液氨储罐安全阀计算书
安全阀计算书
安全阀计算书设备参数：蒸汽分汽缸DN273X8㎜，容积V=0.085m3，最高工作压力为1.4MPa，工作温度为105，进口管为φ108X6 。
计算过程如下：（1）.确定气体的状态条件：设Po—安全阀出口侧压力（绝压）0.103MPa （近似为0.1MPa）则P d—安全阀泄放压力（绝压）为P d=1.1Ps+0.1 =1.1×1.1Pw＋0.1=1.794MPa （GB150附录B4.2.1）当安全阀出口侧为大气时: Po/Pd=0.103/1.794=0.057而{2/(k+1)}k/(k-1)={2/(1.4+1)}1.4/(1.4-1)=0.55 （水蒸汽的绝热指数为k=1.3）∴Po/Pd＜（2/(k+1)）k/(k-1)是属于临界状态条件, 安全阀排放面积A按GB150式（B5）计算（B5）式中: C：气体特性系数,查表B1或C=520√k（2/(k+1)(k+1)/(k-1)）得出：C=347K：安全阀额定泄放系数,K=0.9倍的泄放系数(泄放系数由制造厂提供,一般为0.75);或按《容规》附件五第二节有关规定中选取. 本计算书取：K=0.675M：气体摩尔质量，水蒸汽摩尔质量M=18.2Kg/kmolZ：气体压缩系数，水蒸汽Z=0.9216T：气体绝对温度，T=273+105=378k（2）. 容器安全泄放量的计算:盛装压缩气体或水蒸汽的容器安全泄放量,按下列规定来确定a.对压缩机贮罐或水蒸汽的容器,分别取压缩机和水蒸汽发生器的最大产气量;b.气体储罐等的安全泄放量按GB150式(B1)计算Ws=2.83×10-3ρυd2㎏/h (B1)ρ：为排放压力下的气体密度㎏/m3.ρ=M/Vρ=M（分子量）×Pw’(排放绝对压力)×T标/P (V×T)空气分子量 M=18.2 标准状态理想气体摩尔体积 V=22.4排放绝对压力 Pw’=17.94㎏/㎝2大气绝对压力 P=1.03㎏/㎝2将M、Pw’、 T标、P、V、T代入上式得ρ=18.2×17.94×273/1.03×22.4×378=10.22㎏/m3υ：容器在工作压力下的进口管的气体流速m/s;根据HG/T20570.6-95中表2.0.1饱和水蒸汽管径DN ：200~100mm时，υ：35~25m/s 所以本计算书取：υ=25m/sd：进气管内径， d=92mm将上述ρ、ν、d代入式（B1）得Ws=2.83×10-3×10.22×25×922 =6120㎏/h（3）. 安全阀排放面积的计算:将上述Ws、C、K、P d、M、Z、T代入上式（B5）可计算出：A=873.3mm2根据设备工况选用全启式安全阀则：A=0.785d02=873.3mm2安全阀喉径为：d0=33.4㎜根据安全阀公称直径与喉径对照表表1 安全阀公称直径与喉径对照表∴选用公称直径DN80的全启式安全阀.。
化工设备课程设计--液氨储罐讲解
化工设备课程设计50m液氨储罐设计——3学生姓名：왕량学校：대련대학专业班级：화공101学号：10412041指导老师：진숙화时间：2013.09.06目录第一章前言 (4)1.1设计条件 (4)1.2设计依据 (4)1.3设计结构 (5)第二章材料的选择 (5)2.1筒体和封头材料 (5)2.2各零、部件材料 (5)2.3焊接材料 (5)第三章工艺设计 (6)3.1壁厚设计 (6)3.1.1 筒体壁厚设计 (6)3.1.2 封头壁厚设计 (7)3.1.3 筒体及封头的水压强度校核 (7)3.2 人孔的设计 (8)3.2.1人孔的选择 (8)3.2.2 人孔的补强 (8)3.3 接口管的设计 (10)3.3.1 接口管的选用 (10)1、液氨进料管 (10)3.3.2 接口管汇总表 (11)3.4 鞍座的设计 (11)3.4.1 鞍座的选取 (11)3.4.2 鞍座的计算 (11)3.5 SW6校核 (12)第四章自我评价 (18)符号说明 (18)参考文献 (18)化工设备课程设计任务书一、设计题目液氨储罐设计姓名：王亮二、设计参数及要求介质：液氨设计使用年限：15年建议使用材料：2、设计要求1.计算单位一律采用国际单位；2.计算过程及说明应清楚；3.所有标准件均要写明标记或代号；4.设计计算书目录要有序号、内容、页码；5.设计计算书中与装配图中的数据一致。
如果装配图中有修改，在说明书中要注明变更；6.书写工整，字迹清晰，层次分明；7.设计计算书要有封面和封底，均采用B5纸，横向装订成册；8.完成ppt汇报。
三、设计内容1.符号说明2.前言（1）设计条件；（2）设计依据；（3）设备结构形式概述。
3.材料选择（1）选择材料的原则；（2）确定各零、部件的材质；（3）确定焊接材料。
4.绘制装配图（1）按照工艺要求，绘制工艺结构草图；（2）确定支座、接管、人孔及主要零部件的轴向及环向位置，以单线图表示；（3）标注形位尺寸。
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
液氨储罐安全阀计算书
SW6-98
安全泄放装置设计计算
计算单位
校 核 条 件
中国石化集团上海工程有限公 司
爆破片 MPa
安全泄放装 ■ 安全阀 置类型 安全阀出口侧压力 po 额定泄放系数 K 超压限度 ∆p 介质类型 设计压力 p
筒体长度
□
0.1 0.65 2
MPa mm kJ/h
MPa MPa
最低标定压力 psmin 爆破片级别
A≥ Ws M 7.6 × 10 C ⋅ K '⋅ pb ⋅ ZT
−2
MPa MPa
=
mm
2
破
p d ≤ 10MPa ：
片 饱 和 蒸 汽
A≥
Ws = 5.25 K '⋅ p b
Ws 5.25 K '⋅ p b 229.2 p b − 7315 190.6 p − 6895 = b
受 热 面 积
常温下保温层材料的导热系数 λ
0.04 60
kJ/m⋅h⋅℃
保温层厚度 容器受热面积 Ar (用户输入) 泄放装置进口侧的气体温度T
mm ℃ mm ℃ K
kg/h
2
泄放压力下介质的饱和温度 t 50
1.31 112.9 17.03
Ar = 3.14Do L =
MPa
kg/kmol
介质的临界温度 Tc
安全泄放量Ws (用户输入)
40 405.5
计 算 结 果 半球形封头卧式容器 椭圆形封头卧式容器 立式容器 气体储罐 换热设备产生蒸汽 安 全 泄 放 量 Ws
Ar = 3.14Do (L + 0.3Do ) =
72.04
m
2
Ar = 3.14 Do h1 =
液化气安全阀计算
k 1 气体特性系数 2 k 1 C 520 k ( ) 348.84307 k 1 对比压力Pr= 0.2035759 气体压缩系数 对比温度 Tr= 0.7962529 查GB150图B1得Z= 0.15 由 由 Ws 55.84 K p M
Ws 0 .076 C K p d A
计算单位 规范
张家港市富瑞锅炉容器制有限公司 《压力容器安全技术监察规程》99版，附件5 GB150-1998《钢制压力容器》标准附录B 计算条件
液氨储罐安全阀计算
本计算适用于介质为易燃液化气或位于有可能发生火灾环境下工作的非易燃液化气体
储罐型式 储罐外径 储罐总长 安全阀排放系数 安全阀整定压力 安全阀排放压力 安全阀出口压力 气体绝热系数 气体的摩尔质量 气体的温度 介质临界压力 介质临界温度 系数
无绝热材料保温层
卧式
泄放压力下液化气体的气化潜热
Do L q K Ps Pd Po k M T P临 T临 F
2.64 9.928 252.7 0.6 2 2.3 0.1 1.32 17 323 11.298 405.65 1
m m kj/kg MPa MPa MPa kg/kmol K MPa K
ZT
d
A
2 k 1 po k M k po k ( ) ( ) ZT k 1 p d pd
ห้องสมุดไป่ตู้
所需安全阀最小排放面积A≥ 1845.7481 安全阀喉部直径 d1 4 A 48.477618 结论 喉部直径为d1= 32 故选用DN 50 满足 设备计算要求。 mm,的安全阀
容器受热面积
计算过程 Ar=π Do(L+0.3Do)= 88.909585
液氨储槽的安全阀计算书
液氨贮罐安全阀计算书Ws----压力容器的安全泄放量Kg/hK----排放系数全启示安全阀K=0.60~0.70Pd----安全阀的排放压力(绝压) Pd=1.1Ps+0.1,MPaPs----安全阀的整定压力,MpaPo----安全阀的出口侧压力,MpaA----安全阀最小排气截面积,mmC----气体特性系数k----气体绝热系数M----气体摩尔质量,Kg/CvT----气体的温度,KZ----气体在操作温度压力下的压缩系数ρ---- 气体密度,Kg/m3V----压力容器管口内气体的体积, m3P----介质的压力(绝压),Mpa一、本贮罐介质为液氨，工作压力为1.9Mpa，工作温度为40℃。
设计压力为2.16Mpa，设计温度为50℃。
二、容器泄放量计算：V=2m3/min=120 m3/hP=1.9Mpa(表压)≈19.3Kg/cm2(表压)=20.3 Kg/cm2(绝压)T=50+273=323Kρ=11.8MP/T=11.8*18*20.3/323=13.35 Kg/cm3Ws=Vρ=120*13.35=1602Kg/h三、安全阀排放能力计算安全阀的排放压力（绝压）Pd=1.1Ps+0.1Mpa=1.1*2.0+0.1=2.3Mpa当气体绝热系数k=1.31时,气体特性系数C=348【2/(k+1)】k/(k-1)=0.544Po/Pd=0.1/2.3=0.043<【2/(k+1)】k/(k-1)所以符合临界条件。
故安全阀最小排放面积计算如下所示：A=Ws/7.6*10-2*C*K*Pd*(M/Z*T)1/2对比温度Tr=泄放介质温度/介质临界温度=323/405.55=0.80对比压力Pr=泄放介质压力/介质临界压力=2.3/112.98=0.02可查得Z=1A=1602/7.6*10-2*348*0.6*2.3*(18/1*323)1/2=186mm2当选用DN40的安全阀(全启式)时,其喉部截面积为419mm2>186mm2此时安全阀的选用合格。
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。
液氨储罐设计
(6)安全阀接管
安全阀接管尺寸由安全阀泄放量决定。 本贮罐选用f32×2.5mm旳无缝钢管， 法兰为 HG20592 法兰 SO25-2.5 RF 16MnR。
7．设备总装配图
附有贮罐旳总装配图，技术特征表， 接管表，各零部件旳名称、规格、 尺寸、材料等见明细表。
本贮罐技术要求
1．本设备按GBl50-1998《钢制压力容器》进 行制造、试验和验收
（3）充水质量m3 m3=Vg V=V对+V筒=30.42m3, m3＝30420 Kg （4）附件质量m4
人孔约200Kg，其他接管总和按300Kg
计，m4=500Kg
设备总重量
m=m1+m2+m3+m4=6202+2750+30420+50
0=40t 使用两个鞍座,每个鞍座约承受196KN负荷，
2．焊接材料，对接焊接接头型式及尺寸可按 GB985-80中要求(设计焊接接头系数＝1.0)
3．焊接采用电弧焊，焊条型号为E4303
本贮罐技术要求
4．壳体焊缝应进行无损探伤检验， 探伤长度为100％
5．设备制造完毕后，以2.6MPa表压 进行水压试验
6．管口方位按接管表
技术特性表
名称 设计压力 工作温度 物料名称
故取p=1.1x(2.0-0.1)=2.1MPa (表压)；
Di=2600mm；[]t＝163MPa(附录6)；
＝1.O(双面对接焊100％探伤，表(4-9)
C2=2mm
dd
pDi
2 t
p
C2
dd
2.1 2600 21631.0 1.6
2.0 18.8
取Cl＝0.8mm（表4-10），圆整取dn＝20mm
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常温下保温层材料的导热系数 λ
0.04 60
kJ/m⋅h⋅℃
保温层厚度 容器受热面积 Ar (用户输入) 泄放装置进口侧的气体温度T
mm ℃ mm ℃ K
kg/h
2
泄放压力下介质的饱和温度 t 50
1.31 112.9 17.03
Ar = 3.14Do L =
MPa
kg/kmol
介质的临界温度 Tc
10MPa < p d ≤ 22MPa ：
A≥
mm
2
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2
过 程 设 备 强 度 计 算 书
SW6-98
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安全泄放装置设计计算计算单位 Nhomakorabea校 核 条 件
中国石化集团上海工程有限公 司
爆破片 MPa
安全泄放装 ■ 安全阀 置类型 安全阀出口侧压力 po 额定泄放系数 K 超压限度 ∆p 介质类型 设计压力 p
筒体长度
□
0.1 0.65 2
MPa mm kJ/h
MPa MPa
最低标定压力 psmin 爆破片级别
Ws = H / q =
易燃液化气体或位于可能发生火灾环境下工作的非易燃液化气体： 5 0.82 1． 容器无绝热保温层： W = 2.55 × 10 F ⋅ Ar = s q
0.82 2． 容器有绝热保温层： Ws = 2.61(650 − t )λAr = 106.2 δq
kg/h
位于无火灾危险环境下工作的非易燃液化气体： 5 0.82 1． 容器无绝热保温层： W = 0.3 × 2.55 × 10 F ⋅ Ar = s q 2．容器有绝热保温层： W s = 0.3 × 2.61(650 − t )λAr δq
A≥ Ws M 7.6 × 10 C ⋅ K '⋅ pb ⋅ ZT
−2
MPa MPa
=
mm
2
破
p d ≤ 10MPa ：
片 饱 和 蒸 汽
A≥
Ws = 5.25 K '⋅ p b
Ws 5.25 K '⋅ p b 229.2 p b − 7315 190.6 p − 6895 = b
0.82
=
全 国 化 工 设 备 设 计 技 术 中 心 站
1
过 程 设 备 强 度 计 算 书
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气体特性系数 气体压缩系数
2 k −1 C = 520 k = 347.9 k +1
Z = 0.955 MPa
k +1
所需要的最小排放面积 A
p d = p + ∆p = 4.26
k
po 2 k −1 ≤ pd k + 1 ：
气 安 体
A≥
Ws M 7.6 × 10 C ⋅ K ⋅ pd ⋅ ZT
−2
k k −1
= 6.075
mm
2
po 2 > pd k + 1
：
Ws 55.84 K ⋅ pd ⋅ M ZT
k +1 2/k po k k po − p k − 1 pd d
非易燃液化气体
容器类别 容器内径Di 筒体壁厚 容器保温状况 容器所处环境 容器位置
椭圆形封头的卧式容器
2.16 5000 328
3000 22
mm mm 有绝热保温 可能发生火灾的环境
输入热量 H
泄放压力下液体的汽化潜热q
kJ/kg kg/m m/s mm mm
3
泄放压力下气体密度 ρ 容器进料管内的流速 ν 进料管内直径 d 立式容器最高液位 h1 气体的绝热指数 k 介质的临界压力 Pc 气体的摩尔质量 M
设计单位： 中国石化集团上海工程有限公司
DESIGNER
设 计 Designed by 校 核 Checked by 审 核 Verified by 审 定 Approved by
日期 Date 日期 Date 日期 Date 日期 Date
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0
过 程 设 备 强 度 计 算 书
A≥
=
全
p d ≤ 10MPa ：
饱 阀 和 蒸 汽
A≥
Ws = 5.25 K ⋅ p d
229.2 p d − 7315 Ws = 5.25 K ⋅ p d 190.6 p d − 6895
10MPa < p d ≤ 22MPa ：
A≥
mm
2
制造范围下限 dlow = 爆 pb = 气 体 psmin + dlow =
过 程 设 备 强 度 计 算 书
SW6-98
软件批准号： 软件批准号：CSBTS/TC40/SC5-D01-1999
DATA SHEET OF PROCESS EQUIPMENT DESIGN
工程名 ：
PROJECT
设备位号：
ITEM
设备名称： 设备名称：
EQUIPMENT
图
号：
DWG NO。 。
安全泄放量Ws (用户输入)
40 405.5
计 算 结 果 半球形封头卧式容器 椭圆形封头卧式容器 立式容器 气体储罐 换热设备产生蒸汽 安 全 泄 放 量 Ws
Ar = 3.14Do (L + 0.3Do ) =
72.04
m
2
Ar = 3.14 Do h1 =
W s = 2.83 × 10 −3 ρvd 2 =