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：

广东石油化工学院：液氨储罐机械设计

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）

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）

目录

第一章绪论 (6)

1.1 液氨贮罐的设计背景 (6)

1.2 液氨贮罐的分类及选型 (6)

1.2.（1）贮罐的分类 (6)

1.2.（2）贮罐的选型 (6)

1.3 设计温度和设计压力的确定 (7)

第二章材料及结构的选择与论证 (8)

2.1材料选择与论证 (8)

2.1.（1）容器用钢 (8)

2.2.（2）附件用钢 (8)

2.2结构选择与论证 (8)

2.2.（1）封头形式的确定 (8)

2.2.（1）人孔的选择 (9)

2.2.（3）法兰形式 (9)

2.2.（4）液面计的选择 (10)

2.2.（5）鞍式支座的选择 (10)

第三章工艺尺寸的确定 (11)

第四章设计计算 (14)

4.1计算罐体壁厚设计 (14)

4.2 计算封头的壁厚 (14)

4.3校核罐体和封头水压试验强度 (15)

4.4选择人孔并核算开孔补强 (15)

4.4（1）计算削去的承受应力所必须的金属截面 (16)

4.4（2）.计算有效补强范围 (16)

4.4（3）. 计算有效补强金属截面积 (16)

4.4（4）. 所需补强截面积4A为 (17)

4.4（5）.补强圈设计 (17)

4.5.选择鞍座并核算承载能力 (17)

目录

4.5（1）.罐体的质量1m (17)

4.5（2）.封头的质量2m (18)

4.5（3）.水压试验时水的质量3m (18)

m (18)

4.5（4）.附件的质量4

4.6选择液位计 (18)

4.7选配工艺接管 (18)

4.7（1）.液氨进料管 (19)

4.7（2）液氨出料管 (19)

4.7（3）排污管 (19)

4.7（4）.放空管接口管 (19)

4.7（5）.液面计接管 (19)

4.7(6).安全阀接口管 (19)

设计心得 (20)

参考文献 (21)

第一章绪论：

1.1.液氨贮罐的设计背景

化学工业和其它流程工业的生产都离不开容器。所有的化工设备的壳体都是一种容器，容器的应用遍及各行各业，诸如航空、航海、机械制造、轻工、动力等行业。然而化工容器又有其本身特点，不仅要适应化学工艺过程所要求的压力和温度条件，还要承受化学介质的作用，要能长期的安全工作且保证良好的密封。因此在容器的设计中应综合考虑个方面的因素，使之达到最优。

液氨主要用于生产硝酸、尿素和其它化学肥料，还可用作医药和农药的原料。在国防工业中用于制造火箭、导弹的推进剂，可用作有机化工产品的氨化原料，还可用作冷冻剂，将氨进行分解，分解成氢氮混合气体这种混合气体是一种良好的保护气体，可以广泛地应用于半导体工业、冶金工业以及需要保护气氛的其它工业和科学研究中。

为能够进行连续的生产，需要有储存液氨的容器，因此设计液氨贮罐是制造贮罐的必备步骤，是化工生产能够顺利进行的前提。

1.2. 液氨贮罐的分类及选型

1.2.（1）贮罐的分类

贮罐按其形状可分为方形和矩形容器、球形容器、圆筒形容器（立式、卧式）。

按其承压性质可分为内压和外压，内压容器又可分为低压、中压、高压、超高压4个压力等级。

按其工作的温度环境可分为低温、常温、中温、高温容器。

按制造器的材料可分为金属制和非金属制两类。

按其应用情况可分为反应压力容器（R）、换热压力容器（E）、分离压力容器（S）、储存压力容器（C）等。

1.2.（2）贮罐的选型

在本设计中由于设计体积较小（约为 16 m3）且工作压力较小（p0=1.6MPa）可采用卧式圆筒形容器，方形和矩形容器大多在很小设计体积时采用，因其承压能力较小且使用材料较多；而球形容器虽承压能力强且节省材料，但制造较难且安装内件不方便；立式圆筒形容器承受自然原因引起的应力破坏的能力较弱，故选用圆筒形卧式容器。

卧式圆筒形液氨储罐通常由卧式圆筒形筒体和两端的椭圆形封头组成，按照化学生产工艺的要求设置进料口、出料口、放空口、排污口、压力表、安全阀和液面计等。为了检修方便，还要开设人孔，用鞍式支座支承于混凝土基座上。