10立方米液氨压力容器储罐设计说明书

目录第一章工艺设计任务书***************************************储量*****************************************备的选型及轮廓尺寸***************************第二章机械设计结构设计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焊接接头设计强度校核小结课程设计任务书1．设计目的：设计目的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。

2．设计内容1）设备工艺、结构设计；2）设备强度计算与校核；3）技术条件编制；4）绘制设备总装配图；5）编制设计说明书。

3．设计工作任务及工作量的要求〔包括课程设计计算说明书（论文）、图纸、实物样品等〕：1）设计说明书：主要内容包括：封面、设计任务书、目录、设计方案的分析和拟定、各部分结构尺寸的设计计算和确定、设计总结、参考文献等；2）总装配图设计图纸应遵循国家机械制图标准和化工设备图样技术要求有关规定，图面布置要合理，结构表达要清楚、正确，图面要整洁，文字书写采用仿宋体、内容要详尽，图纸采用计算机绪论1、任务说明设计一个容积为10m3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、液氨的性质分子式：NH3 气氨相对密度（空气=1）：0．59 分子量：17．04液氨相对密度（水=1）：（25℃）液氨，又称为无水氨，是一种无色液体。

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。

液氨在工业上应用广泛，而且具有腐蚀性，且容易挥发，所以其化学事故发生率相当高。

为无色液体，有强烈刺激性气味，极易气化为气氨。

密度cm3；沸点为－℃，低于－℃可成为具有臭味的无色结晶。

液氨为第类有毒气体设计参数的确定1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WV式中：W——储存量，t ；——装载系数；V ——压力容器容积；t ——设计温度下的饱和溶液的密度，tm3 ；根据设计条件W V t =0.85 10 0.563t 4.7855t1.2 设备的选型及轮廓尺寸粗略计算内径：πD i2L 10 m34一般L D 3—6 ，取L D 3得D i 1619mm ，圆整得：D i 1600mm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3 。

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

第二章机械设计结构设计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20～50。

C ，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。

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——1.10倍，所以设计压力为, 工程压力取。

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（<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/m3 ，筒体公称直径为1600mm。

，则根据公式p静gD i可得P静0.008836MPaIII. 计算压力p c因为P静5% ，所以液柱静压力可忽略不计，则计算压力等于设P计压力。

tIV. 设计温度下材料的许用应力t为20～50 C ，假设筒体厚度为3～16mm，由《材料许用应力表》可得Q345R 的t 189MPaV.焊接接头系数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＝ 内压容器的计算厚度根据内压容器的计算厚度公式【2】：11.19mm 在6～16mm 之间，故假设是成立的。

取腐蚀裕量 C 2 2mm ， dC 2 13.2mm负偏差 C 1 0.3mm 。

d C 1 13.5mm 查《钢板厚度的常用规格表》 ， 将其圆整为 14mm ，即名义厚度n14mm 的 Q345R 钢板。

. 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：p c D it 11.16mm20.5 p c取腐蚀裕量 C 2 2mm ， n 14mm查《钢板厚度的常用规格表》 ，将其圆整为 14mm ，即名义厚度n14mm 的 Q345R 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. 管口表及连接标准p c D itp c2.233 16002 189 0.85 2.23311.19mm. 接管法兰的选择图2 接管法兰结构接管法兰标记2.1.3 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，根据HG / T 21514～21535 2005 《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MFMⅢS 35CM B 500 2.5HG / T 21518 2005人孔结构示意图人孔结构尺寸【2.1.4 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m m1 2m2 m3 m4m1 —筒体质量：m1 DL 3.14 1.6 4.5 14 10 37850 2484.，6kgm2 —单个封头的质量：查标准JB/T4746-2002《钢制压力容器用封头》中表EHA 椭圆形封头质量，可知，m2 315kgm3 —充液质量：m3=m4 —附件质量：人孔质量为302kg，其他接管质量总和估100kg，即m4 402kg综上所述，m m1 2m2 m3 m4 2846.6 2 315 5472.6 302 9521.2kgG=mg=93,4kN,每个鞍座承受的重量为由此查容器支座，选取轻型，焊制为A, 包角为120，有垫板的鞍座。

查得鞍座结构尺寸如下表4：鞍式支座结构尺寸单位：mm②. 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= (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 A 0.2(L 2h) 0.2(4500 2 25) 910mm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≤m( R m R i n2),即1600n814mm22A 0.5R m 0.5 1006 407mm，取A=400mm 综上有：A=400mm。

鞍座标记为：JB/T 4712.1 2007,支座A1600 F2.1.6 液位计选择本次设计采用磁性液位计，普通型，压力等级为MPa。

根据实际要求，选用液JB/T 4712.1 2007,支座A1600 S位计的长度为1100mm。

标记HG/T 21584-95 UZ BF 321C。

2.1.7 总体布局进料管外伸度200mm，内伸高度1500mm。

出料管外伸高度200mm，内伸高度0mm。

安全阀外伸高度200mm，内伸高度0mm。

压力表外伸高度200mm, 内伸高度0mm.出气管外伸高度200mm内, 伸高度0mm。

人孔外伸280mm，内伸0mm。

接管与接管间距450mm，接管与封头间距600mm与, 焊缝距离不小于150mm鞍, 座距封头切线400mm。

2.1.8 焊接结构设计及焊条的选择1）、壳体A，B 类焊接接头的设计该容器上的A,B类接头必须采用对接焊，不允许采用搭接焊。

对接焊易于焊透，质量容易保证，易于作无损检测，可获得最好的焊接接头质量该容器上的接管与壳体以及补强圈之间的焊接一般只能采用角接和搭接。

2）、壳体C，D类焊接接头的设计平盖，管板与圆筒非对接连接的接头，法兰与壳体，接管连接的接头，内封头与圆筒的搭接接头以及多层包扎容器层板层纵向接头，均属C类焊接接头，但已规定为A，B 类的焊接接头除外。

接管、人孔、凸缘、补强圈等与壳体连接的接头均属于D类焊接接头，但已规定为A，B 类的除外。