10立方米液氨压力容器储罐设计使用说明

目录第一章工艺设计1.1任务书*************************************** 1.2储量***************************************** 1.3备的选型及轮廓尺寸*************************** 第二章机械设计2.1结构设计2.1.1筒体及封头设计材料的选择**********************************筒体壁厚的设计计算**************************封头壁厚的设计计算*************************** 2.1.2接管及接管法兰设计接管尺寸选择*********************************管口表及连接标准*****************************接管法兰的选择 *****************************紧固件的选择 ******************************* 2.1.3人孔的结构设计密封面的选择 ******************************人孔的设计********************************2.1.4 核算开孔补强**************************** 2.1.5支座的设计支座的选择**********************************支座的位置********************************** 2.1.6液面计及安全阀选择2.1.7总体布局2.1.8焊接接头设计2.2强度校核小结课程设计任务书一、绪论1、任务说明设计一个容积为103m的液液氨储罐，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、接管进行设计，然后采用SW6-1998对其进行强度校核，最后形成合理的设计方案。

2、液氨的性质二、 设计参数的确定第一章工艺设计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==t t 7855.4563.01085.0=⨯⨯1.2 设备的选型及轮廓尺寸粗略计算内径： 32104m L D i =π一般63—=D L ，取3=D L得mm D i 1619=，圆整得：mm D i 1600=选用EHA 椭圆封头，那么 L=4800mm. 封头公称直径选取1600mm ，那么此时的总体积为10.82m ³。

由于误差较大，所以将筒体长调整为L=4500mm ，体积变为了与封头10.2m ³。

故，筒体公称直径与封头的工程直径选定为mm D i 1600=筒体长选定为mm L 4500=. 所以计算容积为10.2m ³，工作容积：10.2×0.85=8.67m ³。

第二章 机械设计2.1 结构设计2.1.1筒体及封头设计.材料的选择纯液氨是中度危害性的介质，具有腐蚀性,又因为使用温度为C 。

～5020 ，根据《课程设计指导书》中钢板的使用条件，选用Q345R 。

.筒体壁厚设计计算I .设计压力液氨储罐的工作温度-20℃——50℃，故选取设计温度t=50℃，由《课程设计指导书》查的，该温度下的绝对饱和蒸汽压为2.030MPa 。

在本次设计中的液氨储罐上装有安全阀，通常认为设计压力为工作压力的1.05——1.10倍，所以设计压力为2.233MPa,工程压力取2.5MPa 。

压力容器类别确定一、划分总原则综合考虑压力容器中介质的危害程度、容器所受的压力的高低和容器容积的大小来确定容器的危险程度。

二、介质的危险程度及分组压力容器的介质分为以下两组，包括气体、液化气体以及最高温度高于或等于标准沸点的液体：（1） 第一组介质，毒性程度为极度危害、高度危害的化学介质，易爆介质，液化气体。

（2） 第二组介质，除第一组以外的介质由于该储罐为中压（1.6MPa<P <10MPa ）,介质为液氨，液氨属于易爆介质，属于第一组介质，查压力容器的分类图1-1此容器为第一类压力容器. II .液柱静压力液氨的密度为563Kg/m ³，筒体公称直径为1600mm 。

，则根据公式i p gD ρ=静可得a 008836.0MP P =静III .计算压力cp因为%5πPP 静，所以 液柱静压力可忽略不计，则计算压力等于设计压力。

IV .设计温度下材料的许用应力[]t σt 为C 。

～5020-，假设筒体厚度为mm 163～，由《材料许用应力表》可得R Q 345的[]MPa t 189=σ V .焊接接头系数φ本次液氨储罐的设计采用双面焊对接接头和相当于双面焊的全焊透对接接头，局部无损检测，所以φ＝0.85。

内压容器的计算厚度δ根据内压容器的计算厚度公式【2】：[]mm p D p cti c 19.11233.285.018921600233.22=-⨯⨯⨯=-=φσδmm 19.11在mm 166～之间，故假设是成立的。

取腐蚀裕量22C mm =，mm C d 2.132=+=δδ负偏差mm C 3.01=。

mm C d 5.131=+δ 查《钢板厚度的常用规格表》，将其圆整为mm 14，即名义厚度mm n14=δ的R Q 345钢板。

③.封头壁厚的设计计算标准椭圆形封头的计算厚度根据标准椭圆形封头的计算厚度公式：[]mm p D p ctic 16.115.02=-=φσδ 取腐蚀裕量22C mm =，mm n 14=δ查《钢板厚度的常用规格表》，将其圆整为mm 14，即名义厚度mm n 14=δ的R Q 345钢板，可见标准椭圆形封头与筒体等厚。

2.1.2接管及接管法兰设计②.管口表及连接标准6 DN25 HG/T20592-2009 FM 压力表接口7 DN25 HG/T20592-2009 FM 液位计接口8 DN32 HG/T20592-2009 FM 排液口9 DN32 HG/T20592-2009 FM 安全阀接口.接管法兰的选择图2 接管法兰结构接管法兰标记名称法兰标记序号名称公称直径DN钢管外径1A法兰外径D螺栓孔中心圆直径K螺栓孔直径L螺栓孔数量n螺栓Th法兰厚度C法兰颈法兰高度H法兰质量(Kg)N S≧1H≈RBB1 进料口出料口50 57 165 125 18 4 M16 20 75 2.9 8 6 48 3.02 安全阀接口排液口32 38 140 100 18 4 M16 18 56 2.6 6 6 42 2.0A7 温度计接口压力表接口出气口液位计接口25 32 115 85 14 4 M12 18 46 2.6 6 6 40 1.02.1.3人孔的结构设计① .密封面的选择由于本次设计的介质是中度危害的，所以本次设计采用凹凸法兰密封面（MFM ）。

② .人孔的设计本次设计的储罐设计压力为2.233MPa ，根据20052153521514/-～T HG 《钢制人孔和手孔》【3】，采用回转盖带颈对焊法兰人孔。

该人孔标记为：人孔CM MFM S 35-Ⅲ B 5.2500-200521518/-T HG人孔结构示意图人孔结构尺寸【3】密封面型式公称压力PN公称直径DNdw⨯S d D D1H1H2 bMFM 2.5 500 530⨯12 506 730 660 280 123 44b 1b2A B L d螺柱螺母螺柱总质量数量直径⨯长度43 48 405 200 300 30 20 40 M33⨯2⨯170 3022.1.4 核算开孔补强在设计中,只有人孔需要补强,去补强圈的公称直径为人孔直径的二倍,厚度与筒体厚度相同.2.1.5支座的设计①.支座的选择鞍座结构该卧式容器采用双鞍式支座，材料选用Q245-AF 。

估算鞍座的负荷： 储罐总质量43212m m m m m +++=1m —筒体质量：kg DL m 6.2484785010145.46.114.331，=⨯⨯⨯⨯⨯=⨯=-ρδπ 2m —单个封头的质量：查标准JB/T4746-2002《钢制压力容器用封头》中表B.2 EHA 椭圆形封头质量，可知，kg m 3152=3m —充液质量： 3m =5742.6Kg4m —附件质量：人孔质量为302kg ，其他接管质量总和估100kg ，即kg m 4024=综上所述，kg m m m m m 2.95213026.547231526.284624321=++⨯+=+++= G=mg=93,4kN,每个鞍座承受的重量为46.7kN由此查JB4712.1-2007容器支座，选取轻型，焊制为A,包角为120，有垫板的鞍座。

查JB4712.1-2007得鞍座结构尺寸如下表4：鞍式支座结构尺寸单位：mm公称直径DN 允许载荷Q/kN鞍座高度h底板腹板筋板l1b11δ2δl3b2b33δ1600 275 250 1120 200 12 8 255 170 240 8垫板螺栓配置鞍座质量kg 增加100mm 高度增加的质量/kg弧长b44δ e 间距l2螺孔d螺纹孔长l1870 390 8 70 960 24 M20 40 116 12②.鞍座位置的确定通常取尺寸A 不超过0.2L 值，中国现行标准JB 4731《钢制卧式容器》规定A ≤0.2L=0.2（L+2h ），A 最大不超过0.25L.否则由于容器外伸端的作用将使支座截面处的应力过大。

故mm h L A 910)2524500(2.0)2(2.0=⨯+=+≤由于封头的抗弯刚度大于圆筒的抗变钢度，故封头对于圆筒的抗弯钢度具有局部的加强作用。

若支座靠近封头，则可充分利用罐体封头对支座处圆筒截面的加强作用。

因此，JB 4731还规定当满足A ≤0.2L 时，最好使A ≤0.5R m （2R i n m R δ+=）,即mm R nm 814221600=+=δmm R A m 40710065.05.0=⨯=≤，取A=400mm综上有：A=400mm 。

鞍座标记为：/JB T 4712.12007,-支座 F A -1600/JB T 4712.12007,-支座 S A -16002.1.6液位计选择本次设计采用磁性液位计，普通型，压力等级为2.5 MPa 。

根据实际要求，选用液位计的长度为1100mm 。

标记 HG/T 21584-95 UZ 2.5M-1100-0.4563 BF 321C 。