储罐毕业设计
基于PLC的水储罐恒压系统设计
毕业设计任务书题目基于PLC的水储罐恒压系统设计学生姓名学号班级专业电气工程及其自动化承担指导任务单位电气工程系导师姓名导师职称一、主要内容水储罐保持恒定水压的PLC控制。
二、基本要求1．保持恒定水压，水以变化的速率不断从水储罐取出。
2．变速泵用于保持充足水压的速率添加水到水储罐。
三、主要技术指标(或研究方法)1．系统设定值等于水储罐达到充满75%水位的设置。
2．过程变量由浮点型测量器提供，它提供水储罐充满程度的相同读数，可以从0到100%变化，泵速的值为输出值，允许泵从最大速度的0到100%运行。
四、应收集的资料及参考文献五、进度计划1-3周课题调研、收集、学习参考资料，查阅外文资料4-5周制定毕业设计方案，作开题报告6－9周完成电路设计，编写程序，中期答辩10－11周系统调试，撰写论文12-13周设计整体系统。
14－15周整理并撰写毕业设计论文，提交论文给指导老师16周答辩教研室主任签字时间年月日毕业设计开题报告题目基于PLC的水储罐恒压控制系统设计学生姓名学号班级专业电气工程及其自动化一、本课题的研究背景随着国民经济的飞速发展,水储罐被广泛应用于石油化工,锅炉制造等行业, 它的普遍特点是常用于高温, 高压等恶劣工况下,因此对水储罐的质量提出了更高的要求。
于是,压力试验成为水储罐生产过程中必需的质量检测环节,对水储罐质量检验起着重要作用。
水压控制正是为检验水储罐的耐压能力而设计制造的.水压实验机是一种利用油水平衡控制对水储罐进行静水压试验的机器.它一方面检查水储罐是否有渗漏现象,另一方面可以消除水储罐在成型过程中产生的残余内应力。
将水储罐充满高压水后在一定压力范围内对其进行保压,保证规定时间内水储罐全长范围内均无泄漏,它是一个多方面为一体的复杂系统,是集机械、电气、液压、传感和自动控制为一体的复杂的机、电、液一体化设备。
水储罐恒压控制系统集变频技术、电气传动技术、现代控制技术于一体。
采用该系统进行供水可以提高供水系统的稳定性和可靠性，方便地实现供水系统的集中管理与监控，同时可达到良好的节能性，提高供水效率。
储罐设计
毕 业 设 计容器施工图设计—导热油储罐完成日期 2014 年 6 月 10日院系名称： 化学工程学院 专业名称： 过程装备与控制工程 学生姓名： *** 学 号： ********** 指导教师： ** 企业指导： 马程鹤、武彦巧容器施工图设计—导热油储罐摘要导热油是用于间接传递热量的一类热稳定性较好的专用油品，属于烃类有机物，导热油具有抗热裂化和化学氧化的性能，传热效率好，散热快等特性。
钢制储罐作为重要的基础设施，广泛应用于石油化工行业，本毕业设计主要依据《钢制卧式容器》[1]进行导热油储罐的机械设计计算。
计算部分包括：设备的选材和焊接的确定、强度及稳定性的设计计算和校核、支座和法兰的选用。
最后，利用AutoCAD绘图软件绘制出满足机械强度设计计算要求的导热油储罐的设备总图。
关键词：导热油、储罐、机械设计Design of h eat transfer oil storage tankAbstractHeat transfer oil is a type of special oil product with excellent thermal stability and is widely used indirect heat transfer .It belongs to the hydrocarbon organics . Heat transfer oil has good performance of thermal cracking and chemical oxidation , high heat transfer effect and fast heat dissipation .Steel storage tank as an important infrastructure ,is widely utilized in petrochemical industry .This paper aims to do the mechanical design of heat transfer oil storage tank on the basis of “JB/T 4731-2005 Steel horizontal vessels on saddle supports ”The design includes the selection of equipment material and determination of welding , design and examination of strength and stability ,selection of support and flange .Finally , software ,general drawing for the heat transfer oil storage tank is plotted via AutoCAD.Key words: h eat transfer oil . storage tank . mechanical design目录摘要 (I)Abstract (II)第1 章前言 (5)1.1导热油的基本性质 (5)1.2 储运设备的分类 (5)1.3储存介质对储罐的影响 ..................................................... (5)第2 章导热油储罐的设计的条件工艺表 (7)2.1导热油储罐设计的条件工艺表 (7)2.2导热油储罐设计的管口表 (8)第3章导热油储罐厚度的计算 (9)3.1储罐基本尺寸和封头厚度的确定 (9)3.2圆筒厚度的计算 (10)第4章导热油储罐的应力计算 (12)4.1支座反力的计算 (12)4.2筒体弯矩的计算 (16)4.3圆筒轴向应力的计算及其校核 (17)4.4圆筒切向剪切力计算及其校核 (19)4.5鞍座处圆筒周向应力的计算及应力校核 (19)4.6鞍座应力计算及校核 (20)第5章温差、地震引起的应力计算 (22)5.1温差引起的应力计算及校核 (22)5.2由地震引起的支座轴向弯曲强度计算 (22)5.3地震引起的地脚螺栓应力 (23)第6章开孔补强及焊接简述 (25)6.1径向接管的开孔补强计算 (25)6.2非径向接管的开孔补强计算 (27)6.3焊接结构的选择 (28)6.3.1容器接头形式 (28)6.3.2焊接方法的选择 (29)参考文献 (30)致谢 (31)附录 (32)第 1 章 前言1.1导热油的基本性质本课题来自北京燕化正邦设备检测有限公司，导热油是一种可将燃料燃烧产生的热量间接传递给用热设备、本身常压、沸点较高且可以循环使用的有机介质。
15立方米液化石油气储罐设计
中北大学课程设计说明书学院：机械工程与自动化学院专业：过程装备与控制工程题目：(15) M3液化石油气储罐设计毕业设计（论文）原创性声明和使用授权说明原创性声明本人郑重承诺：所呈交的毕业设计（论文），是我个人在指导教师的指导下进行的研究工作及取得的成果。
尽我所知，除文中特别加以标注和致谢的地方外，不包含其他人或组织已经发表或公布过的研究成果，也不包含我为获得及其它教育机构的学位或学历而使用过的材料。
对本研究提供过帮助和做出过贡献的个人或集体，均已在文中作了明确的说明并表示了谢意。
作者签名：日期：指导教师签名：日期：使用授权说明本人完全了解大学关于收集、保存、使用毕业设计（论文）的规定，即：按照学校要求提交毕业设计（论文）的印刷本和电子版本；学校有权保存毕业设计（论文）的印刷本和电子版，并提供目录检索与阅览服务；学校可以采用影印、缩印、数字化或其它复制手段保存论文；在不以赢利为目的前提下，学校可以公布论文的部分或全部内容作者签名：日期：学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的研究成果。
除了文中特别加以标注引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。
对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。
本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。
作者签名：日期：年月日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。
本人授权大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。
涉密论文按学校规定处理。
作者签名：日期：年月日导师签名: 日期：年月中北大学课程设计任务书2012/2013 学年第二学期学院：机械工程与自动化学院专业：过程装备与控制工程学生姓名：学号：1002034231课程设计题目：(15) M3液化石油气储罐设计起迄日期：06月08日〜06月22日课程设计地点：_____________________ 校内_________________ 下达任务书日期：2013年06月08日课程设计任务书1.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。
完整的压力容器设计储罐液氨
设计任务书设计题目：液氨储罐设计设计任务：试设计一液氨储罐,完成主体设备的工艺设计和附属设备的选型设计;包括筒体、封头、零部件的材料的选择及结构的设计；罐的制造施工及焊接形式等；设计计算及相关校核；各设计的参考标准；附CAD图;已知工艺参数如下：最高使用温度：T=50℃；公称直径：DN=3000㎜；筒体长度不含封头：Lo=5900㎜;目录1 前言本设计是针对化工设备机械基础这门课程所安排的一次课程设计,是对这门课程的一次总结,要综合运用所学的知识并查阅相关书籍完成设计;本设计的液料为液氨,它是一种无色液体;氨作为一种重要的化工原料,应用广泛;,分子量,相对密度L,熔点℃,沸点℃,自燃点℃,蒸汽压25.7℃;蒸汽与空气分子式NH3混合物爆炸极限16～25%最易引燃浓度17%;氨在20℃水中溶解度34%,25℃时,在无水乙醇中溶解度10%,在甲醇中溶解度16%,溶于氯仿、乙醚,它是许多元素和化合物的良好溶剂;水溶液呈碱性;液态氨将侵蚀某些塑料制品,橡胶和涂层;遇热、明火,难以点燃而危险性较低; 但氨和空气混合物达到上述浓度范围遇明火会燃烧和爆炸,如有油类或其它可燃性物质存在,则危险性更高;设计基本思路：本设计综合考虑环境条件、介质的理化性质等因素,结合给定的工艺参数,机械按容器的选材、壁厚计算、强度核算、附件选择、焊缝标准的设计顺序,分别对储罐的筒体、封头、人孔接管、人孔补强、接管、管法兰、液位计、鞍座、焊接形式进行了设计和选择;设备的选择大都有相应的执行标准,设计时可以直接选用符合设计条件的标准设备零部件,也有一些设备没有相应标准,则选择合适的非标设备;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;2 设计选材及结构工艺参数的设定2.1.1设计压力根据化学化工物性数据手册查得50℃蒸汽压为,可以判断设计的容器为储存内压压力容器,按压力容器安全技术监察规程规定,盛装液化气体无保冷设施的压力容器,其设计压力应不低于液化气50℃时的饱和蒸汽压力,可取液氨容器的设计压力为 Mpa,属于中压容器;而且查得当容器上装有安全阀时,取～倍的最高工作压力作为设计压力；所以取 Mpa的压力合适;papa<6.0M≤属于中压容器5;10pM设计温度为50摄氏度,在-20～200℃条件下工作属于常温容器;2.1.2筒体的选材及结构根据液氨的物性选择罐体材料,碳钢对液氨有良好的耐蚀性腐蚀率在㎜/年以下,且又属于中压储罐,可以考虑20R和16MnR这两种钢材;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;钢板标准号为GB6654-1996;筒体结构设计为圆筒形;因为作为容器主体的圆柱形筒体,制造容易,安装内件方便,而且承压能力较好,这类容器应用最广1,5;2.1.3封头的结构及选材封头有多种形式,半球形封头就单位容积的表面积来说为最小,需要的厚度是同样直径圆筒的二分之一,从受力来看,球形封头是最理想的结构形式,但缺点是深度大,直径小时,整体冲压困难,大直径采用分瓣冲压其拼焊工作量也较大;椭圆形封头的应力情况不如半球形封头均匀,但对于标准椭圆形封头与厚度相等的筒体连接时,可以达到与筒体等强度;它吸取了蝶形封头深度浅的优点,用冲压法易于成形,制造比球形封头容易,所以选择椭圆形封头,结构由半个椭球面和一圆柱直边段组成;查椭圆形封头标准JB/T4737-95表椭圆封头标准公称直径DN 曲面高度h1 直边高度h2 内表面积Fi/m2 容积V/m3 3000 750 50封头取与筒体相同材料1,5;3 设计计算筒体壁厚计算查 压力容器材料使用手册-碳钢及合金钢得16MnR 的密度为m 3,熔点为1430℃,许用应力[]tσ列于下表：表 16MnR 许用应力钢号板厚/㎜ 在下列温度℃下的许用应力/ Mpa≤20 100 150 200 250 300 16MnR6～16170 170 170 170 156 144 16～36 163 163 163 159 147 134 36～60 157 157 157 150 138 125 >60～100153153150141128116圆筒的计算压力为 Mpa,容器筒体的纵向焊接接头和封头的拼接接头都采用双面焊或相当于双面焊的全焊透的焊接接头,取焊接接头系数为,全部无损探伤;取许用应力为163 Mpa; 壁厚：[]1.0206.121163230006.122D =-⨯⨯⨯=-=cti c p p φσδ㎜钢板厚度负偏差0.8C 1=,查材料腐蚀手册得50℃下液氨对钢板的腐蚀速率小于㎜/年,所以双面腐蚀取腐蚀裕量2C 2=㎜;所以设计厚度为：81.2212=++=C C d δδ㎜圆整后取名义厚度24㎜;3.2 封头壁厚计算标准椭圆形封头a:b=2:1封头计算公式 ：[]ctic p p 5.02D -=φσδ可见封头厚度近似等于筒体厚度,则取同样厚度;因为封头壁厚≥20㎜则标准椭圆形封头的直边高度50h 0=㎜1,4.3.3 压力试验水压试验,液体的温度不得低于5℃；试验方法：试验时容器顶部应设排气口,充液时应将容器内的空气排尽,试验过程中,应保持容器外表面的干燥;试验时压力应缓慢上升,达到规定试验压力后,保压时间一般不少于30min;然后将压力降至规定试验压力的80%,并保持足够长的时间以便对所有焊接接头和连接部位进行检查;如有渗漏,修补后重新试验;水压试验时的压力[][]Mpa pt7.216.225.125.1p T =⨯==σσ水压试验的应力校核： 水压试验时的应力()()[]()44.177124212430007.22D T T =-⨯-+⨯=+=e e i p δδσMpa水压试验时的许用应力为S T 0.9φσσ＜故筒体满足水压试验时的强度要求1;4 附件选择4.1人孔选择人孔的作用：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;人孔的结构：既有承受压力的筒节、端盖、法兰、密封垫片、紧固件等受压元件,也有安置与启闭端盖所需要的轴、销、耳、把手等非受压件;人孔类型：从是否承压来看有常压人孔和承压人孔;从人孔所用法兰类型来看,承压人孔有板式平焊法兰人孔、带颈平焊法兰人孔和带颈对焊法兰人孔,在人孔法兰与人孔盖之间的密封面,根据人孔承压的高低、介质的性质,可以采用突面、凹凸面、榫槽面或环连接面;从人孔盖的开启方式及开启后人孔盖的所处位置看,人孔又可分为回转盖人孔、垂直吊盖人孔和水平吊盖人孔三种;人孔标准HG21524-95规定PN≥时只能用带颈平焊法兰人孔或带颈对焊法兰人孔;容器上开设人孔规定当Di>1000时至少设一个人孔,压力容器上的开孔最好是圆形的,人孔公称直径最小尺寸为φ400㎜;综合考虑选择水平吊盖带颈对焊法兰人孔HG21524-95,公称压力、公称直径DN450、H1=320、RF型密封面、采用Ⅵ类20R材料、垫片采用外环材料为低碳钢、金属带为0Cr19Ni9、非金属带为柔性石墨、C型缠绕垫;标记为：人孔RFⅥW·C-1220总质量为256kg.法兰标准号为HGJ50～53-91,垫片标准号为HGJ69～72-91,法兰盖标准HGJ61～65-91材料为20R,螺柱螺母标准HGJ75-91螺柱材料40Cr螺母材料45,吊环转臂和材料Q235-A·F,垫圈标准为GB95-85材料100HV,螺母标准GB41-86,吊钩和环材料Q235-A·F,无缝钢管材料为20,支承板材料为20R2,3,5;尺寸表如下表人孔标准尺寸表密封面型式PN/MpaDN dw×s d D D1 H1 H2总质量kg突面450 480×12450 670 600 320 214 2564.2人孔补强的计算开孔补强结构：压力容器开孔补强常用的形式可分为补强圈补强、厚壁管补强、整体锻件补强三种;补强圈补强是使用最为广泛的结构形式,它具有结构简单、制造方便、原材料易解决、安全、可靠等优点;在一般用途、条件不苛刻的条件下,可采用补强圈补强形式;但必须满足规定的条件;压力容器开孔补强的计算方法有多种,为了计算方便,采用等面积补强法,即壳体截面因开孔被削弱的承载面积,必须由补强材料予以等面积的补偿;当补强材料与被削弱壳体的材料相同时,则补强面积等于削弱的面积;补强材料采用16MnR; 1、 内压容器开孔后所需的补强面积()r et f d -+=12A δδδ式中 开孔直径：6.4618.224562=⨯+=+=C d d i ㎜；强度削弱系数：壳体开孔处的计算厚度1.020=δ㎜ 接管有效厚度：2.98.212=-=-=C nt et δδ㎜则 ()38.930416313312.901.20201.206.461A =-⨯⨯⨯+⨯=㎜2 2、有效补强面积即已有的加强面积壳体开孔后,在有效补强范围内,可作为补强的截面积包括来自壳体、接管、焊缝金属、补强元件321A A A A e ++=筒体上多余金属面积：()()()()r e et e f ----=12d -B A 1δδδδδ有效补强宽度 B=2d筒体的有效厚度 2.218.224=-=e δ㎜ 所以()()()27.545163133101.202.212.9201.202.216.4611=-⨯-⨯⨯--⨯=A ㎜2人孔接管上多余的面积：()()r et r t et f C h f h 221222A -+-=δδδ外侧有效高度：43.746.461121=⨯==d h nt δ㎜内侧有效高度即实际内伸高度 02=h 接管计算厚度：[]()73.316.2113322448016.22=-⨯⨯-⨯=-=ctn i c t p d p φσδ㎜ 所以()36.66416313373.32.96.4611222=⨯-⨯⨯⨯=A ㎜2焊缝金属截面积：1441212212A 3=⨯⨯⨯=㎜2则 63.135314436.66427.545A 321=++=++=A A A e ㎜2 比较的 e A A >满足以下条件的可选用补强圈补强：刚材的标准常温抗拉强度540≤b σMpa ；补强圈厚度应小于或等于壳体壁厚的倍；壳体名义厚度38≤n δ㎜；设计压力Mpa 4<；设计温度350≤℃;可知本设计满足要求,则采用补强圈补强;所需补强圈的面积为：75.79504=-=e A A A ㎜2补强圈的结构及尺寸：为检验焊缝的紧密型,补强圈上钻M10的螺孔一个,以通入压缩空气检验焊缝质量;按照根据焊接接头分类,接管、人孔等与壳体连接的接头,补强圈与壳体连接的接头取D 类焊缝;根据补强圈焊缝要求,并查得结构图为带补强圈焊缝T 型接头,补强圈坡口取B 型查化工容器及设备简明设计手册;查标准HG 21506-92 得补强圈外径760D 0=,内径()5~3D 0+=d i 则取485㎜;计算补强圈厚度：14.184852.64615.779504=-⨯=-=i c D B A δ㎜查标准补强圈厚度取20㎜,计算的补强圈厚度也满足补强圈补强的条件; 查得对应补强圈质量为㎏3,5.4.3 进出料接管的选择材料：容器接管一般应采用无缝钢管,所以液体进料口接管材料选择无缝钢管,采用无缝钢管标准GB8163-87;材料为16MnR;结构：接管伸进设备内切成45度,可避免物料沿设备内壁流动,减少物料对壁的磨损与腐蚀;接管的壁厚要求：接管的壁厚除要考虑上述要求外,还需考虑焊接方法、焊接参数、加工条件、施焊位置等制造上的因素及运输、安装中的刚性要求;一般情况下,管壁厚不宜小于壳体壁厚的一半,否则,应采用厚壁管或整体锻件,以保证接管与壳体相焊部分厚度的匹配;不需另行补强的条件：当壳体上的开孔满足下述全部要求时,可不另行补强;①设计压力小于或等于;②两相邻开孔中心的距离应不小于两孔直径之和的2倍;③接管公称外径小于或等于89㎜;④接管最小壁厚满足以下要求;表接管最小壁厚要求接管公称直径/mm 57657689最小壁厚/mm因此热轧无缝钢管的尺寸为φ89×12㎜; 钢管理论重量为㎏/m;取接管伸出长度为150㎜;管法兰的选择：根据平焊法兰适用的压力范围较低PN<,选择突面板式平焊管法兰,标记为：HG20592-1997法兰RFA,其中D=190,管法兰材料钢号标准号:20GB711;根据欧洲体系钢制管法兰、垫片、垫片、紧固件选配表HG20614-1997选择：垫片型式为石棉橡胶板垫片尚无标准号,密封面型式为突面,密封面表面为密纹水线,紧固件型式为六角螺栓双头螺柱全螺纹螺柱;在离筒体底以上250㎜处安装容器出料管,容器内的管以弯管靠近容器底,这种方式用于卧式容器;出料口的基本尺寸以及法兰与进料口相同;进出料接管满足不另行补强的要求所以不再另行补强5;4.4液面计的设计液面计的种类很多,常用的有玻璃板液面计和玻璃板液面计;它们都是外购的标准件,只需要选用;玻璃板液面计有三种：透光式玻璃板液面计、反射式玻璃板液面计、视镜式玻璃板液面计;根据选用表选用：选用反射式玻璃板液面计,标准号HG21590-95,法兰形式及其代号C型长颈对焊突面管法兰HG20617-97,液面计型号R型公称压力,使用温度0～250℃,液面计的主题材料代号：锻钢16Mn,结构形式及其代号:普通型无代号,公称长度为1450mm,排污口结构:V排污口配螺塞;液面计标记为：液面计Ⅰ-1450V根据筒体公称直径3000㎜选择两个同样的液面计,单个质量为90㎏左右;两个液面计接口管的安装位置如装配图所画;液面计接管：无缝钢管GB8163-87热轧钢管,尺寸为φ89×12㎜4;4.5安全阀的选择安装位置：在离右封头切线处1150处安装一安全阀;由操作压力决定安全阀的公称压力,由操作温度决定安全阀的使用温度范围,所以由本设计的温度、压力、介质等基本参数可以查得标准型号A21H-40,公称通径DN 取20㎜,质量约为80㎏;与安全阀和接管连接的法兰选择突面板式平焊管法兰HG20592-1997法兰RFA,与壳体连接的接管为无缝钢管GB8163-87热轧钢管,尺寸为φ89×12㎜5;4.6排污管的选择安装位置：在离右鞍座的左侧1000mm处安装一个排污管;选择无缝钢管GB8163-87热轧钢为材料的排污管焊接在容器底部,尺寸为φ89×12㎜;管端法兰：突面板式平焊管法兰HG20592-1997法兰RFA,法兰一端连接排污阀截止阀,型号J41H-40,取公称通径为80㎜,对应质量为㎏;排污阀的结构是利用装在阀杆下面的阀盘与阀体的突缘部分相配合,一控制阀的启闭;结构较闸阀简单,制造、维修方便;可以调节流量,应用广泛5;鞍座的选择4.7.1鞍座结构和材料的选取卧式容器的支座有三种形式：鞍座、圈座、和支腿,常见的卧式容器和大型卧式储罐、换热器等多采用鞍座,它是应用得最为广泛的一种卧式容器支座;置于支座上的卧式容器,其情况和梁相似,有材料力学分析可知,梁弯曲产生的应力与支点的数目和位置有关;当尺寸和载荷一定时多支点在梁内产生的应力较小,因此支座数目似乎应该多些好;但对于大型卧式容器而言,当采用多支座时,如果各支座的水平高度有差异或地基沉陷不均匀,或壳体不直不圆等微小差异以及容器不同部位受力挠曲的相对变形不同,是支座反力难以为个支点平均分摊,导致课题应力增大,因而体现不出多制作的优点,故一般情况采用双支座;采用双支座时选取的原则如下：① 双鞍座卧式容器的受力状态可简化为受均布载荷的外伸梁,由材料力学知,当外伸长度A=时,跨度中央的弯矩与支座截面处的弯矩绝对值相等,所以一般近似取.2L 0A ≤,其中L 取两封头切线间距离,A 为鞍座中心线至封头切线间距离;② 当鞍座邻近封头时,则封头对支座处筒体有加强刚性的作用;为了充分利用这一加强效应,在满足.2L 0A ≤下应尽量使0.5R 0A ≤.此外,卧式容器由于温度或载荷变化时都会产生轴向的伸缩,因此容器两端的支座不能都固定在基础上,必须有一端能在基础上滑动,以避免产生过大的附加应力;通常的做法是将一个支座上的地脚螺栓孔做成长圆形,并且螺母不上紧,使其成为活动支座,而另一支座仍为固定支座;所以本设计就采用这种支座结构;根据设备的公称直径和容器的重量参照鞍座标准JB/T4712-1992选取鞍座结构及尺寸;鞍座的材料除加强垫板除外为Q235-A ·F,加强垫板的材料应与设备壳体材料相同为16MnR;4.7.2 容器载荷计算筒体的质量1m ：查得圆筒体理论质量为1778㎏/m,筒体长度加上封头的直边长度为6m,则W1=1778×6=10668㎏;封头的质量2m :根据封头的名义厚度查得2:1标准椭圆形封头理论质量为1901㎏;水压试验时水的质量3m ：由常用压力容器手册查得公称直径3000mm 厚24mm 的标准椭圆封头的容积为3m ,则容器容积为：4575.49.953487.832V V V 2=⨯⨯+⨯=+=π筒体封头3m水重 3m =×1000=㎏;附件的质量4m ：人孔重256kg,人孔补强重,进出料管约100kg,两个液面计共180kg,安全阀80kg,排污阀,再加上与阀门相接的接管重量,附件总质量约为750kg.所以设备总质量为.即1,3,5.4.7.3 鞍座选取标准查得公称直径为3000mm 的容器选择轻型A,120°包角、焊制、六筋、带垫板,高度为250mm 的鞍座,允许载荷Q786kN>,为使封头对鞍座处的圆筒起加强作用,可取m .5R 0A ≤,则选A=700mm;左鞍座标记为JB/T4712-1992 鞍座 A3000-F.右鞍座标记为JB/T4712-1992 鞍座 A3000-S.具体尺寸如下表：表 鞍座标准尺寸表公称直径 DN允许载荷Q/kN 鞍座高度 h 螺栓间距 l2 鞍座质量 /kg 增加100mm 高度 增加的质量/kg 3000 786 250 1940 405 344.7.4 鞍座强度校核鞍座腹板的水平分力：查得鞍座包角120°对应系数 204.0K 9=支座反力：鞍座腹板有效界面内的水平方向平拉应力：-S H 计算高度,取鞍座实际高度和3m R 两者中的较小值,mm-0b 鞍座腹板厚度,mm -r b 鞍座腹板有效宽度,取垫板宽度4b 与圆筒体的有效宽度e m R b b δ56.12+=两者中的较小值,mm-re δ鞍座垫板有效厚度,10mm则 Mpa b b re r 538.810500102505.313882204.0H F 0S s 9=⨯+⨯⨯=+=δσ 应力校核：鞍座材料Q235-A ·F 的许用应力[]Mpa sa 125=σ,则[]pa sa M 333.8332=σ []sa σσ329≤35 容器焊缝标准5.1 压力容器焊接结构设计要求焊缝分散原则；避免焊缝多条相交原则；对称质心布置原则；避开应力复杂区或应力峰值去原则；对接钢板的等厚连接原则；接头设计的开敞性原则；焊接坡口的设计原则焊缝填充金属尽量少；避免产生缺陷；焊缝坡口对称；有利于焊接防护；焊工操作方便；复合钢板的坡口应有利于减少过渡层焊缝金属的稀释率;5.2 筒体与椭圆封头的焊接接头压力容器受压部分的焊接接头分为A 、B 、C 、D 四类,查得封头与圆筒连接的环向接头采用A 类焊缝;焊接方法：采用手工电弧焊,其原理是利用电弧热量融化焊条和母材,由融化的金属结晶凝固而形成接缝,焊接材料为碳钢、低合金钢、不锈钢,应用范围广,适用短小焊缝及全位置施焊,可适用在静止、冲击和振动载荷下工作的坚固密实的焊缝焊接,这种方法灵活方便,适应性强,设备简单,维修方便,生产率低,劳动强度高; 封头与圆筒等厚采用对接焊接;平行长度任取;坡口形式为I 型坡口;根据16MnR 的抗拉强度b σ=490Mpa 和屈服点s σ=325Mpa 选择E50系列强度要求：b σ≥490Mpa ；s σ≥400Mpa 的焊条,型号为E5014.该型号的焊条是铁粉钛型药皮药皮成分：氧化钛30%,加铁粉,适用于全位置焊接,熔敷效率较高,脱渣性较好,焊缝表面光滑,焊波整齐,角焊缝略凸,能焊接一般的碳钢结构;5.3 管法兰与接管的焊接接头管法兰与接管焊接接头形式和尺寸参照标准HG20605-97,根据公称通经DN 80选择坡口宽度b=6mm,如附图中的局部放大图所示;5.4 接管与壳体的焊接接头所设的接管都是不带补强圈的插入式接管,接管插入壳体,接管与壳体间的焊接有全焊透和部分焊头两种,它们的焊接接头均属T 形或角接接头;选择HG20583-1998标准中代号为G2的接头形式,基本尺寸为︒±︒=550β；5.02+=b ；5.01±=p ；t k δ31=,且6≥k ,它适用于254～=s δ,s t δδ21≥,因为所选接管的厚度都为壳体厚度的一半,壳体的厚度为24mm,所以符合要求;选择全焊透工艺,可用于交变载荷,低温及有较大温度梯度工况;如附图中的局部放大图所示4,5;6 筒体和封头的校核计算筒体轴向应力校核6.1.1 由弯矩引起的轴向应力筒体中间处截面的弯矩：()⎥⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎢⎣⎡-+-+=L A L h L h R FL M i i m 43412142221 式中 F —鞍座反力,N ；m R —椭圆封头长轴外半径,mm ；L —两封头切线之间的距离,mm ；A —鞍座与筒体一端的距离,mm ；hi —封头短轴内半径,mm;支座处截面上的弯矩：⎥⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎢⎣⎡+-+---=L h AL h R L A FA M i i m 341211222 所以 mm N M ⋅⨯-=⎥⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎢⎣⎡⨯⨯+⨯⨯-+--⨯⨯-=4222104.15900375041590070027501524590070011700825.8313 由化工机械工程手册上卷,P11~99得K1=K2=;因为︱M1︱＞＞︱M2︱,且A ＜Rm/2=762mm,故最大轴向应力出现在跨中面,校核跨中面应力;筒体中间截面上最高点处e m R M δσ21114.3'-=所以 MPa 3-25110.31.221152414.310.02'⨯-=⨯⨯⨯-=σ 最低点处：MPa 0013.0''12=-=σσ鞍座截面处最高点处：MPa R K M e m 5242123101.92.2115240.114.3104.114.3-⨯=⨯⨯⨯⨯--=-=δσ 最低点处：MPa R K M e m 5242124101.92.2115240.114.3104.114.3-⨯-=⨯⨯⨯⨯-=⨯=δσ 由设计压力引起的轴向应力由 em p pR δσ2=所以 MPa p 6.772.212152416.2=⨯⨯=σ 轴向应力组合与校核最大轴向拉应力出现在筒体中间截面最低处所以 MPa p 6013.770013.06.77'22=+=+=σσσ 许用轴向拉压应力σt=163MPa ,而σ2＜σt 合格;最大轴向压应力出现在充满水时,在筒体中间截面最高处 MPa 0013.0'11=-=σσ 轴向许用应力：根据A 值查外压容器设计的材料温度线图得B=150MPa,取许用压缩应力σac=150MPa,︱σ1︱＜σac,合格; 6.2 筒体和封头切向应力校核筒体切向应力计算：由化工机械工程手册上卷,P11-100查得K3=,K4=;所以MPa R F K e m 085.00.2211524825.8313880.03=⨯⨯=⋅⋅=δτ 封头切向应力计算： MPa R F K e m h 039.00.2211524825.8313401.04=⨯⨯=⋅⋅=δτ 因 []h t h σστ-<5.21所以合格6;7 总结通过这次课程设计,让我对化工设备机械基础这门课有了进一步的认识;这次课设是对这门课程的一个总结,对化工机械知识的应用;设计时要有一个明确的思路,要考虑多种因素包括环境条件和介质的性质等再选择合适的设计参数,对罐体的材料和结构确定之后还要进行一系列校核计算,包括筒体、封头的应力校核,以及鞍座的载荷和应力校核;校核合格之后才能确定所选设备型符合要求;通过这次设计对我们独自解决问题的能力也有所提高;在整个过程中,我查阅了相关书籍及文献,取其相关知识要点应用到课设中,而且其中有很多相关设备选取标准可以直接选取,这样设计出来的设备更加符合要求;在设计的最后附有CAD设备图,在绘图的整个过程中,我对制图软件的操作更加熟悉;这次课设的书写中对格式的要求也很严格,在老师的指导下我们按照毕业设计的格式要求完成课设;这就为我们做毕业设计打下了基础;因为的知识有限,所做出的设计存在许多缺点和不足,请老师做出批评和指正;最后感谢老师对这次课设的评阅;参考文献1 赵军,张有忱等编. 化工设备机械基础. 第二版. 北京：化学工业出版社,2 压力容器实用技术丛书编写委员会编. 压力容器设计知识. 北京：化学工业出版社,3 刘湘秋编. 常用压力容器手册. 北京：机械工业出版社,4 董大勤编. 化工设备机械基础. 北京：化学工业出版社,20035 贺匡国. 化工容器及设备简明设计手册,第二版.6 余国琮. 化工机械工程手册,上卷. 北京：化学工业出版社7 郑晓梅编. 化工制图. 北京：化学工业出版社,8 林大军编着. 简明化工制图. 北京：化学工业出版社,。
一万立方米拱顶油罐设计说明书
根据这些特点和本次设计的要求选择固定球顶储罐。
1.3
储罐储液的损耗日益受到人们的重视，损耗不但使资源浪费，降低了储液质量，造成经济损失，而且严重污染环境，危害人们的生活质量和生存，因此就要有效控制和尽量减少储液的损耗。
China's large-scale tank is booming,vaultedtank as a simple structure, a number of tanks,and theconstruction of relatively easy and relatively inexpensive cost,Will take advantage of our tanks.Therefore, we must design and construction of its more skilled, and further research and innovation.
(3)立式圆柱形储罐按罐顶的形式又可分为固定顶储罐和浮顶储罐两种类型
1.锥顶储罐可分为子支撑锥顶和支撑锥顶两种。储罐容量一般小于1000m3。
2.拱顶储罐的罐顶是一种接近于球形形状的一部分，有加强肋拱顶容积大于10000 m3。
3.伞形顶储罐是子支撑拱顶的变种，其任何水平截面都具有规则的多边形。
4.网壳顶储罐由于带类拱顶超过10000m3以上时，罐顶单位面积用钢量增加很多。
5.按形式分类：可分为立式储罐、卧式储罐等。
6.按结构分类：可分为固定顶储罐、浮顶储罐、球形储罐等。
7.按大小分类：100m3以上为大型储罐，多为立式储罐；100m3以下的为小型储罐，多为卧式储罐。
卧式储罐设计
摘要关键词：第一章绪论1.1 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，并便携设计说明书。
1.2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，这样设计有章可循，并考虑到结构方面的要求，综合的进行设计。
1.3 设计特点：容器的设计一般由筒体,封头，法兰，支座，接管等组成。
常，低压化工设备通用零部件大都有标准，设计师可直接选用。
本设计书主要介绍了液罐的筒体，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使用标准，这样让设计有章可循，并考虑到结构方面的要求，合理的进行设计。
第二章材料及结构的选择与论证2.1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。
2.2结构选择与论证2.2.1 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。
2.2.2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。
(完整word版)液氨储蓄罐的机械设计
XX学院本科课程设计题目: 液氨储蓄罐的机械设计专业: 应用化学学院: 化学XX 学院班级: XX级XX 班姓名: XXX 学号: XXX指导教师: XXX目录一、设计条件 (3)二、设计内容 (3)1.选择符合要求的材料 (3)2.确定设计参数 (3)3.罐体壁厚设计 (4)4.封头壁厚设计 (5)5.校核水压实验强度 (5)6.应力的计算 (6)7.鞍座的设计 (8)8.人孔的设计 (9)9.人孔的补强 (10)10.接口管的设计 (11)五、课程设计收获 (12)六、设计符号说明 (12)七、参考资料 (13)液氨储罐的机械设计一、设计时间2016年10月25日-2016年12月25日二、设计条件1.工艺条件；温度40℃, 氨的饱和蒸汽压1.55MPa2.贮罐筒体为圆柱形, 封头为标准椭圆封头3.贮罐容积V（单位m3）: 204.使用地点：XX三、设计内容1.选择符合要求的材料因为液氨的腐蚀性小, 贮罐可选用一般钢材, 但由于液氨贮罐属于带压容器, 可以考虑20R和16MnR这两种钢种。
而16MnR在中温（475℃以下）及低温（-40℃以上）的机械性能优于20R, 是使用十分成熟的钢种, 质量稳定, 可使用在-40-475℃场合, 故在此选择16MnR钢板作为制造筒体和封头的材料。
2.确定设计参数(1)设计温度题目中给出设计温度取40℃。
(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℃, 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/的/倍, 取设计压力/（已知/表压）所以 /。
液氨储罐的设计范文
液氨储罐的设计范文
1.储罐材料选择
液氨是一种在常温下为无色气体，液氨储罐需要选用能够承受低温和高压的材料。
常见的材料有碳钢、不锈钢和玻璃钢。
碳钢和不锈钢都具有较好的强度和耐腐蚀性，适合储存液氨。
玻璃钢具有较高的机械强度和良好的耐腐蚀性能，但需要特别注意低温下的应力开裂。
2.结构设计
液氨储罐通常是垂直圆柱形结构，底部为圆锥形或平底设计，顶部有透气装置和液位计。
储罐壁通常采用双层结构，内层负责贮存液氨，外层起到保温作用。
内外层之间的空气隔离，可以减少换热，提高保温效果。
内壁还需喷涂耐腐蚀涂层，以防止液氨对储罐壁的腐蚀。
3.安全性能
液氨是一种具有强烈刺激性和腐蚀性的气体，因此液氨储罐设计时需要采取一系列安全措施。
首先是防火措施，储罐需要设置适当的防火墙和阻火系统。
其次是安全阀和爆破片的设置，用于防止罐内压力超过安全范围。
还需要配备泄漏探测器和报警系统，以及防爆电器设备。
4.储罐周围环境
5.附属设备
液氨储罐需要配备一些附属设备，如输送系统、冷却系统、液位监测系统等。
输送系统可以将液氨导入或排出储罐，冷却系统可以保持储罐内的液氨在适当的温度范围内，液位监测系统可以实时监测储罐内的液位情况。
总结：。
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储罐毕业设计
储罐毕业设计
储罐作为一种重要的工业设备，广泛应用于石油、化工、食品等行业中。
在毕
业设计中，储罐的设计是一个重要的课题，需要综合考虑材料选择、结构设计、安全性能等方面。
本文将从不同的角度探讨储罐毕业设计的相关问题。
一、材料选择
储罐的材料选择是设计的基础，直接关系到储罐的使用寿命和安全性能。
常见
的储罐材料包括碳钢、不锈钢、玻璃钢等。
碳钢具有良好的强度和可塑性，适
用于大多数储罐的制造。
不锈钢具有耐腐蚀性能，适用于贮存腐蚀性介质的储罐。
玻璃钢具有良好的耐腐蚀性和重量轻的特点，适用于贮存酸碱介质的储罐。
在选择材料时，需要综合考虑介质性质、操作环境、成本等因素，确保储罐的
安全可靠。
二、结构设计
储罐的结构设计是保证储罐安全性能的关键。
常见的储罐结构包括立式储罐、
卧式储罐、球形储罐等。
立式储罐适用于存储高密度液体，具有较小的占地面积；卧式储罐适用于存储低密度液体，具有较大的容积；球形储罐适用于存储
高压气体，具有良好的耐压性能。
在结构设计中，需要考虑储罐的承载能力、
稳定性、密封性等方面的要求，确保储罐在使用过程中不发生变形、泄漏等问题。
三、安全性能
储罐的安全性能是设计的核心目标。
储罐在使用过程中可能会面临着压力、温度、腐蚀等多种作用力，因此需要具备良好的抗压、耐温、耐腐蚀等性能。
在
设计过程中，需要进行强度计算、热力学分析、腐蚀风险评估等工作，确保储
罐在极端条件下仍能安全运行。
此外，还需要考虑储罐的防雷、防静电等措施，避免因外部因素引发事故。
四、附属设备
储罐的设计还需要考虑附属设备的配置。
附属设备包括液位计、温度计、压力
表等，用于监测储罐内部的状态。
此外，还需要考虑排气系统、防火系统、泄
漏报警系统等的设置，确保储罐在发生异常情况时能够及时采取措施，保证人
员和设备的安全。
综上所述，储罐的毕业设计需要综合考虑材料选择、结构设计、安全性能等多
个方面。
通过合理的设计和严格的工艺要求，可以确保储罐的安全可靠运行，
为工业生产提供保障。
在设计过程中，还需要注重实践操作和理论知识相结合，通过实地考察和实验验证，提高设计方案的可行性和可靠性。
储罐毕业设计虽
然具有一定的难度，但是通过认真学习和实践，可以积累宝贵的经验和知识，
为未来的工作打下坚实的基础。