液氨储罐容积计算
3立方液氨储罐设计

3立方液氨储罐设计目录一设计任务、设计思想、设计特点 (1)二材料及结构的选择与论证 (1)三设计计算内容 (4)四容器的压力实验 (7)五进出料接管的选择、液面的设计 (8)六支座的设计 (10)七压力容器焊接结构设计要求 (13)1、筒体与椭圆封头的焊接接头 (13)2、管法兰与接管的焊接接头 (13)3、接管与壳体的焊接接头 (13)八筒体和封头的校核计算 (14)1、筒体轴向应力校核 (14)2、由设计压力引起的轴向应力 (15)3、轴向应力组合与校核 (16)4、筒体和封头切向应力校核 (16)九设备结构图 (17)总结 (18)参考文献 (19)②工艺条件的要求化工设备是为工艺过程服务的,应保证在指定的生产工艺条件下完成指定的生产任务,即满足相应的工艺条件要求③经济合理性要求在满足设备的安全运行和工艺条件的前提下,结构要合理,制造要简单,尽量减少加工量,降低制造成本。
④便于操作和维护例如所设置的阀门、平台、人孔形位置要合适,易损件便于更换等。
⑤环境保护要求所谓化工设备失效的一个新概念是“环境失败”即有害物质泄露到环境中,生产过程残留无法消除的有害物质及噪音等,化工容器在设计时包括化工工厂的选址均应考虑这些因素的影响。
(2)主要设计参数的确定及说明本储罐设计公称容积为3m3,公称直径Dg为1220mm,材料为16MnR在温度t ≤42℃时工作,液氨的饱和蒸汽压为1.8MP,取P=1.8MP,取t][σ=170MP,则双面对接焊的全焊透对接焊缝为100%无损,根据书本表5-4可得焊接接头系数全部无损检测φ=1.00。
二材料及结构的选择与论证(1)材料选择与论证本贮罐选用16MnR制作罐体和封头。
材料:本贮罐选用16MnR制作罐体和封头。
16MnR表示平均含碳量为0.16%的容器钢,属于低碳钢,它的塑性好,焊接性和锻造性良好,适宜制造化工容器等焊接件和设备封头等冲压件,也可用来制造受载不大的螺栓,或经渗碳后制作齿轮和轴等零件。
液氨储存罐深度-容积函数的建立与应用

2 4 ( , 中 丌一 3 1 , 次 乘 积 均 取 两 位 小 . 3 。 其 .4 每
数)
V —7 ( r d (r )z 2 r 2 —z)x= 3—hh I x
J0 0
4 2 为 了便 于实 际操 作 , 以事 先 计 算 出 h . 可
在 ( ,r 之间 取值 的深 度 —— 容 积 的部分 数值 , 0 2)
二 - A
,
亦得 △
, 与文 ( ) 解析 解 法 中 1及
2h a o+ 2 A + a a h
△
的 △也相 同 。 时 , 这 一△表 示原 大梯 形 的上底 与两 腰延 长 线 延 长 相 交 时 所 成 △O AB 底 边 AB 上 的高 。
= = =
所 以
S — EF + M N h
因为 △O A ∽ / OVN , B k I 即
—
一
垒
h o+ h + A
M N
得
MN : 垒 ±垒 ±
△
O △ < O ,如 图 A( )
所 以
+MN 一 竺 ±垒 +里 ±垒 ±垒 !! 一
△ △
4比 关 : 4 几意分图 >) 。 例 系 詈一 图 △何义析( 6 n
又 设液 面在 某 时刻 的高度 为 h 0 h≤ 2 ) (≤ r, 应用 定 积分 可得
个容 器 ( 间 体 )是 由一 个 圆柱 体 和两 个 空
半球体组成 的, 置。 横 已知 圆 柱 体 部 分 的 高 为 l 米 , 面半径 为 r , 体半 径也 为 , , 底 米 球 . 容体 内充 米
2 四 z [
十an ] 一 c l rs : 2i r
40立方米液氨储罐课程设计说明书要点

摘要本设计是针对《过程设备设计》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NH3,分子量17.03,相对密度0.7714g/L,熔点-77.7℃,沸点-33.35℃,自燃点651.11℃,蒸汽压1013.08kPa(25.7℃)。
蒸汽与空气混合物爆炸极限为16—25%(最易引燃浓度为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,难以点燃而危险性极低,但氨和空气混合物达到上述浓度范围遇火和燃烧或爆炸,如有油类或其它可燃物存在则危险性极高。
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,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,合理地进行设计课程设计任务书一、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.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。
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.掌握工程图纸的计算机绘图。
5.课程设计全部工作由学生本人独立完成。
二、设计内容和要求(包括原始数据、技术参数、条件、设计要求等):设计条件表管口表三、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.编制设计说明书四、学生应交出的设计文件(论文):1.设计说明书一份;2.总装配图一张 (A1图纸一张);目录摘要 (I)课程设计任务书 (II)1.1盛装液氨的压力容器设计储存量 (1)1.2设备的初步选型及轮廓尺寸的确定 (1)1.2.1设备的初步选型 (1)1.2.2设备的轮廓尺寸的确定 (1)第二部分设备的机械设计 (3)2.1设计条件的确定 (3)2.1.1设计压力的确定 (3)2.1.2设计温度的确定 (3)2.1.3设计条件表 (4)2.2设备的结构设计 (4)2.2.1筒体和封头的结构设计 (4)2.2.2接管与法兰设计 (4)2.2.3附件设计 (8)2.2.4支座结构设计 (14)2.2.5焊接接点的设计 (16)2.3设备的强度计算 (18)2.3.1设备总体壁厚计 (18)2.3.2压力试验校核 (20)2.3.3设备的应力校核 (21)2.3.4开孔补强计算 (31)第三部分技术条件编制 (32)3.1容器类别的确定 (32)3.2材料要求 (32)3.3无损检测要求 (32)3.4材料供货要求 (32)3.5锻件要求 (32)3.6热处理要求 (33)3.7焊接材料要求 (33)3.8总装配图技术要求 (35)参考文献 (36)结束语 (37)第一部分 设备的工艺设计1.1盛装液氨的压力容器设计储存量盛装液化气体的压力容器设计存储量[1]W=ΦV t ρ式中,W —储存量,t ; φ—装量系数 ;V —压力容器容积,m 3 ;t ρ—设计温度下饱和液体密度,t/m 3则设计储存量W=0.85×40 m 3×0.5663kg/L=19.25t=1.925×104kg1.2设备的初步选型及轮廓尺寸的确定1.2.1设备的初步选型主体结构采用卧式圆柱形储罐 筒体采用圆柱形筒体 封头采用标准椭圆形封头 1.2.2设备的轮廓尺寸的确定 设备容积计算[1]v =2V 封 +2D πL/4 试算:取D =2400mm ,封头的结构尺寸(封头结构如下图1) 由()22iD H h =-,得h=H-D i /4=640-600=40 mm查文献[2]中表B.1 EHA 椭圆形封头内表面积、容积,如下表1: 查得封头尺寸为:表1-1:EHA 椭圆形封头内表面积、容积表1查得V封头=1.9905m 3由402422=+=+=封封筒V L D V V V πm 3 得L=8404mm圆整得 L=8400mm 则L/D=3.5>3 符合查献[3]中L/D=3~6 ; 则v 计=v 筒+2v ⨯封= 2D πL/4+2⨯v 封=3298.419905.124.84.24m =⨯+⨯⨯=π误差计算:%5.4%100=⨯-ggV V V 计<5%,符合要求.工作容积为V 工 =ФV 计=0.85⨯41.98=35.68m 3,最终,取液氨储罐的公称直径DN=2400mm ,筒体长度L=8400mm ; 选取EHA 椭圆形封头:封头EHA2400×16第二部分 设备的机械设计2.1设计条件的确定2.1.1设计压力的确定根据文献[4]液氨饱和蒸汽压表查得50℃时液氨蒸汽压由表1查得液氨在50℃的饱和蒸汽压为19.25bar ,即为1.925MPa ,可以判断设计的容器为储存内压压力容器,根据文献[5]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,饱和蒸汽压力一般指绝压,而设计压力是表压,而且查得当容器上装有安全阀时,取1.05~1.1倍的工作压力作为设计压力;所以工作压力:P 工 =饱和蒸汽压-大气压=1.925-0.1=1.825MPa设计压力计算[1]p 设 =1.1×P 工 =1.825×1.1=2.0075MPa 液氨的密度=0.5663kg/L ,H 取公称直径DN=2400mm表2-1 液氨饱和蒸汽压由《各地区重力加速度表》查的邯郸地区的29.79/g m s =,则根据公式液柱静压力静P [1]静P =ρgH=(0.5663×9.79×2.4)×0.001=0.013Mpa0.0130.65%2.0075P p ==静设< 5%,忽略。
液氨储量计算公式

液氨储量计算公式
一、前言
液氨作为一种重要的化工原料,广泛应用于农业、医药、电子等众多领域。
为了保障生产安全和经济运行,对液氨的储量进行准确计算显得尤为重要。
本文旨在介绍液氨储量的计算公式及其在实际应用中的意义。
二、液氨储量计算公式
液氨储量(Q)的计算公式如下:
Q = V × ρ
其中:
1. Q ——液氨储量,单位为吨。
2. V ——液氨的储量容器的总体积,单位为立方米。
3. ρ ——液氨的密度,单位为吨/立方米。
液氨的密度随温度和压力的变化而变化,因此在实际计算中需要根据实际工况查表或计算得出。
三、实际应用与意义
1. 安全生产:通过液氨储量计算,可以及时了解储罐内的液氨量,避免过量储存导致的安全隐患。
2. 经济运行:准确的液氨储量计算有助于企业合理安排生产计划和采购计划,降低库存成本和运营成本。
3. 环境保护:对液氨储量的监控有助于防止泄漏事故,减少对环境的污染。
4. 决策支持:液氨储量数据为企业决策者提供了重要依据,有助于制定合理的生产策略和市场策略。
四、结论
液氨储量计算是化工行业中的重要环节,对于企业的安全生产和经济运行具有举足轻重的作用。
通过采用简单明了的计算公式,可以方便地对液氨储量进行准确计算,从而为企业带来更好的经济效益和社会效益。
SW6-100立方液氨储罐计算书

1
过 程 设 备 强 度 计 算 书
SW6-98
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 t 设计温度许用应力 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 筒体简图
MPa 2.16 C 50.00 mm 3000.00 16MnR(热轧) ( 板材 ) MPa 163.00 MPa 163.00 MPa 325.00 mm 0.00 mm 2.00 1.00 厚度及重量计算 e
2 1 Di = 1.0000 2 6 2hi
e
=
KPc Di 2[ ]t 0.5 Pc
= 19.94
mm mm mm mm
=n - C1- C2= 20.00 = 4.50 = 26.00
min n
满足最小厚度要求 2043.11 压 力 计 算
pT H
腹板与筋板组合截面积
Asa
73536 2.94851e+06 <7 1512 0.52 2 24 20.752 1940 35
腹板与筋板组合截面断面系数 Z r 地震烈度 圆筒平均半径 Ra 物料充装系数
3
mm
o
一个鞍座上地脚螺栓个数 地脚螺栓公称直径 地脚螺栓根径 鞍座轴线两侧的螺栓间距 地脚螺栓材料
2[ ]t e KDi 0.5 e = 2.16611
Kg
最大允许工作压力 结论
[Pw]=
MPa
合格
全 国 化 工 设 备 设 计 技 术 中 心 站
3
过 程 设 备 强 度 计 算 书
SW6-98
50立方米液氨储罐设计

过程装备基础课程设计:计算说明书SPECIFICATION学院:化学化工学院专业班级:姓名:目录一、设计条件表----------------------------------------------------- 1二、管口表----------------------------------------------------------- 1三、封头设计-------------------------------------------------------- 1四、筒体长度确定-------------------------------------------------- 2五、设备的设计计算---------------------------------------------- 2六、开孔及开孔补强------------------------------3七、卧式容器应力校核-------------------------------------------- 5八、零部件设计----------------------------------------------------- 51、支座设计--------------------------------------------------------------52、人孔其法兰设计------------------------------------------------------73、液氨入口接管与其法兰设计------------------------------------- 74、液氨出口接管及其法兰设计---------------------------------------75、气氨出口接管及其法兰设计-------------------------------------- 76、安全阀接口管及其法兰设计------------------------------------- 77、压力表接管及其法兰设计----------------------------------------- 78、放空口接管及其法兰设-------------------------------------------- 89、排污管及其法兰设计------------------------------------------------810、液位计及其法兰的选择------------------------------------------- 8九、焊接接头设计--------------------------------------------------9 参考资料-------------------------------------------------------------1150 m3液氨储罐设计计算说明书一、设计条件表序号 项目 数值单位 备注1 名称 液氨储罐 2 用途 液氨储存 3 最高工作压力 1.952 MPa 由介质温度确定4 工作温度 -20~48 ℃ 5 公称容积(Vg)50 m 3 6 装量系数 0.85 7 工作介质 液氨 8使用地点太原市(室外)二、管口表符号 ITEM 公称尺寸 N.SIZE 公称压力 PN 连接标准 CONNECT.STD 法兰型式 TYPE 密封面形式 FACING 用途或名称 SERVICE 设备中心线至法栏面距离/mm a 40 2.5 HG20594-97 带颈对焊 FM 液氨进口管 \ b 40 2.5 HG20594-97 带颈对焊 FM 出口管 \ c 25 2.5 HG20594-97 带颈对焊 FM 放空口 \ d 80 2.5 HG20594-97 带颈对焊 FM 安全阀 \ e 600 2.5 HG20594-97 带颈对焊 FM 人孔 \ f 32 2.5 HG20594-97 带颈对焊 FM 排污口 \ g 40 2.5 HG20594-97 带颈对焊 FM 液氨出口 \ h 25 2.5 HG20594-97 带颈对焊 FM 压力表接口 \ I1-2202.5HG20594-97带颈对焊FM液面计\三、封头设计1、选用标准椭圆形封头2、确定EHA 椭圆形封头内表面积及容积 (1)确定封头的大概直径因为:逻V =503m ,筒体长为L:D i ≈3 设:L=3D i 则:L D V i π41=逻, 于是 mm V D i 2769343≈=π逻 (2)选取EHA 椭圆形封头的直径将圆筒直径圆整为mm DN 2700=,得38055.2mV =封头,则389.448055.22502=⨯-=-=封头逻筒体(实)V V V m 3解得mm L ='实,将其圆整为mm L 8100=实。
液氨贮罐的设计及计算

液氨贮罐的设计及计算第一章贮罐筒体与封头的设计一、罐体DN、PN的确定1、罐体DN 的确定液氨贮罐的长径比L/Di一般取3~3.5,本设计取L/Di=3.2,由V=(πDi2/4) ·L=10L/Di=3.2得:Di =( 40/ 3.2π)1/3 =1.585 m= 1585 mm因圆筒的内径已系列化,由Di=1585 mm可知: DN=1600 mm2、釜体PN 的确定因操作压力P=16 Kgf/cm2,由文献 [1]可知:PN=1.6 MPa二、筒体壁厚的设计1、设计参数的确定p=(1.05-1.1) pw ,p =1.1×1.6MPa=1.76MPa,pc=p+p∵ p液< 5 % P ,∴可以忽略p液p c =p=1.76 MPa , t = 100 ℃,Ф=1(双面焊,100%无损探伤), c2=2 mm(微弱腐蚀)2、筒体壁厚的设计设筒体的壁厚Sn ′=14 mm,[σ]t=170MPa ,c1=0.8 mm由公式Sd =pcDi/(2 [σ]tФ-P c)+c 可得:S d =1.76×1600/(2×170×1-1.76)+ 2 +0.8=11.13(mm) 圆整Sn=12 mm∵Sn ≠ Sn′∴假设Sn= 14mm是不合理的. 故筒体壁厚取Sn=12 mm3、刚度条件设计筒体的最小壁厚∵ Di=1600 mm < 3800 mm ,Smin =2 Di /1000且不小于3 mm 另加 C2,∴ Sn=5.2 mm按强度条件设计的筒体壁厚Sn =12 mm >Sn=5.2 mm,满足刚度条件的要求.三、罐体封头壁厚的设计1、设计参数的确定p=(1.05-1.1) pw ,p =1.1×1.6MPa=1.76MPa,pc=p+p液,∵ p液< 5 % p ,∴可以忽略p液p c =p=1.76 MPa , t=40 ℃,Ф=1(双面焊,100%无损探伤), c2=2mm(微弱腐蚀)2、封头的壁厚的设计采用标准椭圆形封头,设封头的壁厚Sn ′=14 mm,[σ]t=170 MPa ,c1=0.8 mm由公式Sd =PcDi/(2 [σ]tФ-0.5Pc)+c 可得:Sd=1.76×1600/(2×170×1-0.5×1. 76)+ 2 +0.8=11.10 mm 圆整Sn=12 mm∵S n ≠ S n ′ ∴ 假设S n = 14mm 是不合理的. 故封头的壁厚取S n =12 mm3、封头的直边、体积及重量的确定因为是标准椭球形封头,由文献[2]可知:封头的壁厚S n =12 mm ,直边高度h =40 mm ,由Di =1600 mm 、 S n =12 mm ,由文献[2]可知:封头的体积V 封=0.616 m 3 、封头的深度h 1=400mm封头的重量: 269.2×2=538.4 kg四、筒体的长度设计及重量的确定由V =2V 封+V 筒 可得:V 筒=10-2×0.616=8.768 m 3V 筒=πDi 2L/4=8.768 m 3 可得:L =4363 mm 圆整:L =4360 mm筒体的重量: Di =1600 mm 、S n =12 mm 的筒体1 m 高筒节的重量为0.476(T) ∴ 4.36×0.476=2.08(T)第二章 贮罐的压力试验一、罐体的水压试验1、液压试验压力的确定液压试验的压力:p T =1.25p[σ]/[σ]t 且不小于(p+0.1) MPa ,当[σ]/[σ]t<1.8时 取其为1 则p T =1.25×1.76×1= 2.2 (MPa)2、 液压试验的强度校核由σmax =p T (Di +S n -c )/[2(S n -c)] =2.2(1600+12-2.8)/[2(12-2.8)]=192.4 (MPa)∵ σmax =192.4 (MPa)<0.9σs Φ=0.9×345×1=310.5 MPa ∴ 液压强度足够3、压力表的量程、水温的要求压力表的量程:2p T =2×2.2=4.4 (MPa) 或3.3MPa -8.8MPa ,水温≥15℃ 4、液压试验的操作过程在保持罐体表面干燥的条件下,首先用液体将罐体内的空气排空,再将液体的压力缓慢升至22Kgf/cm 2,保压10-30分钟,然后将压力缓慢降至17.6Kgf/cm 2,保压足够长时间(不低于30分钟),检查所有焊缝和连接部位,若无泄漏和明显的残留变形。
液氨贮罐计算书

MPa
在鞍座
边角处
L/Rm38 时,
m_F3KF_
645b252
MPa
L/Rm<8 时,
“_12K FR_
气=一45b一L52m=-24.2351
MPa
无
加
强
圈
筒
体
垫板
起加
强作
用时
鞍座垫板宽度w>b+1.56』Rm8〃;鞍座垫板包角>9 +12
横截面最低点 处的周向应力
=
56+5加
MPa
鞍座边角处 的周向应力
MPa
应力校核
|a|<[a]t=合格
|a:1<1.25[a]t=合格
|a|<1.25[a]t=
|a|<1.25[a]优
MPa
鞍座应力计算
水平分力
F=K F =31943
N
腹 板 水 平 应 力
计算高度
Hs=min
[3Rm,H>336
mm
鞍座腹板厚度
b=10
mm
鞍座垫板实际宽度
b4=340
mm
鞍座垫板有效宽度
8—2[b ]: ^-Pc=12,79
mm
有效厚度
8=8- C- C=14.00
mm
名义厚度
en12
8=16.00
mm
重量
n
5767.07
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
Pt=1.25P弋=2.7000(或由用户输入)
MPa
压力试验允许通过 的应力水平"1T
[b1T<0.90bs=310.50
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卧式液氨储罐不同液位容积计算
卧式储罐由直段筒体及两侧封头组焊而成,去掉直段筒体,两侧封头可组成椭圆球体。
该椭圆球体符合椭圆球体公式:
2222221x y z a b c ++= 其中a=b ,则有222
221x y z a c
++= 垂直于y 轴分成无限小微元,任一微元面积为:
22()yi c
S a y a π=-
当液面高度为h 时,椭圆球体内液氨容积为
V1=h yi a S dy -⎰ 22()h a c a y dy a π-=-⎰332
2()33c h a a h a π=-+ 直段筒体部分:
筒体的纵断面方程为222x y a += 任一微元的面积为
yj S =
则筒体部分容积为:
2h yj a V S -=⎰h a L -=⎰2(arcsin )2h La a π
=+ (arcsin )22
h a π
π-≤≤ 液氨总容积为V=V1+V2, V=23
2
42()33c h a a h a π-++2(arcsin )2h La a π+ 热电厂液氨罐尺寸为:
直段筒体长度L1=8480mm ,封头直段长度L2=40mm ,筒体半径R=a=b=1300mm ,封头高度c=650mm ,设液位距中心点高度为h ,则
3
2
320.65
2(1.3 1.3)(8.4820.04) 1.3(arcsin )1.333 1.32h h V h ππ⨯=-+⨯++⨯⨯+ (-1.3≤h ≤1.3)
具体容积计算见excel 表格.
液氨密度与温度的关系满足回归方程:0.63860.00145t ρ=-⨯
氨罐液氨质量为
m v ρ=⨯ =[3
2
320.65
2(1.3 1.3)(8.4820.04) 1.3(arcsin )1.333 1.32h h h ππ⨯-+⨯++⨯⨯]×(0.6386-0.00145t )
备注:1、h 不是实际液面高度,而是实际液面高度与氨罐中心高度差值(1.3M )
2、t 为环境温度。