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
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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。

2）掌握查阅、综合分析文献资料的能力，进行设计方法和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
课程设计任务书
课程设计任务书
4.主要参考文献：
[1]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
[2]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
[3]全国化工设备设计技术中心站，《化工设备图样技术要求》，2000, 11
[4]郑津洋、董其伍、桑芝富，《过程设备设计》，化学工业出版社，2001
[5]黄振仁、魏新利，《过程装备成套技术设计指南》，化学工业出版社，2002
[6]国家医药管理局上海医药设计院，《化工工艺设计手册》，化学工业出版社，1996
[7]蔡纪宁主编，《化工设备机械基础课程设计指导书》，化学工业出版社，2003年
5.设计成果形式及要求：
1）完成课程设计说明书一份；
2）草图一张（A1图纸一张）
3）总装配图一张（A1图纸一张）；
6.工作计划及进度：
2013年06月08日：布置任务、查阅资料并确定设计方法和步骤
06 月09、13、14、15日：机械设计计算（强度计算与校核）及技术条件编制
06月16日〜06月19日：设计图纸绘制（草图和装配图）
06月20日〜06月21日：撰写设计说明书
06月22日：答辩及成绩评定
系主任审查意见：
签字：
年月日
第一章储罐设计介绍及介质特性
1、液化石油气储罐介绍
液化石油气储罐是盛放液化石油气的常用设备，常用储罐一般有两种形式：球形储罐和圆筒形储罐。

球形贮罐和圆
筒形贮罐相比：前者具有投资少，金属耗量少，占地面积少等优点，但加工制造及安装复杂，焊接工作量大，故安装费用
较高。

一般贮存总量大于500m3或单罐容积大于200m3时选用球形贮罐比较经济；而圆筒形贮罐具有加工制造安装简单，安装费用少等优点，但金属耗量大占地面积大，所以在总贮量小于500m 3,单罐容积小于100m 3时选用卧式贮罐比较经济。

圆筒形贮罐按安装方式可分为卧式和立式两种。

在一般中、小型液化石油气站内大多选用卧式圆筒形
贮罐，只有某些特殊情况下（站内地方受限制等）才选用立式。

本文主要进行卧式圆筒形贮罐的设计。

2、液化石油气的发展及应用
随着石油化学工业的发展，液化石油气作为一种化工基本原料和新型燃料，已愈来愈受到人们的重视。

在化工生产方面，液化石油气经过分离得到乙烯、丙烯、丁烯、丁二烯等，用来生产合塑料、合成橡胶、合成纤维及生产医药、炸药、染料等产品。

用液化石油气作燃料，由于其热值高、无烟尘、无炭渣，操作使用方便，已广泛地进入人们的生活领域。

止匕外，液化石油气还用于切割金属，用于农产品的烘烤和工业窑炉的焙烧等。

液化石油气具有污染少、发热量高、易于运输、压力稳定、储存设备简单、供应方式灵活等特点，所以被广泛用作工业、商业和民用燃料。

但液化石油气中含有危害污染物质较多对人体、环境都有很大的伤害，所以对液化石油气储罐的要求也很严格。

因而，提高液化石油气储罐的技术水平对安全储备液化石油气具有重要意义。

3、液化石油气的组成及物理特性
常温下对天然石油气或石油炼制过程中产生的石油气施加压力，使其以液体状态存在时称液化石油气。

液化石油气是以丙烷、丁烷为主要成分的多组分有机混合物，具组成部分由于石油产地的不同，各地石油气组成成分也不同。

取其大致比例如下：
表1
表2各温度下各组分的饱和蒸气压力
液化石油气常温常压下呈气体状态，适当提高压力或降低温度即可转变为液体，体积将缩小200倍~300倍。

气态液化石油气比空气重且易燃易爆，比重是空气的1.5倍，爆炸极限仅为2%为方便运输、储存和分配，通常采用常温常压以保持体积较小的液化状态，所以液化石油储罐为压力容器。

液化石油气液体的密度以单位体积的质量表示，即kg/m3.它随着温度和压力的不同而发生变化。

因此，在表示液化石油气气体的密度时，必须规定温度和压力的条件。

它的密度受温度影响较大，温度上升密度变小，同时体积膨胀。

由于液体压缩性很小，因此压力对密度的影响也很小，可以忽略不计。

4、储罐的设计问题以及设计难点
液化石油气作为一种化工基本原料和新型燃料，已愈来愈受到大家的重视。

由于该气体具有易燃易爆的特点，因此在设计这种储罐时，要注意与一般气体储罐的不同点，尤其要注意安全问题，还要注意在制造、安装方面的特点。

储罐主要有筒体、封头、人孔、支座以及各种接管组成。

储罐上设有液相管、液相回液管、气相管、排污管以及安全阀、压力表、温度计、液面计等。

所以对液化石油气的储罐要求也很严格。

卧式液化石油气贮罐也是一个储存压力容器，也应按
GB150《钢制压力容器》进行制造、试验和验收；并接受劳动部颁发《压力容器安全技术监察规程》（简称容规）的监督。

本文主要讨论卧式圆筒形液化石油气贮罐的设计。

在设计过程中，采用整体设计确定卧式液化石油气储罐的主要尺寸，同时要采用有效措施提高储罐的耐腐性和耐热性，并且要防止介质的泄漏。

设计时，要注意安全与防火，还要注意在制造、安装等方面的特点。

有效提高液化石油气储罐的技术水平对安全储备液化石油气具有重要意义。

第二章储罐设计参数的确定
1、设计温度
根据本设计工艺要求，使用地点为太原市的室外，用途为液化石油气储配站工作温度为-20-48 C,介质为易燃易爆的气体。

从表中我们可以明显看出,温度从50c降到-25 C时，各种成分的饱和蒸气压力下降的很厉害，可以推断，在低温X启杰下，由饱和蒸气压力引起的应力水平不会很高。

由上述条件选择危险温度为设计温度。

为保证正常工作，对设计温度留一定的富裕量。

所以，取最高设计温度t=50C,最低设计温度t=-25C o根据储罐所处环境，最高温度为危险温度，所以选t=50C为设计温度。

2、设计压力
该储罐用于液化石油气储配供气站，因此属于常温压力储存。

工作压力为相应温度下的饱和蒸气压。

因此，不需要设保温层。

根据道尔顿分压定律，我们不难计算出各种温度下液化石油气中各种成分的饱和蒸气分压，如表：
表各种成分在相应温度下的饱和蒸气分压
有上述分压可计算再设计温度t=50C时，总的高和蒸汽压力
n=8
P=汇VP =0.01% X 0+2.25% X 7+47.3% X 1.744+23.48% X 0.67+21.96% X 0.5+3.79% X i=1
0.2+1.19% X 0.16+0.02% X 0.0011=1.25901 MPa
因为：P 异丁烷（0.2）＜P 液化气（1.25901）＜P 丙烷（1.744）
当液化石油气在50c时的饱和蒸汽压力高于异丁烷在50c时的饱和蒸汽压力时，若无保冷设施，则取50c时丙烷的饱和蒸汽压力作为最高工作压力。

根据HG20580-1998《钢制化工容器设计基础规定》，对于在规定的充装系数范围内为，常温下盛装液化石油气容器设计压力的确定，确定此时设计压力为Pc=1.77 MPa。

由《过程设备设计》表4-11,可得出此时液化石油气法兰公称压力为 2.5MPa。

3、设计储量
参考相关资料，石油液化气密度一般为500-600Kg/m 3,取石油液化气的密度为580Kg/m 3,盛装液化石油气体的压力容器设计储存量为：
W=?V p t=0.9X 15 X 580=7.83t
第三章主体材料的确定
根据介质的易燃易爆、有毒、有一定的腐蚀性等特性，存放温度为-20~48C,最高工作压力等条件。

根据GB150-1998表4-1以及材料的经济性，选用筒体材料为低合金钢16MnR
（钢材标准为GB6654） [ dt=170MPa。

选用16MnR为筒体材料，适用于介质含有少量硫化物，具有一定腐蚀性，壁厚较大（＞8mm的压力容器。

「- -------- j - ---- r ------- J__ 一L_____ ।___ I J J 1 」|
第四章工艺计算
1、筒体和封头的设计：
对于承受内压，且设计压力P c=1.77MPa<4MPa的压力容器，根据化工工艺设计手册（下）常用设备系列，采用卧式椭圆形封头容器。

筒体和封头的选形：
1）、筒体设计（筒体直径）：
查GB150-1998,为了有效的提高筒体的刚性，一般取L/D=3~6 ,为方便设计，此处取
L/D=4 ①。

一一_ 2 .
所以疝L _15②。

15
4
由①② 连解得：D=1.684m=1684mm 。

圆整得D=1700mm
2）、封头设计：
查标准JB/T4746-2002《钢制压力容器用封头》中表B.1 EHA椭圆形封头内表面积、容积得:
表椭圆形封头内表面积、容积
图2-1椭圆形封头
由一D——=2 ,得封头的直边高度h=25mm。

2 H -h
麟与岫㈱封蝌蒯敲目服嬲翻那叫礼触融k歆25 M遣报翻
京色Ob加0面比散阊J h宜为g &I高黄公羞为（・5『10） % h
2、筒体长度的确定
由 2V 封 +nD 2L/4= (1+5%) 15 得 L=5992mm 圆整得L=6000mm , 则L/D=3.529 符合要求.
则V 计=2 V 封+ nD 2L/4=15.019m 3>15m 3且比较接近，所以结构设计合理。

3、圆筒厚度的设计：
液柱静压力：
根据设计为卧式储罐，所以储存液体最大高度
h max< D=1700mm 。

P 静（max ） = P gh maxW p gD=580 X 9.8 X 1.7=9.663Kp a
选用筒体材料为低合金钢 16MnR （钢材标准为 GB6654） [ @t=170MPa 。

选用16MnR 为 筒体材料，适用于介质含有少量硫化物，具有一定腐蚀性，壁厚较大（> 8mm 的压力容器。

根据GB150,初选厚度为6~25mm,最低冲击试验温度为-20C,热轧处理。

P c D i _ 1.77 1700
2［ / ①-P c - 2 170 0.9 -1.77
由《常用钢板厚度负偏差表》可查的，在
GB6654的钢板标准下16MnR 的负偏差
C 1 = 0.25mm O
8 d= 8+C2=+2=11.89mm , 8 n= 8 d+C 〔=11.89+0.25=12.14mm
圆整后取名义厚度8 n=14mm ，［/没有变化，故取名义厚度 14mm 合适。

水压试验校核压力的确定 取［8 ］=［ / 试验压力：PT=1.25P =1.25 X 1.77=2.21MPa
水压试验的应力
F ； D i 2.21 1700 (14 -2.25) 1 二 t = - i ——-= ------------ ------ =178.9Mpa
2e 2 11.75 0.9
16MnR 钢制容器在常温水压实验时许可应力
-0.9J= 0.9 345 = 310.5Mpa
::二[二 J 一，、…，
,、
因为t
[ t]
,
故筒体厚度满足水压实验时强度要求。

4、椭圆封头厚度的设计：
为了得到良好的焊接工艺，封头材料的选择同筒体设计，同样采用
16MnR o
对于低碳钢和低合金钢，需满足腐蚀裕度 C2> 1mm,取 C 2=2mm
P max)/ P C
3
9.663 10 1.77 106
100% =0.546% :二 5% 则P 静可以忽略不记。

=9.89 mm
P c D i 1.77 1700
=9.86 mm
2［二］t i—0.5P C2 170 0.9 -0.5 1.77
同理，选取C2=2 mm , C1=0.25 mm。

8 n= 8 +C I+C2=9.86+2+0.25=12.11 mm 圆整后取名义厚度为6 n=14mm
跟筒体一样，选择厚度为14mm的16MnR材料合适。

第五章结构设计
1、接管，法兰，垫片和螺栓的选择
1）、接管和法兰
查《化工工艺手册》表25-5液化石油气储罐的具体尺寸，选取开孔流速为u=20m/s,
Q
流量Q=45L/s,根据公式 4 ,算出管子内径d=59mm根据强度校核和管子外径规格，
可以选用管子的外径为80mm
液化石油气储罐应设置排污口，气相平衡口，气相口，出液口，进液口，人孔，液位计
口，温度计口，压力表口，安全阀口，排空口。

根据《压力容器与化工设备实用手册》P N=2.5MPa时，确定选接管公称通径为D=80mm 接管外径的选用以B国内沿用系列（公制管）为准，对于公称压力0.25 W P N W 25MPa的接管，查《压力容器与化工设备实用手册》普通无缝钢管，选材料为20R对应的管子尺寸
如下如表：
表5-1接管尺寸
0.3不另行补强的晟大开孔直径
壳体片孔满足F述全部要求时，可不另行补强：
a）设计压力小于或等于2. 5 MPai
k）两相邻开孔中心的间距（对曲面间距以弧长计弹）应不小于两孔直睡之和的两倍4
C接管公称外轻小于或等于S9
H）接管最小壁厚满足表8」要求°
mm
注
I钢材的用出杭拉强度下限值%＞代。

MPa时.接管与壳体.的连摧宜采用々焊透的结构型式.
2接管的腐砂裕量为I mm.
由于除人孔外的所有接管均满足以上要求，所以其他接管无需补强。

人孔补强计算将在下面给出。

根据法兰公称压力为P N=2.5MPa查HG/T 20592-1997《钢制管法兰、垫片、紧固件》标准表4-4,选用P N=2.5MPa带颈对焊法兰（WIN,由介质特性和使用工况，查密封面型式的选用，表3.0.2 。

选择密封面型式为凹凸面（MFM,压力等级为1.0~16.0MPa,接管法兰材料选用Q345R根据各接管公称通径，查表4-4得各法兰的尺寸。

根据工艺需要开有不同的孔，对应孔所选用的法兰详细参数及相关标准如
下:
图3接管法兰结构
法兰尺寸如表：
表5-2接管法兰结构尺寸表
B、垫片的选择
垫片选用查阅课本P143表4-11垫片选用表，根据介质液化石油气，公称压力PN=2.5MPa
°C . ......... . .... .. ............ . ......... .
及工作温度50 C选用垫片形式为缠绕垫、柔性石墨复合垫，查《钢制管法兰、垫片、紧固
件》，表4.0.2-1,根据设计压力为P c=2.5MPa,采用金属缠绕式垫片带内环形（代号为B）,
选择法兰的密圭^面均采用MFM （凹凸面密封）。

缠绕金属为304不锈钢，填充材料为柔性
石墨或石棉。

B型（带内环型）对应垫片尺寸如表：
> 4. Q. 2- I鼻型和B型垫片尺寸
得对应垫片尺寸如表:
表5-3垫片尺寸
C、螺栓(螺柱)的选择
根据密封所需压紧力大小计算螺栓载荷，选择合适的螺柱材料。

计算螺栓直径与个数，
按螺纹和螺栓标准确定螺栓尺寸。

选择螺栓材料为Q345R
螺母的材料选用及具体尺寸应符合以下要求：
查HG/T 20592-1997《钢制管法兰、垫片、紧固件》中表5.0..07-9 和附录中标A.0.1 , 得螺柱的长度和平垫圈尺寸：
3.0.4 全螭致懈柱
1 管法当用全螭纹蝶柱一的型式和尺小如田冬。

.4所示.螺纹尺寸和公差应符合GB 196 和GB 197,蝶柱端前按GB?倒角徜的整求.其余均应符合G H g O i的要求.
图、07全蝶放螺桂
螺母的选用要与法兰专用螺栓配合使用，螺母的相关尺寸应满足以下要求
螺母的材料选用及具体尺寸应符合以下要求：
际隼号规格
性能等级
（商品级*
材料牌号
（专用级）GE 617。

一 A 级和
E级
M14.M16.M20 .M24、M8.M3 口.MM3
10
A2-50
A2-70
管法兰专用展限
<HG 如634）
M14、M16、M20、M£W、M?7、M30、M33.
M36X3,M39X 3,M42X3,M^5X 3
M4aX3.M53X J,M56X3.M64X3
M70X3,M76Xa,M82X3,M9aX3
30CrMo
UCrl8N19
0Crl7Nil2Mo2
表螺栓及垫圈尺寸
名称管口名称
公称直
螺纹螺柱长
紧固件用平垫圈mm
径d1 d2 h
a 液位计管20 M12 75 13 24 2.5
b 放气管80 M16 90 17 30 3
d 安全阀80 M16 90 17 30 3
e 排污口50 M16 90 17 30 3
f 液相出口80 M16 100 17 30 3
g 液相回流管80 M16 100 17 30 3
h 液相进口80 M16 100 17 30 3
i 气相管80 M16 100 17 30 3
j 压力表口20 M12 70 13 24 2.5 k 温度计口20 M12 70 13 24 2.5
4、人孔的设计
4.1、 人孔的选取
查《压力容器与化工设备实用手册》，可选回转盖带颈对焊法兰人孔。

由使用地为太原市室外，确定人孔的公称直径
DN=500mm ,以方便工作人员的进入检
修。

配套法兰与上面的法兰类型相同，根据 HG/T 21518-2005《回转盖带颈对焊法兰人孔》
查表3-1,由P N =2.5MPa 选用凹凸面的密封形式 MFM ,采用8.8级35CrMoA 等长双头螺柱 连接。

其明细尺寸见下表：
图3-6回转盖带颈对焊法兰人孔
表5-5人孔尺寸表
密封面
形式 公称压力
公称直
径
d wX s
d D D 1 H 1 H 2
凹凸面
2.5MPa 500 530 X 12 500 730 660 280 123
人孔外伸长度为300mm
4.2、人孔补强圈设计
1）补强设计方法判别
按HG/T 21518-2005,选用回转盖带颈对焊法兰人孔，
4.3、附加量c=2mm
开孑L直径d=di+2c=500+2 X2=504mm,贝U d< Di/2=1700/2=850mm
故可以采用等面积法进行开孔补强计算。

接管材料选用16MnR号钢，其许用应力[6 ]t = 170MnPa根据GB150-1998中，
A=d6+ 2前et（1一f r）,其中：壳体开孔处的计算厚度9 9 9.89mm
接管的有效厚度、'et =、'nt一C
= 12一2 = 10mm
f
卜寸1701
f r r 1
强度削弱系数
[° ] 170,所以开孔所需补强面积为：
A=504X 9.89=4984.56mm2
2）有效补强范围
2.1补强有效宽度B的确定：按GB150中有：
B1=2d=2X 504=1008 mm B2=d+26 n+2 6 nt=504+2 乂 12+2X 12=552 mm B=max （B1 , B2） =1008 mm
2.2有效高度的确定
外侧有效高度h1的确定，根据GB150中式8-8,得：
一，, d、nt =、.504 12 = 77.8mm , .
h1 -nt，匕=280mm（头际外伸身度）
h l =min(h1,h 2
) = 77.8mm
内侧有效高度h 2的确定，根据 GB150-1998中式8-9 ,得：
卜?，=师=J50E = 77.8mm
, h2 = 0(实际内伸高度
h 2 = min(h 2',h 2") =0
3)有效补强面积
根据GB150中式8-10 ~式8-13,分别计算如下：Ae=A1+A2+A3
3.1 筒体多余面积A
A =(B-d p e -6 )-26et (6e -6 (1-f r )= (1008—504产(11.75—9.89 )= 937.44 3.2 管的多余面积
-
-
-
3
A 2 =2h et —'t f r 2h 2、et —
C 2 f r =2 77.8 10-2.90 = 1104.76mm
. 1 N 2 A3 = - 6 2 = 36mm
焊缝金属截面积：焊角取 6.0mm 则 2
3.3 补强面积
Ae=A1+A2+A3=937.44+1104.76+36=2078.2mm2因为 Ae< A=4984.56mm2 所以开
孔需另行补强。

A4= A - Ae=4984.56-2078.2=2906.36 mm2
补强圈设计：根据 DN500取补强圈外径 D' =840mm 因为B>D ,所以在有效补强范围。

补强圈内径d' =530+10=540mm
补强圈厚度：6' =A4/(D' -d' )=9.688mm
圆整取名义厚度为 10mm1为便于制造时准备材料，补强圈名义厚度也可以取为封头的厚度 为 14mm
根据 GB-150, JB/T4736-2002，补强圈焊接形式一一 D 型，D1=d0+(6〜12)。

表3-6 补强圈补强及附件的选择
接管厚度:
卬
2[0]% -0.5P c
1.77 500 2 170 0.9 -0.5 1.77
=2.90mm
5、鞍座选型和结构设计
5.1、
鞍座选型
该卧式容器采用双鞍座式支座，根据工作温度为
-20~48C,按JB/T 4731-2005 表5-1
选择鞍座材料为16MnR 使用温度为-20~250 C ,许用应力为[] sa = 170MPa 。

估算鞍座的负荷：计算储罐总重量
m=n+2m+m+m 。

其中：m 为筒体质量：对于l6MnRt 通碳素钢，取P =7.85 Xl03
kg/m 3
1=二口
1、：=二 1.7 6 14 10，7.85 103 = 3521.66kg
21 1
硼
I3J.4
223.7 砧』 时I <5 划,1 弼3
J9S.I 的J
制.5
22
m
她7 231.6
就8 加 ai 闿 51㈠ 蛆」
做Q 献3
m 2为单个封头的质量：查标准
JB/T 4746-2002 《钢制压力容器用封头》中标 B.2 EHA
椭圆形封头质量，可知。

m3为充液质量：p 液化石油气＜ p 水
故 m(ma% =「水＞＜丫=1000* V=1000X (兀/4 X1.72X 6+2X 0.6999) =15018.6 kg 。

m 为附件质量：选取人孔后，查得人孔质量为 331 kg,其他接管质量总和估为 400 kg 。

综上述：总质量 m=m+2m+m+m=3521.66+2X 354.3+15018.6+302 X 2+400- 20252kg 。

・•.每个鞍座承受的重量为 G/2=mg / 2=20252 X 9.8/2=99.24 kN
由此查JB 4712.1-2007容器支座。

选取轻型，焊制 A,包角为120° ,有 垫板的鞍座.，筋板数为4。

型 式
包的
整族
用公藤直觉口想
EE
中座尺寸
f 见图 将53
睥制
A
IMF
4
1000-2000 BU 表2
4
2100-4 000
留3澳3
查JB 4712.1-2007表3得鞍座尺寸如表5,示意图如下图:
MU .H
表
3-7鞍座支座结构尺寸
公称直 径
D N 1700 腹板 占2
8 垫板
b 4
390 允许载 荷
Q/kN 275 筋板
l 3 275 占4
8 鞍座局 度
h 250
b 2
170 e 70 底板
l i
1220 b 3 240 螺栓间 距 l 2 1040 b i 200
6 3
8 螺孔/孔 长
D/l 24/40 6 i
12
弧长
1990
重量
kg
122
图3-11鞍座
5.2、 鞍座位置的确定
因为当外伸长度A=0.207L 时，双支座跨距中间截面的最大弯矩和支座截面处的弯矩绝 对值相等，从而使上述两截面上保持等强度， 考虑到支座截面处除弯矩以外的其他载荷，
面 且支座截面处应力较为复杂，
故常取支座处圆筒的弯矩略小于跨距中间圆筒的弯矩,
通常取
4.1轻型（A 型）鞍式支座
4. k 1 DN1000mm~200UiiniK I2T 包角轻型带垫板鞍式支座结构和尺寸应符合图1和表2规定口
尺寸A不超过0.2L值，为此中国现行标准JB 4731《钢制卧式容器》规定AW 0.2L=0.2 (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。

由标准椭圆封头一D一=2 ，有h=H-D i / 4=450-1700 / 4=25mm 2(H -h)
故A00.2(L+2h)=0.2(6000+2 X 25)=1210mm
由于接管比较多，所以固定支座位于储罐接管较多的左端。

此外，由于封头的抗弯刚度大于圆筒的抗弯刚度，故封头对于圆筒的抗弯刚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。

因止匕，JB 4731还规定当满足A00.2L时，最好使A0 0.5R m (R=R+6 n/2 ),
即R=8500+14/2=857mm。

A0 0.5R m=0.5 X 857=428.5mm，取A=420mni
综上述：A=420mm (A为封头切线至封头焊缝间距离，L为筒体和两封头直
边段的总长)
6、视镜设计
查HG/T21619-1986《压力容器视镜》，所选视镜玻璃用钢化硼硅玻璃，衬垫为石棉橡胶板,
压紧环、接缘、螺栓、螺母所用材料为A3,视镜的尺寸如下表：
表5-6视镜尺寸
7、液面计设计与安全阀设计
由于储罐工作温度为-20~48C,查《压力容器与化工设备实用手册》，选取磁性液面计。

公称直径为DN=20mm 。

选取两个L=1100mm的液位计。

13 破性FR证计
（3）磁性液位计适用的介质粘度范围：
（4）建性液位的测量范围（中心距L）为350〜6000mm。

其中作用规格为50。

，800,110G. 1400, 1700、2000. 2500, 3000. 3500. 4300. 4500, 5000> 6000mm.
用户可粮据实际需要确定液位计的中心比工，但应在订货畸注明.
由操作压力P=1.9184MPa,工作温度为-20~48C,盛放介质为液化石油气体。

选择安全
阀的公称压力P N=25kg/cm2 ,最高工温度为150C,材料为可锻铸件的弹簧微启式安全阀，
型号为A41H-25。

公称直径D N=80mm。

8、焊接的设计
8.1、焊接接头的设计
为保证焊接质量，易于检查。

筒体上的所有焊缝及环向接头、封头上的拼接接头，都采用对接焊。

对于人孔和筒体的
焊接部位，因为两板厚度差大于3m
必须进行削薄加工，以使两侧面厚度基本相等。

8.2、容器焊接接头坡口设计
8.2.1、筒体和封头的焊接：
因为筒体的厚度6=12m4（3,20）,所以选用壳体的纵焊缝为内外压对称的Y形坡口，壳体的环焊缝为内外不对称的Y形坡口，且内侧较小。

坡口的结构尺寸：b=2mm p=2mm 民=60°。

8.2.2接管与筒体的焊接
&=45°+5°b=2 此5 p=2 如.5 Hi=6t k1 = 61 k2=6c(6c W8) k3 =
0.76c (2 >8)
图8.1带补强圈焊接接头结构
8.3、焊接方法与材料
对于一般的压力容器焊接，方法均为手工电弧焊。

焊接材料为焊条。

筒体和接管间的焊接属于低碳钢和低合金钢之间的焊接。

应选用强度较低的钢材等强度的焊条焊接。

焊条类型：E5018 ——铁粉低氢钾型
第六章强度校核
力矩计算
操
作
M p
F D = 0.785D 2 p c
=8892.5
N
L D = L A + 0.5 S 1
=32.5
mm
M D = F D L D
=289005.6
N 'mm
F G = F p
=13188.7
N
L G = 0.5 ( D b - D G ) =23.5
mm
M G = F G L G
=309933.5
N 'mm
F T = F-F D =8849.4
N
L T =0.5(L A + a + L G ) =31.8
mm
M T = F T L T =280968.7 N 'mm 外压：M p = F D (L D - L G )+F T (L T -L G )； 内压：M p = M D +M G +M T
M p = 879907.8
Nmm 预紧
M a
W = 113221.0 N L G = 23.5 mm M a =WL G = 2660693.5
N .
mm
计算力矩 M o = M p 与 M a [5ft /[b|f 中大者
M o = 2660693.5
N .
mm
窄面整体（或带颈松式）法兰计算
计算单位
设计条件
设计压力 p 1.770 MPa 计算压力p c 1.770 MPa 设计温度t 50.0
轴向外载荷F 0.0 N 外力矩M 0.0
Nmm
壳 体 材料名称 16Mn （热轧） 许用应力［ o ］ n
163.0 MPa
法
兰
材料名称 16MnR （热轧） 许用 应力
[eh 163.0 MPa ［国
163.0 MPa 螺
栓
材料名称 35 许用 应力
［嗔 117.0 MPa [db
112.5 MPa 公称直径d B
16.0 mm 螺栓根径d 1
13.8 mm
数量n 8
个
结构尺寸
mm
L e
材料类型 压紧面形状
b 0< 6.4mm b o > 6.4mm
160.0 120.0 106.0 4.0 20.0
L A
25.0 34.0 15.0
软垫片
1a,1b
7.0
3.00 3.50
y(MPa) 69.0 D G
113.0
b
= b
b=2.53 .b 0
b 0< 6.4mm b o > 6.4mm
D G = ( D 外+D 内)/2 D G = D 外-2b
螺栓受力计算
预紧状态下需要的最小螺栓载荷 W a W a =无 bD G y = 85732.4 操作状态下需要的最小螺栓载荷 W p
p
W p = F p + F = 30946.2 所需螺栓总截面积 A m A m = max (A p ,A a ) = 732.8
N 2
mm 实际使用螺栓总截面积
A b
A b = n 42 = 1202.6
4
2
mm
80.200.D 外 D o D i
D b 简。