习巩固《过程装备设计》中的理论内容；2、掌握设备设计的步骤、方法。
熟悉常用设备设计的标准。
二、设计题目及设计任书课程设计题目：（ 10 ）M3（ 1.57 ）MPaDN(1800 )液化石油气（氨气）储罐设计每人一题，从表中依次选取。
1、液化石油气储罐设计见卧罐参数表，每人一组数据2、设备简图见附件。
3、设计内容与要求（1）概述简述储罐的用途、特点、使用范围等主要设计内容设计中的体会（2）工艺计算根据安装地点的气象记录确定容器的操作温度；根据操作温度、介质特性确定操作压力；筒体、封头及零部件的材料选择；（3）结构设计与材料选择封头与筒体的厚度计算封头、法兰、接管的选型和结构尺寸拟定；根据容器的容积确定总体结构尺寸。
支座选型和结构确定各工艺开孔的设置；各附件的选用；（4）容器强度的计算及校核水压试验应力校核卧式容器的应力校核开孔补强设计焊接接头设计（5）设计图纸总装配图一张A1三、参考文献1. GB150《钢制压力容器》2. HGJ20580-20585一套3. JB4731-2019T+钢制卧式容器4. HG20592-20635钢制管法兰、垫片、紧固件5. HG21514-21535-2019 钢制人孔和手孔6. JB/T 4736 《补强圈》7. JB/T 4746 《钢制压力容器用封头》8. JB/T 4712 《鞍式支座》9. 《压力容器安全技术监察规程》201910. 郑津洋、董其伍、桑芝富.《过程设备设计》.化学工业出版社.2019目录摘要 (I)ABSTRACT (I)第一章绪论 (3)1.1液化石油气储罐的用途与分类 (3)1.2液化石油气特点 (3)1.3液化石油气储罐的设计特点 (3)第二章工艺计算 (4)2.1设计题目 (4)2.2设计数据 (4)2.3设计压力、温度 (4)2.4主要元件材料的选择 (5)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 (8)3.5人孔的选择 (10)3.6安全阀安全阀的选型 (10)第四章设计强度的校核 (12)4.1水压试验应力校核 (12)4.2筒体轴向弯矩计算 (13)4.3筒体轴向应力计算及校核 (13)4.4筒体和封头中的切应力计算与校核 (13)4.5封头中附加拉伸应力 (14)4.6筒体的周向应力计算与校核 (14)4.7鞍座应力计算与校核 (14)第五章开孔补强设计 (15)5.1补强设计方法判别 (16)5.2有效补强范围 (16)5.3有效补强面积 (16)第六章储罐的焊接设计 (17)6.1焊接的基本要求 (17)6.2焊接的工艺设计 (18)设计总结 (18)参考文献 (19)摘要本次设计的卧式储罐其介质为液化石油气。
储罐施工方案范文
储罐施工方案范文一、项目概述本项目旨在建设一个用于储存液体或气体的储罐。
储罐的设计容量为XXX，采用XXX材质制作。
本施工方案将详细介绍储罐施工的工艺流程、材料选择和施工计划。
二、工艺流程1.设计选择：根据项目要求和环境条件，选定适合的储罐设计方案，包括外形尺寸、材料厚度等。
2.材料准备：根据设计方案，采购所需的储罐材料，包括板材、焊材、涂料等。
3.加工制造：将板材按照设计要求进行切割、弯曲和焊接，组装成储罐的主体结构。
4.焊接检查：对焊接接头进行质量检查，确保焊缝的强度和密封性。
5.涂装处理：对储罐进行外部和内部涂装，以提高耐腐蚀性和增强密封性。
6.安装就位：将储罐运至施工现场，通过吊装设备将储罐就位于预定位置。
7.测试验收：对储罐进行压力测试和泄漏测试，确保其安全可靠。
8.系统接入：将储罐与其他设备进行连接，如管道、阀门、控制系统等。
9.维护保养：储罐投入使用后，定期进行检查和保养，确保其长期稳定运行。
三、材料选择1.储罐板材：选择具有良好耐腐蚀性和机械强度的材料，如碳钢板、不锈钢板等。
2.焊材：选择符合储罐使用环境要求的焊接材料，如焊条、焊丝等。
3.涂料：选择具有良好抗腐蚀性、耐高温性和耐候性的涂料，如环氧涂料、聚氨酯涂料等。
4.辅助材料：如密封胶、垫片等，选择符合使用要求的高温耐腐蚀材料。
四、施工计划1.设计准备阶段：确定储罐设计方案，编制施工图纸，准备所需材料和设备。
2.加工制造阶段：按照工艺流程进行材料加工和制造，保证质量和尺寸准确。
3.涂装处理阶段：对储罐进行涂装处理，采用适当的涂料和涂装工艺。
4.运输安装阶段：运输储罐到施工现场，通过吊装设备将储罐安装就位。
5.系统接入阶段：将储罐与其他设备进行连接，进行测试验收。
6.维护保养阶段：储罐投入运行后，定期进行检查和保养，确保其正常运行。
五、安全措施1.施工现场设立临时围挡，确保安全。
施工人员必须佩戴安全帽、安全鞋和其他必需的个人防护用品。
40m乙醇储罐设计
40m乙醇储罐设计40m乙醇储罐设计一、引言储罐是存储液体或气体的设备，广泛应用于石油、化工、制药等行业。
本文将详细介绍设计一座40m乙醇储罐的过程。
二、设计要求1. 储罐容量：40m³；2. 工作压力：常压；3. 材料选择：碳钢；4. 设计温度：常温。
三、结构设计1. 储罐形式：本次设计采用立式圆柱形储罐，具有较小的占地面积和良好的稳定性。
2. 底部结构：采用平底结构，便于清洁和维修。
底部设置排污孔，方便排放杂质。
3. 壁板厚度计算：a) 根据容积计算公式V = π * D² * H / 4，可得到直径D = 4 * √(V / (π * H)) = 4 * √(40 / (π * H))；b) 根据ASME标准，选择合适的壁板厚度系数 K（根据材料和工作温度确定），计算壁板最小厚度 t_min = K * P * D / (2 * S)；c) 根据常用的碳钢材料强度标准，选择合适的应力允许值 S；d) 根据所选材料和工作温度确定设计压力 P。
四、附件设计1. 进出料口：储罐设有进出料口，便于装卸液体乙醇。
2. 排气孔：为了防止压力过高引起安全事故，储罐设有排气孔。
3. 液位计：为了方便监测乙醇液位，储罐设有液位计。
4. 温度计：为了监测乙醇温度变化，储罐设有温度计。
五、安全设计1. 储罐设置安全阀，当压力超过预定值时自动释放压力，保证系统安全。
2. 储罐设置泄漏报警装置，一旦发现泄漏情况能及时报警并采取措施处理。
3. 储罐周围设置防火墙和灭火器材，以防止发生火灾事故。
六、施工工艺1. 地基处理：根据土质情况进行地基处理，确保储罐稳定。
2. 焊接工艺：采用符合国家标准的焊接工艺，确保焊缝质量。
3. 涂装工艺：储罐表面进行防腐涂装，提高储罐的耐腐蚀性能。
七、验收标准1. 储罐容积应满足设计要求；2. 储罐材料应符合国家标准；3. 储罐结构应牢固稳定，无渗漏现象；4. 储罐各附件功能完好。
过程设备设计5-8章思考题及答案
第三版过程设备设计思考题及答案（5-8）5.储存设备设计双鞍座卧式容器时，支座位置应该按照那些原则确定试说明理由。
双鞍座卧式容器受力分析与外伸梁承受均布载荷有何相同何不同，试用剪力图和弯距图比较。
“扁塌”现象的原因是什么如何防止这一现象出现双鞍座卧式容器设计中应计算那些应力如何产生的鞍座包角对卧式容器筒体应力和鞍座自身强度有何影响在什么情况下应对卧式容器进行加强圈加强球形储罐有哪些特点设计球罐时应考虑那些载荷各种罐体型式有何特点球形储灌采用赤道正切柱式支座时，应遵循那些准则液化气体存储设备设计时如何考虑环境对它的影响6.换热设备换热设备有哪几种主要形式间壁式换热器有哪几种主要形式各有什么特点管壳式换热器主要有哪几种形式换热器流体诱导震动的主要原因有哪些相应采取哪些防震措施换热管与管板有哪几种连接方式各有什么特点换热设备传热强化可采用哪些途径来实现7.塔设备塔设备由那几部分组成各部分的作用是什么填料塔中液体分布器的作用是什么试分析塔在正常操作、停工检修和压力试验等三种工况下的载荷简述塔设备设计的基本步骤。
塔设备振动的原因有哪些如何预防振动塔设备设计中，哪些危险界面需要校核轴向强度和稳定性8.反应设备反应设备有哪几种分类方法简述几种常见的反应设备的特点。
机械搅拌反应器主要由哪些零部件组成搅拌容器的传热元件有哪几种各有什么特点搅拌器在容器内的安装方法有哪几种对于搅拌机顶插式中心安装的情况，其流型有什么特点常见的搅拌器有哪几种简述各自特点。
涡轮式搅拌器在容器中的流型及其应用范围生物反应容器中选用的搅拌器时应考虑的因素搅拌轴的设计需要考虑哪些因素搅拌轴的密封装置有几种各有什么特点思考题答案：5.储存设备思考题根据JB4731规定，取A小于等于0.2L，最大不得超过0.25L，否则容器外伸端将使支座界面的应力过大。
因为当A＝0.207L时，双支座跨距中间截面的最大弯距和支座截面处的弯距绝对值相等，使两个截面保持等强度。
氢气储罐设计说明书
《过程设备设计》
课程设计说明书
设计题目： 专业班级： 学生姓名： 学 号：
氢气储罐 过控 2013-1 傅 永 铭 130640124 崔 好 选
指导教师：
河北工程大学 装备制造学院
2016 年 5 月 20 日
储罐设计说明书
一、 方案提交
1.1 设计需求
表 1-1 设计条件 序号 1 2 3 4 5 6 项目 存储介质 3 容积 m 压力 MPa 使用地 温度℃ 进/出口接管 参数 氢气 7.4 12.4 福建三明 20 DN120/DN80 备注 属易爆（第一组）介质 工作压力 室外 室温
图 1-1 1 进料口 2 压力表 3 温度表 4 安全阀 5 排污口 6 鞍座 7 出料口
二、 圆筒与封头计算
表 2-1 内压圆筒校核
计算所依据的标准 参数 材料 计算厚度 有效厚度 e 名义厚度 n 压力试验类型 试验压力值 PT 允许通过的应力水平 T 试验压力下圆筒的应力T 校核条件 校核结果 数值 Q345R 27.74 28.70 31.00 液压试验(水) 15.50
mm mm
单位
mm2 mm2 mm2 mm2 mm2
四、 附件选型
表 4-1 鞍座选用 所依据的标准 参数 填充系数 形式 包角 材料 劲板数 数值 0.9 重型 焊制 120° Q345R 2 JB/T 4712-2007 单位
表 4-2 进料口法兰选用 所依据的标准 参数 进口 法兰外径 D 螺栓数量 螺栓直径 L 螺栓规格 法兰厚度 C 法兰高度 H 数值 DN120 350 8 35 M33 50.80 79 mm mm mm mm GB/T 20635-2006 单位
GB 150.3-2011 单位 标准椭圆形封头 200.00 Q345R 27.27 27.70 30.00 3.00 满足最小厚度要求 液压试验(水) 15.50 T 0.90 s = 292.50 227.70 T T 合格 MPa MPa MPa mm mm mm mm mm
简述储罐设计步骤
简述储罐设计步骤储罐是用于存储液体或气体的设备，其设计过程需要考虑多个方面，包括结构、材料、安全等因素。
下面是储罐设计的一般步骤的简要概述：1. 确定需求和设计条件：明确储罐的用途、存储物质的性质和容量要求，以及环境条件和适用的设计标准。
2. 材料选择：根据存储物质的性质和储罐的设计条件，选择适合的材料，如钢材、玻璃钢等。
3. 确定储罐类型：根据存储物质的性质和需求，选择适当的储罐类型，如垂直圆柱形、球形、卧式储罐等。
4. 结构设计：确定储罐的结构形式，包括底部形式、壁厚、支撑方式、顶部结构等。
5. 安全设计：考虑储罐的安全性，包括防火、防爆、排放系统、压力释放装置、温度控制等。
6. 地基设计：确定储罐的地基形式和承载能力，以确保储罐在运行期间的稳定性和安全性。
7. 防腐保温设计：根据储罐存储物质的特性和环境条件，选择合适的防腐保温材料和方法。
8. 安全附件和设备：确定储罐所需的安全附件和设备，如液位计、温度传感器、压力传感器等。
9. 施工图设计：根据以上设计要求和条件，绘制储罐的施工图，包括结构图、管道布置图、电气图等。
10. 施工和验收：根据设计图纸和相关标准，进行储罐的施工和安装，并进行必要的验收和测试。
11. 运行和维护：储罐建成后，按照相关规定和操作手册进行储罐的运行、维护和检修，确保其安全可靠地运行。
12. 监测和检测系统：设计储罐时，需要考虑安装相应的监测和检测系统，用于实时监测储罐内的液位、温度、压力等参数，以及检测可能存在的泄漏或其他安全隐患。
13. 应急处理措施：设计储罐时，需要制定相应的应急处理措施，包括泄漏应急处理、火灾应急处理、气体泄漏扩散预测等，以应对突发情况并保障人员和环境安全。
14. 环境影响评估：在一些特殊情况下，如储罐建设涉及敏感区域或环境保护区域时，需要进行环境影响评估，评估储罐建设和运营对周围环境的潜在影响，并采取相应的环保措施。
15. 法规和标准遵循：在储罐设计过程中，必须严格遵循适用的法规、标准和规范，包括国家、地区或行业相关的法律法规，以及安全技术规范和设计标准，确保储罐设计符合法规要求。
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JB/T 4712-92《鞍式支座》
鞍式支座的最佳位置： 在保证A≤0.2L的条件下， 尽量使A≤0.5Ri
地下卧式储罐
受力分析
双鞍座卧式储罐 受力分析
筒体有效承载范围：
轴向弯矩（M1~ M2 ）计算 轴向应力（σ1~ σ4 ）校核
轴向应力校核注意事项
采用厚壁管或整体锻件凸缘等措施提高 强度。 接管选用与球壳相同或相近的材质。 接管尽量布置在上下极板上。 球罐上所有接管均需设置加强筋，小接 管群可采用联合补强。 球罐接管法兰应采用凹凸面法兰。
附件
梯子和平台
水喷淋装置
隔热或保冷设施
液面计、压力表、 安全阀、温度计等
例题
式(5-3)和 式(5-4)
极板—足球瓣式（每极三块）
混
合 式 罐
（1）桔瓣式为主，极板尺寸较大，制造方便，
优 点
材料利用率高。 （2）球壳板数量少，焊缝尺寸短，便于制作
大型储罐。
（3）极板尺寸大，便于布置人孔和接管。
体
缺 有两种球瓣，主焊缝有Y型和T型 点 两种，焊缝质量不易保证，组装较麻烦。
球罐的支承
支柱结构
单段式 双段式
足球瓣式罐体
该结构形式通常用于 容积小于120m3的球罐
特 点
各瓣片大小相同
足
球
（1）下料成型方便，材料利用率高，瓣片
瓣
优
互换性好。
点 （2）组装焊缝长度短，便于焊接和检验。
式
罐
体
缺 点。
（1）焊缝数量多，布置复杂，施工组装困难。 （2）对球瓣的制造精度要求高。
混合式罐体
特 点
赤道带—桔瓣式 温带—桔瓣式
应校核危险工况下可能产生的最大应力。 不同工况（操作、液压试验）下，储罐的 载荷和应力情况不同。 内压容器，K1= K2=1，且[M1]＞ [M2]时， 只需校核跨中截面的轴向应力，σLmax为操作 工况下的σ2， σYmax为非操作工况下的σ1 。
K1 ≠K2时，则需校核跨中截面和支座截 面的轴向应力。
计算示例
切向切应力
1、支座截面有加强圈 未被封头加强
2、支座截面无加强圈 未被封头加强
3、支座被封头加强
4、封头中的附加拉伸应力
封头中的切向切应力
切向切应力校核
圆筒 τ≤[τ]t=0.8[σ]t 封头 τh+ σh ≤ 1.25[σ]t
计算示例
周向弯曲应力
切向切应力 周向弯矩 周向弯曲应力
纯
桔 瓣
（1）拼装焊缝较规则，施焊组装容易（ 可采用
优 点
自动焊）。 （2）支柱可错开焊缝布置在赤道带球瓣的中间，
应力状态均匀。
式
（3）可采用大瓣片设计，减少环带和焊缝数量。
罐
体
（1）球瓣在各带位置尺寸大小不一，只能在本带
缺
或上下对称的带之间互换。
点 （2）下料及成型较复杂，板材利用率低。
（3）极板尺寸小，不便于布置焊缝、人孔和接管。
）
）
由公式计算或查表得 ：
支座截面弯矩M2：
7
(5-
(5-
12)
13)
:
(524)
(525)
储罐的发展趋势——大型化
优点：1、节省材料 2、节省投资
3、占地面积小 4、便于操作管理 5、节省配件和罐区管网
缺点： 1、壁厚大。 2、强度、稳定性计算比较 复杂，地震的破坏力大。 3、地基难以保证均匀的地 质状况，容易造成沉陷和 罐底破裂。
相关标准
JB4731-2000《钢制卧式容JB器》 GB12337-1998《钢制球形储罐》 GB/T 17261-1998《钢制球形储罐型式与基本参数 》 GB/T 4712-1992 《鞍式支座》 TH J74 1-85 《液化石油气卧式储罐》 其它标准：封头、法兰、支座、人孔、手孔等
周向应力 强度校核
叠加
支座反力 周向压缩力 周向弯曲应力
周向弯矩
周向压缩应力
计算示例
加强圈结构
鞍座强度校核
计算示例
卧 式 储 罐 计 算 程 序
球形储罐
常温—石油液化气、NH3
液化气
球 形 储 罐
气体
低温—CO2、液氧、液氮 城市煤气、O2、N2、空气
罐体 纯桔瓣式罐体
特 拼装焊缝较规则，施焊组装 点 容易（可采用自动焊）。
（2）教与学有机结合，多想多问。 （3）课后及时复习，答疑。 （4）学习过程中的问题及时和教师沟通、反馈 ，提出好的建议。 （5）按时交作业，及时纠正错误。 （6）成绩评定：平时成绩和课堂提问20~30%， 期末考试70~80%。
第5章 储存设备
储存设备设计应考虑的因素：
● 工艺条件 ● 材料 ● 场地条件和施工条件 ● 液化气体的充装量
过程设备储罐设计
宁夏化工厂一化肥装置
在任何结构中，绝没有偶
然的和多余的东西，所有结 构的产生都有一定的原因。 学会分析设备的结构，能找 出为什么采取这种结构的原 因，应该是本课程的基本任 务之一。
学习基本要求及考核方式
（1）巩固和加强《机械制图》、《化工制图》 的基础知识，提高读图和制图的能力。
支柱 支柱和球壳的连接
拉杆
带拉杆的支柱
优点 缺点
受力均匀、弹性好 ，能承受热膨胀变 形。 现场安装方便，容 易调整。
球罐重心高，稳定 性相对较差。
支柱与球壳的连接
拉杆结构 可调式
固定式
人孔
上下极板上分别设置 一个人孔
人孔直径DN500
采用带整体段件凸缘 补强的回转盖或水平 吊盖型式
接管