M3液氨储罐设计
3立方液氨储罐设计
3立方液氨储罐设计目录一设计任务、设计思想、设计特点 (1)二材料及结构的选择与论证 (1)三设计计算内容 (4)四容器的压力实验 (7)五进出料接管的选择、液面的设计 (8)六支座的设计 (10)七压力容器焊接结构设计要求 (13)1、筒体与椭圆封头的焊接接头 (13)2、管法兰与接管的焊接接头 (13)3、接管与壳体的焊接接头 (13)八筒体和封头的校核计算 (14)1、筒体轴向应力校核 (14)2、由设计压力引起的轴向应力 (15)3、轴向应力组合与校核 (16)4、筒体和封头切向应力校核 (16)九设备结构图 (17)总结 (18)参考文献 (19)②工艺条件的要求化工设备是为工艺过程服务的，应保证在指定的生产工艺条件下完成指定的生产任务，即满足相应的工艺条件要求③经济合理性要求在满足设备的安全运行和工艺条件的前提下，结构要合理，制造要简单，尽量减少加工量，降低制造成本。
④便于操作和维护例如所设置的阀门、平台、人孔形位置要合适，易损件便于更换等。
⑤环境保护要求所谓化工设备失效的一个新概念是“环境失败”即有害物质泄露到环境中，生产过程残留无法消除的有害物质及噪音等，化工容器在设计时包括化工工厂的选址均应考虑这些因素的影响。
（2）主要设计参数的确定及说明本储罐设计公称容积为3m3，公称直径Dg为1220mm，材料为16MnR在温度t ≤42℃时工作，液氨的饱和蒸汽压为1.8MP，取P=1.8MP，取t][σ=170MP，则双面对接焊的全焊透对接焊缝为100%无损，根据书本表5-4可得焊接接头系数全部无损检测φ=1.00。
二材料及结构的选择与论证（1）材料选择与论证本贮罐选用16MnR制作罐体和封头。
材料：本贮罐选用16MnR制作罐体和封头。
16MnR表示平均含碳量为0.16%的容器钢，属于低碳钢，它的塑性好，焊接性和锻造性良好，适宜制造化工容器等焊接件和设备封头等冲压件，也可用来制造受载不大的螺栓，或经渗碳后制作齿轮和轴等零件。
100m3液氨储槽设计
With the demand of LNG projects increasing, a large number of storage and distribution station has been set up in all parts of the country. The storage and transportation of liquid NH3 form can greatly increase the storage amount of NH3 while can save transport costs. NH3 is not toxic, but with the exposure for a long time, some people may suffer skin pigmentation or ulcer symptoms such as a finger; Once appearing a problem, which will bring a great loss to people's life, property, that virtually increased requirements for the design of liquid NH3 tank. Therefore, in the tank design. We must pay attention to details, understand the basic design problem of storage tank and safety problems such as leakage, explosion. at the same time, we should assure the design quality and avoid the occurrence of accidents.This article is mainly according to "GB150-2011 pressure vessel", "TSG R0004-2012pressure vessel safety technology supervision regulation", "NB/T47042-2014 Steel horizontal vessels " to calculate the structure of liquid ammonia tank. The calculation process includes: decide container category, select the economic and meet the requirements of the material, the calculation of the cylinder body of nominal diameter, length and wall thickness; what's more, select the head, manhole, saddle and other accessories. Then check the calculation, according to the total quality of cylinder body and each took over the choice of saddle. Last, making a technical drawings and fill out the technical requirements under the requirements of processing. The results of the design and the finite element analysis of the human hole is carried out by using ANSYS software. The final design results are shown by the assembly drawing.Key words: liquid ammonia tank, the structure of the design, strength check, ANSYS stress analysis第一章前言1.1 选题背景氨是生产含氮肥料及尿素的基本原料，一般以液态的形式从合成氨工厂送到这些肥料厂。
浅谈液氨罐区的布置
浅谈液氨罐区的布置摘要：本文介绍国内某项目中的液氨罐区，简单介绍了其工艺路线，并介绍了相关的设备布置和管道设计的情况。
关键词：氨压缩机卸车液氨储罐防火堤沉降引言：液氨是一种重要的制冷剂和化工原料，广泛用于化工生产过程中。
在GB 50160-2008（2018版）中虽把液氨的火灾危险类别定义为乙A类，但在具体设计要求中规范几乎把它等同于液化烃，可见其的危险性还是挺高的。
液氨的爆炸上限为27.4%，下限为15.7%，为无色、有刺激性恶臭的气体。
根据《危险化学品重大危险源辨识》（GB18218-2009）进行辨识和《危险化学品重大危险源监督管理暂行规定（2015年修订）》（国家安监总局令第40号）进行分级，本项目的液氨罐区构成三级危险化学品重大危险源。
1.工艺简介本项目的液氨罐区是为厂区的配套原料罐区。
液氨是外购的，通过槽车运输到液氨装卸区域。
槽车通过液氨装卸臂与液氨储罐相连。
液氨储罐中的气氨经过氨压缩机压缩增压后送到槽车中，槽车中的液氨在压力作用下输送至液氨储罐。
储罐中的液氨通过泵送至用户点（热电装置）。
装卸臂液氨出口设有流量计及紧急切断阀，液氨总管设有温度计、压力表，进出储罐设有紧急切断阀。
导淋液体均密闭排放。
液氨储罐设有压力表及压力报警信号、设备液位计、雷达液位计、温度报警、双道安全阀。
同时相关管道上设置安全阀，所有工艺管线均采用双道氨用截止阀。
整个储存系统包括2台液氨储罐、1台卸车臂、2台压缩机、1台水封槽、1台氨水地下槽及1台氨水泵、2台液氨输送泵。
1.1液氨储罐本项目液氨用于热电装置的尾气处理，根据脱硫和脱硝对液氨的需求量，液氨的消耗量为1.0t/h(脱硫:0.85t/h+脱硝:0.15t/h）。
《石油化工储运系统罐区设计规范》(SH/T3007-2014)规定以公路运输形式运输原料，其存储时间按10～15天计，本项目选用10天。
液氨密度0.614g/cm3，填装系数0.85（GB50160规定要求不超过0.9），计算需要总约460m3，选用2台230 m3的液氨卧式储罐。
化工设备课程设计--液氨储罐讲解
化工设备课程设计50m液氨储罐设计——3学生姓名：왕량学校：대련대학专业班级：화공101学号：10412041指导老师：진숙화时间：2013.09.06目录第一章前言 (4)1.1设计条件 (4)1.2设计依据 (4)1.3设计结构 (5)第二章材料的选择 (5)2.1筒体和封头材料 (5)2.2各零、部件材料 (5)2.3焊接材料 (5)第三章工艺设计 (6)3.1壁厚设计 (6)3.1.1 筒体壁厚设计 (6)3.1.2 封头壁厚设计 (7)3.1.3 筒体及封头的水压强度校核 (7)3.2 人孔的设计 (8)3.2.1人孔的选择 (8)3.2.2 人孔的补强 (8)3.3 接口管的设计 (10)3.3.1 接口管的选用 (10)1、液氨进料管 (10)3.3.2 接口管汇总表 (11)3.4 鞍座的设计 (11)3.4.1 鞍座的选取 (11)3.4.2 鞍座的计算 (11)3.5 SW6校核 (12)第四章自我评价 (18)符号说明 (18)参考文献 (18)化工设备课程设计任务书一、设计题目液氨储罐设计姓名：王亮二、设计参数及要求介质：液氨设计使用年限：15年建议使用材料：2、设计要求1.计算单位一律采用国际单位；2.计算过程及说明应清楚；3.所有标准件均要写明标记或代号；4.设计计算书目录要有序号、内容、页码；5.设计计算书中与装配图中的数据一致。
如果装配图中有修改，在说明书中要注明变更；6.书写工整，字迹清晰，层次分明；7.设计计算书要有封面和封底，均采用B5纸，横向装订成册；8.完成ppt汇报。
三、设计内容1.符号说明2.前言（1）设计条件；（2）设计依据；（3）设备结构形式概述。
3.材料选择（1）选择材料的原则；（2）确定各零、部件的材质；（3）确定焊接材料。
4.绘制装配图（1）按照工艺要求，绘制工艺结构草图；（2）确定支座、接管、人孔及主要零部件的轴向及环向位置，以单线图表示；（3）标注形位尺寸。
40000m3液氨储罐的选型计算及强度校验
南京工业大学化工安全设计课程设计设计题目40000m³液氨贮罐区安全设计姓名王涛学号1905080115班级安全0801专业安全工程学院城市建设与安全工程学院指导教师钱剑安张明广2011年7月课程设计任务书课题名称化工安全设计课程设计院（系）城市建设与安全工程学院专业安全工程姓名王涛学号1905080115起讫日期2011.06.20～2011.7.8指导教师钱剑安张明广2011 年 6 月15 日一．课程设计的目的和要求二、题目40000m3液氨贮罐区安全设计1 项目概述本文的设计为40000m3轻质油贮罐区的安全设计。
该罐区位于某城市边缘某大型化工厂的西北角，地势平坦且视野开阔，其周围无居民区。
该地区常年风向为东南风。
整个罐区包括贮罐、泵站及配套的给排水、供电、消防、污水排放等公用设施。
贮罐区内有四台大型液氨贮罐，容积均为10000 m32 设计内容1）确定设计参数：设计压力、设计温度、设计寿命、腐蚀速率、风载荷、雪载荷等；2）液氨物化及危险特性分析；3）贮罐的选材、型号、安装方式的设计；4）主要结构件的结构设计及其强度校验；5）液氨贮罐保温系统设计6）安全装置的选择和设计（液位报警、火灾报警仪、避雷针、静电接地等）；7）对液氨贮罐区展开总平面布置，着重包括贮罐的布置、防火间距、消防通道、消防等级确定、罐区防火堤设计等。
8）根据总平面布置和贮罐区情况确定消防水池位置、容积，以及安全消防设备及设施的安全设计。
如消防系统的选择、消防给水系统设计、灭火设施选择等；9）贮罐区物质危险性分析及火灾危险等级的划分；10）典型事故案例分析；11）安全对策措施及职业危害控制措施的设计；12）安全管理制度及应急救援预案的制定。
3 设计要求1）熟悉相关设计规范；2）确定总平面布置及防火间距：①功能分区示意图；②各防火间距的要求；绘制总平面布置图，书写设计说明书。
3）罐区的具体设计要求：①罐区的具体布置方案；②防火堤设计；③消防道路的设计。
液氨储罐设计
液氨储罐设计第1.1设计任务一章绪论设计了一个液氨储罐。
工艺条件：温度40℃，氨饱和蒸气压1.55MPa，容积20m3，使用寿命15年。
1.2设计要求和结果1.确定容器材质；2.确定储罐的形状和标称厚度；3.确定封头的形状和标称厚度；4.确定支座，人孔及接管，以及开孔补强情况5.编制设计说明书以及绘制设备装配图1张（a1）。
1.3技术要求（一）本设备按gbl50-1998《钢制压力容器》进行制造、试验和验收（二）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)（三）焊接采用电弧焊，焊条型号为E4303（四）壳体焊缝应进行无损探伤检查，探伤长度为100％第二章设计参数的确定2.1设计温度标题中给出的设计温度是40？c2。
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40.4℃，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pw的1.05?1.1倍，取设计压力p?1.05pw（已知pw?1.55mpa表压）那么p？1.05pw？1.6mpa.2.3腐蚀裕量查《腐蚀数据手册》16mnr耐氨腐蚀，其??0.1mm/y，若设计寿命为15年，则c215? 0.1? 1.5毫米2.4焊缝系数该容器为中压储存容器。
根据《压力容器安全技术监察规程》，氨是一种中等毒性的介质。
容器筒体的纵向焊接接头和封头基本上采用双面焊或相当于双面焊的全熔透焊接接头，那么？取1.0或0.85。
？下表用于选择：表2.1焊接接头系数1.焊接接头结构的所有无损检测和相当于双面焊接的双面焊接或全熔透对接焊接接头的部分无损检测。
机械毕业设计7431m3液氨储罐设计说明书
前言本说明书为《31m3液氨储罐设计说明书》。
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、人孔、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。
目录附：设计任务书 (2)第一章绪论 (3)（一）设计任务 (3)（二）设计思想 (3)（三）设计特点 (3)第二章材料及结构的选择与论证 (3)（一）材料选择 (3)（二）结构选择与论证 (3)第三章设计计算 (5)（一）计算筒体的壁厚 (5)（二）计算封头的壁厚 (6)（三）水压试验及强度校核 (6)（四）选择人孔并核算开孔补强 (7)（五）核算承载能力并选择鞍座 (9)（六）选择液面计 (9)（七）选择压力计 (10)（八）选配工艺接管 (10)第四章设计汇总 (11)第五章结束语 (12)第六章参考文献 (13)第一章绪论（一）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，绘制总装配图和零件图，并编写设计说明书。
（二）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。
（三）设计特点：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。
常、低压化工设备通用零部件大都有标准，设计时可直接选用。
本设计书主要介绍了液罐的的筒体、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。
第二章材料及结构的选择与论证（一）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。
液氨储罐 尺寸标准
液氨储罐尺寸标准
液氨储罐的尺寸标准通常由国家或地区的相关标准和规定来规范。
在大多数情况下，液氨储罐的尺寸会受到以下几个方面的影响：
1. 容量要求，液氨储罐的尺寸会受到储存液氨的容量要求的影响。
通常情况下，液氨储罐的容量会根据工厂或设施的需要来确定，这可能涉及到生产规模、储存周期等因素。
2. 安全要求，液氨储罐的尺寸也会受到安全要求的影响。
这包
括储罐的设计压力、温度、材料厚度等方面的要求，以确保储罐在
运行过程中能够安全可靠地储存液氨。
3. 场地限制，液氨储罐的尺寸还会受到现场场地的限制影响。
例如，现场的空间大小、地形地貌、周围环境等因素都会对储罐尺
寸提出限制。
在一般情况下，液氨储罐的尺寸标准可能会根据上述因素来确定，以满足储存和使用液氨的需求，并且符合相关的安全和环保标准。
此外，还需要考虑到储罐的制造、运输和安装等方面的要求，
以确保整个储罐系统的完整性和可靠性。
最终，液氨储罐的尺寸标
准应该是在综合考虑了以上因素之后确定的，以满足相关的法规和技术要求。
液氨储罐设计
(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旳无缝钢管， 法兰为 HG20592 法兰 SO25-2.5 RF 16MnR。
7．设备总装配图
附有贮罐旳总装配图，技术特征表， 接管表，各零部件旳名称、规格、 尺寸、材料等见明细表。
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
（3）充水质量m3 m3=Vg V=V对+V筒=30.42m3, m3＝30420 Kg （4）附件质量m4
人孔约200Kg，其他接管总和按300Kg
计，m4=500Kg
设备总重量
m=m1+m2+m3+m4=6202+2750+30420+50
0=40t 使用两个鞍座,每个鞍座约承受196KN负荷，
2．焊接材料，对接焊接接头型式及尺寸可按 GB985-80中要求(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验， 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
技术特性表
名称 设计压力 工作温度 物料名称
故取p=1.1x(2.0-0.1)=2.1MPa (表压)；
Di=2600mm；[]t＝163MPa(附录6)；
＝1.O(双面对接焊100％探伤，表(4-9)
C2=2mm
dd
pDi
2 t
p
C2
dd
2.1 2600 21631.0 1.6
2.0 18.8
取Cl＝0.8mm（表4-10），圆整取dn＝20mm
液氨储罐
• 公称直径Di和筒体长度L的计算：
L V 2 Vn π Di2 4
取Di = 2600 Di= 2800 Di = 3000 Di = 3200 经计算 当Di = 3200mm时，L = 4656mm,此时，Di/L = 0.687 最接近0.618 所以取 Di = 3200mm
筒体壁厚的计算
封头厚度的计算
采用的是长短轴之比为2的标准椭圆形封头，各参数与筒体相同，
其厚度计算式为：
δ
Kp cDi
2σt 0.5p
1.6 3200 21701 0.51.6
15.09
mm
K
1 6
2
Di 2 hi
2
1
设计厚度为：
δd δ C2 15.09 2 17.09 mm
设备总质量W W=W1+W2+W3
• 鞍座的选择
每个鞍座承受的负荷为
F Wg 38035.89.81 186.57 kN
2
2
根据鞍座承受的负荷，查表(《化工设备机械基础》，大连理 工大学出版社，附录16)可知，选择轻型(A)带垫板，包角为 120°的鞍座。即JB/T4712-92 鞍座A3000-F， JB/T4712-92 鞍座A3000-S。
由于接管材料与壳体材料都为16mnr故fr1故根据公式课求得面积二者得出数值较大的则为有效宽度有效高度h外侧高度h1nt接管实管实际外伸二者得出数值较小的则为外侧高度内侧高度h2nt接管实管实际外内伸壳体有效厚度减去计算厚度之外的多余面积按式43mm接管有效厚度减去计算厚度之外的多余面积按式44mm根据公式
2000m^3液氨球罐设计方案确定的浅析
2020年03月2000m 3液氨球罐设计方案确定的浅析安赢（云南化工设计院有限公司，云南昆明650041）摘要：目前在我国球形容器应用领域非常广泛。
化工行业球形容器通常被称为球形储罐。
文章通过甘肃瓮福化工的2000m3液氨球罐的工程设计实例，来叙述在设计过程中应注意的一些事项。
通过对2000m3液氨球罐的实例，对液氨球罐的设计制造检验的标准、主体、焊接、检测、涂敷等的确定进行描述。
关键词：标准；主体方案；焊接；检测；涂敷1设计、制造与检验标准的确定球罐是一种储存带压气体或者液体的大型储罐，球罐与圆筒容器(即一般贮罐)相比，在相同直径和压力下，壳壁厚度仅为圆筒容器的一半，钢材用量省，且占地较小，基础工程简单。
但由于容积大，需要制造厂成型及组焊单位现场组装焊接，制造、焊接和组装要求很严，检验工作量大，制造技术复杂。
为确保球罐的安全使用，设计、制造及检验等的工作就显得非常重要。
目前我国压力容器设计、制造、检验所遵循的规范标准主要有GB150-2011《压力容器》、GB12337-2014《钢制球形储罐》、TSG R0004-2009《固定式压力容器安全技术监察规程》。
2球罐主体方案的确定2.1介质特性氨，是一种无色，有刺激性气味的气体，中毒危害，吸入体内会使人昏迷、呕吐、甚至于窒息死亡。
氨火灾爆炸危险性为乙类，在空气中的爆炸极限为15%-28%，在氧气中的爆炸极限为13.5%-79%，很容易遇明火发生爆炸。
氨的临界温度132.4℃，通过加压或者降温，可以将其从气态变为液态。
通常液氨储罐就是利用加压，使氨变成液态来进行储存的。
氨有非常广泛的用途，主要用于生产尿素、硝酸及其他化学肥料，还可用作医药和农药的原料。
2.2设计参数用户为甘肃瓮福化工有限责任公司新建一台2000m3的液氨球罐，工作压力0.3~1.44MPa ，设计压力1.6MPa ，工作温度-2~39℃，设计温度为43℃，属于三类压力容器。
操作介质为中度危害，腐蚀裕量3.0mm ，焊接接头系数1.0全容积2026m3，充装系数0.9，最大允许工作压力1.67MPa ，设计基本风压0.9KN/M2，设计雪压值0.25KN/M2，抗震设防烈度7度(0.15g)，保冷层厚度100mm 。
18m3液氨储罐设计课程设计
18m3液氨储罐设计课程设计一、教学目标本课程旨在通过学习18m3液氨储罐的设计，使学生掌握液氨储罐的基本设计原理和方法，培养学生运用理论知识解决实际问题的能力。
1.掌握液氨的物理和化学性质；2.了解液氨储罐的设计原理和计算方法；3.熟悉液氨储罐的构造和操作要求。
4.能够运用所学知识进行液氨储罐的初步设计；5.能够对液氨储罐的设计进行优化和改进；6.能够分析和解决液氨储罐设计过程中遇到的问题。
情感态度价值观目标：1.培养学生对液氨储罐安全的重视；2.培养学生对环境保护的责任感；3.培养学生团队合作和创新精神。
二、教学内容本课程的教学内容主要包括液氨的性质、液氨储罐的设计原理、设计计算、构造及操作要求等。
1.液氨的性质：介绍液氨的物理和化学性质，包括其溶解度、蒸发温度等。
2.液氨储罐的设计原理：讲解液氨储罐的设计原理，包括储罐的选材、结构设计等。
3.设计计算：详细讲解液氨储罐的设计计算方法，包括容积计算、强度计算等。
4.构造及操作要求：介绍液氨储罐的构造，包括罐体、罐底、罐顶等组成部分，并讲解液氨储罐的操作要求。
三、教学方法本课程采用讲授法、案例分析法和实验法相结合的教学方法。
1.讲授法：通过讲解液氨储罐的设计原理、计算方法和操作要求，使学生掌握基本知识。
2.案例分析法：分析实际工程中液氨储罐设计的成功案例和存在的问题，提高学生解决实际问题的能力。
3.实验法：安排实验课程，使学生在实际操作中了解液氨储罐的构造和操作要求，培养学生的动手能力。
四、教学资源1.教材：选用权威、实用的液氨储罐设计教材作为主要教学资源。
2.参考书：提供相关的专业参考书，丰富学生的知识体系。
3.多媒体资料：制作精美的课件，辅助讲解，提高学生的学习兴趣。
4.实验设备：提供液氨储罐模型和相关实验设备，让学生在实际操作中掌握知识。
五、教学评估本课程的评估方式包括平时表现、作业和考试三个部分，以全面客观地评价学生的学习成果。
1.平时表现：通过课堂参与、提问、讨论等方式评估学生的学习态度和理解能力。
液氨储罐
前言压力容器是一种密闭的承压容器，其应用广泛，用量大，但又比较容易发生事故，且事故往往是严重的。
与任何工程设计一样，压力容器的设计目标也是对新的或该进的工程系统和装置进行创新和优化，以满足人们的愿望与需要。
具体来说，压力容器的设计人员应根据设计任务的特定要求，遵循设计工作的基本规则或规范，以及材料控制﹑结构细节﹑制造工艺﹑检验及质量管理等方面的规则，并尽可能地采用标准。
化工专业课程设计是掌握化工原理和化工设备机械基础等课程相关内容后进行的一门课程设计，是学生应用所学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。
本设计是设计一液氨储罐，它是一卧式容器。
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、容器筒体结构和强度的设计，密封的设计、罐体壁厚设计、封头壁厚设计、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。
此次设计主要原理来自《化工过程设备机械基础》一书以及其他参考资料。
目录一、设计题目 (4)二、设计任务 (4)三、设计条件 (4)四、设计步骤 (4)1.确定容器的材质 (4)2.确定罐体的形状及内径 (5)3.罐体壁厚设计 (5)4．封头壁厚设计 (6)5．鞍座 (7)6.人孔 (8)7．人孔补强确定 (9)8．接口管 (9)五．参考文献 (11)六．设备装配图 (11)符号说明英文字母D i———贮罐内径，mm;[σ]t———钢板的许用应力 MPa P———液氨的饱和蒸汽压 MPa C1———钢板厚度负偏差, mm;C2———介质的腐蚀裕量,mm;希腊字母δ———罐体计算厚度, mm;δd———罐体设计厚度, mm;δn———罐体的名义厚度, mm; δe———罐体的有效厚度, mm; ϕ———焊接接头系数设计任务书一、设计题目33．0 m3液氨贮罐的设计二、设计任务设计一个容积为33.0 m3液氨贮罐三、设计条件1.最高温度40℃，氨的饱和蒸汽压为1.55Mpa2.液氨的储量为33.0m3，罐体的直径必须不同。
液氨储罐设计参考图
制 图 描 图 年 月 比例 １∶３０ 第 １张 共 １张
法兰 SO50-1.6 RF 进料接管φ57×3.5 L=400 补强圈φ760/φ484 δ=20 人孔 RF Ⅱ（A·G）450-1.6 ） 罐体 DN2600×16 L=4800 封头 DN2600×16 h=40
16MnR
1
2.27
9
GB8163-87
10
1
1.85
8
JB/T4736-95
16MnR 组合件 16MnR 16MnR
22 21
GB8163-87 HB20592-95
出料接管φ38×3.5 L=200 法兰 SO 32-1.6 RF
10 16MnR
1 1
0.5 1.6
20
HB20592-95
法兰内径φ35 其它尺寸按 SO32-1.6
16MnR
1
1.86
19
GB8163-87
压料接管φ25×3 L=2750 法兰 SO20-1.6 RF 排污接管φ57×3.5 L=210 法兰 SO50-1.6 RF
HB20592-95
法兰 SO25-1.6 RF 放空管接管φ32×3.5 L=210 法兰 SO25-1.6 RF 安全阀接管φ32×3.5 L=210
16MnR
1
1.12
液氨储罐说明书(太原理工大学)
课程设计（论文）题目：32M3液氨储罐的设计课程设计要求及原始数据（资料）一、课程设计要求1、按照国家压力容器设计标准、规范进行设计，掌握典型过程设备设计的过程。
2、设计计算采用手算，要求设计思路清晰，计算数据准确、可靠。
3、工程图纸要求计算机绘图。
4、独立完成。
二、原始数据本次课程设计的主要内容是设计液氨储罐，包括储罐的各种数据的确定，有储罐筒体的长度，公称直径的确定，罐体材料的选取，还有封头的确定，封头厚度筒体厚度的计算，附件的选取，包括各种法兰的选取，以及密封面的材料如何选，以及人孔的设计，人孔法兰和补强的计算。
最后还有焊接如何选取，焊料的选取，支座的材料类型还有位置的确定都是本次设计的主要内容。
本次设计在过程装备课程的基础上加强对知识的学习和应用，更好的学习和体会了在实际化工生产中知识的重要性，为我们打下牢固的实践基础。
1:材料选择与设备要求·············· - 1 -1.1：设计压力的确定·············· - 1 -1.2：关于筒体和封头的选材············ - 1 -1.3:计算压力：·················· - 2 -1.4封头的选择：················ - 2 - 2设计计算····················· - 3 -2.1：筒体长度的确定：·············· - 3 -2.2：筒体厚度的确定：·············· - 3 -2.3封头的厚度计算：··············· - 4 -2.3．压力试验：················· - 5 - 3法兰的选取···················· - 6 -3.1人孔的选取：················· - 6 -3.2：管法兰的设计················ - 7 - 4液位计的选取··················· - 9 - 5开孔补强的计算·················- 11 - 6 支座结构的设计·················- 12 -材料的确定：··················- 13 - 7焊接接头及焊条的设计··············- 15 - 焊条的选取：··················- 16 - 8参考文献····················- 17 - 9 总结······················- 18 -1:材料选择与设备要求1.1：设计压力的确定查得设计指导书表2-3 液化气体饱和蒸汽压及饱和液密度，得液化氨气在50℃蒸汽压为1.968MPa ，表压为1.868Mpa ，装有安全阀的压力容器，设计压力不低于安全阀的开启压力，安全阀的开启压力是根据工作压力确定的，一般可取p=(1.05—1.10)pw 。
5000m^3液氨球罐设计及制安的关键技术
第49卷第10期 辽 宁化工2020 年 10 __________________________Liaoning Chem ical Industry Vol .49, No .10October , 20205 000 m 3液氨球罐设计及制安的关键技术曹凤玲、杨林2(I.沈阳地铁集团有限公司运营分公司，辽宁沈阳1101662.东北大学设计研究院（有限公司），辽宁沈阳丨丨0166)摘要：介绍了 5000«^液氨球罐在设计、制造及安装中的技术关键点。
在结构、材质、球壳厚度设计、制造、现场施焊及热处理方面作了阐述。
本文提出的制作方法不但降低了耗材，提高了利用率， 还缩短了工期，为大型球罐的建造提供了有效、可靠的技术参数。
关键词：压力容器；球罐；设计；制造；安装中图分类号：TQ053.2文献标识码：A文章编号：1004-0935 ( 2020)10-1300-035 000 m 3液氨球罐主体结构为5带12支柱混合 式，球罐内直径为21 200 mm ,支柱型式为赤道正 切式，工作压力0.81\^3，工作温度-33~20<^，介 质为液氨，密度为680 kg m '设计寿命15年。
1球罐设计的关键技术1.1结构选型根据GBAH 726I 《钢制球形储罐型式与基本参 数》，球罐选择5带12支柱混合式，支柱型式为赤 道正切式。
分带的角度为：赤道带45°，温带30°， 极带37.5°。
采用这样分带，不但球壳板的压制模具 制造方便、省料，而且板材的利用率也高于标准分 法，具体见表1。
表1标准分带与设计分带的对比焊缝总长焊条用量板材利用率模具费用lm /I/%/万元标准分带857 6.617.1 3.5本次采用7766.414.22.3化工容器材料选用规定》中对液氨应力腐蚀工况的要求。
16MnDR 正火状态下供货，逐张进行UT (超 声波）检测及夏比（V 型缺口）冲击试验，试验温 度-40冲击功值按标准规定。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
目录课程设计任务书 (3)一、设计参数的选择 (5)1、设计压力 (5)2、设计温度 (5)3、主要元件材料的选择 (5)3.1 筒体材料的选择 (5)3.2地脚螺栓的材料选择 (5)二、设备的结构与厚度设计 (5)1、筒体和封头的结构设计 (5)1.1筒体的长度计算 (6)1.2筒体厚度的设计 (6)2、水压试验 (8)三、开孔补强设计 (8)1、人孔的选用 (8)2、补强设计方法判别 (10)3、有效补强范围 (10)3.1有效宽度B的确定 (10)3.2有效高度的确定 (11)4、有效补强面积 (11)A (11)4.1 筒体多余面积14.2接管的多余面积 (11)4.3焊缝金属截面积 (11)4.4补强面积 (12)5、补强圈设计 (12)四、鞍座选型和结构设计 (12)1、鞍座选型 (12)2、鞍座位置的确定 (13)五、接管、法兰、垫片和螺栓的选择 (15)1、接管和法兰 (15)2、垫片 (16)3、螺栓（螺柱）的选择 (16)六、液面计的选用 (17)七、安全阀的选用 (17)八、垫片及螺栓的选择 (18)九、焊接接头的设计 (18)十、校核 (19)1、封头校核计算 (20)2、筒体的校核计算 (21)3、开孔补强校核计算 (22)4、鞍座校核计算 (23)结束语 (31)参考文献 (32)1．设计目的：1)使用国家最新压力容器标准、规范进行设计，掌握典型过程设备设计的全过程。
2)掌握查阅和综合分析文献资料的能力，进行设计方法和设计方案的可行性研究和论证。
3)掌握电算设计计算，要求设计思路清晰，计算数据准确、可靠，且正确掌握计算机操作和专业软件的使用。
4)掌握工程图纸的计算机绘图。
2．设计内容和要求（包括原始数据、技术参数、条件、设计要求等）：1．原始数据设计条件表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 2.0325 MPa 由介质温度确定4 工作温度-20～40 ℃5 公称容积（V g）27 M36 工作压力波动情况可不考虑7 装量系数(φV) 0.888 工作介质液氨（中度危害）9 使用地点室外10 安装与地基要求11 其它要求管口表接管代号公称尺寸连接尺寸标准连接面形式用途或名称A DN80 HG/T20592-2009 FM 液氨进口管B DN80 HG/T20592-2009 FM 液氨出口管C DN25 HG/T20592-2009 FM 压力表接口D DN25 HG/T20592-2009 FM 安全阀接口E DN25 HG/T20592-2009 FM 放空阀F DN400 HG/T21518-2005 FM 人孔G DN25 HG/T20592-2009 FM 排污口LG1，2 DN25 HG/T20592-2009 FM 液位计接口2．设计内容1）设备工艺、结构设计；2）设备强度计算与校核；3）技术条件编制；4）绘制设备总装配图；5）编制设计说明书。
3．设计工作任务及工作量的要求〔包括课程设计计算说明书(论文)、图纸、实物样品等〕：1）设计说明书：主要内容包括：封面、设计任务书、目录、设计方案的分析和拟定、各部分结构尺寸的设计计算和确定、设计总结、参考文献等；2）总装配图设计图纸应遵循国家机械制图标准和化工设备图样技术要求有关规定，图面布置要合理，结构表达要清楚、正确，图面要整洁，文字书写采用仿宋体、内容要详尽，图纸采用计算机绘制。
课程设计任务书一、设计参数的选择1、设计压力液氨在50℃是的饱和蒸汽压为2.0325Mpa，由于按《压力容器安全技术监察规程》规定，盛装液化气体无保冷设施的压力容器，其设计压力应不低于液化气50℃时的饱和蒸汽压力Pv=2.0325Mpa，大气压Pa=0.1Mpa. 而最高工作压力指容器顶部在正常工作过程中可能产生的最高表压可取液氨容器的设计压力为最大工作压力的1.1倍。
即P=(2.0325-0.1)³1.1=2.126Mpa。
2、设计温度设计温度系指容器在正常操作情况下，在相应设计压力下，设定受压元件的金属温度，其值不得低于元件金属可能达到的最高金属温度，对于0℃以下的金属温度，则设计温度不高于元件金属可能达到的最低金属温度，容器的设计温度是指壳体的设计温度，可知器设计温度选取的依据是：其值不得低于最高金属温度或不得高于最低金属温度（0℃以下）最高工作温度为40℃，则设计温度取50℃。
3、主要元件材料的选择3.1 筒体材料的选择根据液氨的物性选择罐体材料，碳钢对液氨有良好的耐蚀性腐蚀率在0.1㎜/年以下，且又属于中压储罐，可以考虑20R和Q345R这两种钢材，综合考虑经济因素，根据GB150-1998表4-1，选用筒体材料为低合金钢Q345R（钢材标准为GB6654）[]tσ=189Mpa。
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（8mm≥）的压力容器。
3.2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[]147bt MPaσ=。
二、设备的结构与厚度设计1、筒体和封头的结构设计1.1筒体的长度计算筒体直径一般由工艺条件决定，但是要符合压力容器的公称直径。
标准椭圆型封头是中低压容器经常采用的封头形式。
封头公称直径必须与筒体的公称直径相一致。
根据公式公称V L D i =24π取 L/DN=4 得Di=2049mm,圆整得Di=2100mm.由2)(2=-h H D i得mm D H h i 40421005654=-=-= 查标准JB/T4746-2002《钢制压力容器用封头》中表B.1 EHA 椭圆形封头内表面积、容积，如下表1：表1 EHA 椭圆形封头内表面积、容积公称直径DN /mm总深度H /mm内表面积A/2m容积V 封/3m 2100 5655.04431.3508由224i V D L V π=⨯+封，充装系数为0.88，得封V L D V i 248.802+=π即3508.12.1248.80272⨯+⨯⨯=L π计算得L=8.08m ，圆整得L=8m 。
.831.28≈=i D L (在3~6之间) 由4.303508.1281.242422=⨯+⨯⨯=+=ππ封实V L D V i%5%6.1227274.30>=-=-公称公称实V V V得符合要求。
1.2筒体厚度的设计封头结构示意图（1）计算压力c P计算压力是指在相应的设计温度下，用以确定组件最危险截面厚度的压力，其中包括液柱静压力。
通常情况下，计算压力等于设计压力与液柱静压力之和，当组件所承受的液柱静压力小于5%设计时，可忽略不计。
液柱静压力：Mpa gh 012.021008.9871.562=⨯⨯=ρ 因为5%0.56%0056.0126.20.012<===pgh设ρ，故液柱静压力可以忽略。
则计算压力与设计压力相等，即c P =2.126 Mpa （2）圆筒厚度该容器需100%探伤，所以取其焊接系数为 1.0φ=。
圆筒的厚度在16~36mm 范围内，查GB150-1998中表4-1，可得：在设计温度C ︒50下，屈服极限强度345s MPa σ=， 许用应力[]pa 189M t =δ 利用中径公式， 计算厚度：[]mm P t D P c i c 88.11126.20.118922100126.22=-⨯⨯⨯=-=φσδ 圆整至12mm取10C =.3 2C =2则筒体的设计厚度mm 3.4112=++=C C d δδ 名义厚度mm 6.143.03.41n 1=+=+=C d δδ 筒体的有效厚度mm 3.12e 21=--=C C n δδ （3）封头厚度的计算查标准JB/T4746-2002《钢制压力容器用封头》中表1，得公称直径mm 2100i n ==D D选用标准椭圆形封头,型号代号为EHA ，则 22iiD h =，根据GB150-1998中椭圆形封头计算中式7-1计算：[]mm p p ctic 84.11126.25.00.118922100pa 6.1225.02D =⨯-⨯⨯⨯M =-=φσδ圆整得mm 12=δ腐蚀裕度C 2=2mm ，设计厚度δd =δ+C 2=12+2=14mm.对于Q345R,钢板负偏差C 1=0,取名义厚度mm C d n 3.141=+=δδ 有效厚度2mm 121e =--=C C n δδ由于筒体的名义厚度与封头的名义厚度相近，所以可以统一去名义厚度为mm n16=δ。
选择封头的数据：DN=2100mm 曲面高h 1=525mm 直边高h 0=40mm 内表面积=5.0443m 2,容积=1.3508m 3 名义厚度δn=16mm 质量=624.6kg 。
2、水压试验由Mpa P P tcT 66.2126.225.1][][25.1=⨯==σσ δe =12mm ，D i =2100mm,σb =345Mpa,得Mpa Mpa e e D P i T 3153459.09.08.228122)122100(66.22)(b =⨯=<=⨯+=+σδδ即筒体符合水压试验。
三、开孔补强设计1、人孔的选用图3.1 人孔结构图根据HG/T 21518-2005《回转盖带颈对焊法兰人孔》，查表3-3尺寸表，选用凹凸面的法兰，其明细尺寸见下表：表3.1 人孔尺寸表 单位：mm 密封面型式 凹凸面MFM D 6101b420d 30公称压力PN MPa 101D5502b48 螺柱通丝16公称直4001H280 A332 螺母数量 32径DNw d s ⨯ 426³12 2H 115 B 150 螺柱尺寸 M30³160 d400b44L100总质量kg203根据GB150中8.3，当设计压力小于或等于2.5MPa 时，在壳体上开孔，两相邻开孔中心的间距大于两孔直径之和的两倍，且接管公称外径不大于89mm 时，接管厚度满足要求，不另行补强，故该储罐中只有DN=400mm 的 人孔需要补强。
2、补强设计方法判别按HG/T 21518-2005,选用回转盖带颈对焊法兰人孔。
开孔直径d=d i +2c=404+2³2.3=408.6mmmm 1050221002D 408mm d i ==<= 故可以采用等面积法进行开孔补强计算。
接管材料选用16Mn （热轧），其许用应力[]MPa 181t =δ 根据GB150-1998中式8-1，A=d 2(1)r et f δδδ+- 其中：壳体开孔处的计算厚度66.10126.25.00.118922100126.29.05.0][2=⨯-⨯⨯⨯⨯=-=c r i c P D kP φσδ接管的有效厚度mm C C nt 7.823.01121et =--=--=δδ 强度削弱系数65.01899.122][][===rt n r fσσ 所以开孔所需补强面积为2et 4421)65.01(7.866.10266.106.408)1(2d A mm f =-⨯⨯⨯+⨯=-+=γδδδ3、有效补强范围3.1有效宽度B 的确定 按GB150中式8-7，得：8176.408221=⨯==d Bmm B nt n 6.4621121626.40822d 2=⨯+⨯+=++=δδ817),max(21==B B B 3.2有效高度的确定(1) 外侧有效高度1h 的确定 根据GB150中式8-8，得：mmd h nt .0467116.408'1=⨯==δ mm H H h 16511528021"1=-=-= mm h h h 04.67),min("1'11==(2)内侧有效高度2h 的确定 根据GB150-1998中式8-9，得：mmd h nt 04.67116.408'2=⨯==δ mm h 0"2=222min(','')0h h h ==4、有效补强面积根据GB150中式8-10 ~ 式8-13，分别计算如下：123e A A A A =++ 4.1 筒体多余面积1A()()()()()()()211223)65.01(66.107.137.8266.107.136.40881712d mm f B A e et e =-⨯-⨯⨯---=-----=γδδδδδ4.2接管的多余面积 接管厚度：mm P PcDi c t 562.3126.20.112326.408126.2][2=-⨯⨯⨯=-=φδδ()()()2221269.447065.0652.37.86722h 2mm f C h f A et t et =+⨯-⨯⨯=-+-=γγδδδ4.3焊缝金属截面积焊角取6.0mm ，223162362A mm =⨯⨯=4.4补强面积2321mm 69.17063669.4471223=++=++=A A A A e因为mm A A 4421e =<，所以开孔需另行补强所需另行补强面积：243.27147.17064421mm A A A e =-=-=5、补强圈设计根据接管公称直径D N =400mm ，参照补强圈标准 JB/T4736取补强圈外径D 2=680mm 。