立方米液氨储罐设计
立方米液氨储罐设计说明书
目录课程设计任务书220m3液氨储罐设计2课程设计内容3液氨物化性质及介绍31.设备的工艺计算31.1设计储存量31.2设备的选型的轮廓尺寸的确定31.3设计压力的确定41.4设计温度的确定41.5压力容器类别的确定42.设备的机械设计52.1设计条件52.2结构设计62.2.1材料选择62.2.2筒体和封头结构设计62.2.3法兰的结构设计6（1）公称压力确定7（2）法兰类型、密封面形式及垫片材料选择7（3）法兰尺寸72.2.4人孔、液位计结构设计8（1）人孔设计8（2）液位计的选择92.2.5支座结构设计10（1）筒体和封头壁厚计算10（2）支座结构尺寸确定122.2.6焊接接头设计及焊接材料的选取14（1）焊接接头的设计14（2）焊接材料的选取162.3强度校核162.3.1计算条件162.3.2内压圆筒校核172.3.3封头计算182.3.4鞍座计算202.3.5开孔补强计算213.心得体会224.参考文献22课程设计任务书20m3液氨储罐设计一、课程设计要求：1.按照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.设计计算采用手算，要求设计思路设计思路清晰，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)课程设计内容液氨物化性质及介绍液氨，又称为无水氨，是一种无色液体，有强烈刺激性气味。
氨作为一种重要的化工原料，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，具有腐蚀性且容易挥发，所以其化学事故发生率很高。
液氨分子式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℃)。
32立方米液氨储罐课程设计
第1章绪论1.1 液氨储罐结构的概述32㎥液氨储罐，壁厚δ=16mm ，材料正火14MnMoV，长度L=7610mm ，内径D=2200mm图1.1液氨储罐结构示意图1.2 1Cr21Ni5Ti不锈钢性能分析1Cr21Ni5Ti不锈钢的力学性能牌号纵向力学性能横向力学性能拉力强度MPa屈服点MPa伸长率（%）拉力强度MPa屈服点MPa伸长率（%）1Cr18Ni9Ti≥52020535---1Cr21Ni5Ti钢为铁素体-奥氏体型双相不锈钢，用于代替奥氏体型不锈钢1Cr18Ni9Ti。
1Cr21Ni5Ti比1Cr18Ni9Ti钢有更好的力学性能。
1Cr21Ni5Ti不锈钢的化学成分1Cr21Ni5Ti 加工工艺性能：1Cr21Ni5Ti 钢的冷、热加工性能良好。
其热加工温度为800~1050℃，950~1050℃时热塑性最好。
因该钢的屈服强度高，因而拉伸、弯曲等变形难度较大，所需加工变形力大。
1Cr21Ni5Ti 钢的淬火温度为950~1050℃。
其焊接性能良好，可用各种焊接方法进行焊接。
1Cr21Ni5Ti 不锈钢耐蚀性：1Cr21Ni5Ti 不锈钢在氧化性酸和有机酸中有很好的耐蚀性，一般无晶间腐蚀倾向，可代替1Cr18Ni9Ti 钢。
1Cr21Ni5Ti 不锈钢的焊接性能主要表现在以下几个方面：(1)高温裂纹：在这里所说的高温裂纹是指与焊接有关的裂纹。
高温裂纹可大致分为凝固裂纹、显微裂纹、HAZ(热影响区)的裂纹和再加热裂纹等。
(2)低温裂纹：在马氏体型不锈钢和部分具有马氏体组织的铁素体型不锈钢中有时会发生低温裂纹。
由于其产生的主要原因是氢扩散、焊接接头的约束程度以及其中的硬化组织，所以解决方法主要是在焊接过程中减少氢的扩散，适宜地进行预热和焊后热处理以及减轻约束程度。
(3)焊接接头的韧性：在奥氏体型不锈钢中为减轻高温裂纹敏感性，在成分设计上通常使其中残存有5%—10%的铁素体。
但这些铁素体的存在导致了低温韧性的下降。
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。
最新300立方米液氨储罐设计
·《化工容器设计》课程设计说明书300m3液氨储罐设计专业：过程装备与控制工程班级：13级过控1班学号：姓名：目录1 设计参数的选择 (4)1.1 设计的题目 (4)1.2 原始数据 (4)1.3 储存量 (4)1.4 设计压力 (5)1.5 设计温度 (5)2 容器的结构设计 (6)2.1 筒体的内径和长度的确定 (6)2.2 筒体和封头的厚度设计计算 (6)2.3 人孔设计 (7)2.4 其他零部件的设计 (7)2.4.1 液位计的设计 (7)2.4.2 管口设计 (8)2.5 鞍座选型和结构设计 (11)2.5.1 质量确定 (11)2.5.2 鞍座的安装位置 (12)3 开孔补强设计 (13)3.1 补强设计方法判别 (13)3.2 补强圈计算 (13)3.2.1 圆筒开孔所需补强面积 (13)3.2.2 壳体有效厚度减去计算厚度之外的多余面积 (14)3.2.3 接管有效厚度减去计算厚度之外的多余面积 (14)3.2.4 焊缝金属面积 (14)3.2.5 另加补强面积 (14)4 强度计算 (15)4.1 液压试验 (15)4.2 圆筒轴向弯矩 (15)4.2.1 载荷分布 (15)4.2.2 筒体弯矩 (16)4.3 圆筒轴向应力计算并校核 (16)5.3.1 筒体应力 (16)4.3.2 筒体轴向应力校核 (17)4.4 切向剪应力的计算并校核 (18)4.4.1 圆筒切向剪应力的计算 (18)4.4.2 圆筒被封头加强时，最大剪应力 (18)4.4.3 切向剪应力的校核 (18)4.5 圆筒周向应力的计算并校核 (19)4.5.1 在横截面的最低点处 (19)4.5.2 周向应力校核 (19)5 防护及使用管理 (20)5.1 防腐 (20)5.2 防静电 (20)5.3 热处理要求 (20)5.4 焊接 (20)5.5 使用及管理 (20)1 设计参数的选择1.1 设计的题目300m3液氨储罐设计1.2 原始数据表1.1 设计条件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 1.36 MPa 液氨在50℃下的压力4 工作温度-45～48 ℃5 公称容积300 m36 工作压力波情况可不考虑7 装量系数0.98 工作介质液化石油气9 材料16MnDR10 焊接要求单面焊，100%无损探伤11 设计寿命20年12 腐蚀速率0.1mm/a13 其他要求1.3 储存量盛装液化气体的压力容器设计存储量：W=ΦVρt式中，装载系数Φ=0.9压力容器设计V=300m³设计温度下的饱和液体密度ρt=562.87㎏/m³则：存储量W=15.20t1.4 设计压力设计压力取饱和蒸气压，p=1.5MPa 1.5 设计温度工作温度为-45℃～48℃，则取设计温度取50℃2 容器的结构设计2.1 筒体的内径和长度的确定由设计任务书可知：V=300m 3 L/D=8 取 L=8D 则有： 30048484322==⨯==D DD LD V πππm D 63.3843003=⨯=π取内径为3700mm ，由于筒体的内径较大，所以采用钢板卷制，公称直内径DN3700mm.选用标准椭圆形封头表2.1 EHA 椭圆形封头内表面积及容积公称直径（mm ） 总深度H/mm 内表面积A/m 2 容积V/m 3 370096515.30477.0605则筒体长度：mm D V L 266024370014.3100605.721030042V 2992封头总=⨯⨯⨯-⨯=-=π 圆整：L =26610mm 则实际体积：3392封头2实际089.300100605.72426610370014.324m mm V LD V =⨯⨯+⨯⨯=+=π则体积相对误差为：%5%03.0%100300300089.300%100实际<=⨯-=⨯-V V V 符合设计要求。
课程设计液氨储罐设计
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10.参照文件要编序号 11.设计计算阐明书装订成册，装配图作为 附录折叠后装订在计算阐明书后。
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五. 答辩问题 1.液氨储罐旳机械设计涉及哪些内容？ 2.设计参数中设计压力是怎样拟定旳？ 3.设计参数中焊接接头系数是怎样拟定？ 4.论述液氨旳性质并阐明怎样预防液氨泄 漏。
为便于计算设计压力可取最大操作压力 旳1.10倍。
征表； 罐体和封头旳材料一旦拟定，其设计温度 下旳许用应力可查教材P195-P208 表8-6 -表8-11. 液氨储罐筒体为板卷焊，封头一般选择半 椭圆型封头，根据焊接接头构造和无损探伤 百分比拟定焊接接头系数。
度。
液氨储罐常用玻璃管液面计，玻璃管液面计（HG-5-
227-80）按针形阀旳材料分为碳钢（Ⅰ类）和不锈钢
1Cr18Ni9（Ⅱ类）；按构造型式分为保温型（W型，
用加热蒸汽保温）和不保温型（D型）；按法兰密封
面旳型式分为光滑面（A型，管法兰 HG 5010-58）
和凸面（B型，凹凸面管法兰HG 5012-58）；玻璃管
2
液氨储罐设计 管口表
编号 名称
a1- 液面计 a2 b 人孔
公称直径 编 （mm） 号
e
f
名称 公称直径 （mm）
安全阀
放空管
c 进料管
g 排污管
d 出料管
3
液氨储罐设计: 设计参数
学号≤57旳同学选择序号1-10旳参数，学号尾数与序号 相同即为该同学旳技术特征表中旳设计参数
参数 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
按照储罐旳设计压力和设计温度选择各个工艺 接管旳法兰。参见第十章第二节管法兰连接内容。
立方米卧式液氨储罐的设计
2.8m3卧式液氨储罐的设计一、题目来源题目来源：实际生产二、研究的目的和意义储罐是一种用于储存液体或气体的密封容器，主要用于存储或盛装气体、液体、液化气体等介质的设备，在化工、石油、能源、冶金、消防、轻工、环保、制药、食品、城市燃气等行业得到了广泛的应用，储存介质涵盖了(丙烷、丁烷、丙烯、乙烯、液化石油气、液氨等)液化气体、氧气、氮气、天然气和城市煤气等气体，在国民经济发展中起着不可替代的作用。
其种类很多，大体上有：滚塑储罐，玻璃钢储罐，陶瓷储罐、橡胶储罐、焊接塑料储罐等。
就储罐的性价比来讲，现在以滚塑储罐最为优越，滚塑储罐又可以分钢衬塑储罐，全塑储罐两大系，分别包括立式，卧式，运输，搅拌等多个品种。
而卧式液化气储罐是目前中、小型液化气站储存和运输液化气的主要容器之一，在石油化工行业中应用广泛并占有相当大的比例。
卧式储罐的容积一般都小于100m3，通常用于生产环节或加油站。
年来随着制造工艺的提高其容积有逐渐增大的趋势。
随着容积的增大，储罐在设计和使用中的安全可靠性就变得极为重要。
然而我国卧式储罐设计制造技术的还远落后于世界先进水平，制造较困难，加工费用高，且焊接、检验技术要求高。
所以研究卧式储罐设计及其焊接工艺对我国石油化工等行业有着极其重要的意义。
三、阅读的主要参考文献及资料名称[1]吕宜涛,压力容器制造质量控制的研究，天津大学学位论文，1997年9月．[2]马自勤,孙丽,王秀伦等：产品结构树在CAPP信息管理中的应用，大连铁道学院学报，2001年9月，第22卷，第3期．[3]王锦,张振明,黄乃康：集成环境下面向产品的 CAPP系统，计算机工程与应用，2000年4月．[4]肖凌,姚建初：集成环境下的计算机辅助工艺设计系统，机械设计与制造工程，2000年7月，第29卷，第4期．[5]赵丽萍,陈鸿：面向CAPP的工作流程管理研究与应用，计算机工程与应用，2001年第17期．[6]高清,马云辉，马玉林：先进制造系统中的质量保证，高技术通讯，1995年5月．[7]张曙，张为民：新一代CAPP系统，组合机床与自动化加工技术，1996年第10期．[8]汤善甫,朱思明主编：化工设备机械基础，第2版，华东理工出版社，2004年12月[9] 陈祝年,焊接工程师手册。
液氨贮罐的设计及计算
巢湖学院08化材系化学工程与工艺专业化工机械课程设计题目液氨储罐槽说明书图纸指导教师吴凤义学生姓名胡飞2011 年 06月日液氨贮罐设计任务书专业：化学工程与工艺班级：（1）姓名：胡飞学号： 08003022 指导教师：吴凤义设计日期：一、设计题目： 10.0m3液氨贮罐的设计二、设计参数及要求1、设计参数液氨压力:16Kgf/cm2;温度：40℃；公称容积：10.0m3操作容积：9.0m3介质: 液氨设计使用年限:10年建议使用材料:16MnR2、设计要求根据设计参数, 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；三、设计内容1、概述2、罐体的设计(1)罐体的PN、DN确定(2)筒体壁厚的设计(3)封头壁厚的设计(4)筒体长度的设计3、罐体的压力试验(1)罐体的水压试验(2)罐体的气压试验4、罐体附件的选型及尺寸设计(1)工艺接管的设计(2)支座的设计（3）接管长度的设计(4)人孔的设计(5)液面计的设计5、罐体的开孔及补强的计算(1)容许开孔的范围(2)开孔补强的设计计算(3)补强圈的设计5、设计结果汇总6、10.0m3液氨贮罐装配图7、设计评述四、图纸要求10.0m3液氨贮罐装配图，A2号图纸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-Pc)+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S n ′＝14 mm ，[σ]t ＝170 MPa ，c 1＝0.8 mm由公式S d ＝P c Di/(2 [σ]t Ф-0.5P c )+c 可得：S d ＝1.76×1600/(2×170×1-0.5×1. 76)＋ 2 ＋0.8＝11.10 mm 圆整S n ＝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。
《液氨储罐设计》课件
储罐的结构
罐体
用于储存液氨的主体部分，通常由筒 体、封头等组成
附件
包括人孔、手孔、清洗口、压力表接 口、液位计接口等，用于满足储罐操 作和维护的需求
储罐的附件
01
02
03
04
安全阀
用于控制储罐内压力，防止超 压事故的发生
压力表
用于监测储罐内压力，保证储 罐安全运行
温度计
用于监测储罐内温度，保证储 罐安全运行
设计原则和标准
符合国家和行业标准
液氨储罐的设计应符合国家和行业的 有关标准和规范，确保安全性和可靠 性。
优化工艺流程
储罐的设计应优化工艺流程，提高生 产效率，降低能耗和资源消耗。同时 ，应考虑操作的便捷性和维护的方便 性。
考虑环境因素
设计时应充分考虑当地的环境因素， 如气候、地质、地震等条件，以确保 储罐的安全运行。
设计有效的废水处理系统，对液氨储罐运行过程 中产生的废水进行净化处理，确保废水达标排放 。
废气处理系统
安装废气处理设施，对液氨储罐产生的废气进行 收集、处理和净化，减少对大气的污染。
3
固体废物处理
对液氨储罐运行过程中产生的固体废物进行分类 、处理和处置，确保符合固体废物管理规定。
储罐的环保监测系统
设计案例二：大型液氨储罐
总结词
大型液氨储罐设计案例，适用于大型工业企业、化肥厂和冷库等领域。
详细描述
大型液氨储罐设计案例，主要考虑液氨的大规模储存和运输，以及更高的安全性和环保要求。设计时 需考虑储罐容量、压力、温度等参数，以及液氨的物理和化学性质。同时，需要考虑储罐的支撑结构 、防震措施和安全附件的配置。此外，还需考虑储罐的自动化控制和监控系统。
易汽化和冷凝
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《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8.开孔补强计算 (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。
其中设计储量： tρfV W =式中 f = V =20m3 由表2得：t ρ =563㎏/m3=m3 故 W=×20×=表二 液化气体饱和蒸汽压及饱和液密度一、设计压力的确定设计压力应根据最高工作压力来确定。
对于盛装液化气体的压力容器，可根据《固定式压力容器安全技术监察规程》TSG R0004-2009 经查表2得50℃下液氨饱和蒸汽压（绝压）为。
工作压力W p =（－）MPa=设计压力为容器的设计载荷条件之一，其值不得低于最高工作压力，而最高工作压力系指容器顶部在正常工作过程中可能产生的最高表压。
装设安全阀的容器，考虑到安全阀开启动作的滞后，容器不能及时泄压，设计压力不得低于安全阀的开启压力，通常可取最高工作压力的—倍，所以设计压力P= 液柱静压力为：Pa28.12138563Pa 9.82.2g gh i 氨氨氨=⨯⨯=⨯⨯≤=D P ρρ ％5％5780.0a1.2a28.12138氨<==∴MP P P P ,于是忽略了液柱静压力的影响，得到MPa P P c 1.2== 二、设计温度的确定根据液氨储罐工作温度为-20～50℃ 选择设计温度t=50℃机械设计机械设计包括结构设计和强度计算两部分 一、结构设计 ① 设计条件表3 结构设计条件表表4 管口表②结构设计化工设备的结构设计包括设备承压壳体（一般为筒体和封头）及其零部件的设计。
设备零部件包括支座、接管和法兰、人孔和手孔、液面计、视镜等。
我国已经制订了化工设备通用零部件的系列标准，设计时可根据具体设计条件按照附录中给出的相关标准进行选用。
1、压力容器选择（a）物料的物理化学性质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，又称为无水氨，是一种无色液体，有强烈的刺激性气味，液氨在工业上应用广泛，而且具有腐蚀性，且容易挥发，采用钢瓶和槽车装运。
（b）压力容器的类型化工设备的主体是压力容器，容器的强度决定着设备的安全性，为了加强压力容器的安全监察，保护任命生命和财产的安全，国家质量监督局颁布了压力容器安全技术监察规程这是一部对压力容器安全技术监督提出基本要求的法规，压力容器设计、安装、使用、检验、修理和改造等单位必须遵守的法规，为了有利于安全技术监督和管理，压力容器安全技术监察规程将其管辖范围内的压力容器划分为三类，分别为第一类压力容器、第二类压力容器和第三类压力容器。
本次设计压力容器中的介质为液态氨，属于中度危害，是第二组介质且设计压力为中压，所以将其划分为第二类压力容器。
（c）压力容器的用材正确选择材料对于保护设备的安全使用和降低成本是至关重要的。
压力容器用材料包括容器及压壳体用钢和设备零部件用材料，零部件有受压元件（如接管、法兰）和非受压元件（如支座），所用材料涉及钢板、钢管、锻件、型钢及钢棒等。
压力容器受元件用钢应符合GB150《钢制压力容器》中的有关规定，对于非受压元件用钢，当与受压元件焊接时，也应是焊接性能良好的钢材。
压力容器通常采用钢板经过成型焊接而成，法兰视具体情况可采用钢板或锻件，螺栓和螺柱应采用钢棒，接管一般应采用无缝钢管，支座所用材料涉及钢板，型钢及钢管，因为使用温度在-20℃～50℃，设计压力为，所以选用Q345R ，封头采用标准椭圆形封头，同样采用Q345R 。
采用16Mn 为钢管的材料。
法兰采用16Mn Ⅱ 2、筒体和封头的结构设计（a ）筒体公称直径和筒体长度的确定：筒体直径一般由工艺条件决定，但是要符合压力容器的公称直径。
标准椭圆型封头是中低压容器经常采用的封头形式。
封头公称直径必须与筒体的公称直径相一致。
公称体积mm D mm L V i 2200,4600,m 203g === 二、强度计算① 容器的筒体和封头壁厚的设计 1、筒体名义厚度的初步确定：筒体设计选用6～16 mm 厚度的Q345R ，50℃下其许用应力][tσ＝185MPa 。
计算厚度 ： 式中，cp ――计算压力，MPa ；i D ――圆筒内直径，mm ；t ][σ――容器元件材料在设计温度下的许用应力，MPa ；φ――圆筒的焊接接头系数 双面对接焊缝，100%无损检测则φ＝ 计算厚度 []mm mm P D P CtiC 678.121.21185222001.22=-⨯⨯⨯=-Φ⨯=σδ取腐蚀裕量2C =mm 2，查表得负偏差1C =， 所以取n δ=16mm ，则 2、封头壁厚的计算本设计采用标准椭圆封头（2:1）即：K （形状系数）=。
式中0.1=ϕ 根据公式，封头的设计壁厚为： []mm 52.155.022ctic d =+-Φ=C PD P σδ查表：取钢板的负偏差mm C 30.01=，则筒体的名义壁厚为：mm C mm d 82.15161=+>=δδ。
标准规定以内径为公称直径的标准椭圆形封头(代号EHA)的直边高度只与公称直径有关：DN ≤2000mm 时,直边高度为25mm ； DN>2000mm 时,直边高度为40mm 。
由于所设计的筒体公称直径DN=2200mm ≥2000mm ， 所以直边高度为h=40mm ， （b ） 椭圆形封头内表面积、容积：查GB/T25198-2010《压力容器用封头》中EHA 椭圆形封头内表面积、容积，如下表：表5 EHA 椭圆形封头内表面积、容积1、容器的水压试验所谓压力试验，就是用液体或气体作为工作介质，在容器内施加比它的设计压力还要高的试验压力，以检查容器在试验压力下是否有渗漏、明显的塑性变形以及其他缺陷。
压力试验分为液压试验和气压试验两种，一般采用液压试验，而且普遍采用水为液压试验介质，故本次设计采用水压试验。
根据GB150标准的规定，液压试验时式中，][σ——容器元件材料在试验温度下的许用应力，MPa ；t][σ――容器元件材料在设计温度下的许用应力，MPa 。
所以MPa 625.21851851.225.1=⨯⨯=T P而圆筒的应力ee T T D P δδσ2)(+=式中 T σ――试验压力下圆筒的应力，MPa ； i D ――圆筒内直径，mm ；δ――圆筒的有效厚度，mm；eσ――圆筒材料在试验温度下的屈服点，MPa；sφ――圆筒的焊接接头系数。
设计容器：所以，厚度校核合格。
3、各个接管的位置及法兰的选择（a）接管的设计：各物料进出管及检测仪表等接管内伸形式为插入式。
开孔：入口DN80，出口DN80，放净口DN70，排气孔DN70，备用口DN100，安全阀口DN70，压力表接口DN25,液位计口DN20，人孔DN450。
由《输送流体用无缝钢管》查得各管的外径以及壁厚；外伸的尺寸由实际工程决定；对于液氨的入口管，其伸进的管长应大于筒体中心线的100-200mm,进料管伸进设备内部并将管口的一端切成450，为了是避免物料沿设备内壁流动,减少磨蚀和腐蚀并且为了在短时间内将物料注满容器。
表6 各接管设计表两相邻开孔中心的间距（对曲面间距以弧长计算）应不小于两孔直径之和的两倍，其他管口如液相出口管，安全阀接口，压力表接口，气相管，放气管，排污管等管间的间距均由下述来设计并计算：)(2m n d d L +≥上部：人孔，进料口，备用口，压力计口，排气口，安全阀接口， 人孔中心线与筒体左间距：800mm 人孔中心线与进料口心线间距:600mm 进料口中心线与备用口中心线的间距:400mm 备用口中心线与压力表接口中心线的间距:400mm 安全阀口中心线与筒体右间距:400mm 排气口中心线与安全阀口中心线间距：40mm 下部：净放口，出口出口中心线与筒体间距：200mm 净放口中心线与筒体间距：200mm（b ）法兰的设计：法兰设计可根据法兰标准进行选型设计，也可按GB150相关条款进行设计。
法兰有压力容器法兰和管法兰，二者属不同的标准体系。
设计内容如下：根据设计压力、操作温度和法兰材料决定法兰的公称压力PN ；水压实验的压力P T =，因此选择高一级别的公称压力，因此PN=根据公称直径DN 、公称压力PN 及介质特性决定法兰类型及密封面型式，法兰选带颈对焊法兰（标准HG/T20954-2009）带颈对焊钢制凹凸面法兰表7 PN25带颈对焊钢制管法兰及密封面尺寸（mm ）（c）垫片的选择：根据温度、压力及介质腐蚀性选择垫片材料选用柔性石墨复合垫4、人孔的选取压力容器人孔是为了检查设备的内部空间以及安装和拆卸设备的内部构件。