卧式容器设计sw6校核
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第二篇 典型化工设备设计 第 5 章 卧式容器
在化工、石油化工、炼油、制药、食品轻 工 、冶 金 、 纺 织 、环 保 等 行 业 的生 产 中， 由原料至最终得到产品，要经过一系列的加工处理过程，如物料的储存、混合、分离、 反应、换热等。这些过程中的压力容器在生产技术领域中的应用十分广泛，甚至于是关键 设备。 压力容器的设计一般由工艺条件中获知操作温度、操作压力、介质成分及特性、容器的 大小。根据已知条件选定初步尺寸，考虑合适的材料及结构。然后依照规范进行强度计算， 确定筒体、封头等各受压元件的厚度。 容器的结构型式有卧式容器、立式容器、带机械搅拌、塔式容器、管壳式换热容器、 高压容器、球形容器、钛制压力容器、铝制压力容器、铜制压力容器、镍及镍合金制压力容 器、锆制压力容器、大型平底锥(拱)顶储罐、球形储罐、料仓等。 本章以卧式容器的代表卧式储罐来说明利用 SW6 进行设计的方法。
5.4.2 人、手孔
为了安装、拆卸、清洗和检修设备内部装置，可设置手孔和人孔。可根据 HG/T 21514～ 21535-2005 《钢制人孔和手孔》进行选型。人孔的大小及位置应以人进出设备方便为原则， 一般放在靠近固定鞍座的一侧。
5.4.3 设备法兰
卧式容器如要求可拆卸结构，可使用设备法兰，尽量选用标准法兰。
5.3 主体部分设计（内压设计） 5.3.1 主体部分设计内容
设计内容包括对筒体、封头的强度计算。 主要内容为： 1、筒体设计：筒体材料选择、腐蚀裕量的确定和厚度计算、压力试验校核。 2、封头设计：封头材料选择、腐蚀裕量的确定、封头类型选择、封头与筒体连接方式 选择、封头厚度计算和压力试验校核。
5.3.2
5.1 设计条件
设备设计首先要满足工艺条件的要求。 在进行设备设计前必须根据工艺提出的要求进行 选型，确定其总体工艺结构，给出设计条件单，然后再交给设备设计人员进行强度设计。 1、设计的基本设计条件 卧式储罐设计的基本设计条件为： 1）储存介质 2）储存地点 3）储存容积 4）存满及放空时间 5）是否需要保温和保冷设施 6）管口设置及安全控制系统采集点设置位置 2、卧式储罐强度设计内容 卧式储罐强度设计的内容有： 1）确定设计参数（包括容器结构尺寸、设计温度、设计压力） 2）主体部分设计（筒体和封头设计） 3）零部件选型及设计（检查孔、接管及其法兰、开孔补强、鞍座等） 4）制造、安装与检测 3、相关标准和手册 主要是以 TSG R0004-2009、GB150、JB/T4731-2005 和 HG/T20580 以及 HG/T20582 为 标准。
SW6 设计过程
1、打开 SW6 卧式容器程序，新建一个卧式容器文件。 2、主体参数输入 。 按按第 4 章要求输入主体参数。如果为指定试验压力可以不输入；如果液压试验能满 足就选用液压试验，如果容器结构没法进行液压试验时，焊缝系数必须有 1.0。 3、筒体设计 确定材料: 材料根据储存介质的特性、温度和操作压力按 GB150 规定选用，尽量不选 用在设计温度区域材料使用变化较大的材料。比如设计温度≥200℃尽量不选用 Q245R 和 Q345R。 筒体厚度计算 按第 4 章要求输入筒体数据。 一般情况下，液柱静压力可以忽略不计。带附属设备的卧式容器，或容器内液体重 度 较 大 时 ， 有 可 能 考 虑 液 柱 静 压 力 。 例如：设计压力为 0.1MPa 的 容 器， 盛 水 高度超过
500 m m 就要考虑液柱静压力。如果该容器装满熔盐(γ=1.8)时 ，内 直 径 达 278mm 就要考 虑液柱静压力。 4、 封头设计 中、低压压力容器的封头形式宜优先使用标准椭圆形封头，必要时可以选用碟形封头、 锥形封头或半球形封头，标准封头可按 GB/T25198-2010 和 JB/T4746-2002 选取确定。
5.2 确定设计参数
1、储存介质的特性 介质特性分为毒性危害程度、腐蚀性、可燃性、密度、粘度、饱和蒸汽压等。 介质特性是决定容器材料、结构及制造技术要求等的重要因素之一。 储存容器介质的性质是选择储罐形式和储存系统的一个重要因素。
当储存介质为具有高粘度或高冰点的液体时， 为保持其流动性， 就需要对储存设备进行 加热或保温，使其保持良好的输送状态。 2、装量系数和结构尺寸确定 装量系数为充装介质的体积与容器实际体积的比例。 容器直径 D 与长度 L(即长径比 L/D) 容器的长径比取决于工艺要求、制造条件以及容器安装要求等等，其中首要的为工艺要 求，一般取 3~6 倍。 根据储存介质的特性选择装量系数，根据工艺要求、制造条件以及容器安装要求确定容 器的长径比 （3~6） ， 可依据容积计算并将直径按标准 《压力容器公称直径》 （GB/T 9019-2001） 圆整，也可参考 NBT 47001-2009 钢制液化石油气卧式储罐型式与基本参数来选取。 3、设计压力 根据工艺条件或工作压力确定设计压力。 储罐的设计压力应该由用户给出， 一般如果有 呼吸阀设计压力应该不低于呼吸阀的公称压力。 固容规表 3-4 里有液化气体容器工作压力的 选取，看临界温度和有无保冷措施；然后根据 GB150 看是否有超压泄放装置来确定设计压 力。 4、设计温度 根据工艺条件确定设计温度。（参考 GB150） 注意：容器在安装时的温度与其在操作时的温度往往会有很大差别。 5、工艺接管及附件选用 （1）接管及法兰：除工艺接口外，应设有压力表、测温仪表液面计，安全泄放装置(在 临 近 管 道 上 无 设 置时，应在容器上设置)。 （2）人、手孔 （3）支座
5.4 零部件设计 ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ.4.1 工艺接管
设备由于工艺操作、安装维修等原因，需要进行开孔或设有接管。 设计内容： （1）确定接管材料，根据公称直径和公称压力确定管法兰。（参见 HG/T20592） （2）确定接管位置、结构和伸出长度。 接管位置有工艺条件确定，接管伸出长度一般去 150mm，如果设备要保温，伸出长度 可谓 200mm，如果公称直径小于 50mm，则伸出长度可去 100mm。
在化工、石油化工、炼油、制药、食品轻 工 、冶 金 、 纺 织 、环 保 等 行 业 的生 产 中， 由原料至最终得到产品，要经过一系列的加工处理过程，如物料的储存、混合、分离、 反应、换热等。这些过程中的压力容器在生产技术领域中的应用十分广泛，甚至于是关键 设备。 压力容器的设计一般由工艺条件中获知操作温度、操作压力、介质成分及特性、容器的 大小。根据已知条件选定初步尺寸，考虑合适的材料及结构。然后依照规范进行强度计算， 确定筒体、封头等各受压元件的厚度。 容器的结构型式有卧式容器、立式容器、带机械搅拌、塔式容器、管壳式换热容器、 高压容器、球形容器、钛制压力容器、铝制压力容器、铜制压力容器、镍及镍合金制压力容 器、锆制压力容器、大型平底锥(拱)顶储罐、球形储罐、料仓等。 本章以卧式容器的代表卧式储罐来说明利用 SW6 进行设计的方法。
5.4.2 人、手孔
为了安装、拆卸、清洗和检修设备内部装置，可设置手孔和人孔。可根据 HG/T 21514～ 21535-2005 《钢制人孔和手孔》进行选型。人孔的大小及位置应以人进出设备方便为原则， 一般放在靠近固定鞍座的一侧。
5.4.3 设备法兰
卧式容器如要求可拆卸结构，可使用设备法兰，尽量选用标准法兰。
5.3 主体部分设计（内压设计） 5.3.1 主体部分设计内容
设计内容包括对筒体、封头的强度计算。 主要内容为： 1、筒体设计：筒体材料选择、腐蚀裕量的确定和厚度计算、压力试验校核。 2、封头设计：封头材料选择、腐蚀裕量的确定、封头类型选择、封头与筒体连接方式 选择、封头厚度计算和压力试验校核。
5.3.2
5.1 设计条件
设备设计首先要满足工艺条件的要求。 在进行设备设计前必须根据工艺提出的要求进行 选型，确定其总体工艺结构，给出设计条件单，然后再交给设备设计人员进行强度设计。 1、设计的基本设计条件 卧式储罐设计的基本设计条件为： 1）储存介质 2）储存地点 3）储存容积 4）存满及放空时间 5）是否需要保温和保冷设施 6）管口设置及安全控制系统采集点设置位置 2、卧式储罐强度设计内容 卧式储罐强度设计的内容有： 1）确定设计参数（包括容器结构尺寸、设计温度、设计压力） 2）主体部分设计（筒体和封头设计） 3）零部件选型及设计（检查孔、接管及其法兰、开孔补强、鞍座等） 4）制造、安装与检测 3、相关标准和手册 主要是以 TSG R0004-2009、GB150、JB/T4731-2005 和 HG/T20580 以及 HG/T20582 为 标准。
SW6 设计过程
1、打开 SW6 卧式容器程序，新建一个卧式容器文件。 2、主体参数输入 。 按按第 4 章要求输入主体参数。如果为指定试验压力可以不输入；如果液压试验能满 足就选用液压试验，如果容器结构没法进行液压试验时，焊缝系数必须有 1.0。 3、筒体设计 确定材料: 材料根据储存介质的特性、温度和操作压力按 GB150 规定选用，尽量不选 用在设计温度区域材料使用变化较大的材料。比如设计温度≥200℃尽量不选用 Q245R 和 Q345R。 筒体厚度计算 按第 4 章要求输入筒体数据。 一般情况下，液柱静压力可以忽略不计。带附属设备的卧式容器，或容器内液体重 度 较 大 时 ， 有 可 能 考 虑 液 柱 静 压 力 。 例如：设计压力为 0.1MPa 的 容 器， 盛 水 高度超过
500 m m 就要考虑液柱静压力。如果该容器装满熔盐(γ=1.8)时 ，内 直 径 达 278mm 就要考 虑液柱静压力。 4、 封头设计 中、低压压力容器的封头形式宜优先使用标准椭圆形封头，必要时可以选用碟形封头、 锥形封头或半球形封头，标准封头可按 GB/T25198-2010 和 JB/T4746-2002 选取确定。
5.2 确定设计参数
1、储存介质的特性 介质特性分为毒性危害程度、腐蚀性、可燃性、密度、粘度、饱和蒸汽压等。 介质特性是决定容器材料、结构及制造技术要求等的重要因素之一。 储存容器介质的性质是选择储罐形式和储存系统的一个重要因素。
当储存介质为具有高粘度或高冰点的液体时， 为保持其流动性， 就需要对储存设备进行 加热或保温，使其保持良好的输送状态。 2、装量系数和结构尺寸确定 装量系数为充装介质的体积与容器实际体积的比例。 容器直径 D 与长度 L(即长径比 L/D) 容器的长径比取决于工艺要求、制造条件以及容器安装要求等等，其中首要的为工艺要 求，一般取 3~6 倍。 根据储存介质的特性选择装量系数，根据工艺要求、制造条件以及容器安装要求确定容 器的长径比 （3~6） ， 可依据容积计算并将直径按标准 《压力容器公称直径》 （GB/T 9019-2001） 圆整，也可参考 NBT 47001-2009 钢制液化石油气卧式储罐型式与基本参数来选取。 3、设计压力 根据工艺条件或工作压力确定设计压力。 储罐的设计压力应该由用户给出， 一般如果有 呼吸阀设计压力应该不低于呼吸阀的公称压力。 固容规表 3-4 里有液化气体容器工作压力的 选取，看临界温度和有无保冷措施；然后根据 GB150 看是否有超压泄放装置来确定设计压 力。 4、设计温度 根据工艺条件确定设计温度。（参考 GB150） 注意：容器在安装时的温度与其在操作时的温度往往会有很大差别。 5、工艺接管及附件选用 （1）接管及法兰：除工艺接口外，应设有压力表、测温仪表液面计，安全泄放装置(在 临 近 管 道 上 无 设 置时，应在容器上设置)。 （2）人、手孔 （3）支座
5.4 零部件设计 ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ.4.1 工艺接管
设备由于工艺操作、安装维修等原因，需要进行开孔或设有接管。 设计内容： （1）确定接管材料，根据公称直径和公称压力确定管法兰。（参见 HG/T20592） （2）确定接管位置、结构和伸出长度。 接管位置有工艺条件确定，接管伸出长度一般去 150mm，如果设备要保温，伸出长度 可谓 200mm，如果公称直径小于 50mm，则伸出长度可去 100mm。