化工设计贮罐设计说明书

目录

前言 (2)

第1章设计参数的选择

1.1 设计要求与数据

1.1.1设计要求 (2)

1.1.2 设计数据 (2)

1.1.3 贮罐容积 (2)

1.2 设计温度 (3)

1.3 设计压力 (3)

1.4 主体设备和零部件材料选择 (3)

第2章设备的结构

2.1 罐体壁厚设计 (3)

2.2 封头壁厚设计 (4)

2.3 鞍座 (4)

2.4 人孔 (5)

2.5 人孔补强确定 (6)

2.6 法兰的选用 (6)

2.7 接口管 (6)

2.8 主体设备尺寸和零部件尺寸 (7)

2.9 设备总装配图 (7)

前言

卧式贮罐比立式贮罐易运输、设计合理、工艺先进、自动控制，符合GMP 标准要求，古采用卧式贮罐。

第1章设计参数的选择

1.1 设计要求与数据

1.1.1设计要求

（1）主体设备和零部件材料选择；

（2）主体设备尺寸和零部件尺寸计算及选择规格；

（3）设备壁厚以及封头壁厚的计算和强度校核；

（4）各种接管以及零部件的设计选型；

（5）设备支座的的设计选型；

（6）法兰的设计选型；

（7）设备开孔及开孔补强计算；

（8）设计图纸要求1号图纸一张，包括设备总装配图，至少画三个重要构件的局部图；技术特性表，接管表和总图材料明细表。要求比例适当，字体规范，图纸整洁。

1.1.2 设计数据

表1-1 设计数据

贮罐的容积=封头的容积+筒体的容积

由钢制筒体的容积、面积及质量表，可查得公称直径为2200㎜的筒体，1米高的容积为3.8013m，可得筒体的容积为：3.801×4=15.2043m；由JB/T4337

—95可查得公称直径为2200㎜，直边高度为50㎜的椭圆形封头的容积为

1.583m ；可得贮罐的容积为：15.204+1.58×2=18.3643m

1.2 设计温度

由于在宜宾最高温度为42°C 左右，因此设计温度为42°C 。 1.3 设计压力

设计压力取最大压力的1.1倍，即2.5*1.1=2.75MPa

1.4 主体设备和零部件材料选择

（1）筒体和封头的材料选择

乙烯腐蚀性很小，贮罐可用普通低合金钢；大型化工容器采用普通低合金钢16MnR,制造，质量比用碳钢减轻1/3；而且根据GB150-1998表4-1，选用筒体和封头材料为低合金钢16MnR （钢材标准为GB6654）。 （2）鞍座的材料选择

根据JB/T4731,鞍座选用材料为Q235-A 。 （3）地脚螺栓的材料选择

地脚螺栓选用符合GB/T 700规定的Q235，Q235的许用应力[]147bt MPa σ=。 （4）零部件的材料选择

优质低碳钢的强度较低，但塑性好，焊接性能好。在化工设备制造中常用作热交换器列管、设备接管、法兰的垫片包皮。优质中碳钢的强度较高、韧性较好，但焊接性能较差，不适宜做化工设备的壳体，但可作为换热设备管板，强度要求较高的螺栓、螺母等；所以零部件的材料用优质低碳钢。

第2章 设备的结构

2.1 罐体壁厚设计

根据前面所作的分析，可知本乙烯贮罐选用16MnR 制作罐体和封头。

设计壁厚： ， 式中：p 表示设计压力，

p=2.75MPa(表压)；D i =2200㎜；[]t

σ =163MPa （钢板许用应力表）；

ϕ=1.0

（双面对接焊缝，100%探伤，焊接头系数

ϕ表）；2

1

C

C C +=,其中1c =0.8

（钢

[]

c p pD t

i

d +-=ϕσδ2

板负偏差1c

表），2C =1㎜(低合金钢单面腐蚀)。数据代入上式可得：

5.208.0175.2116322200

75.2=++-⨯⨯⨯=d δ㎜

圆整后取n δ=22㎜厚的16MnR 钢板制作罐体。

2.2 封头的计算

虽然半球形封头质量轻，壁厚薄，但是制造难度大，一般中、低压小型设备都不宜采用。在相同受力条件下，碟形封头的壁厚比相同条件下的椭圆形封头要厚一些，并且蝶形封头的球面部分与过渡区连接处会产生局部高应力，受力没有椭圆形封头好；平板封头结构简单，制造方便，但只在压力不高、直径较小的容器中使用；标准椭圆形封头制造较容易，受力比碟形封头好，故本设计可采用标准椭圆形封头。

设计壁厚

，按下列公式计算;

式中：

ϕ=1.0（钢板的最大宽度为3米，该贮罐的直径为2.2米，故封头需将

钢板焊后冲压）；其他符号同前面。

4.208.017

5.25.0116322200

75.2=++⨯-⨯⨯⨯=d δ㎜

考虑冲压减薄量，圆整后取 =22㎜厚的16MnR 钢板制作封头。校核罐体与封头水压试验强度，根据下列公式：

ϕ

δδσe e i T T D P 2)(+= ≤s σ9.0 式中：[][]125.325.15.225.125.1=⨯===p p

p t

T σσMpa ≈3.1Mpa ,

e δ =c n -δ =22-1.8=20.2㎜,s σ=325Mpa （钢板许用应力表）

1

2.202)

2.202200(1.3⨯⨯+=

T σ≈170.36≤s σ9.0=0.9×325=292.5Mpa

上式成立，所以水压试验满足强度要求。

2.3 鞍座

首先粗略计算鞍座负荷。 贮罐总质量：4321m m m m m +++=

n δ[]2

15.02c c p

pD t

i

d ++-=ϕσδn

δ