液氯储罐 课程设计

液氯储罐  课程设计
液氯储罐  课程设计

西南科技大学城市学院课程设计说明书

设计题目:压力容器课程设计

(40m3)液氯储罐的设计

学院、系:机电工程系

专业班级:过控0901

学号:200940258

学生姓名:秦勇

指导教师:王忠

成绩:

2011年10月15日

目录

第一章.《过程设备课程设计》指导书 (2)

一.课程设计的性质、目的与任务 (2)

二.程设计的主要内容与要求 (2)

三、课程设计教学的基本要求 (2)

四、课程设计进度与时间安排 (3)

五、课程设计考核 (4)

第二章、课程设计任务书 (5)

第三章、设计计算说明书正文 (6)

3.1. 储存物料性质 (6)

3.1.1物料的物理及化学特性 (6)

3.1.2 物料储存方式 (6)

3.2. 压力容器类别的确定 (6)

3.3.液氯储罐构形的设计计算 (6)

3.3.1储罐筒体公称直径和筒体长度的设计 (6)

3.3.2封头结构型式尺寸的确定 (7)

3.3.3 物料进出口管及人孔等各种管口的布置 (7)

3.4.壳体厚度设计及其校核 (8)

3.4.1 设计温度T和设计压力P的确定 (8)

3.4.2 壳体材料的选择 (8)

3.4.3壳体A/B类焊接接头的设计 (8)

3.4.4壳体厚度设计及其校核 (8)

3.4.5封头厚度设计及其校核 (9)

3.4.6 压力试验种类和试验压力的确定 (9)

3.4.7 压力试验校核 (10)

3.4.8 卧式容器的应力校核 (10)

3.4.8.1液氯储罐的质量计算 (10)

3.4.8.2正常操作和液压试验时跨中截面处的弯矩 (12)

3.4.8.3液氯储罐的应力校核 (12)

3.5零部件设计 (13)

3.5.1 支座的设计 (13)

3.5.2 人孔的设计及补强圈的计算 (14)

3.5.2.1人孔设计 (14)

3.5.2.2补强圈计算 (14)

3.5.3接口管的设计 (16)

3.5.4. 液位计的设计 (17)

3.5.4.1 液位计选型 (17)

3.5.4.2 液位计接口设计 (17)

3.5.5法兰选择 (18)

3.5.5. C/D类焊接接头设计 (19)

第四章、参考文献 (20)

第五章、结束语 (21)

第一章.《过程设备课程设计》指导书

适用专业:过程装备与控制工程

教学周数:2周

分数:2分

一.课程设计的性质、目的与任务

按过程装备与控制工程专业教学计划要求,在学完专业核心课《过程设备设计》后,进行《过程设备课程设计》教学环节,其主要目的是使学生在学习过程设备设计的基础上,进行一次工程设计训练,培养学生解决工程实际问题的能力。

本课程设计的先修课程为:《过程装备力学基础》,《过程装备制造技术》,《工程材料》

二.程设计的主要内容与要求

本课程设计以化工生产中的单元过程设备为主,包括:塔、换热器、反应器、储罐等设备的设计。设计条件由工艺人员提供工艺条件、设备的初步选型及轮廓尺寸。

1.课程设计的主要内容

1.1设备的机械设计

1.1.1设备的结构设计

1.1.2设备的强度计算

1.2.技术条件的编制

1.2.1 总装配图技术条件

1.2.2 零部件技术条件

1.3绘制设备总装配图及零部件图

1.4编制设计说明书

2.课程设计要求

学生应交出的设计文件

2.1设计说明书一份

2.2总装配图一张(1号图纸)

三、课程设计教学的基本要求

(一)教学的基本要求

1.课程设计是一次综合应用所学知识的实际训练环节,要求学生独立完成2.课程设计实行指导教师负责制,指导教师根据本教学大纲制定课程设计

任务书、指导书;准备设计所需要的有关设计资料;安排设计进度及其答疑时间;指导学生完成设计任务。学生在教师指导下应独立、按时完成课程设计任务书所规定的全部内容和工作量;

(二)课程设计的能力培养要求

1.巩固、灵活运用本课程基础理论知识

2.通过课程设计,培养学生

(1) 国家、专业标准及规范熟悉、使用能力;

(2) 分析、综合解决实际工程问题能力;

(3) 计算机综合应用能力;

(4) 对过程装备工程概念的理解能力;

(5) 综合素质、创新意识及创新能力。

(三)课程设计的规范性要求

课程设计报告由设计说明书和设计图纸组成。

1.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,图纸采用计算机绘制。

2.设计说明书内容完整,言简意赅,书面整洁,字迹工整。

设计计算说明书文体包括:课程设计任务书、目录、摘要、正文、参考文献、附录等

说明书一般以前言开始,以下为正文,正文要分章、节。每一章要另起一页。章用1位数表示,节用2位数表示,小节用3位数,序数可用加括弧或半括弧的数字,也可用外文字母表示,两位以上的节号数字间要加点号,章节居中,序数后退2格开始。

四、课程设计进度与时间安排

五、课程设计考核

(一)每个学生交一份课程设计报告,内容包括:设计图纸(折合A1图纸)1张、设计说明书一份。

(二)对学生设计内容质疑。质疑时间,每人10分钟左右。

(三)成绩评定,依据学生在课程设计阶段的基本能力、工作能力、工作态度、设计进度;完成设计任务的独立性、创新性;设计说明书与图纸(论文)的质量及答辩情况。其中平时表现(出勤率、工作态度、完成设计任务的独立性)占10%、设计说明书占30%、图纸占40%、质疑成绩占20%四部分组成。课程设计成绩按优、良、中、及格、不及格五级划分。

(四)学生应严格遵守纪律,设计期间一般不准请假,确因特殊情况,必须请假;凡随机抽查三次不到,评定成绩降低一级;累计缺勤时间达到或超过全过程的1/5者,取消质疑资格,按“不及格”处理,不记该实践环节的学分。

第二章、课程设计任务书题目:40 3

m液氯储罐设计

第三章、设计计算说明书正文

3.1. 储存物料性质

3.1.1物料的物理及化学特性

液氯的主要组成是2Cl ,在主要温度下,其液化气饱和蒸汽压和饱和密

度见表3-1:

3.1.2 物料储存方式

本储罐的使用条件在室外,介质在储存过程中对温度没有严格要求,故本次设计可选用液氯的常温常压的储存形式。

3.2. 压力容器类别的确定

液氯是有毒液体,属于高度危害介质,结合后面,其工作压力为1.303MPa ,故液氯储罐属中压容器,根据《压力容器安全技术监察规程》,该液氯储罐为第三类容器。

3.3.液氯储罐构形的设计计算

3.3.1储罐筒体公称直径和筒体长度的设计

由设计要求知公称容积g V =403m , 假使筒体公称直径与筒体长之比为i

D L

=3.则由4π2i D L =40计算得

=2571mm. 可向上圆整i D 至=2600mm.

查表3-1,可知封头的公称直径为DN=2600mm,此时封头体积为1V =2×2.5131=5.02623m

则筒体所占容积为2V =

=?L 2i D 4

π

40-5.0262=34.97383m

计算得L=6591mm, 可取L=6600mm

则储罐实际体积为V =21V V +=2×2.5131+4

π×26.2×6.6=40.049763

m

误差分析40

40

04976.40-×100%﹦0.13%

所以可确定筒体公称直径为DN =2600 mm ,筒体长度为L=6600mm ;

3.3.2封头结构型式尺寸的确定

由上边计算知筒体公称直径DN =2600 mm ,而封头的公称直径必须与筒体的公称直径相一致,且中低压容器经常采用的封头型式是标准椭圆形封头。故根据JB /T4746-2002,可选用标准椭圆封头的公称直径DN =2600mm ,总深度H =690mm ,内表面积=7.65452mm ,容积V =2.51313m ,结合后面的计算。

其标记为:EHA 2600×14—Q345 JB/T4746—2002

图3-1椭圆形封头

3.3.3 物料进出口管及人孔等各种管口的布置

结合设计要求知

所需管口有:液氯进口管、液氯出口管、安全阀接口、液位计接口2个、空气进口管、空气出口管、人孔。

根据实际,除液位计接口外可将管口布置在筒体上方,从左到右依次为:液氯进口管、液氯出口管、安全阀接口、压力表接管口、空气进口管、空气出口管;液位计接口设在左侧 封头上

3.4.壳体厚度设计及其校核

3.4.1 设计温度T 和设计压力P 的确定

设计温度不得低于远近金属在工作状态可能达到的最高温度,由于液氯储

罐常置于室外,罐内液氯温度和压力直接受大气温度的影响,通过查阅绵阳地区一些气象资料知,该地区夏季最高气温不超过45℃,冬天最低气温一般不超过-10℃,则取其工作温度为-10~50℃

压力为w P =1.303MPa,考虑到有安全故取储罐设计温度为50℃,在50℃下,液氯的饱和蒸汽压为*P =1.303MPa,所以其工作阀,取安全阀开启压力

0.P =1.1w P =1.1×1.303=1.433MPa.设计压力P 不低于安全阀的开启压力,故取设计压力为P=1.5MPa

3.4.2 壳体材料的选择

由于纯液氯的腐蚀性小,壳体材料可选用一般钢材,但由于压力较大,使用温度又在50℃以下.根据《过程装备基础》中附录2钢板许用应力表的使用条件,应可以考虑Q245、Q345这两种钢种,如果纯粹从技术角度看,建议选用Q245的低碳钢板,Q345的钢材价格虽比Q245贵,但在制造方面,可以显著减小设备重量、降低制造成本,同时给设备的运输和安装也有很大的方便,两者相比,Q345钢板较为经济,所以在此选择Q345钢板作为制造筒体和封头材料。

3.4.3壳体A/B 类焊接接头的设计

封头与圆筒连接属A 类焊缝,采用双面对接焊焊接接头形式。接头坡

口设计形式为X 形,100%无损检测。

3.4.4壳体厚度设计及其校核

计算压力c p 包括设计压力和液柱静压力,但对于卧式容器,液柱静压力一般小于5%设计压力,故可不予考虑液柱静压力,可取计算压力c p =P =1.5MPa 。

假设筒体设计选用6~16 mm 厚度的Q345。

查《过程装备基础》附录2知,在50℃下其许用应力 ][t =170 MPa 。

计算厚度 []c

t

i

c p -2D p σδ=

式中, c p ――计算压力,MPa ;

i D ――圆筒内直径,mm ;

t ][σ――壳体材料在设计温度下的许用应力,MPa ;

φ――圆筒的焊接接头系数,φ=1.0。

故设计壳体的计算厚度 δ=

5

.117022600

5.1-??=11.52mm,上述假设成立

根据GB3531,负偏差1C =0.3mm,腐蚀裕量2C =1.5mm,厚度附加量21C C C +==1.8mm ,

故名义厚度 n δ取14mm ,有效厚度 e δ=C -n δ=12.2mm 3.4.5封头厚度设计及其校核

本设计选用标准椭圆形封头,其计算厚度公式为

封δ[]c

t

i

c 0.5p -2D p σ=

式中, c p ――计算压力,MPa ;

i D ――封头公称直径,mm ;

t ][σ――封头材料在设计温度下的许用应力,MPa ;

φ――封头的焊接接头系数,φ=1.0。

故设计封头的计算厚度 封δ=

5

.15.017022600

5.1?-??=11.50mm,上述假设成立

根据GB3531,负偏差1C =0.3mm,腐蚀裕量2C =1.5mm,厚度附加量21C C C +==1.8mm ,

故名义厚度 n δ取16mm ,有效厚度 e δ=C -n δ=14.2mm 3.4.6 压力试验种类和试验压力的确定

由于液氯属于高度危害介质,对储罐的密封性有严格要求,故压力试验除

了采用以水为试验介质的液压试验外,还要进行气压实验。取试验温度为20 ℃。

水压试验压力为t T ][]

[1.25p p σσ=

气压试验压力为t T ]

[]

[1.15p p σσ=

式中,][σ——壳体材料在试验温度下的许用应力,MPa ; t ][σ――壳体材料在设计温度下的许用应力,MPa 。

故本次水压试验压力 =T p 1.25×1.5×

170170

=1.875MPa 'T P =1.15×1.5×170

170

=1.725 MPa

3.4.7 压力试验校核

压力试验前,校核圆筒应力 [1]

s e

e i T T 0.92)(D p φσδδσ≤+=

式中 T σ――试验压力下圆筒的应力,MPa ; i D ――圆筒内直径,mm ; e δ――圆筒的有效厚度,mm ;

s σ――圆筒材料在试验温度下的屈服点,MPa ; φ――圆筒的焊接接头系数。 所以T σ=

7

.142)

7.142600(875.1?+?=166.75MPa

要求。,

T σ=7

.142)7.142600(725.1?+?=153.41 MPa

核符合要求。

3.4.8 卧式容器的应力校核

3.4.8.1液氯储罐的质量计算

筒体质量:筒体m =()(

)[]2i 2n i D -D 0.042-L 4

δπ

ρ+??

钢=7850×4

π×(6.68-2

×0.04)[2)014.06.2(+-26.2]=2969kg

封头质量:封头m = 钢ρδ???n A 2=2×7.6547×0.014×7850=1682.5kg 充液氯的质量液氯m =液氯ρ×V ×0.9=1528×40×0.9=55008kg 充水的质量 水m =V ?水ρ×0.9=1000×40×0.9=36000kg 结合后面的计算知, 支座质量:

由《课程设计指导书》表3-2知本次设计支座的总质量为支座m =2×

298=596 kg

接管质量:

液氯进口管的质量:1m =1.7×7850×(2057.0-2045.0)=12.835kg 液氯出口管的质量:2m =2.75×7.55=26.8kg 安全阀接管的质量:3m =0.17×7.55=1.3kg

压力表接管的质量:4m =0.17×7850×(2032.0-2025.0)=0.53kg 空气进口管的质量:5m =0.17×7.55=1.3kg 空气出口管的质量:6m =0.17×7.55=1.3kg

液位计接管的质量:7m =2×0.46×7850×(2025.0-2018.0)=2.2kg 接管总质量为接管m =1m +2m +3m +4m +5m +6m +7m =46.5kg 管法兰总质量:管法兰m =18.5kg

人孔质量:

由《回转盖带颈对焊法兰人孔尺寸表》本次设计人孔总质量为

人孔m =475kg

补强圈质量:

由《JB/T 4736—2002规定的补强圈尺寸系列表(部分)》知本次设计加强圈的总质量为加强圈m =55.1kg

液位计质量、预焊件、梯子平台等的质量 本次设计假设为m=50kg

故本次设计空容器的总质量为总m =5893kg ,经查太原地区的重力加速度

g=9.79m/2s

正常操作下储罐总重为F =(5893+55008) ×9.79=596221N 液压试验下储罐总重为'F =(5893+36000) ×9.79=410132.5N 3.4.8.2正常操作和液压试验时跨中截面处的弯矩

建立力学模型,把上述计算所得的质量产生的重力,简化为沿容器轴线

作用的均匀分布载荷,见图3-2

图3-2 沿容器轴线作用的均匀分布载荷

先求出A 、B 两点的支反力

2

F

F F B A ==

由次可画出对应的剪力图和弯矩图

图3-3剪力图和弯矩图

将容器重量简化为沿容器轴线作用的均布载荷,则力学模型为以受均布载荷作用的外伸梁。合理布置支座且考虑容器稳定性,取支座作用点距同侧梁端距离a=800mm 。梁总长L=6600mm 。

计算得max M =8)

4(a l F -

3.4.8.3液氯储罐的应力校核

A

在正常操作下,

其最大弯矩max M =253394m N ?

最大拉应力e

2

max e max 0.785D M 4pD δδσ+=

=84MPa,强度条件max σ<t

][σ=170 MPa 最大压应力 min σe

2

max e 0.785D M 4pD

δδ+==76MPa B

在液压试验下

其最大弯矩T M =174306.3m N ? 最大拉应力e

2

e Tmax 0.785D M 4pD

δδσT +=

=102.6MPa

2

T

0.785D M δ-

=—2.69MPa 则在正常操作下和液压试验下的应力校核均满足要求。 C

储罐稳定性校核 系数A =

e

0R 0.094

δ=0.000873。查《过程装备基础》图表14-4得, []110B cr ==σMPa 。

又稳定性条件max{ -min σ,-Tmin σ}[]cr σ≤, 故[]MPa MPa 11069.2cr min =≤=σσ符合稳定性条件。 综合上述知,本次设计的储罐应力校核合格。

3.5零部件设计

3.5.1 支座的设计

设计容器为卧式容器,采用鞍式支座。卧式容器一般采用双支座,一个固定式(F ),一个滑动式(S )。

由上述计算知在正常操作下,每个支座承受载荷Q =2

221

.596=298kN<440 kN 。

故选取支座标记为 JB /T 4712.1-2007,支座 A 2600-S

JB /T 4712.1-2007,支座 A 2600-F

3.5.2 人孔的设计及补强圈的计算

3.5.2.1人孔设计

压力容器开设检查孔的目的是为了检查压力容器在使用过程中是否产生裂纹、变形、腐蚀等缺陷以及拆装设备内部零部件。一般当设备的公称直径超过900mm 时开设人孔。

由前面知,本次设计的储罐其最高工作压力为MPa 303.1,考虑到人孔盖的直径较大、较重,结合本次设计的具体实际,并且根据现行的人孔设计标准20052153521514/-~T HG 《钢制人孔和手孔》,本次设计采用回转盖带颈对焊法兰人孔,设计储罐人孔开设在筒体右侧。

由于本次设计的介质是高度危害的,所以密封面应选择垫片容易装正,而且紧固螺栓时也不会向外挤出,密封性能还要好的密封面。又考虑到榫槽密封面的结构较为复杂,加工较为困难,更换垫片时要从榫槽中取出旧垫片比较费时,密封面上

的榫头容易破坏,而且成本较高,所以本次设计采用凹凸法兰密封面(MFM ).

为了防止法兰盖碰撞筒体,可选择B 型盖轴耳。

结合前面,可选择人孔公称压力PN=2.5MPa ,公称直径DN=600mm ,MFM 型密封面,Ⅲ型材料,其中等长双头螺柱采用35CrMoA,垫片材料采用缠绕式垫带内环型.

标记为:人孔 FMF Ⅲ s-35CM (W ·B —0222 ) B 600—2.5 HG/T21518--2005 其中垫片材料:金属带材料为0Cr18Ni9、非金属带材料为柔性石墨带、内环材料为0Cr18Ni9

标记为HG/T20610 缠绕垫 B 600—2.5 0222 3.5.2.2补强圈计算

人孔外径为480mm ,故需要补强。

由于人孔的筒节不是采用无缝钢管,故不能直接选用补强圈标准。本次设计所选用的人孔筒节的公称直径为480mm ,查《回转盖带颈对焊法兰人孔尺寸表》得S d s ?为53012?,1250H mm =。

1)圆通开孔所需的补强面积()A

由《钢板许用应力表》可知厚度为厚度mm 14的Q345在工作温度范围内的

[]MPa 170=σ。由《钢管许用应力表》可知厚度为厚度mm 12的Q345在工作温度

范围内的[]MPa 163=σ,代入强度消弱系数计算公式得9588.0170

163

==

τf 由钢管厚度负偏差mm C 3.01=腐蚀裕量厚度mm C 12= 代入接管有效厚度计算公式得mm C n et 7.103.112=-=-=δδ 根据开孔直径计算公式C S d d w 22+-=,计算得 mm d 6.606=

根据圆柱开孔所需补强面积计算公式:()τδδδf d A et -+=12 式中:开孔直径mm d 6.606= 圆筒计算厚度mm 52.11=δ 接管有效厚度mm et 7.10=δ 强度消弱系数9588.0=τf

()()22.69989588

.017.1052.11252.116.60612mm f d A et =-???+?=-+=τδδδ 2)有效补强范围内的补强面积()e A

有效补强范围的宽度B 应取d 2和()nt n d δδ++2二者中的较大值,其中

mm d 2.12132=、()mm d nt n 6.6582=++δδ,显然()nt n d d δδ++22>,所以

mm d B 2.12132==。

有效补强范围的外侧高度1h 应取nt d δ和接管实际外伸高度二者中的较小值,其中

mm mm d nt 32.85126.606=?=δ,接管实际外伸高度为

mm H H 42321=+。

显然nt d δ小于接管实际外伸高度,所以mm d h nt 32.851==δ。

有效补强范围的内侧高度2h 应取nt d δ和接管实际内伸高度二者中的较小值,其中mm mm d nt 32.85126.606=?=δ,接管实际内伸高度本次设计为mm 0,显然接管实际内伸高度小于nt d δ,所以取2h 接管实际内伸高度即mm h 02=。

根据公式()()()()τδδδδδf d B A e et e -----=121 式中:有效补强范围内的宽度mm B 2.1213= 壳体有效厚度mm C n e 2.12=-=δδ 圆筒计算厚度mm 52.11=δ 接管有效厚度mm et 7.10=δ 强度消弱系数9588.0=τf

计算壳体有效厚度减去计算厚度之外的多余面积21412mm A = 根据公式()()τδδδf C h h A et t et ---=21222

式中:有效补强范围的外侧高度mm h 32.851=

有效补强范围的内侧高度mm h 02=

接管有效厚度mm et 7.10=δ 接管计算厚度[]mm p D p c

t

i

c t 77.25

.10.11632600

5.12=-???=

-Φ=

σδ

强度消弱系数9588.0=τf

计算接管有效厚度减去计算厚度之外的多余面积222.1353mm A =

由于本次设计的储罐是存放有毒介质的,可选用D 类接头形式进行焊接,对

应的mm K n 4123

1311=?==δ,所以焊缝金属面积211316221

mm K K A =??=。

根据公式321A A A A e ++=

计算有效补强范围内的补强面积22.1781mm A e = 3)补强圈的选取

因为A A e <,所以需要另加补强,其补强面积e A A A -=4,代入具体数据得

2452172.17812.6998mm A A A e =-=-=

由于本次设计的储罐是存放有毒介质的,所以选用D 类接头形式进行焊接,因而mm D D A c 1.15634

9805217

124=-==

-δ,查表《T JB / 20024736-规定的补强圈尺寸系列》应选用的补强圈厚度为mm 16,补强材料一般与壳材料相同,故补强材料选用Q345.

补强圈标记为: dN600×16-D-Q345 JB/T4736

3.5.3接口管的设计

本次设计的液氯储罐设有以下管接口。 1. 液氯进口管

采用无缝热轧钢管mm 657?φ(管壁加厚,具有补强作用,下同),为方便液氯进入,管的一端伸入罐中并切成。45,接管外伸高度为mm 170,内伸高度为

2500mm 。

2. 液氯出口管

采用无缝热轧钢管mm 657?φ,接管外伸长度750mm ,内伸高度为0mm 。 3. 安全阀接口

采用无缝热轧钢管mm 657?φ,接管外伸高度为mm 170,内伸高度为mm 0。 4. 压力表接口

采用无缝热轧钢管205mm ??,接管外伸高度为150mm ,内伸高度为mm 0。 5. 空气进口管

采用无缝热轧钢管mm 657?φ,接管外伸高度为mm 170,内伸高度为mm 0。 6. 空气出口管

采用无缝热轧钢管mm 657?φ,接管外伸高度为mm 170,内伸高度为mm 0。 7. 排污口

采用无缝热轧钢管mm 657?φ,接管外伸长为500mm ,内伸高度mm 0。 8. 温度计口

采用无缝热轧钢管205mm ??,接管外伸高度为150mm ,内伸高度250mm 。 9. 液位计口

采用无缝热轧钢管205mm ??,接管外伸高度为150mm ,内伸高度mm 0。 10. 各接管相邻开孔中心的间距为80mm

3.5.

4. 液位计的设计

3.5.

4.1 液位计选型

采用磁性液位计

标记为:HG /T 21584-95 UZ 2.5M -2000-1.307 B H 321 B

磁性液位计的特点:1.适用范围广、安装形式多样,适合任何介质的液位、界面的测量;2.集现场指示、远传变送、报警控制开关于一体,功能齐全;3.被测介质与指示结构完全隔离,密封性能好,防泄露,不受高、低温度剧变的影响,不需多组液位计的组合,适应高压、高温、腐蚀条件下的液位测量,可靠性高;4.全过程测量无盲区,双色指示、连续直观、醒目、测量范围大,观察方向可任意改变;5.耐振动性能好,能适应液位波动大的情况下工作;6.结构简单,方便安装,维护费用低。 3.5.4.2 液位计接口设计

采用无缝热轧钢管mm 5.325?φ(管壁加厚,具有补强作用),接管外伸高度为mm 460,内伸高度为mm 0,由于储存的介质为高毒性介质,所以 法兰标记为:20592HG 法兰 5.220-WN MF mm S 5.3= 16Mn Ⅱ

表3-2 管子尺寸

3.5.5法兰选择

根据设计压力P N =1.5MPa ,查HG/T 20592-97《钢制管法兰》表4-4,选用P N 2.5MPa 带颈平焊法兰(SO ),由介质特性和使用工况,查密封面型式的选用,表3.0.2。选择密封面型式为突面(RF ),压力等级为1.0~4.0MPa ,接管法兰材料选用16MnR 。根据各接管公称通径,查表4-4得各法兰的尺寸。 法兰尺寸如表:

表4-1法兰尺寸

3.5.5. C/D类焊接接头设计

接管与壳体连接属D

C类焊缝,采用搭接焊焊接接头形式,100%无损检测,

进行磁粉检测

液氨储罐课程设计分析

课程设计任务书 课程设计任务书 1. 设计题目:液氨储罐机械设计 2. 课程设计要求及原始数据(资料): (1)、课程设计要求: ①.使用国家最新压力容器和换热器标准、规范进行设计,掌握典型过程设备设计的全过程。 ②.广泛查阅和综合分析各种文献资料,进行设计方法和设计方案的可行性研究和论证。 ③.设计计算要求设计思路清晰,计算数据准确、可靠。 ④.设计说明书可以手写,也可打印,但工程图纸要求手工绘图。 ⑤.课程设计全部工作由学生本人独立完成。 (2). 设计数据: 1

3. 工艺条件图 4. 计算及说明部分内容(设计内容): 第1章绪论: (1)液氨储罐的设计背景 (2)液氨贮罐的分类及选型; (3)主要设计参数的确定及说明。 第2章材料及结构的选择与论证 (1)材料选择与论证; (2)结构选择与论证:封头型式的确定、人孔选择、法兰型式、液面计的选择、鞍座的选择确定。 第3章工艺尺寸的确定 第4章设计计算 (1)计算筒体的壁厚; (2)计算封头的壁厚; (3)水压试验压力及其强度校核; (4)选择人孔并核算开孔补强; (5)选择鞍座并核算承载能力; (6)选择液位计; (7)选配工艺接管。 设计小结 参考文献 5.绘图部分内容: 总装配图一张(A1图纸) 2

课程设计任务书 6.设计期限:1周( 2013 年 06月 24 日~ 2013 年 07 月 05 日) 7、设计参考进程: (1)设计准备工作、选择容器的型式和材料半天 (2)设计计算筒体、封头、选择附件并核算开孔补强等一天 (3)绘制装配图二天 (4)编写计算说明书一天 (5)答辩半天 8.参考资料: (一)国家质量技术监督局,GB150-1998《钢制压力容器》,中国标准出版社,1998; (二)国家质量技术监督局,《压力容器安全技术监察规程》,中国劳动社会保障出版社,1999 (三)《金属化工设备·零部件》第四卷 (四)中华人民共和国化学工业部,中华人民共和国待业标准《钢制管法兰、垫片、紧固件》,1997 (五)《化工设备机械基础课程设计指导书》(图书馆借阅书号:TQ 05/51) (六)刁玉纬王立业,《化工设备机械基础》,大连理工大学出版社,2003年第五版; (七)李多民俞惠敏,《化工过程设备机械基础》,中国石化出版社,2007; (八)董大勤,《化工设备机械基础》,化学工业出版社,1994年第二版; (九)汤善甫朱思明,《化工设备机械基础》,华东理工大学出版社,2004年第二版; 发给学生(签名):指导教师: 年月日 (注:此任务书应附于所完成的课程设计说明书封面后) 3

液氯卧式储罐设计

目录 第1章绪论 (1) 第2章工艺设计 (4) 2.1 储罐存储量 (4) 2.2 储罐设备的选型 (4) 第3章结构设计 (7) 3.1 筒体及封头设计 (7) 3.1.1材料的选择 (7) 3.1.2 筒体壁厚设计 (7) 3.1.3 封头壁厚设计 (8) 3.2 接管的选取 (8) 3.3 法兰的选取 (9) 3.4 垫片的选取 (11) 3.5 螺栓的选取 (12) 3.6 人孔的选取 (12) 3.6.1 人孔的结构设计 (12) 3.6.2 核算开孔补强 (14) 3.7 安全阀、液位计和压力表的选取 (16) 3.8 容器支座的设计 (19) 3.8.1 支座的选择 (19) 3.8.2 鞍座位置的确定 (20) 3.9 总体布局 (21) 第4章强度计算 (24)

4.1 弯矩和剪力的计算 (24) 4.2 圆筒轴向应力计算及校核 (26) 4.2.1 圆筒轴向应力计算 (26) 4.2.2 圆筒轴向应力校核 (27) 4.3 圆筒和封头切应力计算及校核 (27) 4.4 鞍座截面处圆筒的周向应力计算及校核 (27) 第5章焊接结构设计 (32) 5.1 焊接接头设计 (32) 5.2 焊条的选择 (34) 设计心得 (34) 参考文献 (36)

第1章绪论 在固定位置使用、以介质储存为目的的容器称为储罐,如加氢站用高压氢气储罐、液化石油气储罐、战略石油储罐、天然气接收站用液化天然气储罐等; 储罐有多种分类方法,按几何形状分为卧式圆柱形储罐、立式平底筒形储罐、球形储罐;按温度划分为低温储罐(或称为低温储槽)、常温储罐(<90℃) 和高温储罐(90~250℃ );按材料可划分为非金属储罐、金属储罐和复合材料储罐;按所处的位置又可分为地面储罐、地下储罐、半地下储罐和海上储罐等。单罐容积大于1000m3 的可称为大型储罐。金属制焊接式储罐是应用最多的一种储存设备,目前国际上最大的金属储罐的容量已达到2×105m3。 储罐通常是由板、壳组合而成的焊接结构。圆柱形筒体、球形封头、椭圆形封头、碟形封头、球冠形封头、锥形封头和膨胀节所对应的壳分别是圆柱壳、球壳、椭球壳、球冠+环壳、球冠、锥壳和环形板+环壳,而平盖(或平封头)、环形板、法兰、管板等受压元件分别对应于圆平板、环形板(外半径与内半径之差大10倍的板厚)、环(外半径与内半径之差小于10倍的板厚)以及弹性基础圆平板。上述7种壳和板可以组合成各种储罐结构形式,再加上密封元件、支座、安全附件等就构成了一台完整的储罐。图1.1为一台卧式储罐的总体结构图,下面结合该图对储罐的基本组成作简单介绍。 图1.1储罐总体结构 (1) 筒体

30M液氯储罐设计

第一章 课程设计任务书 设计条件表 液氯进口管DN50;液氯出口管DN50;空气进口管DN50;空气出口管DN50;安全阀接口DN50;压力表接口DN25. 液位计接口人孔按需设置。 第二章 绪论 (一)设计任务: 综合运用所学的专业课知识,设计一个第一类压力容器中的高度危险性内压容器——液氯储罐。 (二)设计思想: 综合运用所学的专业课知识,以《课程设计指导书》为根,以《过程装备基础》为本,结合所学的专业课知识,对储罐进行设计。在设计过程中综合考虑了经济效益,适用性,安全可靠性。各项设计参数都正确参考了行业使用标准或国家标准。 第三章 材料及结构的选择与论证 (一)材料选择 纯液氯是高危害性的介质,但其腐蚀性小,贮罐可选用一般钢材,有因为使用 温度为C 。 ~4520 ,根据《课程设计指导书》中钢板的使用条件,应选用Q245R 或Q345R 。常用的有20R 和16MnR 两种。如果纯粹从技术角度看,建议选用20R 类的低碳钢板, 16MnR 钢板的价格虽比20R 贵,但在制造费用方面,同等重量设备的计价,16MnR 钢板为比较经济。所以在此选择16MnR 钢板作为制造筒体和封头材料。

(二)结构选择与论证 (1)封头的选择 从受力与制造方面分析来看,球形封头是最理想的结构形式。但缺点是深度大,冲压较为困难;椭圆封头浓度比半球形封头小得多,易于冲压成型,是目前中低压容器中应用较多的封头之一。平板封头因直径各厚度都较大,加工与焊接方面都要遇到不少困难。从钢材耗用量来年:球形封头用材最少,比椭圆开封头节约,平板封头用材最多。因此,从强度、结构和制造方面综合考虑,采用椭圆形封头最为合理。 (2)人孔的选择 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。人孔主要由筒节、法兰、盖板和手柄组成。一般人孔有两个手柄。本次设计在综合考虑公称压力、公称直径工作温度以及人孔的结构和材料等诸方面因素的情况下,选用回转盖带颈对焊法兰人孔。 (3)容器支座的选择 容器支座有鞍式支座、腿式支座、支撑式支座、耳式支座、裙式支座等,用来支撑容器的重量。鞍式支座是应用最广泛的一种卧式支座。因为本次设计的容器直径在mm 1000以上,所以选用轻型鞍座,又因为容器有热胀冷缩的位移要求,所以应选两个轻型鞍座分别为固定式和滑动式。 (4)法兰型式的选择 法兰连接主要优点是密封可靠、强度足够及应用广泛。压力容器法兰分平焊法兰与对焊法兰。平焊法兰又分为甲型与乙型两种。法兰设计优化原则:法兰设计应使各项应力分别接近材料许用应力值,即结构材料在各个方向的强度都得到较充分的发挥。在考虑到本次储存的介质为高度毒性介质,所以应选用带颈对焊法兰。 (5)液面计的选择 液面计是用以指示容器内物料液面的装置,其类型很多,大体上可分为:玻璃管液面计、透光式玻璃板液面计、反射式玻璃板式玻璃板液面计、浮标式玻璃板液面计、防霜液面计、磁性液位计等。应为本次设计要成装毒性为高度介质的容器,所以不能选用玻璃管液面计。又因为要储存的介质稍有色泽,所以不能选用透光式玻璃板液面计。本次设计的设计高度小于m 3,因而不能选用浮标式玻 璃板液面计。本次设计的工作温度为C 。 ~4520 ,所以不能用防霜液面计。综合

15立方米液氯储罐课程设计说明书

一、绪论 1、任务说明 设计一个容积为153m的液氯储罐,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SW6-2011对其进行强度校核,最后形成合理的设计方案。 Cl)的性质 2、液氯(2 分子量 70.91 黄绿色有刺激性气味的气体。密度:相对密度(水=1)1.47;相对密度(空气=1)2.48; 稳定性:稳定;危险标记:6(有毒气体); 在工业上,液氯是一种很有用的化学物质。氯可用于造纸、纺织工业的漂白;用作水和废水的消毒、杀菌剂;且可用于制造无机、有机氯化物,如:金属氯化物、氯溶剂、染料中间体、杀虫剂、合成橡胶、塑料等。但由于液氯属高毒性,是一种强烈的刺激性气体。它对人体、环境都有很强的危害,因此液氯的存储、运输都是一个值得深思的问题。 设计储存设备,首先必须满足各种给定的工艺要求,考虑存储介质的性质、容量、钢材的耗费量等等。而且液化气体必须考虑它的膨胀性和压缩性,液化气体的体积会因温度的改变而变化,所以必须严格控制储罐的充装量(指装量系数与储罐实际容积和设计温度下介质的饱和液体密度的乘积)。目前我国普遍采用常温压力贮罐一般有两种形式:球形贮罐和圆筒形贮罐。因为圆筒形贮罐加工制造安装简单,安装费用少,但金属耗量大占地面积大,所以在总贮量小于5003m,单罐容积小于1003m时选用卧式贮罐比较经济。

二、 设计参数的确定 1、设计压力为压力容器的设计载荷条件之一,其值不得低于最高工作压力,通常可取最高工作压力的1.05~1.1倍。经过查表我们取设计压力为1.62Mpa 。 2、设计温度 设计温度也是压力容器的设计载荷条件之一,指容器在正常工作情况下,设定元件的金属温度。当元件金属温度不低于0℃时,设计温度不得低于元件可能达到的最高温度;当元件金属温度低于0℃时,其值不得高于元件金属可能达到的最高温度。所以设计温度选择为50℃。 3、主要元件材料的选择 筒体材料的选择: 根据液氯的特性,查GB150-1998选择16MnR 。16MnR 是压力容器专用钢,适用范围:用于介质具有一定腐蚀性,壁厚较大(8mm ≥)的压力容器。50℃时的许用应力Mpa t 170][=σ,钢板标准GB6645。 钢管材料的选择: 根据JB/T4731,钢管的材料选用20号钢,其许用应力[]137sa MPa σ= 三、 压力容器结构设计 1、 筒体和封头 筒体的公称直径Di 有标准选择,而它的长度L 可以根据容积要求来决定。 根据公式 2 3154 Di L m =π(1+5%) 取 L/D=4 将L/D=4代入得: 1.69Di =m 。 圆整后,1700mm Di ≈ 采用标准椭圆封头,查标准JB/T4746-2002《钢制压力容器用封头》中表1,得公称直径i DN=D =1700mm ,封头深度H=450mm ,容积为0.6999 3 m 。

30立方米液氯储罐

齐齐哈尔大学 综合实践 题目:液氯储罐设计.学院:机电工程学院.专业班级:过控 142 班.学生姓名:李福洋.指导教师:王雪飞.成绩:. 2017 年 6月 15 日

目录 1综合实践任务书 (1) 2设计参数及材料的选择 0 2.1 设备的选型与轮廓尺寸 0 2.2 设计压力 0 2.3 筒体及封头材料的选择 (2) 2.4 许用应力 (3) 3结构设计 (4) 3.1筒体壁厚计算 (4) 3.2 封头设计 (4) 3.2.1 半球形封头 (4) 3.2.2 标准椭圆形封头 (5) 3.2.3 标准蝶形封头 (6) 3.2.4 圆形平板封头 (6) 3.2.5 不同形状封头比较 (7) 3.3 压力试验 (8) 3.4鞍座 (8) 3.4.1鞍座的选择 (8) 3.4.2 鞍座的位置 (10) 4 结果 (12) 5总结 (14)

学习资料收集于网络,仅供参考 综合实践任务书 学院:机电学院专业:过程装备及控制工程专业班级:过控142班 姓名:李泽锟学号: 2014111101 设计组别:A 指导教师:王雪飞 设计日期:2017年5月26日至2017年6月14日 一、设计题目 液氯储罐设计 设计条件: 二、设计任务: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、接管进行设计最后形成合理的设计方案。 1. 设计方案简介 2. 主要结构尺寸设计; 3. 绘制储罐总装配图一张,零件图一张(折合成一张A1图纸) 三、设计说明书内容 1. 封皮 2.目录 3. 设计题目及原始数据 4. 论述储罐总体结构的选择; 5主体设备设计计算及说明; 6 总结 7参考文献。

50M3液氯储罐设计

中北大学 课程设计说明书 学生姓名:学号: 学院:机械与动力工程学院 专业: 题目:(50)M3液氯储罐设计 指导教师:职称: 2014年06月16日

中北大学 课程设计任务书 2013/2014 学年第二学期 学院:机械与动力工程学院 专业: 学生姓名:学号: 课程设计题目:(50)M3液氯储罐设计 起迄日期: 课程设计地点:校内 指导教师: 基层教学组织负责人: 下达任务书日期: 2014年06月16日

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.设计内容和要求(包括原始数据、技术参数、条件、设计要求等):1.原始数据 设计条件表 序号项目数值单位备注 1 名称液氯储罐 2 用途液氯储存站 3 最高工作压力 1.466 MPa 由介质温度确定 4 工作温度-20~4 5 ℃ 5 公称容积(V g)50 M3 6 工作压力波动情况可不考虑 7 装量系数(υV) 0.9 8 工作介质液氯(高度危害) 9 使用地点室内 10 安装与地基要求 11 其它要求 管口表 接管代号公称尺寸连接尺寸标准连接面形式用途或名称 a DN65 HG20595-1997FM液氯进口管 b DN50 HG20595-1997FM安全阀接口 c DN500 HG/T21523-2005FM人孔 d DN50 HG20595-1997FM空气进口管 e DN50 HG20595-1997FM空气出口管 f DN25 HG20595-1997FM压力表接口 g DN20 HG20595-1997FM液位计接口 h DN65 HG20595-1997FM液氯出口管

70M3液氯储罐压力容器的课程设计KN

一、 绪论 1、任务说明 设计一个容积为703 m 的液氯储罐,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、液氯(2Cl )的性质 分子量 70.91 黄绿色有刺激性气味的气体。密度:相对密度(水=1)1.47;相对密度(空气=1)2.48;稳定性:稳定; 危险标记:6(有毒气体); 在工业上,液氯是一种很有用的化学物质。氯可用于造纸、纺织工业的漂白;用作水和废水的消毒、杀菌剂;且可用于制造无机、有机氯化物,如:金属氯化物、氯溶剂、染料中间体、杀虫剂、合成橡胶、塑料等。但由于液氯属高毒性,是一种强烈的刺激性气体。它对人体、环境都有很强的危害,因此液氯的存储、运输都是一个值得深思的问题。 设计储存设备,首先必须满足各种给定的工艺要求,考虑存储介质的性质、容量、钢材的耗费量等等。而且液化气体必须考虑它的膨胀性和压缩性,液化气体的体积会因温度的改变而变化,所以必须严格控制储罐的充装量(指装量系数与储罐实际容积和设计温度下介质的饱和液体密度的乘积)。在总贮量小于5003 m ,单罐容积小于1003m 时选用卧式贮罐比较经济。

二、设计参数的确定表1:设计参数表

1、 设计压力 设计压力为压力容器的设计载荷条件之一,其值不得低于最高工作压力,通常可取最高工作压力的 1.05~1.1倍。经过查 我们取设计压力为 1.1 1.4327 1.576d P MPa =?= 2、设计温度 设计温度也是压力容器的设计载荷条件之一,指容器在正常工作情况下,设定元件的金属温度。当元件金属温度不低于0℃时,设计温度不得低于元件可能达到的最高温度;当元件金属温度低于0℃时,其值不得高于元件金属可能达到的最高温度。所以设计温度选择为50℃。 3、主要元件材料的选择 筒体材料的选择: a 、 压力容器的选择: 根据液氯的特性,查GB150-1998选择16MnR 。16MnR 是压力容器专用钢,适用范围:用于介质具有一定腐蚀性,壁厚较大(8mm ≥)的压力容器。50℃时的许用应力[]170t Mpa σ=,钢板标准GB6645。 b 、钢管材料的选择: 根据JB/T4731,钢管的材料选用20钢,其许用应力[]133sa MPa σ=

卧式液氨储罐设计

液氨储罐设计说明书 前言 本说明书为《31m3液氨储罐设计说明书》。本文采用分析设计方法,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1SW6-1998对其进行强度校核,最后形成合理的设计方案。

目录 附:设计任务书 (2) 第一章绪论 (3) (一)设计任务 (3) (二)设计思想 (3) (三)设计特点 (3) 第二章材料及结构的选择与论证 (3) (一)材料选择 (3) (二)结构选择与论证 (3) 第三章设计计算 (5) (一)计算筒体的壁厚 (5) (二)计算封头的壁厚 (6) (三)水压试验及强度校核 (6) (四)选择人孔并核算开孔补强 (7) (五)核算承载能力并选择鞍座 (9) (六)选择液面计 (9) (七)选择压力计 (10) (八)选配工艺接管 (10) 第四章设计汇总 (11) 第五章结束语 (12) 第六章参考文献 (13)

第一章绪论 (一)设计任务: 针对化工厂中常见的液氨储罐,完成主体设备的工艺设计和附属设备的选型设计,绘制总装配图和零件图,并编写设计说明书。(二)设计思想: 综合运用所学的机械基础课程知识,本着认真负责的态度,对储罐进行设计。在设计过程中综合考虑了经济性,实用性,安全可靠性。各项设计参数都正确参考了行业使用标准或国家标准,这样让设计有章可循,并考虑到结构方面的要求,合理地进行设计。 (三)设计特点: 容器的设计一般由筒体、封头、法兰、支座、接口管及人孔等组成。常、低压化工设备通用零部件大都有标准,设计时可直接选用。本设计书主要介绍了液罐的的筒体、封头的设计计算,低压通用零部件的选用。 各项设计参数都正确参考了行业使用标准或国家标准,这样让设计有章可循,并考虑到结构方面的要求,合理地进行设计。 第二章材料及结构的选择与论证 (一)材料选择: 纯液氨腐蚀性小,贮罐可选用一般钢材,但由于压力较大,可以考 虑20R、16MnR这两种钢种。如果纯粹从技术角度看,建议选用20R 类的低碳钢板, 16MnR钢板的价格虽比20R贵,但在制造费用方面,同等重量设备的计价,16MnR钢板为比较经济,且16MnR机械加工性能、强度和塑性指标都比较号,所以在此选择16MnR钢板作为制造筒体和封头材料。 (二)结构选择与论证: 1.封头的选择: 从受力与制造方面分析来看,球形封头是最理想的结构形式。但缺点是深度大,冲压较为困难;椭圆封头浓度比半球形封头小得多,易于冲压成型,是目前中低压容器中应用较多的封头之一。平板封头因直径各厚度都较大,加工与焊接方面都要遇到不少困难。从钢材耗

液氯储罐课程设计---液氯储罐的设计

课程设计说明书 设计题目:压力容器课程设计 (40m3)液氯储罐的设计学院、系:机电工程系 专业班级:过控0901 学号: 学生姓名: 指导教师: 成绩: 2011年10月15日

目录 第一章.《过程设备课程设计》指导书 (2) 一.课程设计的性质、目的与任务 (2) 二.程设计的主要内容与要求 (2) 三、课程设计教学的基本要求 (2) 四、课程设计进度与时间安排 (3) 五、课程设计考核 (4) 第二章、课程设计任务书 (5) 第三章、设计计算说明书正文 (6) 3.1. 储存物料性质 (6) 3.1.1物料的物理及化学特性 (6) 3.1.2 物料储存方式 (6) 3.2. 压力容器类别的确定 (6) 3.3.液氯储罐构形的设计计算 (6) 3.3.1储罐筒体公称直径和筒体长度的设计 (6) 3.3.2封头结构型式尺寸的确定 (7) 3.3.3 物料进出口管及人孔等各种管口的布置 (7) 3.4.壳体厚度设计及其校核 (8) 3.4.1 设计温度T和设计压力P的确定 (8) 3.4.2 壳体材料的选择 (8) 3.4.3壳体A/B类焊接接头的设计 (8) 3.4.4壳体厚度设计及其校核 (8) 3.4.5封头厚度设计及其校核 (9) 3.4.6 压力试验种类和试验压力的确定 (9) 3.4.7 压力试验校核 (10) 3.4.8 卧式容器的应力校核 (10) 3.4.8.1液氯储罐的质量计算 (10) 3.4.8.2正常操作和液压试验时跨中截面处的弯矩 (12) 3.4.8.3液氯储罐的应力校核 (12) 3.5零部件设计 (13) 3.5.1 支座的设计 (13) 3.5.2 人孔的设计及补强圈的计算 (14) 3.5.2.1人孔设计 (14) 3.5.2.2补强圈计算 (14) 3.5.3接口管的设计 (16) 3.5.4. 液位计的设计 (17) 3.5.4.1 液位计选型 (17) 3.5.4.2 液位计接口设计 (17) 3.5.5法兰选择 (18) 3.5.5. C/D类焊接接头设计 (19) 第四章、参考文献 (20) 第五章、结束语 (21)

液氨储罐设计

液氨储罐设计 TPMK standardization office【 TPMK5AB- TPMK08- TPMK2C- TPMK18】

第一章绪论 1. 1设计任务 设计一液氨贮罐。工艺条件:温度为40℃,氨饱和蒸气压MPa .1,容积 55 为20m3, 使用年限15年。 1.2设计要求及成果 1. 确定容器材质; 2. 确定罐体形状及名义厚度; 3. 确定封头形状及名义厚度; 4. 确定支座,人孔及接管,以及开孔补强情况 5. 编制设计说明书以及绘制设备装配图1张(A1)。 1.3技术要求 (一)本设备按GBl50-1998《钢制压力容器》进行制造、试验和验收 (二)焊接材料,对接焊接接头型式及尺寸可按GB985-80中规定(设计焊φ) 接接头系数0.1 = (三)焊接采用电弧焊,焊条型号为E4303 (四)壳体焊缝应进行无损探伤检查,探伤长度为100%

第二章 设计参数确定 2.1 设计温度 题目中给出设计温度取40C O 2.2 设计压力 在夏季液氨储罐经太阳暴晒,随着气温的变化,储罐的操作压力也在不断变化。通过查阅资料可知包头最高气温为40.4℃,通过查表可知,在40℃ 时液氨的饱和蒸汽压(绝对压力)为1.55MPa ,密度为580kg/m3,而容器设计时必须考虑在工作情况下可能遇到的工作压力和相对应的温度两者相结合中最苛刻工作压力来确定设计压力。一般是指容器顶部最高压力与相应的设计温度一起作为设计载荷条件,其值不低于工作压力。 此液氨储罐采用安全法,依据《化工设备机械基础》若储罐采用安全法时设计压力应采用最大工作压力w P 的1.105.1-倍,取设计压力w P P 05.1=(已知 MPa P w 55.1=表压)所以 MPa P P w 6.105.1==。 2.3 腐蚀余量 查《腐蚀数据手册》16MnR 耐氨腐蚀,其y mm /1.0<λ,若设计寿命为15年,则m m 5.11.0152=?==αλC 2.4焊缝系数 该容器属中压贮存容器,技《压力容器安全技术监察规程》规定,氨属中度

液氨储罐设计

目录 第一章绪论 (2) 设计任务 (2) 设计思想 (3) 设计特点 (2) 第二章材料及结构的选择与论证 (2) 材料选择 (2) 结构选择与论证 (2) 第三章设计计算 (4) 筒体厚度设计 (4) 封头壁厚设计 (4) 水压试验及强度校核 (4) 人孔并核算开孔补强 (5) 核算承载能力并选择鞍座 (7) 液面计选择 (7) 压力表选择 (8) 接口管选择 (8) 设计小结 (9) 第四章主要参考资料 (9) 附于储罐装配图与储罐零件图于本书末

前言 本说明书为《31m3液氨储罐设计说明书》。本文采用分析设计方法,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1SW6-1998对其进行强度校核,最后形成合理的设计方案。

目录 附:设计任务书 (2) 第一章绪论 (3) (一)设计任务 (3) (二)设计思想 (3) (三)设计特点 (3) 第二章材料及结构的选择与论证 (3) (一)材料选择 (3) (二)结构选择与论证 (3) 第三章设计计算 (5) (一)计算筒体的壁厚 (5) (二)计算封头的壁厚 (6) (三)水压试验及强度校核 (6) (四)选择人孔并核算开孔补强 (7) (五)核算承载能力并选择鞍座 (9) (六)选择液面计 (9) (七)选择压力计 (10) (八)选配工艺接管 (10) 第四章设计汇总 (11) 第五章结束语 (12) 第六章参考文献 (13)

第一章绪论 (一)设计任务: 针对化工厂中常见的液氨储罐,完成主体设备的工艺设计和附属设备的选型设计,绘制总装配图和零件图,并编写设计说明书。(二)设计思想: 综合运用所学的机械基础课程知识,本着认真负责的态度,对储罐进行设计。在设计过程中综合考虑了经济性,实用性,安全可靠性。各项设计参数都正确参考了行业使用标准或国家标准,这样让设计有章可循,并考虑到结构方面的要求,合理地进行设计。 (三)设计特点: 容器的设计一般由筒体、封头、法兰、支座、接口管及人孔等组成。常、低压化工设备通用零部件大都有标准,设计时可直接选用。本设计书主要介绍了液罐的的筒体、封头的设计计算,低压通用零部件的选用。 各项设计参数都正确参考了行业使用标准或国家标准,这样让设计有章可循,并考虑到结构方面的要求,合理地进行设计。 第二章材料及结构的选择与论证 (一)材料选择: 纯液氨腐蚀性小,贮罐可选用一般钢材,但由于压力较大,可以考 虑20R、16MnR这两种钢种。如果纯粹从技术角度看,建议选用20R 类的低碳钢板, 16MnR钢板的价格虽比20R贵,但在制造费用方面,同等重量设备的计价,16MnR钢板为比较经济,且16MnR机械加工性能、强度和塑性指标都比较号,所以在此选择16MnR钢板作为制造筒体和封头材料。 (二)结构选择与论证: 1.封头的选择: 从受力与制造方面分析来看,球形封头是最理想的结构形式。但缺点是深度大,冲压较为困难;椭圆封头浓度比半球形封头小得多,易于冲压成型,是目前中低压容器中应用较多的封头之一。平板封头因直径各厚度都较大,加工与焊接方面都要遇到不少困难。从钢材耗

课程设计说明书(50M3液氯储罐设计)

1.工艺设计......................................... 错误!未定义书签。 1.1设计储量 ............................................. 错误!未定义书签。 1.2初步设计 ............................................. 错误!未定义书签。 2.机械设计......................................... 错误!未定义书签。 2.1设计条件 .............................................. 错误!未定义书签。 2.1设计原始数据 ..................................... 错误!未定义书签。 2.2.1设计温度 .......................................... 错误!未定义书签。 2.2.2设计压力 .......................................... 错误!未定义书签。 2.2结构设计 ............................................. 错误!未定义书签。 2.2.1筒体和封头结构设计....................... 错误!未定义书签。 2.2.2 人孔设计 ......................................... 错误!未定义书签。 2.2.4接管及法兰设计 .............................. 错误!未定义书签。 2.2.5补强设计 .......................................... 错误!未定义书签。 2.2.6鞍座设计 .......................................... 错误!未定义书签。 2.2.7焊接接头的设计 .............................. 错误!未定义书签。 2.2.7液位计安全阀的选用....................... 错误!未定义书签。 3.主要参考文献 ........................................ 错误!未定义书签。 4.强度校核 ................................................ 错误!未定义书签。

液氯储罐 课程设计

西南科技大学城市学院课程设计说明书 设计题目:压力容器课程设计 (40m3)液氯储罐的设计 学院、系:机电工程系 专业班级:过控0901 学号:200940258 学生姓名:秦勇 指导教师:王忠 成绩: 2011年10月15日

目录 第一章.《过程设备课程设计》指导书 (2) 一.课程设计的性质、目的与任务 (2) 二.程设计的主要内容与要求 (2) 三、课程设计教学的基本要求 (2) 四、课程设计进度与时间安排 (3) 五、课程设计考核 (4) 第二章、课程设计任务书 (5) 第三章、设计计算说明书正文 (6) 3.1. 储存物料性质 (6) 3.1.1物料的物理及化学特性 (6) 3.1.2 物料储存方式 (6) 3.2. 压力容器类别的确定 (6) 3.3.液氯储罐构形的设计计算 (6) 3.3.1储罐筒体公称直径和筒体长度的设计 (6) 3.3.2封头结构型式尺寸的确定 (7) 3.3.3 物料进出口管及人孔等各种管口的布置 (7) 3.4.壳体厚度设计及其校核 (8) 3.4.1 设计温度T和设计压力P的确定 (8) 3.4.2 壳体材料的选择 (8) 3.4.3壳体A/B类焊接接头的设计 (8) 3.4.4壳体厚度设计及其校核 (8) 3.4.5封头厚度设计及其校核 (9) 3.4.6 压力试验种类和试验压力的确定 (9) 3.4.7 压力试验校核 (10) 3.4.8 卧式容器的应力校核 (10) 3.4.8.1液氯储罐的质量计算 (10) 3.4.8.2正常操作和液压试验时跨中截面处的弯矩 (12) 3.4.8.3液氯储罐的应力校核 (12) 3.5零部件设计 (13) 3.5.1 支座的设计 (13) 3.5.2 人孔的设计及补强圈的计算 (14) 3.5.2.1人孔设计 (14) 3.5.2.2补强圈计算 (14) 3.5.3接口管的设计 (16) 3.5.4. 液位计的设计 (17) 3.5.4.1 液位计选型 (17) 3.5.4.2 液位计接口设计 (17) 3.5.5法兰选择 (18) 3.5.5. C/D类焊接接头设计 (19) 第四章、参考文献 (20) 第五章、结束语 (21)

卧式储罐设计

1.1材料选择 纯液氨腐蚀性小,贮罐可选用一般钢材,但由于压力较大,可以考虑20R、 16MnR.这两种钢种。如果纯粹从技术角度看,建议选用20R类的低碳钢板, 16MnR 钢板的价格虽比20R贵,但在制造费用方面,同等重量设备的计价,16MnR钢板为比较经济。所以在此选择16MnR钢板作为制造筒体和封头材料。 1.2结构选择与论证 1.2.1 封头的选择 从受力与制造方面分析来看,球形封头是最理想的结构形式。但缺点是深度大,冲压较为困难;椭圆封头浓度比半球形封头小得多,易于冲压成型,是目前中低压容器中应用较多的封头之一。平板封头因直径各厚度都较大,加工与焊接方面都要遇到不少困难。从钢材耗用量来年:球形封头用材最少,比椭圆开封头节约,平板封头用材最多。因此,从强度、结构和制造方面综合考虑,采用椭圆形封头最为合理。 1.2.2容器支座的选择 容器支座有鞍座,圈座和支腿三种,用来支撑容器的重量。鞍式支座是应用最广泛的一种卧式支座。从应力分析看,承受同样载且具有同样截面几何形状和尺寸的梁采用多个支承比采用两个支承优越,因为多支承在粱内产生的应力较小。所以,从理论上说卧式容器的支座数目越多越好。但在是实际上卧式容器应尽可能设计成双支座,这是因为当支点多于两个时,各支承平面的影响如容器简体的弯曲度和局部不圆度、支座的水平度、各支座基础下沉的不均匀性、容器不同部位抗局部交形的相对刚性等等,均会影响支座反力的分市。因此采用多支座不仅体现不出理论上的优越论反而会造成容器受力不均匀程度的增加,给容器的运行安全带来不利的影响。所以一台卧式容器支座一般情况不宜多于二个。圈座一般对于大直径薄壁容器和真空操作的容器。腿式支座简称支腿,因这种支座在与容器壳壁连接处会造成严重的局部应力,故只适合用于小型设备(DN≤1600,L≤≤5m)。综上考虑在此选择双个鞍式支座作为储罐的支座。 1.3法兰型式 法兰连接主要优点是密封可靠、强度足够及应用广泛。缺点是不能快速拆卸、制造成本较高。压力容器法兰分平焊法兰与对焊法兰。平焊法兰又分为甲型与乙

20M3液氯储罐设计说明书资料

20M3液氯储罐课程设计说明书 学院: 班级: 姓名: 学号: 指导老师: 完成时间:

课程设计任务书 课程设计要求及原始数据(资料) 一:课程设计要求 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 课程设计主要内容 1设备工艺设计; 2设备结构设计; 3设备强度计算与校核; 4技术条件编制; 5绘制设备总装配图; 6编制设计说明书。 学生应交出的设计文件(论文) 2总装配一张(折合A1图纸一张)

摘要 液氯: 化学名称:液态氯 分子式:Cl2,分子量:70.906 性能:液氯为黄绿色液体,沸点-34.6℃,溶点-100.98℃,在常压下即气化成气体,吸入人体能严重中毒, 有剧烈刺激作用和腐蚀性,在日光下与其它易燃气体混合时发生燃烧和爆炸,氯是很活泼的元素,可以和大多数元素(或化合物)起反应。液氯为黄绿色的油状液体,有毒,在15℃时比重为1.4256,在标准状况下,-34.6℃沸腾。在-101.5℃时凝固,如遇有水份对钢铁有强烈腐蚀性。液氯为基本化工原料,可用于冶金、纺织、造纸等工业,并且是合成盐酸、聚氯乙烯、塑料、农药的原料。用高压钢瓶包装,净重500kg、1000kg,贮于阴凉干燥通风处,防火、防晒、防热。 用途:液氯一般气化后使用,用途较为广泛,为强氧化剂,用于纺织、造纸工业的漂白,自来水的净化、消毒,镁及其它金属的炼制,制取农药、洗涤剂、塑料、橡胶、医药等各种含氯化合物。 液氯属剧毒品,应储存在阴凉、通风的库房中,专库专储。切勿与易燃物,易爆物及氨气共储或拼车运输。

液氯储罐课程设计

16M3液氯储罐课程设计说明书

课程设计任务书 16m3液氯储罐设计 课程设计要求及原始数据(资料) 一、课程设计要求: 1、按照国家压力容器设计标准、规范进行设计,掌握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: 设计条件表 课程设计主要内容:序 号 项目数值备注 1 名称液氯储罐 2 用途液氯储存站 3 最高工作压力MPa 由介质温度确定 4 工作温度℃-20~45 5 公称容积m316 6 工作压力波动情况可不考虑 7 装量系数0.9 8 工作介质液氯(高度危害) 9 使用地点邯郸市,室内

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、绘制涉笔总装配图 6、编制设计说明书 学生应交的设计文件(论文): 1、设计说明书一份 2、总装配图一张(折合A1图纸一张)

摘要 化学名称:液态氯 氯气的分子量为 70.91 ,黄绿色有刺激性气味的气体,并且为有毒气体。 在工业上,液氯是一种很有用的化学物质。氯可用于造纸、纺织工业的漂白;用作水和废水的消毒、杀菌剂;且可用于制造无机、有机氯化物,如:金属氯化物、氯溶剂、染料中间体、杀虫剂、合成橡胶、塑料等。但由于液氯属高毒性,是一种强烈的刺激性气体。它对人体、环境都有很强的危害,因此液氯的存储、运输都是一个值得深思的问题。 设计储存设备,首先必须满足各种给定的工艺要求,考虑存储介质的性质、容量、钢材的耗费量等等。而且液化气体必须考虑它的膨胀性和压缩性,液化气体的体积会因温度的改变而变化,所以必须严格控制储罐的充装量(指装量系数与储罐实际容积和设计温度下介质的饱和液体密度的乘积)。目前我国普遍采用常温压力贮罐一般有两种形式:球形贮罐和圆筒形贮罐。因为圆筒形贮罐加工制造安装简单,安装费用少,但金属耗量大占地面积大,所以在总贮量小于5003m,单罐容积小于1003m时选用卧式贮罐比较经济。 最后,根据本地地理位置和气候特征,用我们所学的《过程设备设计》课本上的知识,设计一个16m3的液氯卧式储罐。

课程设计液氨储罐设计

湖北大学化学化工学院化工设备机械基础课程设计计算说明书 课程设计题目: 液氨储罐设计 邹晓双姓名 号学 级化工122班专业年级 鲁德平指导教师 日期

目录 一、设计任务书 (1) 二、液氨储罐设计参数的确定 (2) 1、根据要求选择罐体和封头的材料 (2) (2) 确定设计温度与设计压力、2. 3、其他设计参数 (2) 三、筒体和封头壁厚的计算 (2) 1、筒体壁厚的计算 (2) 设计参数的确定 (3) 筒体壁厚的设计 (3) 刚度条件设计筒体的最小壁厚 (3) 2、罐体封头壁厚的计算 (3) 3、罐体的水压试验 (3) 液压试验压力的确定 (3) 液压试验的强度校核 . (3) 压力表的量程、水温的要求 (3)

液压试验的操作过程 (3) 4、罐体的气压试验 (4) 气压试验压力的确定 (4) 气压试验的强度校核 (4) 、气压试验的操作过程 (4) 四、罐体的开孔与补强 (4) 1、开孔补强的设计准则 (4) 2、开孔补强的计开孔、 (4) 算. 补强的有关计算参数 .......................5 、补强圈的设 计 (5) 五、选择鞍座并核算承载能力 (5) 1、支座的设计 (5) 2、鞍座的计算 (6) 3、安装位置 (6) 4、人孔的设计 (6) 5、液面计的设计 (7) 六、选配工艺接管 (7) 1、液氨进料管 (7) 2、液氨出料管 (7) 3、排污管 (7)

4、安全阀接口管 (7) 5、压力表接口管 (8) 七、设计结果一览表 (9) 八、液氨储罐装配图(见附图)............................... 一、设计任务书 试设计一液氨储罐,其公称容积、储罐内径、罐体(不包括封头)长度见下表。使用地点:家乡--湖北省十堰市竹溪县。 技术特性表 公称容积(立方25 公称直径(DN)

液氨储罐设计

液氨储罐设计 文档编制序号:[KK8UY-LL9IO69-TTO6M3-MTOL89-FTT688]

第一章绪论 1. 1设计任务 设计一液氨贮罐。工艺条件:温度为40℃,氨饱和蒸气压MPa .1, 55 容积为20m3, 使用年限15年。 设计要求及成果 1. 确定容器材质; 2. 确定罐体形状及名义厚度; 3. 确定封头形状及名义厚度; 4. 确定支座,人孔及接管,以及开孔补强情况 5. 编制设计说明书以及绘制设备装配图1张(A1)。 技术要求 (一)本设备按GBl50-1998《钢制压力容器》进行制造、试验和验收 (二)焊接材料,对接焊接接头型式及尺寸可按GB985-80中规定(设计焊接接头系数0.1 φ) = (三)焊接采用电弧焊,焊条型号为E4303 (四)壳体焊缝应进行无损探伤检查,探伤长度为100%

第二章 设计参数确定 设计温度 题目中给出设计温度取40C O 设计压力 在夏季液氨储罐经太阳暴晒,随着气温的变化,储罐的操作压力也在不断变化。通过查阅资料可知包头最高气温为℃,通过查表可知,在40℃ 时液氨的饱和蒸汽压(绝对压力)为,密度为580kg/m3,而容器设计时必须考虑在工作情况下可能遇到的工作压力和相对应的温度两者相结合中最苛刻工作压力来确定设计压力。一般是指容器顶部最高压力与相应的设计温度一起作为设计载荷条件,其值不低于工作压力。 此液氨储罐采用安全法,依据《化工设备机械基础》若储罐采用安全法时设计压力应采用最大工作压力w P 的1.105.1-倍,取设计压力 w P P 05.1=(已知MPa P w 55.1=表压)所以 MPa P P w 6.105.1==。 腐蚀余量 查《腐蚀数据手册》16MnR 耐氨腐蚀,其y mm /1.0<λ,若设计寿命为15年,则m m 5.11.0152=?==αλC 焊缝系数

15CM液氯储罐课程设计

目录 一、设计概述和液氯特性 (3) 1.1 任务说明 1.2 液氯(CL2)的性质 1.3 液氯工业用途 1.4 设计基本思路 二、设计参数的确定 (5) 2.1 设计压力 2.2 设计温度 2.3 液氯设计温度下对应参数 三、主要元件材料的选择 (7) 3.1 筒体材料的选择: 3.2 钢管材料的选择: 3.3 压力容器类别确定 四、工艺计算 (9) 4.2 确定筒体厚度、封头厚度 4.1 储罐筒体公称直径,筒体长度以及椭圆封头结构型式尺寸的确 五、压力容器结构设计 (11) 5.1 接管管口及其法兰设计 5.2 补强圈设计 5.3垫片、螺栓等的设计 5.4 支座选型 5.6 焊接接头设计

5.7水压试验 六、压力容器校核 (26) 6.1 筒体校核 6.2 左封头校核 6.3 右封头校核 6.4 鞍座校核 6.5 补强校核 七、制造要求 (40) 7.1 无损检测要求 7.2结论 7.3 参考文献

一、 设计概述和液氯特性 1.1 任务说明 设计一个容积为153 m 的液氯储罐,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。 1.2 液氯(CL 2)的性质 分子量 70.91,黄绿色有刺激性气味的气体。密度:相对密度(水=1)1.307;相对密度(空气=1)2.48; 稳定性:稳定; 危险标记:6(有毒气体); 在工业上,液氯是一种很有用的化学物质。氯可用于造纸、纺织工业的漂白;用作水和废水的消毒、杀菌剂;且可用于制造无机、有机氯化物,如:金属氯化物、氯溶剂、染料中间体、杀虫剂、合成橡胶、塑料等。但由于液氯属高毒性,是一种强烈的刺激性气体。它对人体、环境都有很强的危害,因此液氯的存储、运输都是一个值得深思的问题。 设计储存设备,首先必须满足各种给定的工艺要求,考虑存储介质的性质、容量、钢材的耗费量等等。而且液化气体必须考虑它的膨胀性和压缩性,液化气体的体积会因温度的改变而变化,所以必须严格控制储罐的充装量(指装量系数与储罐实际容积和设计温度下介质的饱和液体密度的乘积)。目前我国普遍采用常温压力贮罐一般有两种形式:球形贮罐和圆筒形贮罐。因为圆筒形贮罐加工制造安装简单,安装费用少, 但金属耗量大占地面积大, 所以在总贮量小于5003 m ,单罐容积小于1003 m 时选用卧式贮罐比较经济。 1.3 液氯工业用途 用 途:氯可用于造纸、纺织工业的漂白;用作水和废水的消毒、杀菌剂;且可用于制造无机、有机氯化物,如:金属氯化物、氯溶剂、染料中间体、杀虫剂、合成橡胶、塑料等。 杀菌、消毒、漂白与制浆,是化工、医药、塑料、橡胶、纺织、造纸等工业的重要原料。 广泛用于金属冶金、漂白制浆、制造有机、无机氯化物、塑料、增塑剂、合成橡胶、合成纤维、农药、医药品、制冷剂、合成甘油等。