300立方米液氨储罐设计
液氨储罐设计全(1)
化工设备机械基础课程设计题目液氨储罐的设计系（院）专业班级学生姓名学号指导教师职称二〇一一年六月七日设计任务书一、设计时间安排从2011年05月16 日至2011年06月06日二、设计内容安排1.液氨储罐的结构设计2. 筒体及封头壁厚计算及其强度、稳定性校核（1）根据设计压力初定壁厚；（2）计算危险截面的重量载荷、风载荷、地震载荷；（3）计算危险截面的由各种载荷作用下的轴向应力；（4）计算危险截面的组合轴向拉应力和组合轴向压应力，并进行强度和稳定性校核。
3. 编写设计计算书一份三、设计条件表1接管表表2设计参数目录符号说明 (4)前言 (6)液氨储罐设计 (7)第一章设计参数的选择 (7)1.1、设计题目 (7)1.2、设计数据 (7)1.3、设计压力 (7)1.4、设计温度 (8)1.5、主要元件材料的选择 (8)1.5.1 筒体材料的选择 (8)1.5.2 鞍座材料的选择 (8)第二章设备的结构设计 (8)2.1、圆筒厚度的设计 (8)2.2、封头厚度的设计 (9)2.3、筒体和封头的结构设计 (10)2.3.1 封头的结构尺寸 (10)2.3.2 筒体的长度计算 (10)2.4、鞍座选型和结构设计 (10)第三章：容器强度的校核 (12)3.1水压试验应力校核 (12)3.2.筒体轴向弯矩计算 (12)3.3筒体轴向应力计算与校核 (13)3.3.1圆筒中间横截面上，由压力及轴向弯矩引起的轴向应力 (13)3.3.2由压力及轴向弯矩引起的轴向应力 (13)3.3.3筒体轴向应力校核 (14)3.4.筒体和封头中的切向剪应力计算与校核 ....................................................................... 14 3.5.无加强圈筒体的周向应力计算与校核 ........................................................................... 15 3.6鞍座应力计算与校核 . (15)3.6.1.腹板水平应力及强度校核 .................................................................................... 15 3.6.2 鞍座有效断面应力校核 (14)第四章 开孔补强设计 (16)4.1 补强设计方法判别 .......................................................................................................... 16 4.2有效补强范围 . (17)4.2.1有效宽度B 的确定 ............................................................................................... 17 4.2.2有效高度的确定 .................................................................................................... 17 4.3 有效补强面积 (17)4.3.1 筒体多余面积 ....................................................................................................... 18 4.3.2接管的多余面积 .................................................................................................... 18 4.3.3焊缝金属截面积 .................................................................................................... 18 4.4.补强面积 (18)结束语 ........................................................................................................................................ 19 主要参考资料 (19)符号说明：A----鞍座底板中心线至封头切线的距离，2mm ；B----设计温度下，按GB150外压设计方法确定的数值，MPa ；o B ----常温下，按GB150外压设计方法确定的数值，MPa ；i D ----筒体内直径，mm ； oD ----筒体外直径，mm ；F ----每个支座的反力，N ；19K K -----系数，查表71,79:；L ----封头切线间的距离；1M ----圆筒中间处的轴向弯矩，m N ⋅；2----支座处圆筒的轴向弯矩，；m N ⋅a R ----圆筒的平均半径，,2na i R R mmδ=+；iR ----圆筒的内半径，mm ；b----支座的轴向宽度，mm ；1b ----加强圈的宽度，mm ；2b -----圆筒的有效厚度，取2b b mm=+；4b -----支座垫板宽度；g -----重力加速度；ih ----封头曲面深度；k ----系数。
液氨贮罐的设计及计算
液氨贮罐的设计及计算第一章贮罐筒体与封头的设计一、罐体DN、PN的确定1、罐体DN 的确定液氨贮罐的长径比L/Di一般取3～3.5，本设计取L/Di＝3.2，由V＝(πDi2/4) ·L＝10L/Di＝3.2得：Di =( 40/ 3.2π)1/3 =1.585 m＝ 1585 mm因圆筒的内径已系列化，由Di＝1585 mm可知： DN＝1600 mm2、釜体PN 的确定因操作压力P＝16 Kgf/cm2，由文献 [1]可知：PN＝1.6 MPa二、筒体壁厚的设计1、设计参数的确定p=(1.05-1.1) pw ，p ＝1.1×1.6MPa=1.76MPa，pc＝p＋p∵ p液＜ 5 ％ P ，∴可以忽略p液p c ＝p＝1.76 MPa ， t ＝ 100 ℃，Ф＝1（双面焊，100％无损探伤）， c2＝2 mm（微弱腐蚀）2、筒体壁厚的设计设筒体的壁厚Sn ′＝14 mm，[σ]t＝170MPa ，c1＝0.8 mm由公式Sd ＝pcDi/(2 [σ]tФ-P c)+c 可得：S d ＝1.76×1600/(2×170×1-1.76)＋ 2 ＋0.8＝11.13(mm) 圆整Sn＝12 mm∵Sn ≠ Sn′∴假设Sn＝ 14mm是不合理的. 故筒体壁厚取Sn=12 mm3、刚度条件设计筒体的最小壁厚∵ Di＝1600 mm ＜ 3800 mm ，Smin ＝2 Di /1000且不小于3 mm 另加 C2，∴ Sn＝5.2 mm按强度条件设计的筒体壁厚Sn ＝12 mm ＞Sn＝5.2 mm，满足刚度条件的要求．三、罐体封头壁厚的设计1、设计参数的确定p=(1.05-1.1) pw ，p ＝1.1×1.6MPa=1.76MPa，pc＝p＋p液，∵ p液＜ 5 ％ p ，∴可以忽略p液p c ＝p＝1.76 MPa ， t=40 ℃，Ф＝1（双面焊，100％无损探伤）， c2＝2mm（微弱腐蚀）2、封头的壁厚的设计采用标准椭圆形封头，设封头的壁厚Sn ′＝14 mm，[σ]t＝170 MPa ，c1＝0.8 mm由公式Sd ＝PcDi/(2 [σ]tФ-0.5Pc)+c 可得：Sd＝1.76×1600/(2×170×1-0.5×1. 76)＋ 2 ＋0.8＝11.10 mm 圆整Sn＝12 mm∵S n ≠ S n ′ ∴ 假设S n ＝ 14mm 是不合理的. 故封头的壁厚取S n ＝12 mm3、封头的直边、体积及重量的确定因为是标准椭球形封头，由文献［2］可知：封头的壁厚S n ＝12 mm ，直边高度h ＝40 mm ，由Di ＝1600 mm 、 S n ＝12 mm ，由文献［2］可知：封头的体积V 封＝0.616 m 3 、封头的深度h 1＝400mm封头的重量: 269.2×2=538.4 kg四、筒体的长度设计及重量的确定由V ＝2V 封＋V 筒 可得：V 筒＝10－2×0.616＝8.768 m 3V 筒＝πDi 2L/4＝8.768 m 3 可得：L ＝4363 mm 圆整：L ＝4360 mm筒体的重量: Di ＝1600 mm 、S n ＝12 mm 的筒体1 m 高筒节的重量为0.476(T) ∴ 4.36×0.476=2.08(T)第二章 贮罐的压力试验一、罐体的水压试验1、液压试验压力的确定液压试验的压力：p T =1.25p[σ]/[σ]t 且不小于(p+0.1) MPa ，当［σ]/[σ]t＜1.8时 取其为1 则p T =1.25×1.76×1= 2.2 (MPa)2、 液压试验的强度校核由σmax ＝p T （Di ＋S n －c ）/[2(S n -c)] ＝2.2（1600＋12－2.8）/[2(12-2.8)]＝192.4 (MPa)∵ σmax ＝192.4 (MPa)＜0.9σs Φ＝0.9×345×1＝310.5 MPa ∴ 液压强度足够3、压力表的量程、水温的要求压力表的量程：2p T =2×2.2=4.4 (MPa) 或3.3MPa －8.8MPa ，水温≥15℃ 4、液压试验的操作过程在保持罐体表面干燥的条件下，首先用液体将罐体内的空气排空，再将液体的压力缓慢升至22Kgf/cm 2,保压10-30分钟，然后将压力缓慢降至17.6Kgf/cm 2,保压足够长时间（不低于30分钟），检查所有焊缝和连接部位，若无泄漏和明显的残留变形。
液氨(无水)储罐设计要点
液氨（无水）储罐设计要点摘要：本文主要介绍了液氨储罐在设计过程中工作压力、设计压力、安全阀整定压力、最高允许工作压力的确定、设备选材原则及相应的技术条件要求等。
简介：液氨，又称为无水氨，呈无色液体状，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。
存储液氨的压力容器，主要应用的场合有医院、制冷业、气体生产厂等场合，它可以为这些企业提供存储的载体，在使用过程中安全可靠、降低成本。
1.设计数据：根据客户提供要求，本罐为常温储存液化气体储罐，无保冷措施，介质为无水液氨，最低设计金属温度-9℃，设计使用年限10年，固定卧式安装，设备公称直径DN1400，容积V=5m³。
2.液氨储罐过程设计要点2.1设计压力、温度确定常温储存液化气体的设计压力，应当以规定温度下的工作压力为基础来确定，根据TSG 21-2016《固定式压力容器安全技术监察规程》条款3.1.9.3规定，液氨临界温度≥50℃，无保冷措施，以液氨50℃饱和蒸气压设为工作压力，液氨50℃饱和蒸气压Pw=1.93MPa，设计压力确定Pc=（1.05～1.1）Pw ≈2.2MPa。
2.2设备材料选择原则根据液氨介质特性含水量不高于0.2%，且有可能受空气中O₂或CO₂污染，使用温度高于-5℃，属于液氨应力腐蚀环境。
对本设备根据设计压力、温度、介质特性，主体板材选用GB/T713-2017《锅炉和压力容器用钢板》低合金钢Q345R，供货状态正火；根据介质危害程度，最低设计金属温度，本设计选用符合GB/T9948的钢管，材料选择10#钢，供货状态正火；法兰锻件根据压力、介质不允许微量泄漏等特性，依照HG/T20592-2009《钢制管法兰、垫片、紧固件》选择带颈对焊法兰，公称压力等级PN40，材质为16MnⅡ锻件，密封面形式凹凸面。
2.3最高允许工作压力的引入及计算过程根据HG/T20660-2017《压力容器中化学介质毒性危害和爆炸危险程度分类标准》氨属于中毒危害介质，泄漏时易挥发可燃气体，爆炸极限为16%～25%，属于易爆介质，对于盛装不允许有微量泄漏的压力容器，应进行泄漏试验，该设备选择气密性试验，试验压力等于设计压力，并且试验时，需要将安全附件装配齐全，为了确保泄漏性试验顺利进行，所以引入最高允许工作压力，最高允许工作压力[PMAWP]是根据容器各受压元件有效厚度计算得到的，考虑了该元件承受的所有载荷，取各受压元件承受最高允许工作压力的最小值；综上各压力之间关系：工作压力Pw＜设计压力Pc＜安全阀整定压力Pz＜最高允许工作压力。
《液氨储罐设计》课件
罐车运输适用于 小规模、短距离 的液氨运输，具 有机动灵活、适 应性强的特点。
在装卸过程中， 需要注意安全防 护，防止液氨泄 漏和火灾事故的 发生。
工艺流程图
添加标题
液氨储罐设计流程： 设计、制造、安装、 调试、运行、维护
添加标题
设计阶段：确定储罐 尺寸、材料、结构、 安全措施等
添加标题
制造阶段：选择合适 的材料和工艺，确保 储罐质量
Part One
单击添加章节标题
Part Two
液氨储罐设计概述
液氨的性质和用途
液氨储罐的重要性
液氨是一种重要的工业原料，广泛应用于化工、制药、食品等行业
液氨储罐是储存液氨的重要设施，其安全性和可靠性直接影响到生产安全 和产品质量 液氨储罐的设计需要满足国家相关标准和规范，确保储罐的安全性和稳定 性
选址应考虑消防、救 援等应急设施的布局 和设置
布局原则
安全距离： 确保储罐 与周边设 施保持足 够的安全 距离
风向：考 虑风向， 避免风向 对储罐的 影响
地形：选 择地势平 坦、地质 稳定的区 域
交通：便 于运输和 应急救援
防火：远 离火源， 设置防火 隔离带
防爆：设 置防爆墙 和防爆门， 防止爆炸 事故发生
储罐材料
碳钢：具有良好的强度和韧性， 适用于中低压储罐
不锈钢：具有良好的耐腐蚀性 和耐高温性，适用于高压储罐
玻璃钢：具有良好的耐腐蚀性 和轻量化，适用于低压储罐
复合材料：具有良好的耐腐蚀 性和耐高温性，适用于高压储 罐
储罐附件
安全阀：用于控制 储罐内的压力，防 止超压
温度计：用于监测 储罐内的温度，防 止温度过高
安全距离
液氨储罐与建筑物的距离：至少100米
最新300立方米液氨储罐设计
·《化工容器设计》课程设计说明书300m3液氨储罐设计专业：过程装备与控制工程班级：13级过控1班学号：姓名：目录1 设计参数的选择 (4)1.1 设计的题目 (4)1.2 原始数据 (4)1.3 储存量 (4)1.4 设计压力 (5)1.5 设计温度 (5)2 容器的结构设计 (6)2.1 筒体的内径和长度的确定 (6)2.2 筒体和封头的厚度设计计算 (6)2.3 人孔设计 (7)2.4 其他零部件的设计 (7)2.4.1 液位计的设计 (7)2.4.2 管口设计 (8)2.5 鞍座选型和结构设计 (11)2.5.1 质量确定 (11)2.5.2 鞍座的安装位置 (12)3 开孔补强设计 (13)3.1 补强设计方法判别 (13)3.2 补强圈计算 (13)3.2.1 圆筒开孔所需补强面积 (13)3.2.2 壳体有效厚度减去计算厚度之外的多余面积 (14)3.2.3 接管有效厚度减去计算厚度之外的多余面积 (14)3.2.4 焊缝金属面积 (14)3.2.5 另加补强面积 (14)4 强度计算 (15)4.1 液压试验 (15)4.2 圆筒轴向弯矩 (15)4.2.1 载荷分布 (15)4.2.2 筒体弯矩 (16)4.3 圆筒轴向应力计算并校核 (16)5.3.1 筒体应力 (16)4.3.2 筒体轴向应力校核 (17)4.4 切向剪应力的计算并校核 (18)4.4.1 圆筒切向剪应力的计算 (18)4.4.2 圆筒被封头加强时，最大剪应力 (18)4.4.3 切向剪应力的校核 (18)4.5 圆筒周向应力的计算并校核 (19)4.5.1 在横截面的最低点处 (19)4.5.2 周向应力校核 (19)5 防护及使用管理 (20)5.1 防腐 (20)5.2 防静电 (20)5.3 热处理要求 (20)5.4 焊接 (20)5.5 使用及管理 (20)1 设计参数的选择1.1 设计的题目300m3液氨储罐设计1.2 原始数据表1.1 设计条件序号项目数值单位备注1 名称液氨储罐2 用途液氨储存3 最高工作压力 1.36 MPa 液氨在50℃下的压力4 工作温度-45～48 ℃5 公称容积300 m36 工作压力波情况可不考虑7 装量系数0.98 工作介质液化石油气9 材料16MnDR10 焊接要求单面焊，100%无损探伤11 设计寿命20年12 腐蚀速率0.1mm/a13 其他要求1.3 储存量盛装液化气体的压力容器设计存储量：W=ΦVρt式中，装载系数Φ=0.9压力容器设计V=300m³设计温度下的饱和液体密度ρt=562.87㎏/m³则：存储量W=15.20t1.4 设计压力设计压力取饱和蒸气压，p=1.5MPa 1.5 设计温度工作温度为-45℃～48℃，则取设计温度取50℃2 容器的结构设计2.1 筒体的内径和长度的确定由设计任务书可知：V=300m 3 L/D=8 取 L=8D 则有： 30048484322==⨯==D DD LD V πππm D 63.3843003=⨯=π取内径为3700mm ，由于筒体的内径较大，所以采用钢板卷制，公称直内径DN3700mm.选用标准椭圆形封头表2.1 EHA 椭圆形封头内表面积及容积公称直径（mm ） 总深度H/mm 内表面积A/m 2 容积V/m 3 370096515.30477.0605则筒体长度：mm D V L 266024370014.3100605.721030042V 2992封头总=⨯⨯⨯-⨯=-=π 圆整：L =26610mm 则实际体积：3392封头2实际089.300100605.72426610370014.324m mm V LD V =⨯⨯+⨯⨯=+=π则体积相对误差为：%5%03.0%100300300089.300%100实际<=⨯-=⨯-V V V 符合设计要求。
课程设计液氨储罐设计
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10.参照文件要编序号 11.设计计算阐明书装订成册，装配图作为 附录折叠后装订在计算阐明书后。
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五. 答辩问题 1.液氨储罐旳机械设计涉及哪些内容？ 2.设计参数中设计压力是怎样拟定旳？ 3.设计参数中焊接接头系数是怎样拟定？ 4.论述液氨旳性质并阐明怎样预防液氨泄 漏。
为便于计算设计压力可取最大操作压力 旳1.10倍。
征表； 罐体和封头旳材料一旦拟定，其设计温度 下旳许用应力可查教材P195-P208 表8-6 -表8-11. 液氨储罐筒体为板卷焊，封头一般选择半 椭圆型封头，根据焊接接头构造和无损探伤 百分比拟定焊接接头系数。
度。
液氨储罐常用玻璃管液面计，玻璃管液面计（HG-5-
227-80）按针形阀旳材料分为碳钢（Ⅰ类）和不锈钢
1Cr18Ni9（Ⅱ类）；按构造型式分为保温型（W型，
用加热蒸汽保温）和不保温型（D型）；按法兰密封
面旳型式分为光滑面（A型，管法兰 HG 5010-58）
和凸面（B型，凹凸面管法兰HG 5012-58）；玻璃管
2
液氨储罐设计 管口表
编号 名称
a1- 液面计 a2 b 人孔
公称直径 编 （mm） 号
e
f
名称 公称直径 （mm）
安全阀
放空管
c 进料管
g 排污管
d 出料管
3
液氨储罐设计: 设计参数
学号≤57旳同学选择序号1-10旳参数，学号尾数与序号 相同即为该同学旳技术特征表中旳设计参数
参数 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
按照储罐旳设计压力和设计温度选择各个工艺 接管旳法兰。参见第十章第二节管法兰连接内容。
《课程设计液氨储罐设计》PPT课件
储罐基础施工和安装
基础施工：包 括土方开挖、 地基处理、基
础浇筑等
储罐安装：包 括储罐吊装、 就位、固定等
储罐焊接：包 括储罐焊接、
焊缝检测等
储罐防腐：包 括储罐防腐处 理、防腐层检
测等
储罐试压：包 括储罐试压、
压力检测等
储罐验收：包 括储罐验收、
验收报告等
储罐主体施工和安装
储罐基础施工：包括地基处理、基础浇筑等 储罐主体结构施工：包括罐体焊接、罐顶安装等 储罐附属设施施工：包括管道安装、阀门安装等 储罐防腐施工：包括防腐涂料涂装、防腐层施工等 储罐验收：包括外观检查、压力试验、泄漏试验等
和规范
环保设备的运 行：定期检查 环保设备的运 行情况，确保
其正常运行
环保设备的维 护：定期对环 保设备进行维 护和保养，确 保其使用寿命
和效果
06 液氨储罐的施工和验收
施工前的准备工作
熟悉施工图纸和规范要求 准备施工材料和设备 确定施工方案和进度计划
组织施工队伍和培训人员 办理相关手续和许可证 做好安全防护和环保措施
储罐附件施工和安装
储罐附件包括：安全阀、压力表、液位计、温度计等 施工前准备：检查附件质量、数量、规格等 施工步骤：按照图纸和规范进行安装，确保附件安装牢固、密封良好 验收标准：符合设计要求，满足安全、环保、节能等要求
储罐验收标准和程序
储罐验收标准：包括储罐的材质、尺寸、结构、焊接质量等
储罐验收程序：包括储罐的检查、测试、验收、记录等
检查储罐的液位计是否正常工作，确保 储罐内的液位在安全范围内
检查储罐的接地线是否连接良好，确保 储罐的安全性
储罐运行中的监控和维护
监控系统：实时监测储罐内的温度、压力、液位等参数 维护周期：定期检查储罐的腐蚀、泄漏等情况 维护措施：及时更换损坏的部件，确保储罐的正常运行 安全措施：设置报警系统，确保储罐的安全运行
《液氨储罐设计》课件
储罐的结构
罐体
用于储存液氨的主体部分，通常由筒 体、封头等组成
附件
包括人孔、手孔、清洗口、压力表接 口、液位计接口等，用于满足储罐操 作和维护的需求
储罐的附件
01
02
03
04
安全阀
用于控制储罐内压力，防止超 压事故的发生
压力表
用于监测储罐内压力，保证储 罐安全运行
温度计
用于监测储罐内温度，保证储 罐安全运行
设计原则和标准
符合国家和行业标准
液氨储罐的设计应符合国家和行业的 有关标准和规范，确保安全性和可靠 性。
优化工艺流程
储罐的设计应优化工艺流程，提高生 产效率，降低能耗和资源消耗。同时 ，应考虑操作的便捷性和维护的方便 性。
考虑环境因素
设计时应充分考虑当地的环境因素， 如气候、地质、地震等条件，以确保 储罐的安全运行。
设计有效的废水处理系统，对液氨储罐运行过程 中产生的废水进行净化处理，确保废水达标排放 。
废气处理系统
安装废气处理设施，对液氨储罐产生的废气进行 收集、处理和净化，减少对大气的污染。
3
固体废物处理
对液氨储罐运行过程中产生的固体废物进行分类 、处理和处置，确保符合固体废物管理规定。
储罐的环保监测系统
设计案例二：大型液氨储罐
总结词
大型液氨储罐设计案例，适用于大型工业企业、化肥厂和冷库等领域。
详细描述
大型液氨储罐设计案例，主要考虑液氨的大规模储存和运输，以及更高的安全性和环保要求。设计时 需考虑储罐容量、压力、温度等参数，以及液氨的物理和化学性质。同时，需要考虑储罐的支撑结构 、防震措施和安全附件的配置。此外，还需考虑储罐的自动化控制和监控系统。
易汽化和冷凝
立方米液氨储罐施工方案
立方米液氨储罐施工方案1. 引言立方米液氨储罐是用于存储和运输液化氨的重要设备，广泛应用于化工、农业和制冷等领域。
本文档将介绍立方米液氨储罐的施工方案，包括施工准备、施工流程、安全措施和质量控制等内容，并提供相关的 Markdown 文本格式。
2. 施工准备2.1 材料准备•立方米液氨储罐主体材料：碳素钢板•其他辅助材料：焊条、焊剂、螺栓等2.2 设备准备•焊接设备：电焊机、电焊割设备等•起重设备：吊车、起重机等•质量检测设备：焊缝检测仪器、材料强度测试仪器等2.3 施工场地准备•确保施工场地平整、无杂物•设置安全警示标志•确保施工场地通风良好3. 施工流程3.1 底板安装•清理施工场地•安装支撑架•安装底板3.2 罐体安装•安装罐体侧板•焊接罐体侧板与底板•安装罐体顶板•焊接罐体顶板与侧板3.3 罐体加工•焊接加固筋•安装进出料口、排气阀等附件•焊接进出料口、排气阀等附件3.4 焊接工艺•根据焊接规范施工•进行焊接前的预热处理•使用正确的电流和电压进行焊接•焊接后进行冷却处理3.5 焊缝检测•使用焊缝检测仪器对焊缝进行检测•检测焊缝的质量和强度4. 安全措施4.1 人员安全•施工人员必须穿戴防护装备，如安全帽、防护眼镜、防护手套等•施工人员必须经过专业培训，熟悉施工操作规范和安全操作流程•施工现场必须设置安全警示标志4.2 施工场地安全•施工场地必须保持干燥，防止液氨泄露•施工场地必须远离明火和易燃物品4.3 操作安全•施工人员必须熟悉液氨的性质，了解其安全操作规范•施工人员必须严格按照操作规范进行施工•确保焊接设备和起重设备的安全使用5. 质量控制5.1 材料质量控制•检查材料证书和相关质量文件•检查材料的表面质量和尺寸规格5.2 焊接质量控制•焊接前进行预热处理•使用正确的焊接参数进行焊接•检测焊缝质量和强度5.3 安全阀和压力表检测•安装和检测液氨储罐的安全阀和压力表•确保其正常工作并符合相关安全标准结论本文档介绍了立方米液氨储罐的施工方案，包括施工准备、施工流程、安全措施和质量控制等内容。
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：。
液氨储罐课程设计
液氨储罐课程设计1. 引言液氨储罐是一种用于储存氨气的设备，广泛应用于化工、冶金、制药、食品加工等领域。
由于液氨具有高毒性、易燃易爆等危险性质，储罐设计和操作安全非常重要。
2. 设计要求液氨储罐的设计应满足以下要求：- 安全：储罐内氨气压力控制在安全范围内，避免漏气和爆炸等事故。
- 稳定：储罐体结构稳定，能承受储存氨气的重量。
- 经济：储罐设计应在满足安全和稳定要求的前提下，尽可能减少成本。
3. 设计原则液氨储罐的设计原则：- 选择合适材料：储罐体应选用抗腐蚀和耐磨损性能好的材料，如碳钢、不锈钢等。
- 合理结构：储罐结构应简单、紧凑、稳定，高低温变形小。
- 考虑安全设计：储罐应有压力自动调节器、安全阀、温度控制器、液位监测器、泄漏探测器等安全设备。
- 考虑操作性：储罐应有方便操作的进出口和排气口，易于维修保养。
- 环保：储罐设计应考虑废气、废水等环保问题。
4. 设计步骤液氨储罐的设计步骤：1）确定储罐容量和使用环境：需考虑使用要求、周围环境等因素。
2）选择合适的材料和工艺：根据使用要求和成本等考虑，选择合适的材料和工艺。
3）确定储罐内部结构和设备：包括泵、管道、安全设备、控制器等。
4）制定设计方案：根据前面的工作，制定详细的设计方案，包括制图和计算书等。
5）审核和调整设计方案：方案制定后，需要进行审核和调整，确保方案的合理性和安全性。
6）制造和安装：制造和安装储罐，同时对储罐进行测试和验收。
7）后续维护：储罐安装后需要进行日常维护，如检查气密性、液位监测等。
5. 结论液氨储罐设计应在满足安全和稳定要求的前提下，尽可能减少成本。
设计过程中需注意选择合适材料、简化结构、考虑安全设计和操作性等因素。
储罐制造时需要对设计方案进行审核和调整，并进行测试和验收。
储罐安装后需要进行日常维护，确保储罐的安全运行。
(完整word版)液氨储罐设计
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，查阅相关书籍,小组团结合作共同完成设计。
本设计的液料为液氨。
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。
氨作为一种重要的化工原料,应用广泛.分子式NH，分子量17。
03，相对密度0.7714g/L,熔点-77。
7℃,沸点3-33.35℃，自燃点651.11℃，蒸汽压1013。
08kPa(25.7℃)。
设计基本思路：设计压力容器要求根据化工生产工艺提出的条件，确定容器设计所需参数(P、T、D），选定材料和结构形式，通过强度计算确定容器筒体及封头壁厚。
对已制定材准的受压元件，可直接选取。
而本设计容器为318m的液氨储罐,所以要求结合所学到的知识和利用身边可以查到的资料对318m的液氨储罐进行设计.课程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.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。
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，机械按容器的选材、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。
液氨储罐设计
D2 D1
760 484
故补强圈取30mm厚。
6．接口管
(1)液氨进料管： 用f57×5mm无缝钢管 (强度验算略)。一端切成45°。 配用具有突面密封的平焊管法兰， 法兰标记： HG20592 法兰SO50-2.5 RF 16MnR。 设计压力<=2.5MPa,接管公称直径 <= 89mm，且壁厚>=5mm,不用 补强。
4.人孔
常温及最高工作压力2.1MPa，按 公称压力2.5MPa的等级选取。 考虑人孔盖直径较大较重，水平 吊盖人孔。
人孔标记： HG21523-95 人孔RF Ⅳ（A· G）450-2.5 RF指突面密封，Ⅳ指接管与法兰 的材料为20R， A· G是指用普通石棉橡胶板垫片， 450-2.5是指公称直径为450mm、 公称压力为2.5 MPa。
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 2．焊接材料，对接焊接接头型式及 尺寸可按GB985-80中规定(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查， 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
(5)放空管接管
用f32×3.5mm无缝钢管， 法兰 HG20592 法兰SO25-2.5RF 16MnR。
(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的无缝钢管， 法兰为 HG20592 法兰 SO25-2.5 RF 16MnR。
7．设备总装配图
附有贮罐的总装配图，技术特性表， 接管表，各零部件的名称、规格、 尺寸、材料等见明细表。
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。
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φ25×3.5 L=495mm M12×2×80 35CrMoA 8.8级
1 材料 8
1.22 0.48
M12 8级 材料 30CrMo 40×3 材料Q235A
16 4
0．32 现场确定 长度
2.5 鞍座选型和结构设计
该卧式容器采用双鞍式支座，初步选用轻型鞍座，材料选用 16MnDR. 估算鞍座的负荷
3
2.97
GB6479
16Mn
1
1.77
3）焊接结构设计。 1．壳体A，B类焊接接头的设计 该容器上的A,B类接头必须采用对接焊，不允许采用搭接焊。对接 焊易于焊透，质量容易保证，易于作无损检测，可获得最好的焊接接头 质量。 该容器上的接管与壳体以及补强圈之间的焊接一般只能采用角接和搭 接。 2．壳体C，D类焊接接头的设计 平盖，管板与圆筒非对接连接的接头，法兰与壳体，接管连接的接 头，内封头与圆筒的搭接接头以及多层包扎容器层板层纵向接头，均属 C类焊接接头，但已规定为A，B 类的焊接接头除外。 接管、人孔、凸缘、补强圈等与壳体连接的接头均属于D类焊接接 头，但已规定为A，B类的除外。 3．焊接接头坡口设计 容器筒体，封头与接管法兰的厚度均在δ=20～50mm的范围，为了减 小焊接变形和残余应力，因此可取接头坡口形式为U形。 4）常用焊接方法与焊条的选择 采用手工电弧焊，该方法设备简单，便于操作，使用于各种焊接， 在压力容器 制造中应用十分广泛，钢板对接，接管与筒体、封头的连接等都可以采 用。 考虑母材力学性能与化学成分，对低碳钢和低合金钢构件，要求等 强度原则选择焊条，即要求焊缝与母材的强度相等或基本相等，而不要 求焊缝的化学成分与木材相同。不同类型的低合金钢之间进行异种钢焊
4.4.2 圆筒被封头加强时，最大剪应力 4.4.3 切向剪应力的校核 4.5 圆筒周向应力的计算并校核 4.5.1 在横截面的最低点处 4.5.2 周向应力校核 5 防护及使用管理 5.1 防腐 5.2 防静电 5.3 热处理要求 5.4 焊接 5.5 使用及管理
1 设计参数的选择
1.1 设计的题目
表2.4 接管与法兰
标准号
名称
材料
数 总质 备注 量 量/kg 15.55 液相进口 管，液相出 口管，气相 进口管，气 相出口管， 排污管法兰 压力表接管 法兰 液位计接管 法兰 安全阀接管 法兰
HG20592 法兰 WN50(B)-25 FM 16MnⅡ 5 S=5.0
HG20592 法兰 WN25(B)-25 FM 16MnⅡ 1 S=3.5 HG20592 法兰 WN25(B)-25 RF 16MnⅡ 2 S=3.5 HG20592 法兰 WN80(B)-25 FM 16Mn S=6.0 1
1.4 设计压力
设计压力取饱和蒸气压，p=1.5MPa
1.5 设计温度
工作温度为 -45℃～48℃ ，则取 设计温度取50℃
2 容器的结构设计
2.1 筒体的内径和长度的确定
由设计任务书可知：V=300m3 L/D=8 取 L=8D 则有： 取内径为3700mm，由于筒体的内径较大，所以采用钢板卷制，公称直内 径DN3700mm. 选用标准椭圆形封头
名称
标记
数量 总质 量/kg 20 2 2 0.97 1.22 0.48 0．32
备注
液位计 HG/T 21584-95 UZ 2.5-1400-0.45 1 AF 304 C 法兰 垫片 接管 接管 HG/T 20592 法兰WN20-2.5 RF 2 S=3.5 HG 20610 缠绕垫 D 25-25 1232 φ25×3.5 L=395mm φ25×3.5 L=495mm 2 1 1.22 8 16 4
接时，应选与其中强度较低的钢材等强度的焊条 进行焊接，再综合考虑金属进行热处理后，对其力学性能的影响构件的 结构与刚性和经济性，该容器所用焊条使用型号如下表：
表2.5 焊条型号
接头母材 Q345R+Q345R Q235-A+Q235A Q235A+Q345R
焊条型号
焊条牌号
E5016(GB/T5117) J506 E4316(GB/T5117) J426 E4303(GB/T5117) J422
全螺纹 M12×2×80 8.8级 材料 35CrMoA 螺柱 螺母 筋板 M12 8级 材料 30CrMo 40×3 材料Q235A
现场确定 长度
2.4.2 管口设计
1）管口中心线位置的确定 根据管口的性质可确定其安放位置，排污管在筒体的下方，其它在筒体 的上方。 根据GB 150规定，按壳体开孔不另行补强设计要求设计法兰管的位置。 要求如下： a.设计压力小于或等于2.5MPa。 b.两相邻开孔中心线的间距应不小于两孔直径之和的两倍。 c.接管公称外径小于或等于89mm。 d.接管最小壁厚满足下表：
由于介质为液氨，应采用带颈对焊法兰（突面）、带加强环的缠绕 垫（带外环）和专用级高强度螺栓组合，而且它的腐蚀性不大，所以材 料不需要选太好的。为了有良好焊缝，接管材料选16Mn。同时接管伸 出较长，需要支撑结构。 综上所述，储罐其它部件确定如（表2.6）。
表2.6 储罐其他部件
名称 液位 计 法兰 垫片 接管
2.5.1 质量确定
由于接管、人孔、液位计等质量相对于筒体和封头的质量较小，所 以这里主 要考虑筒体和封头质量 容器质量： 正常操作状态下最大质量: 水压试验时最大质量： 综上所述， mmax =364100.6kg 则每个鞍座承受的质量为182050.3kg，即为1785kN。 查JB4712.1-2007容器支座第一部分鞍式支座中表1，首先优先选择轻型 支座。 查JB4712.1-2007容器支座第一部分鞍式支座中表2得（表3.7）
1）液位计类型 由于该储罐的介质为液氨，工作温度常温，所以选用磁性液位 计。 2）液位计中心距 可简化容器为一圆筒，液体达到总体积的90%（本储罐的装量系
数为0.9），可近似认为截面面积达到全面积的90%，所以下图所示的阴 影面积为全面积的10%。即：
即 迭代求解得：θ=46.6° 所以最高液面到筒体中心线的距离为： 所以选用中心距为1400mm的液位计不对
可不考虑 0.9 液化石油气 16MnDR 单面焊，100%无损探伤 20年 0.1mm/a
13
其他要求
1.3 储存量
盛装液化气体的压力容器设计存储量： W=ΦVρt 式中，装载系数Φ=0.9 压力容器设计V=300m³ 设计温度下的饱和液体密度ρt =562.87㎏/m³ 则：存储量W=15.20t
1.26 3.0 5.0
GB6479
接管φ57×5.0 16Mn L=1500,L=12340,L=155 接管φ32×5.0 L=150 L=495 L=395 接管φ89×7.0 L=145 16Mn
5
24.76
其中L=155 取3条，其它 一条 压力表接 管，液位计 接管 安全阀接管
GB6479
300m3液氨储罐设计
1.2 原始数据
表1.1 设计条件
序号 1 2 3
项目 名称 用途 最高工作压力 工作温度 公称容积 工作压力波情况 装量系数 工作介质 材料 焊接要求 设计寿命 腐蚀速率
数值 液氨储罐 液氨储存 1.36 -45～48 300
单位
备注
MPa ℃ m3
液氨在50℃下的 压力
4 5 6 7 8 9 10 11 12
表2.1 EHA椭圆形封头内表面积及容积
公称直径（mm） 总深度H/mm 3700 则筒体长度： 圆整：L =26610mm 则实际体积： 则体积相对误差为： 965
内表面积A/m2 容积V/m3 15.3047 7.0605
符合设计要求。
2.2 筒体和封头的厚度设计计算
（1）设计压力取：p=1.5MPa 液柱压力（安装满时计算）： ％＜5％ 所以可以忽略液柱的压力。单面焊，100%无损探伤，焊接接头系数=0.9 筒体厚度： 计算压力： 计算厚度： 查表2-5得，厚度负偏差C1=0.8mm。 设计寿命20年，腐蚀速率0.1mm/a，所以腐蚀裕量C2=2mm。 设计厚度=19.75+2=21.75mm； 名义厚度=24mm。 标准椭圆形封头厚度： 计算厚度： 设计厚度： td=t+C1+C2+圆整值=24mm
·
《化工容器设计》课程设计说明书
液氨储罐设计
专业：过程装备与控制工程 班级：13级过控1班 学号： 姓名：
目 录
1 设计参数的选择 1.1 设计的题目 1.2 原始数据 1.3 储存量 1.4 设计压力 1.5 设计温度 2 容器的结构设计 2.1 筒体的内径和长度的确定 2.2 筒体和封头的厚度设计计算 2.3 人孔设计 2.4 其他零部件的设计 2.4.1 液位计的设计 2.4.2 管口设计 2.5 鞍座选型和结构设计 2.5.1 质量确定 2.5.2 鞍座的安装位置 3 开孔补强设计 3.1 补强设计方法判别 3.2 补强圈计算 3.2.1 圆筒开孔所需补强面积 3.2.2 壳体有效厚度减去计算厚度之外的多余面积 3.2.3 接管有效厚度减去计算厚度之外的多余面积 3.2.4 焊缝金属面积 3.2.5 另加补强面积 4 强度计算 4.1 液压试验 4.2 圆筒轴向弯矩 4.2.1 载荷分布 4.2.2 筒体弯矩 4.3 圆筒轴向应力计算并校核 5.3.1 筒体应力 4.3.2 筒体轴向应力校核 4.4 切向剪应力的计算并校核 4.4.1 圆筒切向剪应力的计算
标记 HG/T 21584-95 UZ 2.5-14000.45 AF 304 C
数量 总质 量/kg 1 20 2 2 0.97
备注
HG/T 20592 法兰WN20-2.5 RF 2 S=3.5 HG 20610 缠绕垫 D 25-25 1232 2 φ25×3.5 L=395mm 1
接管 全螺 纹螺 柱 螺母 筋板