液氨储罐机械设计分析
化工机械基础化工设备课程设计液氨储罐机械设计详解
目录第一章、绪论-----------------------------------------------------21.液氨贮罐的设计背景---------------------------------------------52.设计任务-----------------------------------------------------3.设计思路-----------------------------------------------------4.2.液氨贮罐的分类及选型-------------------------------------------53.设计温度和设计压力的确定--------------------------------------- 第二章、材料及结构的选择与论证-----------------------------------61.材料选择与论证-------------------------------------------------62.结构选择与论证-------------------------------------------------7 第三章工艺尺寸的确定-------------------------------------------8 第四章设计计算-------------------------------------------------91.计算筒体的壁厚-------------------------------------------------92.计算封头的壁厚------------------------------------------------103.水压试验压力及其强度校核--------------------------------------104.选择人孔并核算开孔补强----------------------------------------115.选择鞍座并核算承载能力----------------------------------------136.选择液位计----------------------------------------------------147.选配工艺接管--------------------------------------------------14 设计小结--------------------------------------------------------15参考文献--------------------------------------------------------16总图材料明细表………………………………………………………第一章、绪论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。
液氨储罐设计分析
液氨储罐设计分析
液氨储罐是专门用于储存液态氨的设备，通常用于工业生产中的氨气
储存和供应。
设计一个合适的液氨储罐需要考虑多个因素，包括材料选择、结构设计和安全措施等。
首先，材料选择是设计液氨储罐的一个关键因素。
液氨具有很强的腐
蚀性，需要选择防腐材料以延长储罐的使用寿命。
一般情况下，不锈钢和
碳钢是常用的材料。
不锈钢具有良好的耐腐蚀性能，但价格较高；碳钢价
格较低，但需要进行防腐处理以提高其耐腐蚀能力。
其次，结构设计是储罐设计的另一个重要方面。
储罐的结构设计应该
考虑到储罐容量和存放位置，以确保储罐的稳定性和安全性。
常见的液氨
储罐结构有立式储罐和卧式储罐两种。
立式储罐通常占用空间较小，适用
于有限的场地；而卧式储罐通常容量较大，占用空间较大，适用于较大的
场地。
此外，设计时还需要考虑储罐的支撑结构、密封性能和排污系统等。
最后，为了保证储罐使用过程中的安全性，应采取一系列的安全措施。
首先，储罐应采用双层结构，以防止液氨泄漏造成安全事故。
其次，储罐
应配备压力传感器和温度传感器等监测设备，及时检测并防范潜在的问题。
此外，还需要配备火灾报警和灭火系统，防止储罐火灾发生。
同时，储罐
的操作人员应定期检查和维护设备，确保设备的正常运行。
总之，设计一个合适的液氨储罐需要考虑材料选择、结构设计和安全
措施等多个方面。
通过合理优化设计，储罐可以更好地满足工业生产中的
氨气储存和供应需求，并确保在储罐使用过程中的安全性。
1.6Mpa卧式液氨储罐机械设计
目录第一章概述 (2)1.1设计背景意义 (2)1.2主要工作 (2)第二章工艺设计 (2)2.1设计内容 (2)2.2设计数据 (2)2.3设计压力 (3)2.4主要元件材料的选择 (3)2.5工艺规程 (3)2.6 工艺主要选材及规格 (4)第三章机械设计 (6)3.1结构设计 (6)3.1.1总体结构 (6)3.1.2补强结构 (6)3.1.3焊缝接头结构设计 (6)3.2容器计算及校核 (6)3.2.1罐体壁厚计算 (6)3.2.1封头壁厚计算及校核 (7)3.2.2鞍座计算 (7)3.2.3人孔补强确定 (8)3.3压力试验 (8)第四章零部件选型 (9)4.1鞍座选型 (9)4.2支座选型 (9)4.3人孔选型 (9)4.4其他零部件选型 (10)第五章总结 (10)第六章参考文献 (10)第一章概述1.1设计背景意义本组液氨储罐设计是针对《化工设备机械基础》这门课程的一次总结，是综合运用所学的知识，查阅相关书籍，经过多次老师指导和同学交流完成。
典型化工设备机械设计是对课程内容的应用性训练环节，是学生应用所学知识进行阶段性的单体设备或单元设计方面的专业训练过程，也是对理论教学效果的检验。
通过这一环节使学生在查阅资料、理论计算、工程制图、调查研究、数据处理等方面得到基本训练，培养学生综合运用理论知识分析、解决实际问题的能力。
1.2主要工作设计一个液氨储罐属于化工常见的储运设备，一般可分解为筒体，封头，法兰，人孔，手孔，支座及管口等几种元件。
储罐的工艺尺寸可通过工艺计算及生产经验决定。
液氨储罐是合成氨工业中必不可少的储存容器，所以本设计过程的内容包括容器的材质的选取、容器筒体的性状及厚度、封头的性状及厚度、确定支座，人孔及接管、开孔补强的情况以及其他接管的设计与选取。
第二章工艺设计2.1设计内容设计一卧式液氨储罐。
工艺参数为储罐内径D i=2600mm耀体（不包括圭寸头）长度L=4800mm。
液氨储罐的结构和强度设计
液氨储罐的结构和强度设计液氨储罐是储存液体氨气的装置，其结构和强度设计对于储罐的安全运行至关重要。
下面将从液氨储罐的结构设计和强度设计两方面进行详细说明。
液氨储罐的结构设计主要包括两部分，即外罐和内罐。
内罐是用来储存液氨的主体部分，一般采用不锈钢材料制成，以保证液氨不会泄漏。
外罐则是对内罐进行保护和支持的结构，一般由碳钢材料制成。
内外罐之间形成的空隙通常被称为保温层，用来降低液氨的蒸发和能量损失。
液氨储罐的结构设计还包括液氨进出口、排气孔和安全装置等部分。
液氨进出口需要满足储罐的进出液要求，通常设置在储罐的顶部或侧面。
排气孔用于放出液氨蒸汽和气体，具有防止过压和阀门失效的功能。
安全装置包括压力表、液位计、安全阀等，用于监测储罐的压力和液位，并在必要时进行自动控制和保护。
首先是内压强度设计。
液氨储罐内部存有高压液氨，因此必须具有足够的强度来抵御内部压力的作用。
内压设计考虑到储罐的材料特性、制造工艺、结构形式等因素，采用了钢结构设计中的薄壁容器理论，并依据液体容器规范对壁厚、焊缝、支承等进行合理设计和计算。
其次是大地震作用强度设计。
液氨储罐是在地面上建设的，因此必须能够抵御地震带来的横向和纵向荷载。
大地震作用强度设计需要考虑储罐的结构形式、地震分级、地基状况等因素，采用了抗震设计的相关规范，如地震设计规范、抗震设计技术规范等，来确保储罐的抗震能力。
除了内压强度和地震作用强度，液氨储罐还需要考虑其他荷载，如风载、温变荷载、雪载等。
这些荷载需要根据具体地区的气候条件、使用环境等因素进行设计和计算。
总之，液氨储罐的结构和强度设计是确保储罐安全运行的重要环节。
对于设计人员来说，需要结合液氨储罐的实际情况和相关规范要求进行设计和计算，以确保储罐在各种荷载和工况下能够安全可靠地运行。
2.0液氨储罐毕业业设计全解
齐齐哈尔大学毕业设计（论文）3.0m3卧式液氨储罐的设计3.0m3卧式液氨储罐的设计【摘要】本文首先介绍了压力容器的国内外研究现状和发展趋势，对液氨储罐作了简单的介绍。
对液氨储罐进行的结构设计, 并运用Auto CAD绘制了储罐装配图。
并利用SW6分析软件对储罐进行了应力分析，针对最大应力分布区域进行补强设计，有效地解决了用定量计算方法进行应力分析困难的缺点。
还从价格评估的角度对液氨储罐作了经济性分析，验证了结构设计方案的可行性。
【关键词】卧式液氨储罐；结构设计；应力分析；经济性分析；齐齐哈尔大学毕业设计（论文）Design of 3.0m3 horizontal liquid ammonia tank[Abstract] In this paper, we first introduce the pressure vessel of the domestic research present situation and the trend of development, it makes the simple introduction of liquid ammonia tank. Structural design of liquid ammonia storage tank, and the use of Auto CAD drawing tank assembly drawing. And the SW6 analysis software on the tank in the stress analysis, needle on the maximum stress distribution of reinforcement design, effectively solves the quantitative calculation method for stress analysis of the difficulties of the shortcomings. From price assessment of angle of liquid ammonia storage tank for the economic analysis, to verify the feasibility of the scheme of structural design.[Keyword]horizontal liquid ammonia storage tank;structural design; analysis of economic;1 选题背景1.1选题研究的目的和意义液氨作一种重要的化工原料和产品，在现代化工生产中扮演着重越来越重要的角色，但是随之而来的液氨泄露事故也越来越多。
液氨储罐的机械设计
课题：液氨储罐的机械设计设计内容：根据既定的工艺参数设计一台液氨储罐已知工艺参数：最高使用温度T=40℃罐体容积V=42mm3此时氨的饱和蒸汽压P=1.55MPa具体的内容包括：1.筒体材料选择2.罐的结构及尺寸（内径、长度）形状（卧式、球形、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）下达时间：2011年11月10日完成时间：2011年11月16日前言本次课程设计是化工学院，化学工程与工艺专业对化工设备机械基础这门课程进行的。
课设题目为液氨储罐的课程设计。
液氨，又称为无水氨，是一种无色液体。
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。
液氨在工业上应用广泛，而且具有腐蚀性，且容易挥发，所以其化学事故发生率相当高。
气氨相对密度(空气＝1)：0.59，分子量为17．04.液氨的密度是NH30.562871Kg/L(50℃) 。
自燃点：651．11℃饱和蒸汽压：2.033MPa熔点(℃)：-77．7 爆炸极限：16％～25％沸点(℃)：-33．4 1％水溶液PH值：11．7比热kJ(kg·K)：氨（液体）4.609 氨（气体）2.179蒸汽与空气混合物爆炸极限16～25%(最易引燃浓度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,难以点燃而危险性较低; 但氨和空气混合物达到上述浓度范围遇明火会燃烧和爆炸,如有油类或其它可燃性物质存在,则危险性更高。
液氨主要用于生产硝酸、尿素和其他化学肥料，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。
液氨还可用用于纺织品的丝光整理。
液氨通常采用钢瓶或槽车灌装。
液氨贮罐机械设计说明书
化学工程与工艺设计课程液氨贮罐机械设计说明书设计者：曹德亮学号：0708010113指导教师：崔岳峰完成时间：2010.12.26设计任务书课题：液氨贮罐的机械设计设计内容：已知工艺参数：最高使用温度T=50℃公称直径DN=3000mm筒体长度（不含封头）L0=4400mm 具体设计内容：1、筒体材料2、罐的结构、尺寸3、零部件型号、位置及接口4、相关校核计算设计人：曹德亮学号：0708010113下达时间：2010年11月19日完成时间：2010年12月29日目录1.前言 (1)2.液氨的物理化学性质 (2)3.具体设计内容 (3)3.1.筒体封头材料 (3)3.2.罐的结构、尺寸 (3)3.2.1.封头的选择 (3)3.2.2.人孔的选择 (3)3.2.3.支座的选择 (3)3.2.4.法兰形式 (3)3.3.零部件型号及位置、接口 (4)3.3.1.液面计的选择 (4)3.3.2.压力计的选择 (4)3.3.3.接口的选择 (4)4.设计计算 (6)4.1.筒体厚度计算 (6)4.2.封头尺寸计算 (6)4.3.水压试验及强度校核 (6)4.4.人孔尺寸计算 (7)4.5.鞍座尺寸计算 (8)5.筒体强度校核 (9)6.结束语 (11)7.参考文献 (12)8.附图 (13)1.前言综合运用所学的课程知识设计一个液氨的储罐，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。
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。
本设计书主要介绍了液氨罐的筒体、封头的设计计算。
并考虑到结构、施工、环境温度等方面的要求，合理地进行设计。
对各处接口管均查表查手册找到相应的标准合适的规格并进行校核验算验证能否承受压力等条件，进行有依据有条理的设计。
2.液氨的物理化学性质液氨，又称为无水氨，是一种无色液体。
(完整word版)液氨储蓄罐的机械设计
XX学院本科课程设计题目: 液氨储蓄罐的机械设计专业: 应用化学学院: 化学XX 学院班级: XX级XX 班姓名: XXX 学号: XXX指导教师: XXX目录一、设计条件 (3)二、设计内容 (3)1.选择符合要求的材料 (3)2.确定设计参数 (3)3.罐体壁厚设计 (4)4.封头壁厚设计 (5)5.校核水压实验强度 (5)6.应力的计算 (6)7.鞍座的设计 (8)8.人孔的设计 (9)9.人孔的补强 (10)10.接口管的设计 (11)五、课程设计收获 (12)六、设计符号说明 (12)七、参考资料 (13)液氨储罐的机械设计一、设计时间2016年10月25日-2016年12月25日二、设计条件1.工艺条件；温度40℃, 氨的饱和蒸汽压1.55MPa2.贮罐筒体为圆柱形, 封头为标准椭圆封头3.贮罐容积V（单位m3）: 204.使用地点：XX三、设计内容1.选择符合要求的材料因为液氨的腐蚀性小, 贮罐可选用一般钢材, 但由于液氨贮罐属于带压容器, 可以考虑20R和16MnR这两种钢种。
而16MnR在中温（475℃以下）及低温（-40℃以上）的机械性能优于20R, 是使用十分成熟的钢种, 质量稳定, 可使用在-40-475℃场合, 故在此选择16MnR钢板作为制造筒体和封头的材料。
2.确定设计参数(1)设计温度题目中给出设计温度取40℃。
(2)设计压力在夏季液氨储罐经太阳暴晒, 随着气温的变化, 储罐的操作压力也在不断变化。
通过查阅资料可知包头最高气温为40℃, 通过查表可知, 在40℃时液氨的饱和蒸汽压(绝对压力)为 1.55MPa, 密度为580kg/m3, 而容器设计时必须考虑在工作情况下可能遇到的工作压力和相对应的温度两者相结合中最苛刻工作压力来确定设计压力。
一般是指容器顶部最高压力与相应的设计温度一起作为设计载荷条件, 其值不低于工作压力。
此液氨储罐采用安全法, 依据《化工设备机械基础》若储罐采用安全法时设计压力应采用最大工作压力/的/倍, 取设计压力/（已知/表压）所以 /。
《液氨贮罐的机械设计》完美版
设计任务书课题：液氨贮罐的机械设计设计内容：根据给定的工艺参数设计一个液氨贮罐相关工艺参数：最高使用温度：T=50℃公称直径：DN=2800mm筒体长度（不含封头）：L0=4500mm 设计操作步骤：1.筒体材料的选择2.罐的结构及尺寸3.罐的制造施工4.零部件型号及位置、接口5.相关校核计算设计人: XXX学号：080801XXXX下达时间：2011年11月25日完成时间：2011年12月26日目录前言 (1)1设计方案 (2)1.1设计原则 (2)1.2材料的选择 (2)1.3结构的选择 (2)2设计参数 (4)3设计计算 (5)3.1壁厚的计算 (5)3.1.1筒体壁厚 (5)3.1.2封头壁厚 (5)3.2鞍座承载能力计算 (7)3.2.1罐体质量m1 (7)3.2.2 封头质量m2 (7)3.2.3液氨质量m3 (7)3.2.4附件质量m4 (7)3.3人孔补强计算 (8)4附件选择 (11)4.1人孔选择 (11)4.2接口管的选择 (11)4.2.1液氨进料管 (11)4.2.2液氨出料管 (11)4.2.3液面计接口管 (11)4.2.4安全阀接口管 (11)4.2.5放空阀接口管 (11)4.2.6排污管 (11)5参数校核 (12)5.1筒体轴向应力校核 (12)5.1.1筒体轴向弯矩计算 (12)5.1.2筒体轴向应力计算 (12)5.2筒体和封头切向应力校核 (14)5.2.1筒体切向应力计算 (14)5.2.2 封头切向应力计算 (14)5.3筒体环向应力校核 (14)5.3.1环向应力计算 (14)5.3.2环向应力校核 (15)5.4鞍座有效断面平均压力 (15)6设计汇总 (17)7小结 (21)参考文献 (22)前言本设计是针对《化工设备机械基础》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。
液氨作为一种重要的化工原料，在工业上应用广泛。
液氨储罐的设计范文
液氨储罐的设计范文
1.储罐材料选择
液氨是一种在常温下为无色气体，液氨储罐需要选用能够承受低温和高压的材料。
常见的材料有碳钢、不锈钢和玻璃钢。
碳钢和不锈钢都具有较好的强度和耐腐蚀性，适合储存液氨。
玻璃钢具有较高的机械强度和良好的耐腐蚀性能，但需要特别注意低温下的应力开裂。
2.结构设计
液氨储罐通常是垂直圆柱形结构，底部为圆锥形或平底设计，顶部有透气装置和液位计。
储罐壁通常采用双层结构，内层负责贮存液氨，外层起到保温作用。
内外层之间的空气隔离，可以减少换热，提高保温效果。
内壁还需喷涂耐腐蚀涂层，以防止液氨对储罐壁的腐蚀。
3.安全性能
液氨是一种具有强烈刺激性和腐蚀性的气体，因此液氨储罐设计时需要采取一系列安全措施。
首先是防火措施，储罐需要设置适当的防火墙和阻火系统。
其次是安全阀和爆破片的设置，用于防止罐内压力超过安全范围。
还需要配备泄漏探测器和报警系统，以及防爆电器设备。
4.储罐周围环境
5.附属设备
液氨储罐需要配备一些附属设备，如输送系统、冷却系统、液位监测系统等。
输送系统可以将液氨导入或排出储罐，冷却系统可以保持储罐内的液氨在适当的温度范围内，液位监测系统可以实时监测储罐内的液位情况。
总结：。
φ3000mm液氨贮罐机械设计
φ3000mm液氨贮罐机械设计化学工程与工艺专业学生 XXX指导教师 XXX摘要：压力容器广泛应用于化工生产中的传热、传质、化学反应、物料贮存等各个方面，约占工厂装备的百分之八十。
本文首先介绍容器的基本知识，包括压力容器的分类与结构；封头的种类与选择；容器的零部件（法兰、支座、接口管、手孔、人孔等）。
然后以液氨贮罐的设计为例，讲述了内压薄壁圆筒和标准椭圆形封头的强度设计，以及容器主要零部件的选用。
关键词：容器；封头；零部件；强度设计Φ3000mm m echanical design of liquid ammonia storage tank Student majoring in Chemical Engineering and Technology X X-XTutor XXXAbstract:Pressure vessels are widely used in heat and mass transfer, chemical reaction, material storage, and other aspects of chemical production.And they account for about 80 percent of the factory equipment. This paper first introduces the basics of container, including the classification and structure of pressure vessels; the types of sealing head and how to select it; the parts of container (flange, bearing, interface tube, hand hole, manhole, etc.). Then take the design of liquid ammonia storage tank for example, tells the strength design of cylinder of internal pressure and standard-elliptical head, and the selection of the main components of container.Key words: Containers; Sealing head; Parts; Strength design引言压力容器是一种能够承受压力载荷的密闭容器。
液氨贮罐的机械设计要点
附：设计任务书设计课题：液氨贮罐的机械设计工艺参数：最高使用温度：T=50℃公称直径：DN=2200mm筒体长度（不含封头）：L0=4100mm设计内容：1.筒体材料的选择2.罐的结构尺寸3.罐的制造施工4.零部件型号及位置5.相关校核计算设计人：毛瑞杰学号：0708010222下达时间：2010年11月19日完成时间：2010年12月21日目录1 液氨贮罐的设计背景 (1)2 容器及附件材料的选择 (2)2.1 罐体和封头材料的选择 (2)2.2附件材料的选择 (2)3 容器结构的选择 (4)3.1 罐体的选择 (4)3.2 封头的选择 (4)4 设计计算 (5)4.1 筒体壁厚的计算 (5)4.2 封头壁厚的计算 (5)4.3 水压试验及强度校核 (6)4.4 人孔的选择及核算开孔补强 (6)4.4.1 人孔的选择 (6)4.4.2开孔补强的计算 (7)4.5 支座的选择并核算承载能力 (9)4.5.1 支座的选择 (9)4.5.2 鞍座的计算 (9)4.5.3 安装位置 (11)4.6 液面计的选择 (11)4.7 选配工艺接管 (12)4.7.1液氨进料管 (12)4.7.2 液氨出料管 (12)4.7.3 排污管 (12)4.7.4 液面计接口管 (12)4.7.5放空阀管接管 (12)4.7.6安全阀接口管 (13)5 参数校核 (14)5.1 筒体轴向应力校核 (14)5.1.1 筒体轴向弯矩计算 (14)5.1.2 筒体轴向应力计算 (15)5.2 筒体和封头切向应力校核 (16)5.2.1 筒体切向应力校核 (16)5.2.2封头切向应力校核 (16)5.3 筒体环向应力的计算和校核 (17)5.3.1 环向应力的计算 (17)5.3.2 环向应力的校核 (17)5.4鞍座有效断面平均压力 (17)6 设计结果一览表 (19)7 设计总结 (20)8 液氨贮罐设备图 (21)9 参考文献 (22)1液氨贮罐的设计背景液氨，又称为无水氨，是一种无色液体。
液氨储罐毕业设计
液氨储罐毕业设计液氨储罐毕业设计近年来，液氨储罐在工业领域中的应用越来越广泛。
液氨作为一种重要的化工原料，被广泛用于制冷、化肥生产等领域。
因此，设计和建造一座安全可靠的液氨储罐成为了工程师们的重要任务之一。
一、液氨储罐的基本结构液氨储罐通常由罐体、支撑结构、绝热层、进出料管道、安全阀等组成。
罐体是储存液氨的主体部分，通常采用钢材制造，具有良好的耐腐蚀性和密封性。
支撑结构用于支撑罐体，通常采用钢结构或混凝土结构。
绝热层的作用是减少液氨的蒸发损失，常见的绝热材料有聚苯板、玻璃棉等。
进出料管道用于液氨的进出，安全阀则用于保护储罐在超压情况下的安全。
二、液氨储罐的设计要点1. 安全性：液氨是一种具有高度腐蚀性和毒性的化学品，因此在设计液氨储罐时，安全性是首要考虑的因素。
储罐的设计应符合相关的安全标准和规范，采用合适的材料和工艺，确保储罐在正常运行和突发情况下的安全性。
2. 结构强度：液氨储罐需要能够承受内部压力和外部荷载的作用，因此结构强度是设计中的重要考虑因素。
通过合理的结构设计和材料选择，确保储罐在正常使用寿命内不会发生变形、破裂等问题。
3. 绝热性能：绝热层的设计对于减少液氨的蒸发损失至关重要。
合理选择和布置绝热材料，确保储罐的绝热性能达到要求，减少能源的浪费。
4. 操作便捷性：液氨储罐的设计应考虑到操作人员的使用便捷性。
合理设置进出料口、排气口等，方便操作和维护。
三、液氨储罐的施工和验收液氨储罐的施工需要严格按照设计图纸和相关规范进行。
施工过程中需注意施工工艺、质量控制和安全管理，确保储罐的质量和施工进度。
施工完成后，需要进行验收，包括结构强度测试、绝热性能测试、安全阀调试等。
只有通过验收并获得相关部门的许可，储罐才能投入使用。
四、液氨储罐的运行和维护液氨储罐的运行需要有专业的操作人员进行监控和维护。
定期检查储罐的安全阀、进出料管道等设备，确保其正常运行。
同时，定期检测储罐的腐蚀情况，及时进行维修和防腐处理，延长储罐的使用寿命。
化工机械基础化工设备课程设计液氨储罐机械设计详解
目录第一章、绪论 ------------------------------------------- 21.------------------------------------------------------------------------------------------------ 液氨贮罐的设计背景 52.设计任务-------------------------------------------3.设计思路-------------------------------------------4.2.液氨贮罐的分类及选型 ------------------------------------ 53.设计温度和设计压力的确定 ----------------------------------第二章、材料及结构的选择与论证 ------------------------------- 61.材料选择与论证----------------------------------------- 62.结构选择与论证----------------------------------------- 7第三章工艺尺寸的确定---------------------------------------- 8第四章设计计算-------------------------------------------- 91.计算筒体的壁厚----------------------------------------- 92.计算封头的壁厚 ----------------------------------------103.水压试验压力及其强度校核 ---------------------------------- 104.选择人孔并核算开孔补强---------------------------------- 115.选择鞍座并核算承载能力 ---------------------------------- 136.选择液位计------------------------------------------ 147.选配工艺接管 ---------------------------------------- 14设计小结---------------------------------------------- 15参考文献---------------------------------------------- 16总图材料明细表...............................................................................................第一章、绪论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。
液氨储罐机械设计书_概述及解释说明
液氨储罐机械设计书概述及解释说明1. 引言1.1 概述液氨储罐是一种用于存储和运输液态氨的重要设备，广泛应用于化工、制冷、能源等行业。
液氨储罐机械设计是确保储罐安全可靠运行的关键环节。
本文旨在对液氨储罐机械设计进行全面的概述和解释说明。
1.2 文章结构本文按照以下结构组织内容：首先，引言部分将对文章进行总体介绍；其次，正文部分将详细阐述液氨储罐机械设计的重要性、基本原理以及遵循的标准和规范；接着，文章将重点讨论液氨储罐结构设计和密封系统设计两个设计要点；最后，文章将给出结论并展望未来液氨储罐机械设计的发展方向。
1.3 目的本文旨在通过对液氨储罐机械设计相关内容的详细介绍和解释，使读者对液氨储罐机械设计有更深入的了解。
同时，本文还将探讨液氨储罐机械设计中存在的关键要点和挑战，以及未来发展方向的展望。
目标是提供一份全面、系统的液氨储罐机械设计工程参考资料，以促进相关领域技术的进一步发展和应用。
以上为“1. 引言”部分内容，介绍了本文的概述、文章结构和目的。
该部分旨在引导读者对接下来将要介绍的液氨储罐机械设计有一个整体的了解，并对文章所要阐述的内容和意义产生兴趣。
2. 正文：2.1 液氨储罐机械设计的重要性液氨储罐是用于存储液态氨的设备，在化工、制冷等领域得到广泛应用。
液氨具有易燃、易爆和有毒等特性，因此液氨储罐的机械设计至关重要。
合理的机械设计能够确保储罐在运行过程中安全稳定，并能有效控制液氨泄漏和事故发生的风险。
2.2 液氨储罐机械设计的基本原理液氨储罐的机械设计需要考虑多个因素，包括结构强度、密封性能、材料选择等。
首先，结构强度是保证液氨储罐能够承受内部压力和外部荷载的重要条件。
针对不同材质和形状的储罐，需要进行相关计算和验证以确定其强度是否满足设计要求。
其次，密封性能是防止液氨泄露的关键特性。
通过选择合适的密封系统类型和材料以及验证其可靠性，可以保证液氨在存储过程中不会泄漏。
最后，材料的选择是机械设计中至关重要的一环，应根据液氨的特性和工作条件，选择耐腐蚀、高强度的材料来构建储罐。
课程设计-液氨储罐设计
课程设计－液氨储罐设计
液氨储罐设计是一种重要的工程研究课题，通过科学设计液氨储罐，可以更有效地支
持液氨的运输、储存和使用。
为了让液氨储罐长期保持高效运行，需要做出合理的设计，
包括结构优化、设备安装/安全性等。
首先，液氨储罐的外表及内部结构必须合理，其次，液氨储罐的抗爆能力是一个重要
的指标。
储罐的抗爆性能取决于储罐的材料和厚度，两者必须权衡，在抗爆性能满足要求
的情况下，罐体应尽量轻，可以减轻设备的重量。
此外，在承受液氨极高的腐蚀性作用，
储罐材质除了要耐腐蚀，还必须减少储罐表面的缺陷和斑点，以尽量减少液氨的腐蚀渗透，维持储罐更长久的使用寿命。
另外，液氨储罐结构要求安全可靠，支架应能承受压力，罐体及支架无渗漏；液氨储
罐的内外表面应无裂纹、斑点和缺陷，以便提高贮存液氨的安全性；储罐内部及连接处应
做到无死角，确保清洗和液氨的流动；合理的耗能节点设计可以使储罐的节能效果更出色，耗能节点可以选择一端法兰式或折叠式接口；还应安装安全阀、急停阀，以防止压力过大时，对罐体和储罐周围环境造成危害；此外，安装安全设备及报警装置， function installed，当储罐出现异常时，及时发出警报，可以确保安全。
液氨储罐设计既考虑到安全又考虑到节能，包括结构优化、安装安全系统、主从机节
能设计等，这些步骤可以帮助用户保障液氨储罐系统的安全、可靠性和节能效果，从而更
好地支撑液氨运输、储存和使用。
卧式液氨储罐设计
1. 前 言 2. 设计总论 3. 设计计算 4. 总 结
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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。
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课程设计任务书广东石油化工学院《化工机械基础》课程设计任务书1.设计题目：液氨储罐机械设计2. 设计数据：技术特性公称容积V0(m3) 16 公称直径D i(mm) 2000介质液氨筒体长度L(mm) 4000工作压力(MPa) 2.07 工作温度(0C) ≤50 厂址茂名推荐材料16MnR管口表编号名称公称直径(mm) 编号名称公称直径(mm) a1-2 液位计15 e 安全阀32b 进料管50 f 放空管25c 出料管32 g 人孔500d 压力表15 h 排污管50工艺条件图广东石油化工学院课程设计毕业书3.计算及说明部分内容（设计内容）：第一部分绪论：（1）设计任务、设计思想、设计特点；（2）主要设计参数的确定及说明。
第二部分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、鞍式支座的选择确定。
第三部分设计计算（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；第四章主要附件的选用（1）、液面计选择（2）、各进出口的选择（3）、压力表选择第五章设计小结附设计参考资料清单4．绘图部分内容：总装配图一张（1#）5．设计期限：1周（2014 年 07 月 07 日—— 2014 年 07月 11 日）6、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7．参考资料：[1]《化工过程设备机械基础》，李多民、俞慧敏主编，中国石化大学出版社课程设计任务书[2]《化工设备机械基础》，汤善甫朱思明主编，华东理工大学出版社。
[3]《化工设备机械基础课程设计指导书》，蔡业彬宣征南主编。
[4]《钢制压力容器》GB150-98发给学生（签名）：指导教师：陈华豪2014 年07 月8日广东石油化工学院课程设计毕业书第一章绪论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。
2.设计任务、设计思想、设计特点设计任务：根据储罐筒体公称直径D i = 2000mm ，罐体公称容积 V=16m3 ,设计一液氨储罐, 通过设计储罐的厚度，使其能满足工艺要求。
设计思想：通过图书馆和上网查找有关的书籍与资料，获取需要的数据，来完成所要求要设计的部分。
液氨储罐是我们平时运输液氨的一个常用设备，在设计液氨储罐时，要有利于成批生产，提高质量，便于互换，降低成本，提高劳动的生产率，要对容器的设计（如封头、法兰、支座、人孔、液面计等）进行标准化，除此之外还要尽量满足工艺的要求，密封性能要好。
设计特点：为了满足工艺过程的需要，必须做到如下要求：（1）强度：液氨储罐可以抵抗外力破坏能力，以保证生产安全。
（2）刚度：零部件应有抵抗外力使其变形的能力，以防止容器在使用、运输或安装的过程中发生不允许的变形。
（3）稳定性：容器或其零部件在外力作用下有维持其原型的能力，防止容器被压瘪或出现皱折。
（4）耐久性：容器有一定的抵抗介质及大气的腐蚀能力，保持一的使用年限。
（5）气密性：容器在承受压力或处理有毒介质时有可靠的气密性，提供良好的劳动环境及维持正常的操作。
（6）其他：节约材料、便于制造、运输、安装、操作、维修方便，符合有关的国家标准绪论和行业标准等的规定。
2、主要设计参数的确定及说明（1）设计压力本储罐在茂名夏季最高温度380C左右，其工作温度480C，该温度下氨的饱和蒸汽压为：1.929Mp，比工作压力相同，故取设计压力为P=2.07Mp。
（2）设计温度该储罐内的介质工作时温度为480C，故可取设计温度为：t=480C+150C=630C （3）许用应力、屈服极限制造该储罐采用16MnR刚板，其在设计温度630C下的许用应力为170Mp，屈服极限为345Mp。
（4）焊接系数本设计采用双面对接焊，100%无损伤，焊接接头系数为1.0。
（5）厚度附加量预计钢材厚度在8mm-25mm之间取钢材厚度偏差为0.8mm。
液氨有轻腐蚀作用筒体和封头的腐蚀欲量为1.0mm。
广东石油化工学院课程设计毕业书第二章材料及结构的选择与论证1、材料选择与论证纯液氨腐蚀性小，储罐可选用一般钢种，但由于压力较高，根据钢种适用范围的说明，可以考虑采用16MnR钢种。
从钢板耗量和价格综合考虑，采用16MnR钢板，制造费用较为经济。
综上所述，本设计的储罐材料选用16MnR钢板制作罐体和封头。
2、结构选择与论证①封头形式的确定本设计选用椭圆形封头，椭圆封头是由曲率半径连续变化而成的，所以，封头上的应力分布也是均匀变化的，受力状态比蝶形封头要好，虽不如半球封头，但对各种封头的强度和经济合理性进行比较。
从钢材耗用量考虑，球形封头用量最少，比椭圆形封头节约25.8％，平板封头的用量最多，是椭圆形封头的4倍多。
从制造考虑，椭圆形封头制造方便，平板封头则因直径和厚度较大，材料的获得、车削加工、焊接等方面都遇到不少困难，且封头与筒体厚度相差悬殊，结构也不合理。
所以，从强度、结构和制造等方面综合考虑，采用椭圆形封头最为合理。
②人孔选择人孔是安装或按检修人员进入塔器的唯一通道。
人孔不应该设置在鞍座截面和跨中截面上，也不宜在封头上设置人孔。
人孔尺寸应根据容器直径大小、压力等级、容器内部可拆构件尺寸等因素决定，一般情况下：●容器直径大于或等于900～1000mm时，选用DN400人孔；●容器直径大于1000～1600mm时，选用DN450人孔；●容器直径大于1600～3000mm时，选用DN500人孔；●容器直径大于3000mm时，选用DN600人孔。
材料及结构的选择与论证表6-5 人孔的设置容器公称直径DN/mm 有内部构件时无内部构件时300＜DN＜900 设置设备法兰设置一个人孔或设置1-2个检查孔900≤DN＜2600 设置一个人孔设置一个人孔DN≥2600 设置二个人孔设置一个人孔本设计的容器公称直径是2000mm，设置一个DN500人孔。
卧式液氨储罐常用碳钢水平吊盖人孔，这种人孔使用方便，压紧垫片可靠，储罐在常温及最高工作压力为2.07MPa的条件下工作，人孔标准应按公称压力为2.5MPa的等级选取，由于容器公称直径为2000mm,碳钢水平吊盖人孔的尺寸、材料和性能可查HG/T21524-2005标准，选用水平吊盖带颈对焊法兰人孔，DN500人孔，密封压紧面采用RF型。
该人孔标记为：HG/T21524-2005 人孔 TGⅧ(A.G) 500-2.5 其中RF指凸面密封，Ⅷ指接管与法兰的材料为16MnR，A.G是指用普通石棉橡胶板垫片，500-2.5 是指公称直径为500mm、公称压力为2.5Mpa。
③法兰型式选择法兰与设备的连接形式：平焊法兰制造简单，使用广泛，但刚性较差，仅用于压力不高的场合，如管法兰P 2.5MPa。
由于本设计P=2.07Mpa，由HG20592-97标准,可以选择焊接法兰中的板式平焊法兰PL。
法兰与密封面形式：P=2.5Mpa，根据HG20592-97标准可以选择RF密封面。
④液位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。
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：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．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。
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。
液氨储罐常用玻璃管液面计，由储罐公称直径Di=2000mm选择玻璃管液面计AT25-ⅠHG5-1364-80两支。
与其相配的接管尺寸为 18×3mm,管法兰为PL15-2.5RF 16MnR HG20592-97。
广东石油化工学院课程设计毕业书⑤鞍式支座的选择确定鞍式支座是应用最广泛的一种卧式支座。
从应力分析看，承受同样载荷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。
而且，现在储罐等的支座已经标准化了，所以鞍座采用了双支座，一个S型，另外一个F型，为了充分利用封头对筒体的加强作用，支座应靠近封头，即A≤Ri ，A不大于0.2L，以便使筒体的中间部分截面与支撑部分截面的弯矩值相等或相近。
鞍座的公称直径是筒体的公称直径，每一公称直径的鞍座规格有轻型（A型）和重型（B型）。
卧式液氨储罐选用鞍式支座（JB/T 4712.1-2007），按照储罐公称直径DN=2000选用A型（轻型）带垫板的鞍座一对（其中S型和F型各一个），包角为120℃标记为：JB/T 4712.1-2007 鞍座 A2000-FJB/T 4712.1-2007 鞍座 A2000-S。
（具体参数如下图表）设计计算第三章 设计计算1、计算筒体的壁厚液氨储罐是内压薄壁容器，根据选材分析，本储罐选用16MnR 制作罐体和封头。
根据《压力容器安全技术监察规程》规定液氨储罐设计温度为48℃，设计压力P=2.07Mpa 。