液氨储罐的设计说明书
50立方米液氨储罐设计说明书张震140140059

燕京理工学院Yanching Institute of Technology(2018)届本科生化工设备机械基础大作业题目: 50立方米液氨储罐设计学院:化工与材料工程学院专业:应用化学1402学号: 140140059 :震指导教师:周莉莉教研室主任(负责人):顾明广2017年6月20日目录课程设计任务书 (3)50m³液氨储罐设计 (3)课程设计容 (3)液氨物化性质及介绍 (4)第一章设备的工艺计算 (4)1.1设计储存量 (4)1.2 设备的选型的轮廓尺寸的确定 (4)1.3 设计压力的确定 (5)1.4 设计温度的确定 (5)1.5 主要元件材料的选择 (5)第二章设备的机械设计 (6)2.1 设计条件(见表2-1和表2-2) (6)2.2 结构设计 (7)2.2.1 材料选择 (7)2.2.2 筒体和封头结构设计 (7)2.2.3 法兰的结构设计 (7)2.2.4 人孔、液位计结构设计 (9)2.2.5 支座结构设计 (11)2.2.6 焊接接头设计及焊接材料的选取 (14)2.3 开孔补强计算 (15)2.3.1补强设计方法判别 (15)2.3.2有效补强围 (16)2.3.3 有效补强面积 (17)2.3.4接管的多余面积 (17)2.3.5补强面积 (17)第三章液面计的选用 (18)第四章视镜的选用 (18)第五章安全阀的选用 (18)第六章焊接接头的设计 (18)第七章垫片及螺栓的选择 (18)课程设计总结 (19)参考文献 (19)课程设计任务书50m³液氨储罐设计一、课程设计要求:1.按照国家最新压力容器标准、规进行设计,掌握典型过程设备设计的全过程。
2.设计计算采用手算,要求设计思路设计思路清晰,计算数据准确、可靠。
3.独立完成。
二、原始数据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。
40立方米液氨储罐课程设计说明书要点

摘要本设计是针对《过程设备设计》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。
分子式NH3,分子量17.03,相对密度0.7714g/L,熔点-77.7℃,沸点-33.35℃,自燃点651.11℃,蒸汽压1013.08kPa(25.7℃)。
蒸汽与空气混合物爆炸极限为16—25%(最易引燃浓度为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,难以点燃而危险性极低,但氨和空气混合物达到上述浓度范围遇火和燃烧或爆炸,如有油类或其它可燃物存在则危险性极高。
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,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,合理地进行设计课程设计任务书一、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。
5.课程设计全部工作由学生本人独立完成。
二、设计内容和要求(包括原始数据、技术参数、条件、设计要求等):设计条件表管口表三、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4.技术条件编制5.绘制设备总装配图6.编制设计说明书四、学生应交出的设计文件(论文):1.设计说明书一份;2.总装配图一张 (A1图纸一张);目录摘要 (I)课程设计任务书 (II)1.1盛装液氨的压力容器设计储存量 (1)1.2设备的初步选型及轮廓尺寸的确定 (1)1.2.1设备的初步选型 (1)1.2.2设备的轮廓尺寸的确定 (1)第二部分设备的机械设计 (3)2.1设计条件的确定 (3)2.1.1设计压力的确定 (3)2.1.2设计温度的确定 (3)2.1.3设计条件表 (4)2.2设备的结构设计 (4)2.2.1筒体和封头的结构设计 (4)2.2.2接管与法兰设计 (4)2.2.3附件设计 (8)2.2.4支座结构设计 (14)2.2.5焊接接点的设计 (16)2.3设备的强度计算 (18)2.3.1设备总体壁厚计 (18)2.3.2压力试验校核 (20)2.3.3设备的应力校核 (21)2.3.4开孔补强计算 (31)第三部分技术条件编制 (32)3.1容器类别的确定 (32)3.2材料要求 (32)3.3无损检测要求 (32)3.4材料供货要求 (32)3.5锻件要求 (32)3.6热处理要求 (33)3.7焊接材料要求 (33)3.8总装配图技术要求 (35)参考文献 (36)结束语 (37)第一部分 设备的工艺设计1.1盛装液氨的压力容器设计储存量盛装液化气体的压力容器设计存储量[1]W=ΦV t ρ式中,W —储存量,t ; φ—装量系数 ;V —压力容器容积,m 3 ;t ρ—设计温度下饱和液体密度,t/m 3则设计储存量W=0.85×40 m 3×0.5663kg/L=19.25t=1.925×104kg1.2设备的初步选型及轮廓尺寸的确定1.2.1设备的初步选型主体结构采用卧式圆柱形储罐 筒体采用圆柱形筒体 封头采用标准椭圆形封头 1.2.2设备的轮廓尺寸的确定 设备容积计算[1]v =2V 封 +2D πL/4 试算:取D =2400mm ,封头的结构尺寸(封头结构如下图1) 由()22iD H h =-,得h=H-D i /4=640-600=40 mm查文献[2]中表B.1 EHA 椭圆形封头内表面积、容积,如下表1: 查得封头尺寸为:表1-1:EHA 椭圆形封头内表面积、容积表1查得V封头=1.9905m 3由402422=+=+=封封筒V L D V V V πm 3 得L=8404mm圆整得 L=8400mm 则L/D=3.5>3 符合查献[3]中L/D=3~6 ; 则v 计=v 筒+2v ⨯封= 2D πL/4+2⨯v 封=3298.419905.124.84.24m =⨯+⨯⨯=π误差计算:%5.4%100=⨯-ggV V V 计<5%,符合要求.工作容积为V 工 =ФV 计=0.85⨯41.98=35.68m 3,最终,取液氨储罐的公称直径DN=2400mm ,筒体长度L=8400mm ; 选取EHA 椭圆形封头:封头EHA2400×16第二部分 设备的机械设计2.1设计条件的确定2.1.1设计压力的确定根据文献[4]液氨饱和蒸汽压表查得50℃时液氨蒸汽压由表1查得液氨在50℃的饱和蒸汽压为19.25bar ,即为1.925MPa ,可以判断设计的容器为储存内压压力容器,根据文献[5]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,饱和蒸汽压力一般指绝压,而设计压力是表压,而且查得当容器上装有安全阀时,取1.05~1.1倍的工作压力作为设计压力;所以工作压力:P 工 =饱和蒸汽压-大气压=1.925-0.1=1.825MPa设计压力计算[1]p 设 =1.1×P 工 =1.825×1.1=2.0075MPa 液氨的密度=0.5663kg/L ,H 取公称直径DN=2400mm表2-1 液氨饱和蒸汽压由《各地区重力加速度表》查的邯郸地区的29.79/g m s =,则根据公式液柱静压力静P [1]静P =ρgH=(0.5663×9.79×2.4)×0.001=0.013Mpa0.0130.65%2.0075P p ==静设< 5%,忽略。
(40m3)液氨储罐的设计压力容器课程设计说明书大学论文

化学化工学院课程设计说明书设计题目:压力容器课程设计(40m3)液氨储罐的设计学院、系:化学工程与工艺系专业班级:化工1203班学号: 2012002386 学生姓名:王美鑫指导教师:张铱鈖成绩:2015年1月21日目录第一章工艺设计1.1存储量1.2设备的选型及轮廓尺寸第二章机械设计2.1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垫片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2.2强度校核参考文献第一章工艺设计最高工作压力工作温度公称容积1.1 存储量盛装液化气体的压力容器设计存储量t fV W ρ=式中:W ——储存量,t ; f----装量系数 V ——压力容器容积;t ρ——设计温度下的饱和溶液的密度,3m t;根据设计条件t fV W ρ==t 142.19563.04085.0=⨯⨯t1.2 设备的选型及轮廓尺寸查表《容器参数》得:筒体计算体积:V 计=40.3m3公称直径D=2400mm 长度L=8000mm第二章 机械设计2.1 结构设计2.1.1筒体及封头设计.材料的选择常见的压力容器用碳素钢和低合金钢钢板有Q245,Q345R ,Q370R 等;无缝钢管材料有10,20, 16Mn 等。
考虑到该容器的内径为2400mm ,所以选用筒体由钢板卷制而成,由于低合金钢有较高的强度,良好的塑性,价格相对较低,所以选用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℃,由本次的《化工设备机械基础》课程设计指导书查得,该温度下液氨的绝对饱和蒸汽压为2.030MPa 。
由于通常的设计压力在没有说明的情况下,均指表压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1.05-1.10倍,所以安全阀的开启压力为p b =1.1×(2.03-0.10)=2.123MPa ,因为p>p b ,所以p=2.2MPa ,公称压力选2.2MPa 。
卧式液氨储罐课程设计说明书

卧式液氨储罐课程设计说明书3.1 设计任务:针对化工厂中常见的卧式液氨储罐,完成主体设备的工艺设计和附属设备的选型设计,=1000mm,罐体(不包括绘制总装配图。
本次设计的卧式液氨储罐的工艺尺寸为:储罐径Di封头)长度L=1200mm,使用地点:新疆。
3.2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。
3.3 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。
四、设备材料及结构的选择4.1材料选择根据本次课程设计的安排和要求,本次设计采用Q235-C号钢。
所以在此选择Q235-C钢板作为制造筒体和封头材料。
4.2结构选择4.2.1 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。
4.2.2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。
20M3液氨储罐设计说明书

又根据《EHA椭圆形封头内表面积及容积》查得:DN=1900mm时,总深度H=500mm,内表面积A=4.0624 ,容积V=0.9687
所以,封头设计为EHA1900×11-16MnR JB/T4746-2002
见下图
五 零部件的设计
1.人孔的设置
人孔即检查孔。压力容器开设检查孔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,腐蚀等缺陷以及装拆设备的内部零部件,一般设备的公称直径在900mm以下时可根据需要设置适当数量的手孔,超过900mm时应开设人孔。人孔有圆形和长圆两种。人孔大小的设置原则是方便人的进出,因此,圆形人孔的公称直径规定为400~600mm,所以本次设计选择人孔公称直径为500 mm。
2.带补强圈的接管的焊接结构
作为开孔补强元件的补强圈,一方面要求尽量与补强出的壳体贴合紧密,另外与接管与壳体之间的焊接结构设计也应力求完善合理。
六 接管法兰的设计
PN2.5Mpa带颈对焊钢制管法兰及密封面尺寸
(mm)
公称直径DN
管外径
法兰外径D
法兰厚度C
法兰颈
法兰高度H
密封面d
密封面
螺栓孔中心圆直径k
N
A
B
20
25
105
16
40
40
6
40
56
2
75
25
32
115
16
46
46
6
40
65
2
85
32
38
140
18
56
56
6
42
76
2
100
40
45
上部:安全阀接口,气氨出口,放空口,液氨入口。
机械毕业设计7431m3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。
50立方米液氨储罐设计说明书

50立方米液氨储罐设计说明书50立方米液氨储罐是一种用于储存液氨的设备,具有广泛的应用领域,包括化工、农业、制冷等行业。
本设计说明书将详细介绍50立方米液氨储罐的结构、性能、操作要点以及安全措施,以供相关人员参考和指导。
首先,介绍储罐的结构。
50立方米液氨储罐由罐体、密封装置、进出料口、排气装置、压力表等组成。
罐体采用钢材制成,经过特殊防腐处理,确保其在长期存储液氨的环境下不受腐蚀。
密封装置采用可靠的螺栓紧固和软管连接,以保证液氨不泄漏。
进出料口和排气装置在设计上考虑了便捷性和安全性,使得装卸操作更加方便,并能有效消除气体积压。
其次,介绍储罐的性能特点。
50立方米液氨储罐具有良好的密封性能、耐腐蚀性和抗震性。
密封装置的选材和结构设计保证了液氨的密封性,有效防止液氨的挥发和泄漏。
同时,储罐的钢材材质和结构设计考虑了液氨的腐蚀性,能够在长期使用中保持稳定性。
此外,储罐经过专业设计,在地震等外力作用下能够保持稳定,保护液氨的安全。
然后,介绍储罐的操作要点。
在使用50立方米液氨储罐时,需要按照相关操作规程进行操作。
首先,操作人员需要了解储罐的结构和性能特点,熟悉液氨的特性和储罐的操作要点。
其次,操作人员需要正确连接进出料口和排气装置,确保液氨的输送畅通。
操作过程中,需要注意操作规程,确保操作的安全性和可靠性。
最后,介绍储罐的安全措施。
50立方米液氨储罐在储存液氨的同时,也需要考虑安全问题。
操作人员需严格遵守有关安全操作规程,穿戴相应的个人防护装备。
储罐周围应设有安全警示标志,以引起人们的注意和警惕。
定期对储罐进行检查和维护,确保其安全使用。
综上所述,本设计说明书详细介绍了50立方米液氨储罐的结构、性能、操作要点和安全措施。
鉴于液氨储存的重要性和风险性,操作人员在使用储罐时应该严格按照说明书操作,并加强安全意识和防护措施,确保液氨的安全储存和使用。
液氨储罐设计

(6)安全阀接管
安全阀接管尺寸由安全阀泄放量决定。 本贮罐选用f32×2.5mm旳无缝钢管, 法兰为 HG20592 法兰 SO25-2.5 RF 16MnR。
7.设备总装配图
附有贮罐旳总装配图,技术特征表, 接管表,各零部件旳名称、规格、 尺寸、材料等见明细表。
本贮罐技术要求
1.本设备按GBl50-1998《钢制压力容器》进 行制造、试验和验收
(3)充水质量m3 m3=Vg V=V对+V筒=30.42m3, m3=30420 Kg (4)附件质量m4
人孔约200Kg,其他接管总和按300Kg
计,m4=500Kg
设备总重量
m=m1+m2+m3+m4=6202+2750+30420+50
0=40t 使用两个鞍座,每个鞍座约承受196KN负荷,
2.焊接材料,对接焊接接头型式及尺寸可按 GB985-80中要求(设计焊接接头系数=1.0)
3.焊接采用电弧焊,焊条型号为E4303
本贮罐技术要求
4.壳体焊缝应进行无损探伤检验, 探伤长度为100%
5.设备制造完毕后,以2.6MPa表压 进行水压试验
6.管口方位按接管表
技术特性表
名称 设计压力 工作温度 物料名称
故取p=1.1x(2.0-0.1)=2.1MPa (表压);
Di=2600mm;[]t=163MPa(附录6);
=1.O(双面对接焊100%探伤,表(4-9)
C2=2mm
dd
pDi
2 t
p
C2
dd
2.1 2600 21631.0 1.6
2.0 18.8
取Cl=0.8mm(表4-10),圆整取dn=20mm
液氨储罐

• 公称直径Di和筒体长度L的计算:
L V 2 Vn π Di2 4
取Di = 2600 Di= 2800 Di = 3000 Di = 3200 经计算 当Di = 3200mm时,L = 4656mm,此时,Di/L = 0.687 最接近0.618 所以取 Di = 3200mm
筒体壁厚的计算
封头厚度的计算
采用的是长短轴之比为2的标准椭圆形封头,各参数与筒体相同,
其厚度计算式为:
δ
Kp cDi
2σt 0.5p
1.6 3200 21701 0.51.6
15.09
mm
K
1 6
2
Di 2 hi
2
1
设计厚度为:
δd δ C2 15.09 2 17.09 mm
设备总质量W W=W1+W2+W3
• 鞍座的选择
每个鞍座承受的负荷为
F Wg 38035.89.81 186.57 kN
2
2
根据鞍座承受的负荷,查表(《化工设备机械基础》,大连理 工大学出版社,附录16)可知,选择轻型(A)带垫板,包角为 120°的鞍座。即JB/T4712-92 鞍座A3000-F, JB/T4712-92 鞍座A3000-S。
由于接管材料与壳体材料都为16mnr故fr1故根据公式课求得面积二者得出数值较大的则为有效宽度有效高度h外侧高度h1nt接管实管实际外伸二者得出数值较小的则为外侧高度内侧高度h2nt接管实管实际外内伸壳体有效厚度减去计算厚度之外的多余面积按式43mm接管有效厚度减去计算厚度之外的多余面积按式44mm根据公式
25立方米液氨储罐设计说明书1

目录一、工艺设计 (1)1.1存储量设计 (1)1.2 设计压力的确定 (1)1.3设计温度 (2)二、结构设计 (2)2.1设计条件 (2)2.2结构设计 (3)2.2.1材料选择 (3)2.2.2筒体和封头结构设计 (4)2.2.3法兰设计 (5)2.2.4人孔、手孔、液面计结构设计 (7)2.2.5支座结构设计 (9)2.2.6焊接接头设计 (12)三、强度计算 (15)3.1容器的筒体和封头壁厚设计 (15)3.1.1容器的筒体和封头壁厚计算 (15)3.1.2压力容器水压试验 (16)3.2开孔补强计算 (16)一、工艺设计工艺设计的内容是根据设计任务提供的原始数据和生产工艺要求,通过计算和选型确定设备的轮廓尺寸。
1.1存储量设计设计存储量由式1-1进行计算:1-1 式中, -- 存储量,;-- 装量系数;-- 压力容器容积,-- 设计温度下饱和液体密度,。
1.2 设计压力的确定设计压力应根据最高工作压力来确定。
对于承装液化气体的压力容器,可根据《固定式压力容器安全技术监察规程》 TSG R0004-2009 中条例3.9.3来确定,常温储存液化气体压力容器温度下的工作压力按表1-1确定:表1-1 常温储存液化气体压力容器规定温度下的工作压力设计条件要求储罐无保冷设施,且临界温度为50,因此规定温度下的工作压力为50的饱和蒸汽压,液氨50时的饱和蒸汽压为1.968 。
1.3设计温度设计温度指容器在正常工作情况下,设定的元件金属温度(沿元件金属截面的平均温度值)。
设计温度与设计压力一起作为设计载荷条件。
设计温度不得低于元件金属在工作状态可能达到的最高温度。
对于0以下的金属温度,设计温度不得高于元件金属可能达到的最低温度。
由表1-2给出了液氨的饱和蒸汽压及密度:表1-2 液氨饱和蒸汽压及饱和液密度设计条件要求工作温度为-20—50,因此,设计温度为50。
二、结构设计2.1设计条件以结构设计条件表和管口表的形式列出,见表2-1和表2-2:表2-1 结构设计条件表表 2-2 管口表2.2结构设计化工设备的结构设计包括设备承压壳体(一般为筒体和封头)及其零部件的设计。
液氨储罐说明书(太原理工大学)

课程设计(论文)题目:32M3液氨储罐的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、原始数据本次课程设计的主要内容是设计液氨储罐,包括储罐的各种数据的确定,有储罐筒体的长度,公称直径的确定,罐体材料的选取,还有封头的确定,封头厚度筒体厚度的计算,附件的选取,包括各种法兰的选取,以及密封面的材料如何选,以及人孔的设计,人孔法兰和补强的计算。
最后还有焊接如何选取,焊料的选取,支座的材料类型还有位置的确定都是本次设计的主要内容。
本次设计在过程装备课程的基础上加强对知识的学习和应用,更好的学习和体会了在实际化工生产中知识的重要性,为我们打下牢固的实践基础。
1:材料选择与设备要求·············· - 1 -1.1:设计压力的确定·············· - 1 -1.2:关于筒体和封头的选材············ - 1 -1.3:计算压力:·················· - 2 -1.4封头的选择:················ - 2 - 2设计计算····················· - 3 -2.1:筒体长度的确定:·············· - 3 -2.2:筒体厚度的确定:·············· - 3 -2.3封头的厚度计算:··············· - 4 -2.3.压力试验:················· - 5 - 3法兰的选取···················· - 6 -3.1人孔的选取:················· - 6 -3.2:管法兰的设计················ - 7 - 4液位计的选取··················· - 9 - 5开孔补强的计算·················- 11 - 6 支座结构的设计·················- 12 -材料的确定:··················- 13 - 7焊接接头及焊条的设计··············- 15 - 焊条的选取:··················- 16 - 8参考文献····················- 17 - 9 总结······················- 18 -1:材料选择与设备要求1.1:设计压力的确定查得设计指导书表2-3 液化气体饱和蒸汽压及饱和液密度,得液化氨气在50℃蒸汽压为1.968MPa ,表压为1.868Mpa ,装有安全阀的压力容器,设计压力不低于安全阀的开启压力,安全阀的开启压力是根据工作压力确定的,一般可取p=(1.05—1.10)pw 。
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1.1任务书*************************************** 1.2储量***************************************** 1.3备的选型及轮廓尺寸*************************** 第二章机械设计2.1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2.2强度校核小结课程设计任务书一、绪论1、任务说明设计一个容积为103m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。
液氨储罐设计说明书

液氨储罐设计说明书液氨储罐设计说明书目录附: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:。
20立方米液氨储罐设计说明书

目录课程设计任务书 2 20m³液氨储罐设计 2 课程设计内容 3 液氨物化性质及介绍 31. 设备的工艺计算 31.1 设计储存量 31.2 设备的选型的轮廓尺寸的确定 31.3 设计压力的确定 41.4 设计温度的确定 41.5 压力容器类别的确定 42. 设备的机械设计 52.1 设计条件 52.2 结构设计 62.2.1 材料选择 62.2.2 筒体和封头结构设计 62.2.3 法兰的结构设计 6(1)公称压力确定 7(2)法兰类型、密封面形式及垫片材料选择 7(3)法兰尺寸 72.2.4 人孔、液位计结构设计 8(1)人孔设计 8(2)液位计的选择 92.2.5 支座结构设计 10(1)筒体和封头壁厚计算 10(2)支座结构尺寸确定 122.2.6 焊接接头设计及焊接材料的选取 14(1)焊接接头的设计 14(2)焊接材料的选取 162.3 强度校核 162.3.1 计算条件 162.3.2 内压圆筒校核 172.3.3 封头计算 182.3.4 鞍座计算 202.3.5 开孔补强计算 213. 心得体会 224. 参考文献 22课程设计任务书20m³液氨储罐设计一、课程设计要求:1.按照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.设计计算采用手算,要求设计思路设计思路清晰,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三、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4.技术条件编制5.绘制设备总装配图6.编制设计说明书四、学生应交出的设计文件(论文):1.设计说明书一份;2.总装配图一张 (A1图纸一张)课程设计内容液氨物化性质及介绍液氨,又称为无水氨,是一种无色液体,有强烈刺激性气味。
氨作为一种重要的化工原料,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,具有腐蚀性且容易挥发,所以其化学事故发生率很高。
40立方米液氨储罐课程设计报告说明书

摘要本设计是针对?过程设备设计?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。
分子式NH3,分子量17.03,相对密度0.7714g/L,熔点-77.7℃,沸点-33.35℃,自燃点651.11℃,蒸汽压1013.08kPa(25.7℃)。
蒸汽与空气混合物爆炸极限为16—25%〔最易引燃浓度为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,难以点燃而危险性极低,但氨和空气混合物到达上述浓度围遇火和燃烧或爆炸,如有油类或其它可燃物存在那么危险性极高。
设计根本思路: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,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、人孔接收、人孔补强、接收、管法兰、液位计、鞍座、焊接形式进展了设计和选择。
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,那么选择适宜的非标设备。
各项设计参数都正确参考了行业使用标准或标准,这样让设计有章可循,并考虑到构造方面的要求,合理地进展设计课程设计任务书一、课程设计要求:1.使用最新压力容器标准、规进展设计,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,进展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。
5.课程设计全部工作由学生本人独立完成。
二、设计容和要求〔包括原始数据、技术参数、条件、设计要求等〕:设计条件表管口表三、课程设计主要容1.设备工艺设计2.设备构造设计3.设备强度计算4.技术条件编制5.绘制设备总装配图6.编制设计说明书四、学生应交出的设计文件〔论文〕:1.设计说明书一份;2.总装配图一(A1图纸一);目录摘要I课程设计任务书II1.1盛装液氨的压力容器设计储存量1 1.2设备的初步选型及轮廓尺寸确实定11.2.1设备的初步选型11.2.2设备的轮廓尺寸确实定1第二局部设备的机械设计32.1设计条件确实定32.1.1设计压力确实定32.1.2设计温度确实定42.1.3设计条件表42.2设备的构造设计52.2.1筒体和封头的构造设计52.2.2接收与法兰设计52.2.3附件设计102.2.4支座构造设计182.2.5焊接接点的设计212.3设备的强度计算232.3.1设备总体壁厚计232.3.2压力试验校核252.3.3设备的应力校核262.3.4开孔补强计算41第三局部技术条件编制433.1容器类别确实定43 3.2材料要求433.3无损检测要求433.4材料供货要求443.5锻件要求443.6热处理要求443.7焊接材料要求453.8总装配图技术要求47 参考文献48完毕语49第一局部 设备的工艺设计1.1盛装液氨的压力容器设计储存量盛装液化气体的压力容器设计存储量[1]W=ΦV t ρ式中,W —储存量,t ;φ—装量系数 ;V —压力容器容积,m 3 ;t ρ—设计温度下饱和液体密度,t/m 3那么设计储存量W=0.85×40 m 3×0.5663kg/L=19.25t=1.925×104kg1.2设备的初步选型及轮廓尺寸确实定1.2.1设备的初步选型主体构造采用卧式圆柱形储罐 筒体采用圆柱形筒体 封头采用标准椭圆形封头 1.2.2设备的轮廓尺寸确实定 设备容积计算[1]v =2V 封 +2D πL/4 试算:取D =2400mm ,封头的构造尺寸〔封头构造如以下图1〕 由()22iD H h =-,得h=H-D i /4=640-600=40 mm查文献[2]中表B.1 EHA 椭圆形封头外表积、容积,如下表1: 查得封头尺寸为:表1-1:EHA 椭圆形封头外表积、容积表1查得V封头=1.9905m 3 由402422=+=+=封封筒V L D V V V πm 3 得L=8404mm圆整得 L=8400mm 那么L/D=3.5>3 符合查献[3]中L/D=3~6;那么v 计=v 筒+2v ⨯封= 2D πL/4+2⨯v 封=3298.419905.124.84.24m =⨯+⨯⨯=π误差计算:%5.4%100=⨯-ggV V V 计<5%,符合要求.工作容积为V 工 =ФV 计=0.85⨯41.98=35.68m 3,最终,取液氨储罐的公称直径DN=2400mm ,筒体长度L=8400mm ; 选取EHA 椭圆形封头:封头EHA2400×16第二局部设备的机械设计2.1设计条件确实定2.1.1设计压力确实定根据文献[4]液氨饱和蒸汽压表查得50℃时液氨蒸汽压由表1查得液氨在50℃的饱和蒸汽压为19.25bar,即为1.925MPa,可以判断设计的容器为储存压压力容器,根据文献[5]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,饱和蒸汽压力一般指绝压,而设计压力是表压,而且查得当容器上装有平安阀时,取1.05~1.1倍的工作压力作为设计压力;所以工作压力:P工=饱和蒸汽压-大气压=1.925-0.1=1.825MPa设计压力计算[1]p 设=1.1×P工=1.825×1.1=2.0075MPa液氨的密度=0.5663kg/L,H取公称直径DN=2400mm表2-1 液氨饱和蒸汽压由?各地区重力加速度表?查的地区的29.79/g m s =,那么根据公式液柱静压力静P [1]静P =ρgH=〔0.5663×9.79×2.4〕×0.001=0.013Mpa 0.0130.65%2.0075P p ==静设< 5%,忽略。
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1.1任务书*************************************** 1.2储量***************************************** 1.3备的选型及轮廓尺寸***************************第二章机械设计2.1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2.2强度校核小结课程设计任务书一、绪论1、任务说明设计一个容积为103m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。
40立方米液氨储罐课程设计说明书

摘要本设计是针对《过程设备设计》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。
分子式NH3,分子量17.03,相对密度0.7714g/L,熔点-77.7℃,沸点-33.35℃,自燃点651.11℃,蒸汽压1013.08kPa(25.7℃)。
蒸汽与空气混合物爆炸极限为16—25%(最易引燃浓度为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,难以点燃而危险性极低,但氨和空气混合物达到上述浓度范围遇火和燃烧或爆炸,如有油类或其它可燃物存在则危险性极高。
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,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,合理地进行设计课程设计任务书一、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。
5.课程设计全部工作由学生本人独立完成。
二、设计内容和要求(包括原始数据、技术参数、条件、设计要求等):设计条件表管口表三、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4.技术条件编制5.绘制设备总装配图6.编制设计说明书四、学生应交出的设计文件(论文):1.设计说明书一份;2.总装配图一张 (A1图纸一张);目录摘要 (I)课程设计任务书 (II)1.1盛装液氨的压力容器设计储存量 (1)1.2设备的初步选型及轮廓尺寸的确定 (1)1.2.1设备的初步选型 (1)1.2.2设备的轮廓尺寸的确定 (1)第二部分设备的机械设计 (3)2.1设计条件的确定 (3)2.1.1设计压力的确定 (3)2.1.2设计温度的确定 (3)2.1.3设计条件表 (4)2.2设备的结构设计 (4)2.2.1筒体和封头的结构设计 (4)2.2.2接管与法兰设计 (4)2.2.3附件设计 (8)2.2.4支座结构设计 (14)2.2.5焊接接点的设计 (16)2.3设备的强度计算 (18)2.3.1设备总体壁厚计 (18)2.3.2压力试验校核 (20)2.3.3设备的应力校核 (21)2.3.4开孔补强计算 (31)第三部分技术条件编制 (32)3.1容器类别的确定 (32)3.2材料要求 (32)3.3无损检测要求 (32)3.4材料供货要求 (32)3.5锻件要求 (32)3.6热处理要求 (33)3.7焊接材料要求 (33)3.8总装配图技术要求 (35)参考文献 (36)结束语 (37)第一部分 设备的工艺设计1.1盛装液氨的压力容器设计储存量盛装液化气体的压力容器设计存储量[1]W=ΦV t ρ式中,W —储存量,t ; φ—装量系数 ;V —压力容器容积,m 3 ;t ρ—设计温度下饱和液体密度,t/m 3则设计储存量W=0.85×40 m 3×0.5663kg/L=19.25t=1.925×104kg1.2设备的初步选型及轮廓尺寸的确定1.2.1设备的初步选型主体结构采用卧式圆柱形储罐 筒体采用圆柱形筒体 封头采用标准椭圆形封头 1.2.2设备的轮廓尺寸的确定 设备容积计算[1]v =2V 封 +2D πL/4 试算:取D =2400mm ,封头的结构尺寸(封头结构如下图1) 由()22iD H h =-,得h=H-D i /4=640-600=40 mm查文献[2]中表B.1 EHA 椭圆形封头内表面积、容积,如下表1: 查得封头尺寸为:表1-1:EHA 椭圆形封头内表面积、容积表1查得V封头=1.9905m 3由402422=+=+=封封筒V L D V V V πm 3 得L=8404mm圆整得 L=8400mm 则L/D=3.5>3 符合查献[3]中L/D=3~6 ; 则v 计=v 筒+2v ⨯封= 2D πL/4+2⨯v 封=3298.419905.124.84.24m =⨯+⨯⨯=π误差计算:%5.4%100=⨯-ggV V V 计<5%,符合要求.工作容积为V 工 =ФV 计=0.85⨯41.98=35.68m 3,最终,取液氨储罐的公称直径DN=2400mm ,筒体长度L=8400mm ; 选取EHA 椭圆形封头:封头EHA2400×16第二部分 设备的机械设计2.1设计条件的确定2.1.1设计压力的确定根据文献[4]液氨饱和蒸汽压表查得50℃时液氨蒸汽压由表1查得液氨在50℃的饱和蒸汽压为19.25bar ,即为1.925MPa ,可以判断设计的容器为储存内压压力容器,根据文献[5]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,饱和蒸汽压力一般指绝压,而设计压力是表压,而且查得当容器上装有安全阀时,取1.05~1.1倍的工作压力作为设计压力;所以工作压力:P 工 =饱和蒸汽压-大气压=1.925-0.1=1.825MPa设计压力计算[1]p 设 =1.1×P 工 =1.825×1.1=2.0075MPa液氨的密度=0.5663kg/L ,H 取公称直径DN=2400mm表2-1 液氨饱和蒸汽压由《各地区重力加速度表》查的邯郸地区的29.79/g m s =,则根据公式液柱静压力静P [1]静P =ρgH=(0.5663×9.79×2.4)×0.001=0.013Mpa0.0130.65%2.0075P p ==静设< 5%,忽略。
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课程设计题目液氨储罐的设计院 (系) 化学与化工学院专业过程装备与控制工程学号0806250118姓名杨律化指导老师范晓勇目录附:课程设计任务书一序言(一)设计任务(二)设计思想(三)设计特点二材料及构件的选择(一)材料的选择(二)构件的选择三设计计算内容(一)封头的设计(二)计算压力P的确定c(三)名义厚度的初步确定(四)容器的压力实验(五)人孔的设置(六)容器载荷的计算(七)支座的设计确定(八)各物料进出管位置的确定及其标准的选择(九)液位计的设计(十)焊接接头设计四设计小结五储罐总装配示意图六参考资料附:课程设计任务书一序言:(一)设计任务:设计液氨储罐,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:综合运用所学的化工容器设计的基础课程知识,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。
(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件大都有标准,设计时可直接选用。
本设计书主要介绍了液氨储罐的筒体,封头的设计计算,低压通用零件的选用。
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,合理的进行设计。
二材料及构件的选择:(一)材料的选择: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,又称为无水氨,是一种无色液体,有强烈的刺激性气味,液氨在工业上应用广泛,而且具有腐蚀性,且容易挥发,采用钢瓶和槽车装运。
纯液氨腐蚀性小,储罐可选用一般钢材,但由于压力较大,可以考虑20R,16MnR这两种钢材。
如果纯粹从技术角度看,可用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钢板较为经济,所以在此选择16MnR钢板作为制造筒体和封头的材料。
(二)构件的选择:(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的多,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。
从钢材耗用量来看:球形封头用材最少,比椭圆封头节约,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。
选用时应综合考虑公称压力,公称直径,工作温度以及人,手孔的结构和材料等诸多方面的因素。
人孔的类型很多,选择使用上有很大的灵活性。
在此,考虑到人孔盖直径较大较重,故选用碳钢水平吊盖人孔,人孔筒节轴线垂直安装。
(3)容器支座的选择:容器支座有鞍式支座、圆座和支腿三种,用来支撑容器的重量。
鞍式支座是应用较为广泛的一种卧式支座。
从应力分析来看,理论上支座数目越多越好。
但实际上,卧式容器应尽可能设计成双支座,这是因为当支点过多时,各支撑平面的影响均会影响支座反力的分布,因而采用多支座不仅体现不出理论上的优越性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影响。
所以一台卧式容器支座一般情况不宜多于两个。
圆座一般对于大直径薄壁容器和真空操作的容器。
支腿式支座在于容器壳壁连接处会造成严重的巨臂应力,故只适合用于小型容器(DN≤1600,L≤5000)。
综上考虑在此选择轻型的鞍式支座。
(4)法兰的选择:法兰连接的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。
压力容器的法兰分平焊法兰和对焊法兰。
法兰设计的优化原则是:法兰设计应使各项应力分别接近许用应力值,即结构材料在各个方向的强度都得到充分的发挥。
设计法兰时,须注意:钢制管法兰、垫片、紧固件设计要参照规定来选择和设计。
(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,其类型大体上可以分为四类:有玻璃板液面计,玻璃管液面计,浮子液面计和浮标液面计。
在中低压容器中常用前两种。
玻璃板液面计有透光式和反射式两种结构,其适用温度在0~250摄氏度。
玻璃管液面计适用于工作压力小于1.6MPa ,介质温度在0~250摄氏度情况下。
玻璃板液面计和玻璃管液面计均适用于物料没有结晶等堵塞固体的场合。
板式液面计承压能力强但比较笨重,成本较高。
玻璃板液面计一般选易观察的透光式,只有当物料很干净时才选用反射式。
当容器的高度大于3m 时,玻璃板液面计和玻璃管液面计的液面观察效果受到限制,应该用其它适用的液面计。
由于液氨为较干净的物料,易透光,不会出现严重堵塞现象,所以在此选用反射式玻璃管液面计两个,两个液面计的质量共180kg 。
(6)进出料接管的选择:容器接管一般应采用无缝钢管,所以液体进出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45º,可避免物料沿设备内壁流动,减少物料对内壁的磨损和腐蚀。
接管壁厚的要求:接管的壁厚除了要考虑上述的要求,还要考虑焊接的方法、焊接参数、加工条件、焊接位置等制造上的因素及运输、安装中的刚度要求。
一般情况下,壁厚不宜小于壳体壁厚的一半,否则,应采用厚壁管或是整体锻件,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:当壳体上的考空满足下述全部要求时。
可以不另行补强。
①设计压力小于或等于2.5MPa 。
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89mm ④接管的最小壁厚满足以下要求。
表1 接管最小壁厚要求因此热轧无缝钢管的尺寸mm 1289⨯φ。
取接管伸出长度为mm 150。
管法兰的选择:根据平焊法兰使用的压力范围(PN<4.0MPa ),选用突式平焊法兰。
根据欧洲体系钢制法兰、垫片。
密封面、紧固件选配表的选择:垫片型式为石棉橡胶板垫片,密封面型式为突面,密封表面为密纹水线,紧固件型式为六角螺栓双头螺柱全螺纹螺栓。
在离筒体左鞍座250mm 处安装容器出料管,容器内的管以弯管靠近容器的底部,这种方式用于卧式容器,出料口的基本尺寸以及管法兰与进料口相同,质量约为100kg 。
(7)安全阀的选择:由于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,所以此设计的温度、压力。
介质等基本参数可以直接选用标准型号(查A21H-40)公称直径DN 取20mm ,对应的质量为80kg 。
与安全阀和接管连接的法兰选择突面板式平焊管法兰,与壳体连接的接管为无缝钢管GB8163-87热轧钢管,尺寸为mm 1289⨯φ。
安装位置在离右封头1150出安装一个安全阀。
(8)排污管的选择:安装位置:在离右鞍座的左侧1000mm 出安装一个排污管。
选择无缝钢管GB8163-87热轧钢管为材料的排污钢管焊接在容器底部,尺寸为mm 1289⨯φ。
管端法兰:选择突面板式平焊管法兰HG20592-1997法兰RF80-2.5,法兰的一端连接排污管,型号为J41H-40,取公称直径为80mm 对应的质量为44.4kg 。
三 设计计算内容:(一)封头的设计计算:标准椭圆形封头是中低压容器中经常采用的封头形式,其最新的标准为JB/T4746-2002.该标准规定以内径为公称直径的标准椭圆形封头(代号EHA)的直边高度只与公称直径有关:DN ≤2000mm 时,直边高度为25mm ; DN>2000mm 时,直边高度为40mm 。
由于所设计的筒体公称直径DN=2000mm ≤2000mm ,所以直边高度为h=25mm ,根据JB/T4746—2002《钢制压力容器用封头》的规定,以内径为基准的标准椭圆形封头形式代号为EHA,以外径为基准的椭圆形封头形式代号为EHB,这两种封头的内表面积、容积和质量分别列于表2、表3中:表2 EHA椭圆形封头内表面积、容积(JB/T4746—2002)注:DN1700以上(至DN6000)的数据没有摘引。
又根据《EHA 椭圆形封头内表面积及容积》查得:DN=2000mm 时,总深度H=525mm ,内表面积A=4.49302m ,容积1257.11=V 3m 。
所以,封头设计为EHA2000×16-16MnR JB/T4746-2002。
示意图如图(1)所示:(二)计算压力c P 的确定(由设计压力与液柱静压力来确定):3NH的临界温度C C T o o c 504.132>=对于承装临界温度大于C o 50的液化气体的压力容器,设计有可靠的保冷措施,则其最高工作压力为所盛液化气体在可能达到的最高工作温度下的保和蒸汽压。
设计压力MPa P 07.2=; 液柱静压力为:Pa gD P i i 0.130340.28.9665)(=⨯⨯==氨ρ Pa P 1035002070000%5%5=⨯=P P i %5<,于是忽略了液柱静压力的影响,得到MPaP P c 07.2==[]t σ (MPa )----设计温度下的许用应力对于MnR 16的低合金钢钢管,在C t o 50=的设计温度下[]MPa t 170=σ。
ϕ-----焊接接头系数 (取值根据接头形式及无损检测的长度比例来确定)采用双面对接接头或相当于双面对接接头的全焊透对接头,进行100%无损检测时,0.1=ϕ。
(三)名义厚度的计算: 3.1 计算厚度:筒体厚度:[]mmP D P t cti c 251.1207.211702200007.22=-⨯⨯⨯=-=ϕσ封头厚度:[]mmP D P t ctic 213.1207.25.011702200007.25.02=⨯-⨯⨯⨯=-=ϕσ根据计算厚度大约在15mm 左右,则查书(P65表2-4)得钢板的厚度负偏差mm C 86.01=,查《腐蚀数据手册》知液氨对16MnR 钢材的每年的年腐蚀余量为0.1mm ,若该液氨储罐使用10年,则总腐蚀余量mm C 1101.02=⨯=,则有: 3.2 设计厚度(加入腐蚀裕量):筒体厚度:mm C t t d 251.131251.122=+=+= 封头厚度:mm C t t d 213.131213.122=+=+= 3.3 名义厚度(设计厚度+钢板厚度负偏差):筒体厚度:mm C t t d n 051.148.0251.131=+=+= 封头厚度:mm C t t d n 013.148.0213.131=+=+=根据钢板的厚度还需要圆整,则取筒体和封头的名义厚度均为mm 16,厚度附加量mm C C C 80.18.0121=+=+= 3.4 有效厚度:筒体厚度:mm C t t n e 20.1480.116=-=-= 封头厚度:mm C t t n e 20.1480.116=-=-= 封头的刨面图形如图(2)所示:(四)容器的压力实验:所谓压力试验,就是用液体或气体作为工作介质,在容器内施加比它的设计压力还要高的试验压力,以检查容器在试验压力下是否有渗漏、明显的塑性变形以及其他缺陷。