化工机械课程设计4

课程设计说明书

设计题目：卧式贮罐的设计

学院、系：化工学院

专业班级：

学生姓名：

指导教师：

成绩：

2014年 7月 1日

目录

一、设计题目 (3)

二、设计要求 (3)

三、设计参数 (3)

1、设计参数 (3)

2、设计要求 (3)

四、液氨储罐的工艺设计计算 (3)

⒈罐体壁厚的设计 (3)

⒉封头厚度设计 (4)

⒊鞍座 (4)

⒋手孔选择 (6)

5.手孔补强 (7)

6.接管 (8)

6.1进出料接管的选择 (8)

6.4安全阀的选择 (9)

6.5排污管的选择 (9)

五、参考资料 (9)

附、设计结果一览表1 (9)

设计结果一览表2 (10)

设计说明书

一、设计题目

卧式贮罐的设计

二、设计要求

设计一卧式容器，准备盛装

3

210kg /m3ρ<⨯，该物料有一定的毒性，材质为Q245R ，设计温度为20℃，根据容器尺寸，要有人孔和手孔。要求安装安全阀

或防暴膜。具体工艺参数如下：

Pw ＝0.51MPa ， 罐体长度（不包括封头）L ＝1416mm ， i D ＝700 mm

三、设计参数

1、设计参数

温度：20℃；

密度：3

210kg /m3ρ<⨯

工作压力: 0.51MPa

罐体长度（不包括封头）L ＝1416mm 内径：700 mm

介质: 密度小于2000 3m kg 设计使用年限:10年

建议使用材料:Q245R

2、设计要求

根据设计参数, 对液氨贮罐的主要元件(筒体、封头)进行正确的强度、刚度和稳定性计算和结构设计；对贮罐的附件进行选型；熟悉贮罐质量的检验方法；绘制出贮罐的装配图；

四、卧式压力容器的工艺设计计算

⒈罐体壁厚的设计

壁厚δ计算：

δ=

2[σ]φ-C i

t C

P D P

取Mpa P P W C 561.051.01.11.1=⨯==设计温度为20℃，Di ＝700 mm ， MPa 148]σ[=t ， MPa 245R el = （《化工设备机械基础》 附表6-3），φ＝1.0（双面焊对接接头，100％无损检测）。 取2C ＝2 mm 。于是

mm 33.1561

.011482700

561.0=-⨯⨯⨯=

δ

mm C d 33.3233.12=+=+=δδ

取1C 63.33.033.3，则 0.3mm

＝1=+=+=C d n δδmm 圆整后名义厚度取4mm

确定选用4mm 厚的Q245R 钢板制作罐体。

⒉封头厚度设计

采用标准椭圆形封头 （1）计算封头厚度

厚度δ按式计算：

C t i

C P

D P 5.0-φ]σ[2δ=

于是mm 33.1561

.05.011482700

561.0=⨯-⨯⨯⨯=

δ

同前C ＝C1＋C2＝0.3+2＝2.3 mm 故δ=1.33+2.3＝3.63mm 圆整后名义厚度取4mm

确定选用4mm 厚的Q245R 钢板制作封头。 （2）校核罐体与封头水压试验强度

根据式el R φ9.0≤δ2)

δ(σe

e i T T D P +=

式中T P ＝1.25P ＝1.25×0.561＝0.70MPa

δe ＝δn －C ＝4－2.3＝1.7 mm

el R ＝245Mpa （《化工设备机械基础>附表6-3） 则MPa 47.1447

.12)

7.1700(7.0=⨯+⨯=

T σ

而 a el Mp 5.2202450.19.0R 9.0=⨯⨯=ϕ 因为 el R φ9.0≤σT ，所以水压试验强度足够。

⒊鞍座

3.1、支座的设计

卧式容器支座又可分为：鞍座、圈座和支座。常见的卧式容器和大型卧式储罐、换热器等多采用鞍座，它是应用得最为广泛的一种卧式容器支座。故本设计选用鞍座。

置于支座上的卧式容器，其情况和梁相似，由材料力学分析可知，梁弯曲产生的应力与支点的数目和位置有关。当尺寸和载荷一定时，多支点在梁内产生的应力较小，因此支座数目似乎应该多些好。但对于大型卧式容器而言，当采用多支座时，如果各支座的水平高度有差异或地基沉陷不均匀，或壳体不直不圆等微小差异以及容器不同部位受力挠曲的相对变形不同，使支座反力难以为各支点平均分摊，导致壳体应力增大，因而体现不出多支座的优点，故一般情况采用双支座。

鞍座的底板尺寸应保证基础的水泥面不被压坏。根据底板上的螺栓孔形状不同，又分为F 型（固定支座）和S 型（活动支座），除螺栓孔外，F 型与S 型各

部分的尺寸相同。在一台容器上，F 型和S 型总是配对使用。

综上所述，本设计选择鞍式双支座，一个S 型，一个F 型。 首先粗略计算鞍座负荷： 储罐总质量

m ＝4321m m m m +++

式中 1m ―――罐体质量; 2m ―――封头质量; 3m ―――充液质量; 4m ―――附件质量； 1.罐体质量1m

DN ＝700 mm ，δn ＝4 mm 的节筒.质量为=1q 69m kg 1m ＝L q 1⨯＝69×1.416=97.704kg 2.封头质量2m

DN ＝700 mm ，δn ＝4mm ，直边高度25mm 的标准椭圆形封头，其质量为=‘m 18.5kg

2m = 2×=‘

m 2⨯18.5=37kg 3.充液质量3m

3m ＝ϕV ρ

其中装填系数取0.52。 贮罐容积:

V = =⨯+⨯=+416.1385.00545.02V V 筒封0.6543m

充液的密度小于20003

/kg m ，则

3

m ＝0.52×0.654×2000＝680.16kg

4.附件质量4m

手孔质量约24.2Kg 、其他接管等质量总和按150Kg 计算。于是4m =174.2Kg 贮罐总质量:

m =1m +2m +3m +4m =97.704+37+680.16+174.2=989.064kg F=㎎/2

N F K 85.42

81.9064.989=⨯=

每个鞍座只承受4,85KN 负荷

，根据附录10，可以选用重型带垫板，包角为120°的鞍座。 即 鞍座BI700－F

鞍座BI700－S

5、安装位置

为了充分利用封头对筒体邻近部分的加强作用，应尽可能将鞍座安放在靠近封头的位置，即A 应小于或等于0.5R （R 是容器半径）。 贮罐长度（不含封头）L=1416mm

式中 A ——鞍座离罐体一端的距离；

取R = mm 3542

708

22D n i

==+δ