液氨储罐设计分析

四、封头壁厚的设计（标准椭圆形封头）
1、设计壁厚δd按(8-8)式计算： δd =
Pc Di 2 0.5 P+C2
t
2、校核罐体与封头水压试验强度 ：
=
1.6 2200 +1.0 2 170 1.0 0.5 1.6
=11.4㎜ 卧式容器为 12.4mm 考虑钢板厚度负偏差及冲压减 薄量，圆整后取δn＝14mm厚 的16MnR钢板制作封头。
三、罐体壁厚设计
（1）计算厚度δ= =
PC Di t 2 p
1.6 2200 10 .4mm 2 170 1 1.6
Pc Di t 2 σ Pc +C2
（2）设计壁厚δd =
卧式容器 C2 =2.0mm C ---腐蚀余量 ， 取C2=1.0mm 2 设计厚度为 得设计厚度 δd =12.4mm 11.4mm
式中： PT=1.25p=1.25×1.6≈2.0Mpa δe=δn-C=12-1.8=10.2mm σs=345 MPa
2.0 ( 2200 10.2) σt= 卧式容器为 2 10.2 197.43MPa =216.69Mpa
水压试验满足强度要求。
（一）、 结构，形式与尺寸
首先粗略计算支座负荷。 贮罐总质量：m=m1+m2+m3+m4 式中 m1-罐体质量； m2-封头质量； m3-液氨质量； m4-附件质量。 1、罐体质量m1 DN=2200mm， dn=14mm的筒节，每米 质量为q1=714Kg/m 故 m1=q1L=714×3.401 ＝2428(Kg) 2、封头质量m2 （查附录）质量为 q2=616Kg/m，故 m2=2q2=2×616 ＝1232 (Kg)
（二）、耳式支座的选用
利用公式
m0 g Ge 4( Ph GeSe) 3 Q 10 nD kn
=
.9 600 10000 1391 ) 13736 9.8 10000 4 (30287 3 10 65.23 1 3 3 2511
3、液氨的质量m3 M3=αVρ 式中 V-贮罐容积16.0 m3， ρ-氨的密度为665Kg／m3 m3＝0.9×16×665=9576Kg
4、附件质量m4 人孔约重200Kg，其它接管的总和 按300Kg计，故 m4=500Kg
设备总重量 m=m1+m2+m3+m4=2428+1232+9576+500=13736kg≈13.7t
设计题目
要求：容积16m3。
本储罐最高工作温度为40℃，此时氨的饱和蒸汽压1.55Mpa。
设计内容：材料，罐体的规格（内径、长度），形状（卧式、立
式），罐体厚度，封头形状及厚度，支座的选择，人孔及接管，开孔 补强，设备装配图（A2）。
本章符号说明
希腊字母 δ———罐体计算厚度, mm; δd———罐体设计厚度, mm; δn———罐体的名义厚度, mm; δe———罐体的有效厚度, mm; △———圆整值 mm λ———腐蚀速率 （mm／a） f———焊接接头系数 英文字母 a———容器的设计寿命,年; Di———贮罐内径，mm; [σ]t———钢板的许用应力 MPa P———液氨的饱和蒸汽压 MPa C1———钢板厚度负偏差, mm; C2———介质的腐蚀裕量,mm;
n
16MnR的机械加工性 能、强度和塑性指标都比 较好，综合金属的强度、 刚度、温度、抗腐蚀能力 等方面考虑，选用 16MnR制作罐体和封头。
4
Di 2
பைடு நூலகம்
取Di=2000,2200，2300经计算，Di=2200时， L=3401mm,此时Di/L最接近于0.618 所以次容器的罐身的长度L=3401mm，公 称直径Di=2200mm
3、液氨的质量m3 M3=αVρ 式中 V-贮罐容积16.0 m3， ρ-氨的密度为665Kg／m3 m3＝0.9×16×665=9576Kg
化工设备机械基础课程设计 ——液氨储罐设计
17小组
化工12-2班 化工12-3 化工12-1班 化工12-3班
课程设计说明书
• 设计目的：应用《化工设备机械基础》所学相关知识，利用化 机课程设计这一有效途径，将化学工艺专业所学相关知识有机 的结合起来，巩固并升华所学《化工设备机械基础》基本知识 和基本理论。 • 设计要求：设计时要有比较详尽的设计过程及步骤，并将其编 辑为一份内容比较规范详细的设计说明书。主要内容包括如下 几项： • 一、封面 • 二、前言 • 三、各部分的结构尺寸的确定和设计计算 • 四、设计小结 • 五、参考文献 • 与此同时，还应附有一份结构图纸一张，手绘。
一、 确定容器的材质
二、 确定罐体的形状及内径 (1)由于此容器为液氨贮存性容器，所以此 根据液氨贮罐的工作 压力、工作温度和介质的 容器选用罐身为圆筒形，两端均用标准椭 性质可知该设备为一中压 圆形封头的立式（卧式）容器。 常温设备，介质对碳钢的 （2）内径和圆筒长度L的计算 V - 2V 腐蚀作用很小。 L
<[Q]=150KN
所以选择此支座是没有问题的。
（一）、 结构，形式与尺寸
首先粗略计算支座负荷。 贮罐总质量：m=m1+m2+m3+m4 式中 m1-罐体质量； m2-封头质量； m3-液氨质量； m4-附件质量。 1、罐体质量m1 DN=2200mm， dn=14mm的筒节，每米 质量为q1=714Kg/m 故 m1=q1L=714×3.401 ＝2428(Kg) 2、封头质量m2 （查附录）质量为 q2=616Kg/m，故 m2=2q2=2×616 ＝1232 (Kg)
（3）名义厚度 δn=δ+C1+ C2+Δ 所以δn=δ+C1+C2+Δ =10.4+0.8+1.0+Δ=14mm 取C1＝0.8mm（见表8-11），圆整后取δn＝ 14mm厚的16MnR钢板制作罐体。
名义厚度不变
（4）有效厚度δe=δ+Δ=δnC1- C2 所以δe=(14.0-0.8-1.0)mm 有效厚度为 =12.2 11.2mm mm