卧式储罐设计
完整版玻璃钢卧式储罐课程设计
中北大学课程设计说明书学生姓名：詹锋学号： 0603044238 学院：材料科学与工程学院专业：复合材料与工程题目：容积为60m3贮存质量分数为37%的硝酸卧式玻璃钢储罐设计指导教师：陈剑楠曹杨职称: 讲师讲师2009年 12月 31日中北大学课程设计任务书学年第一学期学院：材料科学与工程学院专业：复合材料与工程学生姓名：学号：课程设计题目：容积为60m3贮存质量分数为37%的硝酸卧式玻璃钢储罐设计起迄日期：2009年12月21日～2009年12月31日课程设计地点：中北大学材料科学与工程学院指导教师：陈剑楠曹杨系主任：李迎春下达任务书日期: 2009年12月18日课程设计任务书课程设计任务书目录1.前言 (1)2.造型设计 (2)2.1储罐构造尺寸确定 (2)2.2封头的选择 (2)2.3伸臂长度确定 (3)2.4支座及间距 (3)3.性能设计 (4)3.1基体材料性能及其特点介绍 (5)3.2增强材料介绍 (6)4.节构设计 (7)4.1储罐荷载计算和设计简图 (7)4.2由储罐的轴向应力计算壁厚 (8)4.3由储罐的剪力计算储罐的壁厚 (8)4.4由储罐的环形应力计算储罐壁厚 (8)4.5由蝶形封头设计壁厚 (10)4.6设计结果 (10)5.工艺设计 (11)5.1筒身设计 (11)5.2封头的制造工艺及模具制造方法 (12)6.玻璃钢卧式贮罐零部件设计 (14)6.1贮罐的开孔与补强 (14)6.2排气孔 (14)6.3贮罐进出口管和人孔设计 (14)6.4排液管 (16)6.5支座设计 (16)7.安装设计 (17)8.制品检验 (18)9.小结 (19)10.参考文献 (20)前言卧式玻璃纤维增强塑料贮罐主要用做化工贮罐、运输罐车、反应釜、喷雾洗涤器等。
与立式贮罐相比，卧式贮罐的容积较小，但具有搬运方便，可异地安装使用的特点。
玻璃钢容器、玻璃钢储罐耐化学腐蚀，使用寿命长，玻璃钢具有特殊的耐腐性能，在储存腐蚀性介质时，玻璃钢显示出其他材料所无法比拟的优越性，可以耐多种酸、碱、盐和有机溶剂[1]。
卧式储罐设计知识点总结
卧式储罐设计知识点总结储罐是工业生产中常见的储存设备，而卧式储罐是一种常用的储罐形式。
本文将对卧式储罐的设计知识点进行总结，包括设计原则、结构特点、材料选用、安全性考虑等方面。
一、设计原则卧式储罐的设计需要遵守以下原则：1. 结构合理：储罐的结构设计应满足负荷要求，确保安全可靠。
2. 功能齐全：储罐应具备储存、装卸、监测等基本功能，以满足工艺需求。
3. 经济合理：在满足功能和安全性的前提下，尽可能降低储罐的成本和维护费用。
4. 环境友好：在选用材料和设计过程中，需考虑环境保护和节能减排问题。
二、结构特点卧式储罐的结构特点主要有以下几个方面：1. 低矮宽大：与立式储罐相比，卧式储罐的高度相对较低，横截面面积较大，适合于储存大量液体或气体。
2. 安全稳定：卧式储罐由于重心较低，稳定性较好，尤其适用于贮存易燃、易爆等危险品。
3. 充分利用空间：卧式储罐可以灵活布置在场地上，使得场地利用率较高。
三、材料选用卧式储罐的材料选用应考虑以下几个因素：1. 贮存物性质：根据储存物的性质选择相应的材料，如耐腐蚀、耐高温等特性。
2. 工艺要求：根据储存物的工艺要求选择材料，如导电性、防静电等特性。
3. 经济性和可行性：考虑储罐的造价和使用寿命，综合评估材料的经济性和可行性。
四、安全性考虑对于卧式储罐的设计，安全性是至关重要的考虑因素。
以下是需要注意的安全性问题：1. 突发事故预防：通过设计合理的安全阀、泄漏探测装置等设备进行突发事故预防和处理。
2. 环境风险控制：储罐设计时应考虑周围环境因素，避免对周边环境造成污染或其他风险。
3. 抗震能力：在地震区域，储罐必须具备一定的抗震能力，以确保在地震发生时不发生倾覆或破坏。
4. 安全管理规定：储罐的设计需要符合相关安全管理规定和标准，以确保运行时的安全性。
总结：卧式储罐作为一种常用的储存设备，其设计知识点包括设计原则、结构特点、材料选用和安全性考虑等方面。
在设计过程中，需要考虑负荷要求、功能齐全、经济合理、环境友好等原则；结构特点主要包括低矮宽大、安全稳定和充分利用空间等特点；材料选用需考虑贮存物性质、工艺要求以及经济性和可行性；安全性考虑方面需要预防突发事故、控制环境风险、具备抗震能力以及符合安全管理规定等。
75m3卧式玻璃钢盐酸储罐设计说明书
75m³卧式玻璃钢盐酸储罐设计说明书一、设计概述本设计说明书旨在为75m³卧式玻璃钢盐酸储罐提供详细的设计方案。
该储罐主要用于储存盐酸，具有优良的耐腐蚀性能和较长的使用寿命。
设计方案考虑了储罐的结构设计、材料选择、制造工艺、安全性能等方面，以确保储罐能够满足实际使用需求。
二、储罐规格与参数1. 容积：75m³2. 形状：卧式3. 直径：约4.5m4. 长度：约15m5. 壁厚：根据实际需求确定6. 支撑结构：采用环形梁式支撑结构，方便安装和运输。
三、材料选择1. 罐体材料：采用高强度、耐腐蚀的玻璃钢材料，确保储罐具有较长的使用寿命。
2. 密封材料：采用聚四氟乙烯（PTFE）或其他耐腐蚀材料，确保储罐的密封性能。
3. 配件材料：如阀门、管道等配件，应选用耐腐蚀的不锈钢或其他耐腐蚀材料。
四、结构设计1. 罐体设计：采用卧式设计，罐体分为上下两个部分，上部为储液部分，下部为支撑结构。
罐体应设计合理的加强筋，以提高罐体的刚度和稳定性。
2. 底部设计：底部采用环形梁式支撑结构，方便安装和运输。
同时，应设置合理的排污口，便于排污和清洗。
3. 连接设计：储罐的各个部件之间应采用可靠的连接方式，确保储罐的整体性和稳定性。
同时，应考虑安装和维修的方便性。
4. 安全设计：储罐应设置必要的安全设施，如溢流口、呼吸阀等，以确保储罐在使用过程中的安全性。
同时，应根据实际情况设置相应的消防设施。
五、制造工艺1. 玻璃钢制造工艺：采用玻璃纤维和有机树脂等材料，经过逐层缠绕、固化等工艺制成罐体。
在制造过程中，应控制好各层的厚度和缠绕角度，确保罐体的强度和稳定性。
2. 密封处理工艺：在罐体的连接部位和密封材料上，应采用合理的密封处理工艺，以确保储罐的密封性能。
密封处理工艺应根据实际情况选择合适的密封剂和密封技术。
3. 表面处理工艺：在罐体完成后，应对其表面进行打磨、清洗等处理，以提高罐体的耐腐蚀性能和使用寿命。
5.2 储罐的结构
过程设备设计
5.2.1 卧式圆柱形储罐
地面卧式储罐
卧式圆柱形储罐 地下卧式储罐
5
5.2
储罐的结构
过程设备设计
图5-1 100m 3 液化石油气储罐结构示意图 1-活动支座；2-气相平衡引入管；3-气相引入管；4-出液口防涡 器；5-进液口引入管；6-支撑板；7-固定支座；8-液位计连通管； 9支撑；10-椭圆形封头；11-内梯；12-人孔；13-法兰接管； 6 14-管托架；15-筒体
储罐的结构
过程设备设计
1. 罐体
作用
球形储罐主体，储存物料、承受物料工作压力和液柱静压力 纯桔瓣式罐体 按其组合方式分 足球瓣式罐体 混合式罐体
25
5.2
储罐的结构
过程设备设计
（1）纯桔瓣式罐体
球壳全部按桔瓣片 形状进行分割成型 后再组合
图5-9 赤道正切柱式支承单层壳球罐
1-球壳；2-液位计导管；3-避雷针； 4-安全泄放阀；5-操作平台；6-盘梯；
可以改善拉杆的受力状况， 从而获得更好的球罐稳定性
பைடு நூலகம் 5.2
储罐的结构
过程设备设计
C 相隔一柱单层交叉可调式拉杆
图5-16 相隔一柱单层交叉可调式拉杆
45
5.2
储罐的结构
过程设备设计
固定式
拉杆常用钢管制作，管状拉杆必 须开设排气孔。拉杆一端焊在支 柱加强板上，另一端焊在交叉节 点的中心固定板上。也可取消中 心板将拉杆直接十字焊接。
埋没并达到规定的埋土深度
8
5.2
储罐的结构
过程设备设计
地面卧式储罐 区别
地下卧式储罐 接管集中安放 管口的开设位置
9
5.2
压力容器卧式储罐设计
工作温度为 ，设计温度取
主要元件材料的选择
筒体、封头材料的选择
根据GB150-1998表4-1，选用筒体、封头材料为低合金钢Q345R（钢材标准为GB-6654） 。Q345R适用范围：用于介质含有少量硫化物，具有一定腐蚀性,壁厚较大（ ）的压力容器，取腐蚀余量 ，钢板负偏差C1=。
Q345R
在下列温度（℃）下的许用应力（MPa）
100
150
200
250
185
185
153
143
130
鞍座材料的选择
根据JB/T4731,鞍座选用材料为Q235-A，其许用应力
地脚螺栓的材料选择
地脚螺栓选用符合GB/T 700规定的Q235，Q235的许用应力
第三章设备的结构设计
圆筒、封头厚度的设计
液化石油气具有易燃易爆的特点，液化石油气储罐属于具有较大危险的储存容器。针对液化石油气储罐的危险特性，结合本专业《过程设备与压力容器设计》所学的知识，在设计上充分考虑液化石油气储罐各项参数，确保液化石油气储罐能安全运行，对化工行业具有重要的现实意义。
本次设计的主要标准有：《固定式压力容器》、《压力容器安全技术监察规程》、JB4731-2005《钢制卧式容器》。各零部件标准主要有：JB/T 4736-2002《补强圈》、HG 20592-20614《钢制管法兰、垫片、紧固件》、JB/T《鞍式支座》、HG205《钢制人孔和手孔》等。
液化石油气特点
气态的液化石油比空气重约倍，该气体的空气混合物爆炸范围是%~%，遇明火即发生爆炸。所以使用时一定要防止泄漏，不可麻痹大意，以免造成危害。因此，往槽车、贮罐以及钢瓶充灌时要严格控制灌装量，以确保安全。因为液化石油气是由多种碳氢化合物组成的，所以液化石油气的液态比重即为各组成成份的平均比重，如在常温20℃时，液态丙烷的比重为，液态丁烷的比重为～，因此，液化石油气的液态比重大体可认为在左右，即为水的一半。
卧式埋地储油罐设计
16. 人孔直径：2个DN500人孔，人孔法兰为机加工标准板式平焊钢制法兰，人孔颈高200mm，人孔盖及法兰厚度≥22mm，采用耐油橡胶石棉法兰垫，按国家标准配置螺栓、螺母、垫片。
17. 接管规格：进油口φ89×4mm，出油口φ89×4或φ133×5mm，通气孔φ57×，量油孔φ108×4mm，液位计口φ108×4mm，人孔φ500×6mm。
（1）油槽车的排气管应安装防火罩。在自流卸油时应关闭发动机。同时停止加油作业（罐区与加油区分开的除外），做好安全警戒，及时安排接卸。
（2）在油槽车卸油时，应有专人监护，司机应先在油槽车规定的部位接好临时接地线，并坚守岗位，严防行人靠近。卸油完毕，稳油5min后，复测油罐存量，以防测油尺和油液面、油罐间静电放电，造成大灾。
5.给排水设施
1.罐区给水应利用城镇或企业已建成供水系统作为水源。无利用条件时，可就近使用地下或地表水。
（2）管理室的采暖，应首先利用城市热网、区域锅炉房或临近单位的热源。当无上述条件时，可在加油站内设置小型热水锅炉采暖。该锅炉应设在单独房间内，锅炉间的门窗不得朝向加油机、卸油口油罐及呼吸管口、且门窗距其中径不应小于12m。锅炉排烟口应高于屋顶，距加油机、卸油口、油罐及呼吸管口距离不应小于12m，且应安装火星熄灭器，严防火星外逸。
19
进油管道
1. 进油必须采用密闭进油方式；
2. 卸油口宜集中布置在地面以上，汽油卸油口和卸油油气回收接口应采用带阀的快速阳接头，柴油卸油口采用快速阴接头；
3. 进油管道应坡向油罐，坡度不应小于5‰；
4. 安装在油罐内的进油管宜安装卸油防溢阀。
出油管道
卧式储罐设计
卧式储罐设计
卧式储罐是一种广泛应用的储存成品、原料或废物的设备。
以下是卧式储罐的设计方案：
1. 直径与高度比例：当卧式储罐不超过50吨时，其高度一般
不超过2.5米，直径不超过3米，直径与高度的比例约为1.2-1.5:1。
当卧式储罐容量超过50吨，其直径和高度将相应扩大。
2. 材质：卧式储罐的材质可以选择碳钢、不锈钢、玻璃钢等，不同的材质对于不同的介质有不同的适用性。
例如，碳钢储罐可以储存一些不含酸碱等特殊介质，而不锈钢储罐则适用于要求不生锈的储存。
3. 底部形状：卧式储罐的底部一般分为锥形和平底两种形式。
锥形底部有利于介质流动，方便排放，但是清洗困难；平底储罐清洗相对容易，但是排放困难。
4. 进出口及配件：卧式储罐的进出口可以根据实际情况设置如不锈钢法兰、球阀等配件。
加装搅拌器、出料口、液位计等装置可根据用户要求定制。
5. 安全配套措施：为了保障卧式储罐的安全使用，应该设置安全阀、压力计等配套措施，避免发生安全事故。
在设计过程中应充分考虑气密性、抗压强度以及抗震能力等方面。
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。
卧式储罐人孔设计
Hefei University《化工机械与设备》过程考核之二——常用零部件设计题目： 2.5MPa卧式储罐人孔设计系别：化学材料与工程系班级：10化工（三）姓名：何文龙学号：1003023004队别：Team 5队员：朱广佳（队长）、吴凯、何文龙教师：胡科研日期：2011-12-02《化工机械与设备》过程考核之二 ............................................ 错误!未定义书签。
一前言 .. (3)1.1 设计人孔的目的 (3)1.2 人孔附图 (3)二人孔的机械设计 (5)2.1选择人孔 (5)2.2核算人孔补强 (5)2.3机械设计标准参数 (6)2.3.1.碳素钢、低合金钢类 (6)2.3.2 不锈钢类 (7)2.3.3 人孔的PN2.5DN明细表 (8)三人孔工艺设计： (9)3.1人孔的功能类型： (9)3.2材料的选择 (9)3.3人孔种类的划分 (9)3.3.1、以通信管块容量划分 (9)3.3.2、以人孔的通向划分 (9)3.3.3、以人孔上覆承受负荷能力划分 (9)3.4 人孔直径及人孔中心距底板尺寸 (10)四总结 (10)五参考文献 (10)一前言1.1 设计人孔的目的人孔是安装在卧式储罐上部的安全应急装置。
通常与防火器、机械呼吸阀配套使用，既能避免因意外原因造成罐内急剧超压或真空时，损坏储罐而发生事故，又有起到安全阻火作用，是保护储罐的安全装置。
具有方便维修，定压排放、定压吸入、开闭灵活、安全阻火、结构紧凑、密封性良好、安全可靠等优点。
1.2 人孔附图图—1 人孔俯视图图2——人孔开关侧面图图3——人孔主视图设计条件：管经480mm×12；工作介质：水蒸气；表压：<2.5MPa二 人孔的机械设计2.1选择人孔根据储罐是在常温下及最高工作压力为 2.5MPa 条件下工作,人孔的标准按公称压力为 2.5 MPa 等级选取，考虑到人孔盖直径较大较重,故选用回转盖对焊法兰（GH21518-2005）,公称直径 450，榫槽面密封面（TG 型）和石棉橡胶板垫面。
200M3浓硫酸卧式储罐设计
200M3浓硫酸卧式储罐设计浓硫酸（H2SO4）是一种常见的化工原料，广泛应用于石油化工、冶金、电子、制药等行业。
在储存硫酸时，为了确保其安全使用，需要进行特殊的储罐设计。
一、储罐材质选择：浓硫酸是一种强酸，对多数金属和合金有很强的腐蚀性。
因此，在储罐的材质选择上，不宜选用常规的碳钢材料。
一般情况下，可以采用玻璃钢或陶瓷作为储罐的材质，也可以考虑使用不锈钢或耐腐蚀合金钢。
二、容量选择：根据实际需要选择储罐的容量大小。
对于200m3的浓硫酸卧式储罐，可以满足一般工业生产的需求。
需要根据生产工艺的要求和储罐的使用频率来确定容量大小，同时考虑储罐的安全操作和维护。
三、结构设计：卧式储罐适用于容量较大的储存，相对于立式储罐来说具有更好的稳定性。
在设计卧式储罐时，需要考虑以下几个方面：1.底座和支座设计：为了确保储罐的稳定性，底座和支座需要具备足够的承重能力，并采用稳固的建筑结构。
2.壁厚设计：储罐的壁厚设计应考虑到浓硫酸的特殊性，防止腐蚀和渗漏。
需要进行强度校核，并根据相关规范确定壁厚。
3.排放阀和敞口设计：储罐需要设置合适的排放阀，以便处理可能发生的压力变化和管路维护。
敞口设计应该充分考虑到硫酸的挥发和蒸发性，确保安全操作。
4.维护和安全考虑：设计时需要充分考虑储罐维护的便利性，如防腐处理、检修孔的设置等。
另外，安全防护设备如液位报警器和泄漏探测器的使用也是必要的。
5.防护措施：由于浓硫酸的腐蚀性，储罐的内壁可能需要进行特殊的涂层处理或贴片。
此外，防腐层的选择和施工也非常重要。
四、储罐运输和安装：对于浓硫酸卧式储罐的运输和安装，需要遵循相关规范和安全要求。
特别是在装卸过程中，需注意防止硫酸溅入环境或其他容器中，对周围设施和人员造成伤害。
综上所述，200m3浓硫酸卧式储罐的设计需要材质选择、容量确定、结构设计和安装等多个方面的考虑。
在整个设计过程中，安全性和环保性应作为设计的首要目标，以确保储罐的正常运行和使用。
5.3 卧式储罐设计——【过程设备设计】
5.3.2.7 三支座卧式储罐的强度校核简介
12
5.3 卧式储罐设计
5.3.2.1 设计载荷
过程设备设计
①长期载荷——设计压力，内压或外压（真空）；储罐
的质量载荷，除自身质量外，还包括储罐所容纳的物
设
料质量，保温层、梯子平台、接管等附加质量载荷。
计 ②短期载荷——雪载荷、风载荷、地震载荷，水压试验
第五章 储运设备
过程设备设计
第一节 概述 第二节 储罐的结构 第三节 卧式储罐设计 第四节 移动式压力容器
1
5.3 卧式储罐设计
本章重点
5.3 卧式储罐设计
过程设备设计 过程设备设计
教学重点： 卧式储罐的设计计算。
教学难点： 卧式储罐的设计计算。
本章计算 重点
本章计算 难点
2
5.3 卧式储罐设计
11
5.3 卧式储罐设计
5.3.2 设计计算
过程设备设计
5.3.2.1 设计载荷
5.3.2.2 载荷分析
5.3.2.3 弯矩和剪力 5.3.2.4 圆筒应力计算及校核 5.3.2.5 鞍座设计
圆筒轴向应力及校核 圆筒和封头切应力及校核 支座截面处圆筒体的周向应力
5.3.2.6 有附加载荷作用时卧式储罐的强度校核
9
5.3 卧式储罐设计
过程设备设计
鞍座
A型（轻型） B型（重型）—BⅠ～BⅤ
筋板、底板和垫
区别 板的尺寸不同或 数量不同
螺栓孔形状
F型（固定支座） S型（滑动支座）
除螺栓孔外，F型与S型各部分的尺寸相同。 在一台储罐上，F型和S型总是配对使用，其中滑动支座的地脚 螺栓采用两个螺母，第一个螺母拧紧后倒退一圈，然后用第二个 螺母锁紧，以保证储罐在温度变化时，鞍座能在基础面上自由滑 动。
卧式液氨储罐设计
1. 前 言 2. 设计总论 3. 设计计算 4. 总 结
LOGO
1前言
本设计为一个在常温中压条件下的卧式液氨 储罐。液氨储罐是合成氨工业中必不可少的储 存容器，所以本设计主要内容包括容器材质选 取、罐体结构及壁厚设计、封头壁厚设计及支 座设计选取。在设计过程中综合考虑经济性、 实用性和安全可靠性。设备的选择大都有相应 的执行标准，各项设计参数都正确参考了行业 使用标准或国家标准，并考虑到结构方面的要 求，合理地进行设计。
图2-1 常见容器凸形封头的形式
2.2 材料及结构的选择与论证
2.2.3 容器支座的选择 压力容器靠支座支承并固定在基础上 ，鞍式支
座是应用最广泛的一种卧式支座，鞍式支座普遍使 用双鞍座支承。
图2-2 鞍式支座总体图
3 设计计算
3.1 确定罐体的内径及长度 3.2 筒体厚度设计 3.3 封头壁厚设计 3.4 水压试验及强度校核 3.5 核算承载能力并选择鞍座
在《钢制压力容器》中，只考虑钢板平面腐余量取C2=2㎜。 d C2 32.34 2 34.34㎜
式中 d ——设计厚度，㎜。 根据钢板厚度规格，圆整后确定名义厚度n 38㎜。
3.2 筒体厚度设计
现已知圆筒Di、n ，需对圆筒进行强度校核。校核如下：
t pc Di e 141.19MPa t 157 1.0 157MPa
2e
式中 e ——有效厚度，e n C，㎜； n ——名义厚度，㎜；
C ——厚度附加量，㎜；
t ——设计温度下圆筒的计算应力，MPa。
满足强度条件。
圆筒的最大允许工作压力 pw为
pw
2e t
Di e
2.95MPa
2.5MPa
式中 pw ——圆筒的最大允许工作压力，MPa。
压力容器卧式储罐设计
压⼒容器卧式储罐设计⽬录摘要IAbstract II第⼀章绪论1液化⽯油⽓贮罐的分类1液化⽯油⽓特点1卧式液化⽯油⽓贮罐设计的特点1第⼆章设计参数的选择1设计题⽬1设计数据1设计压⼒、温度2主要元件材料的选择2第三章设备的结构设计3圆筒、封头厚度的设计3筒体和封头的结构设计4鞍座选型和结构设计4接管，法兰，垫⽚和螺栓的选择6⼈孔的选择8安全阀的设计8第四章设计强度的校核11⽔压试验应⼒校核11筒体轴向弯矩计算11筒体轴向应⼒计算及校核12筒体和封头中的切向剪应⼒计算与校核12封头中附加拉伸应⼒13筒体的周向应⼒计算与校核13鞍座应⼒计算与校核13第五章开孔补强设计15补强设计⽅法判别15有效补强范围16有效补强⾯积16.补强⾯积16第六章储罐的焊接设计17焊接的基本要求17焊接的⼯艺设计18设计⼩结20致谢20参考⽂献21摘要本次设计的卧式储罐其介质为液化⽯油⽓。
液化⽯油⽓是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。
液化⽯油⽓是由碳氢化合物所组成，主要成分为丙烷、丁烷以及其他烷系或烯类等。
丙烷加丁烷百分⽐的综合超过60%，低于这个⽐例就不能称为液化⽯油⽓。
液化⽯油⽓具有易燃易爆的特点，液化⽯油⽓储罐属于具有较⼤危险的储存容器。
针对液化⽯油⽓储罐的危险特性，结合本专业《过程设备与压⼒容器设计》所学的知识，在设计上充分考虑液化⽯油⽓储罐各项参数，确保液化⽯油⽓储罐能安全运⾏，对化⼯⾏业具有重要的现实意义。
本次设计的主要标准有：《固定式压⼒容器》、《压⼒容器安全技术监察规程》、JB4731-2005《钢制卧式容器》。
各零部件标准主要有：JB/T 4736-2002《补强圈》、HG 20592-20614《钢制管法兰、垫⽚、紧固件》、JB/T 《鞍式⽀座》、HG205《钢制⼈孔和⼿孔》等。
卧式储罐设计
卧式储罐设计卧式储罐设计卧式储罐设计 (1)⼀、绪论 (2)设计任务： (2)设计思想 (2)设计特点 (2)⼆、设计总论 (3)设计任务 (3)材料及结构的选择与论证 (3)材料及结构的选择 (3)封头的选择 (3)容器⽀座的选择 (4)三、主体设计计算 (5)确定罐体的内径及长度 (5)筒体厚度设计 (5)确定参数 (5)计算壁厚 (6)圆筒最⼤允许⼯作压⼒ (6)封头壁厚设计 (7)封头壁厚设计 (7)封头最⼤允许⼯作压⼒ (7)⽔压试验及强度校核 (7)四、零部件选配及设计 (8)⼈孔选择及补强计算 (8)⼈孔选择 (8)补强计算 (10)进出料接管的选择及管法兰选配 (10)进料管 (10)出料管 (11)排污管 (11)液⾯计接管 (11)放空管 (11)安全阀的选择 (12)鞍座的选择 (12)罐体质量 (12)封头质量 (12)⼆甲醚质量 (13)附件质量 (13)鞍座选择 (13)五、容器焊缝标准 (14)压⼒容器焊接结构设计要求 (14)筒体与椭圆封头的焊接接头 (14)管法兰与接管的焊接接头 (15)接管与壳体的焊接接头 (15)参考⽂献 (16)⼀、绪论设计任务：针对化⼯⼚中的⼆甲醚储罐，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。
设计思想本设计的液料为⼆甲醚，⼆甲醚⼜称甲醚，简称DME，甲醚在常压下是⼀种.664mkg，熔10⽆⾊⽓体或压缩液体，具有轻微醚⾹味。
相对密度（20℃）3/点℃，沸点℃，室温下蒸⽓压约为，与⽯油液化⽓（LPG）相似。
溶于⽔及醇、⼄醚、丙酮、氯仿等多种有机溶剂。
易燃，在燃烧时⽕焰略带光亮，燃烧热（⽓态）为1455kJ/mol。
常温下DME具有惰性，不易⾃动氧化，⽆腐蚀、⽆致癌性，但在辐射或加热条件下可分解成甲烷、⼄烷、甲醛等。
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。
压力容器卧式储罐设计
压力容器卧式储罐设计1.容器材质选择：常见的材质有碳钢、不锈钢等，需要根据介质的性质和工艺要求选择合适的材质。
对于易腐蚀或有害物质，应采用耐腐蚀材质以确保容器的长期运行。
2.储罐容量：容器的容量应根据工艺流程和生产需求确定。
需要考虑介质的储存量、流量、储罐的占地面积以及储罐的横向或纵向布置等因素，确保容器的容量能够满足生产需要。
3.设计压力和温度：根据介质的压力和温度，确定容器的设计参数。
除了正常工作状态下的压力和温度外，还需要考虑到临界情况、突发事件等特殊情况下的压力和温度。
4.设计标准和规范：容器的设计应符合国家相关标准和规范要求，如中国石油和化学工程学会发布的《储罐设计规范》、美国石油学会发布的《储罐设计与施工规范》等。
在设计过程中，需要根据相应的标准和规范进行计算和验证。
5.结构设计：容器的结构设计包括底部、壁板和顶部等方面。
底部结构可以选择圆底、锥底、承重底或平底等形式，需要保证底部的稳定性和均布载荷。
壁板的设计考虑到介质的承载能力、装载条件和温度应力等因素。
顶部结构可以选择平顶、圆顶、锥顶等形式，并配备相应的防漏装置和压力释放装置。
6.安全防护设施：压力容器卧式储罐需要配备安全阀、爆破片、压力表、温度计等设备，用于保证容器内介质的安全运行。
同时，还需要考虑到火灾、震动、地震等突发情况的防护措施。
7.液体搅拌和排液系统设计：对于需要搅拌的介质，需要设计相应的搅拌设备和搅拌系统，以确保介质的均匀搅拌。
排液系统需要考虑到介质的流动性和排液效率，并配备应急排液装置。
8.耐候和抗震设计：容器在室外运行时，需要考虑到材料的耐候性和抗风压能力。
对于地震区域，还需要进行抗震设计，确保容器在地震发生时能够安全运行。
在进行容器的卧式储罐设计时，需要综合考虑以上因素，采用适当的设计参数并进行计算和验证。
设计过程中应密切与用户和相关部门的沟通，确保容器能够满足工艺流程和生产需求，并符合相关的安全要求。
此外，还要定期对容器进行检查和维护，以确保容器的长期安全运行。
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安徽工程大学课程设计说明书题目名称：卧式储罐设计专业班级：食品122班学生姓名：***指导教师：***完成日期： 2015-09-24目录摘要 (3)第一章绪论 (4)1.1设计任务： (4)1.2设计思想： (4)1.3设计特点： (4)第二章材料及结构的选择与论证 (5)2.1材料选择 (5)2.2结构选择与论证 (5)2.2.1 封头的选择 (5)2.2.2容器支座的选择 (5)2.3法兰型式 (6)2.4液面计的选择 (6)第三章结构设计 (7)3.1壁厚的确定 (7)3.2封头厚度设计 (7)3.2.1计算封头厚度 (7)3.2.2水压试验及强度校核 (8)3.3储罐零部件的选取 (8)3.3.1储罐支座 (8)3.3.2 罐体质量 (8)3.3.3封头质量 (9)3.3.4液氨质量 (9)3.3.5附件质量 (9)第四章接管的选取 (10)4.1液氨进料管 (10)4.2平衡口管 (10)4.3液位指示口管 (10)4.4放空口管 (10)4.5液体进口管 (11)4.6液体出口管 (11)第五章压力计选择 (12)符号说明 (13)总结 (14)摘要本说明书为《1.2m3液氨储罐设计说明书》。
扼要介绍了卧式储罐的特点及在工业中的广泛应用，详细的阐述了卧式储罐的结构及强度设计计算及制造、检修和维护。
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、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。
设计结果满足用户要求，安全性与经济性及环保要求均合格。
关键词：压力容器、卧式储罐、结构设计、强度校核、开孔补强第一章绪论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。
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。
因此采用多支座不仅体现不出理论上的优越论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的影响。
所以一台卧式容器支座一般情况不宜多于二个。
圈座一般对于大直径薄壁容器和真空操作的容器。
腿式支座简称支腿，因这种支座在与容器壳壁连接处会造成严重的局部应力，故只适合用于小型设备（DN≤1600，L≤≤5m）。
综上考虑在此选择双个鞍式支座作为储罐的支座。
2.3法兰型式法兰连接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。
压力容器法兰分平焊法兰与对焊法兰。
平焊法兰又分为甲型与乙型两种。
甲型平焊法兰有PN0.25 MPa 0.6 MPa 1.0 MPa1.6 MPa，在较小范围内（DN300 mm -2000 mm）适用温度范围为-20o C-30o C。
乙型平焊法兰用于PN0.25 MPa-1.6 MPa压力等级中较大的直径范围，适用的全部直径范围为DN300 mm -3000 mm，适用温度范围为-20o C-350o C。
对焊法兰具有厚度更大的颈，进一步增大了刚性。
用于更高压力的范围（PN0.6 MPa-6.4MPa）适用温度范围为-20o C-45o C。
法兰设计优化原则：法兰设计应使各项应力分别接近材料许用应力值，即结构材料在各个方向的强度都得到较充分的发挥。
法兰设计时，须注意以下二点：管法兰钢制管法兰、垫片、紧固件设计参照HG20592~HG20635的规定。
2.4液面计的选择液面计是用以指示容器内物料液面的装置，其类型很多，大体上可分为四类，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，其适用温度一般在0~250o C。
但透光式适用工作压力较反射式高。
玻璃管液面计适用工作压力小于1.6MPa，介质温度在0~250o C的范围。
液面计与容器的连接型式有法兰连接、颈部连接及嵌入连接，分别用于不同型式的液面计。
液面计的选用2.4.1玻璃板液面计和玻璃管液面计均适用于物料内没有结晶等堵塞固体的场合。
板式液面计承压能力强，但是比较笨重、成本较高。
2.4.2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反射式。
2.4.3当容器高度大于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，应改用其它适用的液面计。
液氨为较干净的物料，易透光，不会出现严重的堵塞现象所以在此选用玻璃管液面计。
第三章 结构设计3.1壁厚的确定根据壁厚公式[]p pD t i -=σφδ2在设计温度下，液氨的饱和压力为0.3Mpa （绝对压力），因此除灌装有点放空口，故取设计及计算压力为Pc=1.3，容器的内径Di=1000mm,在设计温度下，材料的许用应力为[]tσ=137 通体材料在试验温度下的屈服强度为205s Mpa σ=，采用双面焊对接接头，100%无损建材焊接接头系数 1.0φ= []mm mm p pD t i 1.13.00.113721003.02=-⨯⨯⨯=-=σφδ 液氨为轻微腐蚀性，腐蚀裕量由筒体封头腐蚀裕量表查取C2=2mm(C2≥1mm) 涉及厚度为mm C d 1.321.12=+=+=δδ根据mm d 1.3=δ,由钢板厚度负偏差得：C1=0.25mm该值小于名义厚度得6%，所以钢板厚度负偏差不可省略故取名义厚度mm n 35.325.01.3=+=δ圆整为5mm确定选用壁厚为5mm 得06Gr19Ni10高合金钢板制作罐体3.2封头厚度设计采用标准椭圆封头图3-1 椭圆形封头3.2.1计算封头厚度根据公式[]c t i c p D p 5.02-=φσδ焊接接头系数取φ=1，钢板最大宽度为3m,而此储罐直径为1m,取封头需将钢板焊接后冲压成型于是封头厚度[]mm p D p c t i c 1.13.05.01137210003.05.02=⨯-⨯⨯⨯=-=φσδ 取C=C1+C2=0.25+2=2.25mm故δ+C=1.1+2.25=3.35mm圆整后取mm n 5=δ 确定选用n δ=5mm 厚的06Gr19Ni10制作封头3.2.2水压试验及强度校核先按公式确定水压试验时的压力t P 为PT=1.25P=1.25⨯0.3=0.375Mpamm C n e 75.225.25=-=-=δδ查表得： Mpa s 205=δ 根据式; ()s e e i t t D p φδδδδ9.02≤+=则()Mpa 4.6875.2275.21000375.0=⨯+⨯=δ 而 Mpa s 5.1842050.19.09.0=⨯⨯=φδ 因为s t φδδ9.0〈 所以水压实验强度足够3.3储罐零部件的选取3.3.1储罐支座此容器为卧式储罐压力容器，可以选用鞍式支座 首先粗略计算鞍座的负荷 储罐总质量mM=m 1+m 2+m 3+m 4 m 1----罐体质量 m 2----封头质量m 3----液氨质量 m 4----附件质量3.3.2 罐体质量n δ=5mm L=1200的筒节()kg L D m i 1487850120055100014.31=⨯⨯⨯+⨯==ρδπ3.3.3封头质量公称直径DN=1000mm 壁厚mm n 5=δ,选用直边高度为h=75mm 的标准椭圆封头，深入高度H=325mm 容积0.2545m 3其质量kg m 5.63,2= 所以m 2=2=,2m =2⨯63.5=127kg 3.3.4液氨质量V m ϕρ=3 ϕ 装量系数 ρ液氨密度 V 容器体积 装量系数取ϕ=0.977 储罐容积V=2V 封+V 筒32277.42.114509.042545.02m V V L D V i =⨯⨯+=+⨯=ππ液氨-20C 0的密度为665kg/ m 3 则容积质量m 33330.9 4.2776652559.8m Vm m kg ϕρ==⨯⨯=kg m m V m 8.2559277.46659.0333=⨯⨯==ϕρ3.3.5附件质量无人孔 手孔 其它接管质量按100kg 则kg m 1004=储罐总质量mKNF NF mg F m m m m m m m 4.1414420281.98.293428.29341008.25591371484321≈=⨯===+++=+++= 每个鞍座只承受14.4KN 的负荷根据鞍座负荷，选择鞍座，可以选择轻型带垫板，包角为120的鞍座鞍座形式为JB/T4712-92 鞍座 BI1020-FJB/T4712-92 鞍座 BI1000-F第四章 接管的选取本储罐设有如下接口管4.1 液氨进料管采用mm 4108⨯φ的无缝钢管配以板式平焊管法兰确定接管的计算厚度计开孔直径有已知条件知 壳体的计算厚度5mm δ=按接管计算厚度为[]mm p D p t c t 11.03.2744.323.0113721083.0620==⨯⨯⨯⨯==σφδ 开孔直径为()mm C d d 104224210821=⨯=⨯-=+=接管的有效补强宽度mm d B 20810422=⨯== 接管有效补强高度mm d h 8.2251041=⨯==δ需补强金属面积5205104=⨯==δd A()()6.17135.351042081=-⨯-=--=δδe d B A()()22311.058.222212=-⨯⨯=-=t et h A δδ因A A A A e 〈=+=+=6.3942236.17121则需另加补强4.1256.3945204=-=-=e A A A4.2 平衡口管平衡口采用mm 5.245⨯φ无缝钢管，配以管式平焊管法兰不需要不强(图原结构) SD-RF45-1.6 HG205944.3 液位指示口管液位指示口采用mm 5.357⨯φ无缝钢管，配以管式平焊管法兰不需要不强(图原结构)SD-RF57-1.6 HG205944.4 放空口管φ无缝钢管，配以管式平焊管法兰不需要不强(图原结构) 放空口采用mm32⨯5.3SD-RF32-1.6 HG205944.5 液体进口管φ无缝钢管，配以管式平焊管法兰不需要不强(图原结液体进口采用mm45⨯5.2构)SD-RF45-1.6 HG205944.6 液体出口管φ⨯无缝钢管，配以管式平焊管法兰不需要不强(图原结液体出口采用45 2.5mm构)SD-RF45-1.6 HG20594图3-2 各管口方位第五章压力计选择（1）量程装在锅炉、压力容器上的压力表，其最大量程（表盘上刻度极限值）应与设备的工作压力相适应。