压力容器设计说明书(储罐液氨)
液氨储罐设计..
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第一章绪论1. 1设计任务设计一液氨贮罐。
工艺条件:温度为40℃,氨饱和蒸气压MPa.1,容积55为20m3, 使用年限15年。
1.2设计要求及成果1. 确定容器材质;2. 确定罐体形状及名义厚度;3. 确定封头形状及名义厚度;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φ)接头系数0.1=(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%第二章设计参数确定2.1 设计温度O题目中给出设计温度取40C2.2 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w P 的1.105.1-倍,取设计压力w P P 05.1=(已知MPa P w 55.1=表压)所以 MPa P P w 6.105.1==。
2.3 腐蚀余量查《腐蚀数据手册》16MnR 耐氨腐蚀,其y mm /1.0<λ,若设计寿命为15年,则mm 5.11.0152=⨯==αλC2.4焊缝系数该容器属中压贮存容器,技《压力容器安全技术监察规程》规定,氨属中度 毒性介质,容器筒体的纵向焊接接头和封头基本上都采用双面焊或相当于双面焊的全焊透的焊接接头,所以φ取0.1或85.0常见。
20m3液氨储罐的设计
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20m3液氨储罐的设计摘要储罐按其形式可分为方形和矩形容器、球形容器、圆筒形容器(立式、卧式)。
按其承压性质和能力可分为内压和外压,内压容器又可分为常压、低压、中压、高压、超高压等五类。
根据使用时候的壁温,可分为常温容器、高温容器、中温容器和低温容器。
按其结构材料分类,容器有金属制的和非金属制的两类。
按其反应情况可分为反应压力容器(R)、换热压力容器(E)、分离压力容器(S)、储存压力容器(C)等。
本次设计,我选用的是卧式圆筒形、中压常温的内压容器。
经计算,筒体规格为:公称直径DN 1800mm,1m高的容积V12.545m3,1m高的内表面积F1 5.66m2,1m高筒节质量536kg。
封头选用椭圆形标准封头,其规格为:公称直径DN 1800mm,曲面高度h1 450mm,直边高度h0 40mm,内表面积F i, 3.73m2,,容积V 0.866m3。
筒体外伸端到支座的距离a = 1.8m。
目录1 引言 (1)2 设计任务书 (1)3 设计参数及材料的选择 (1)3.1 设备的选型与轮廓尺寸 (1)3.2 设计压力 (2)3.3 筒体及封头材料的选择 (2)3.4 许用应力 (3)4 结构设计 (3)4.1 筒体壁厚计算 (3)4.2 封头设计 (4)4.2.1 半球形封头 (4)4.2.2 标准椭圆形封头 (4)4.2.3 标准碟形封头 (5)4.2.4 圆形平板封头 (6)4.2.5 不同形状封头比较 (6)4.3 压力试验 (7)4.4鞍座 (8)4.4.1鞍座的选择 (8)4.4.2 鞍座的位置 (9)5 结果 (11)参考文献 (13)1 引言液氨,是一种无色液体,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。
氨易溶于水,溶于水后形成氢氧化铵的碱性溶液。
液氨多储于耐压钢瓶或钢槽中,且不能与乙醛、丙烯醛、硼等物质共存。
液氨在工业上应用广泛,具有腐蚀性且容易挥发,所以其化学事故发生率很高。
20M3液氨储罐设计说明书
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:人孔的壁厚, :人孔的公称直径, :筒体壁厚, :筒体公称直径
故 =300mm
2.支座的设置
容器支座有鞍式支座,腿式支座,支承式支座,耳式支座和裙式支座,本次设计为卧式容器,所以采用鞍式支座。鞍式支座分为轻型(代号为A)和重型(代号为B),对于一般直径在1000 mm以上的容器,选用轻型鞍座就可满足要求,鞍座与基础的安装形式有固定式(代号F)和滑动式(代号S)两种,一般为满足容器的热胀冷缩的位移要求,固定式和滑动式应配对使用。故设计中选用轻型鞍座,采用固定式和滑动式,见下图。
本次设计为20 液氨储罐。
一 选择压力容器
1
化工设备的主体是压力容器,容器的强度决定着设备的安全性,为了加强压力容器的安全监察,保护任命生命和财产的安全,国家质量监督局颁布了«压力容器安全技术监察规程»这是一部对压力容器安全技术监督提出基本要求的法规,压力容器设计、安装、使用、检验、修理和改造等单位必须遵守的法规,为了有利于安全技术监督和管理,«压力容器安全技术监察规程»将其管辖范围内的压力容器划分为三类,分别为第一类压力容器、第二类压力容器和第三类压力容器。
取L=6900 mm,则 =34677.891N/m
而支座位置选择a=0.5 =0.48m
所以支座反力 =116170.935N
通过计算可得 =13824.2676N m
3)计算圆筒跨中截面最大拉应力和最大压应力,进行应力校核
最大拉应力由介质及弯矩M引起,位于该截面的最低点
即 =64.807Mpa
其强度条件为 =170 Mpa
八 焊接接头设计
容器各受压元件的组装通常采用焊接。焊接接头是焊缝,熔合线和热影响区的总称,焊缝是焊接接头的主要部分。焊接接头的型式直接影响到焊接的质量与容器的安全。焊接接头的型式及焊接材料应在化工设备的装配图及零部件图中以适当的方式表示出来。
压力容器设计说明书(储罐液氨)液态二氧化碳储罐设计
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2查阅相关资料,提出可行方案3天
3上机画图6天
4书写说明书5天
5图纸及工艺的检测3天
6答辩2天
指导教师(签字):
年月日
学院院长(签字):
年月日
第一章.设计选材及结构
1.设计压力
设计压力:2.16MPa的压力合适。 属于中压容器[5]。
设计温度:为-40℃~40℃条件下工作属于低温容器。
——单个封头的质量:查标准JB/T4746-2002《钢制压力容器用封头》中表B.2 EHA椭圆形封头质量,可知,
——充液质量: ,故
——附件质量:人孔质量为300kg,其他接管质量总和估为100kg,即
综上所述,
G=mg=178.721kN,每个鞍座承受的重量为89.361kN
由此查JB4712.1-2007容器支座,选取轻型,焊制为BI,包角为120 ,有垫板的鞍座。查JB4712.1-2007表6得鞍座结构尺寸如下表3:
0.5864
323.4
封头取与筒体相同材料。
第二章. 设计计算
1.筒体壁厚及长度计算
(1)计算压力Pc:
液柱静压力: pa
故液柱静压力可以忽略,即Pc=P=2.16× Pa
查 《压力容器材料使用手册-碳钢及合金钢》得16MnDR的密度为7.85t/m3,熔点为1430℃,许用应力 列于下表:
圆筒的计算压力为2.16Mpa,容器筒体的纵向焊接接头和封头的拼接接头都采用双面焊或相当于双面焊的全焊透的焊接接头,取焊接接头系数为1.00,全部无损探伤。取许用应力为163 Mpa。
g1-2
液位计口
32
38B
140
100
18
4
完整的压力容器设计(储罐液氨)
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XXXX大学课程设计题目: 液氨储罐设计院系: 化学工程学院专业: 化学工程与工艺班级:姓名:指导教师:完成日期: 2011年12月19日设计任务书设计题目: 液氨储罐设计设计任务:试设计一液氨储罐, 完成主体设备的工艺设计和附属设备的选型设计。
包括筒体、封头、零部件的材料的选择及结构的设计;罐的制造施工及焊接形式等;设计计算及相关校核;各设计的参考标准;附CAD图。
已知工艺参数如下:最高使用温度: T=50℃;公称直径: DN=3000㎜;筒体长度(不含封头): Lo=5900㎜。
任务下达时间: 2010年11月19日完成截止时间: 2010年12月30日目录设计任务书1 前言 (1)2 设计选材及结构 (2)2.1 工艺参数的设定 (2)2.1.1设计压力 (2)2.1.2筒体的选材及结构 (2)2.1.3封头的结构及选材 (2)3 设计计算 (3)3.1 筒体壁厚计算 (4)3.2封头壁厚计算 (4)3.3压力试验 (5)4 附件的选择 (6)4.1人孔的选择 (6)4.2人孔补强的计算 (7)4.3进出料接管的选择 (9)4.4液面计的设计 (10)4.5安全阀的选择 (10)4.6排污管的选择 (11)4.7 鞍座的选择 (11)4.7.1鞍座结构和材料的选取 (11)4.7.2容器载荷计算 (12)4.7.3鞍座选取标准 (12)4.7.4鞍座强度校核 (13)5 容器焊缝标准 (14)5.1压力容器焊接结构设计要求 (14)5.2筒体与椭圆封头的焊接接头 (14)5.3管法兰与接管的焊接接头 (14)5.4接管与壳体的焊接接头 (14)6 筒体和封头的校核计算 (16)6.1 筒体轴向应力校核 (16)6.1.1由弯矩引起的轴向应力 (16)6.1.2 由设计压力引起的轴向应力 (17)6.1.3 轴向应力组合与校核 (17)6.2筒体和封头切向应力校核 (18)7 总结 (19)参考文献 (20)1 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。
液氨储罐的设计
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设计任务书h DN65 HG/T20592 RF 液氨出口管前言本设计是针对《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。
本设计的液料为液氨,它是一种无色液体。
氨作为一种重要的化工原料,应用广泛。
分子式NH3,分子量17.03,相对密度0.7714g/L,熔点-77.7℃,沸点-33.35℃,自燃点651.11℃,蒸汽压1013.08kPa(25.7℃)。
蒸汽与空气混合物爆炸极限为16~25%(最易引燃浓度为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,难以点燃而危险性极低,但氨和空气混合物达到上述浓度范围遇火和燃烧或爆炸,如有油类或其它可燃物存在则危险性极高。
设计基本思路: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。
设备的选择大都有相应的执行标准,设计时可以直接选用符合设计条件的标准设备零部件,也有一些设备没有相应标准,则选择合适的非标设备。
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。
第一章 设计选材及结构2.1 工艺参数的设定2.1.1存储量由要求可初步确定储罐需满足储存量 W=øνρ=0.85×20×0.5663×1000=9627㎏ 设计压力根据《化学化工物性数据手册》查得50℃蒸汽压为2032.5kpa ,可以判断设计的容器为储存内压压力容器,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,而且查得当容器上装有安全阀时,取1.05~1.1倍的工作压力作为设计压力;所以2.13Mpa1.10.1)-0325.21.1=⨯⨯=(工作设P P ,pa 10p M 6.0M pa <≤属于中压容器[5]。
20m3液氨储罐的设计
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20m3液氨储罐的设计摘要储罐按其形式可分为方形和矩形容器、球形容器、圆筒形容器(立式、卧式)。
按其承压性质和能力可分为内压和外压,内压容器又可分为常压、低压、中压、高压、超高压等五类。
根据使用时候的壁温,可分为常温容器、高温容器、中温容器和低温容器。
按其结构材料分类,容器有金属制的和非金属制的两类。
按其反应情况可分为反应压力容器(R)、换热压力容器(E)、分离压力容器(S)、储存压力容器(C)等。
本次设计,我选用的是卧式圆筒形、中压常温的内压容器。
经计算,筒体规格为:公称直径DN 1800mm,1m高的容积V12.545m3,1m高的内表面积F1 5.66m2,1m高筒节质量536kg。
封头选用椭圆形标准封头,其规格为:公称直径DN 1800mm,曲面高度h1 450mm,直边高度h0 40mm,内表面积F i, 3.73m2,,容积V 0.866m3。
筒体外伸端到支座的距离a = 1.8m。
目录1 引言 (1)2 设计任务书 (1)3 设计参数及材料的选择 (1)3.1 设备的选型与轮廓尺寸 (1)3.2 设计压力 (2)3.3 筒体及封头材料的选择 (2)3.4 许用应力 (3)4 结构设计 (3)4.1 筒体壁厚计算 (3)4.2 封头设计 (4)4.2.1 半球形封头 (4)4.2.2 标准椭圆形封头 (4)4.2.3 标准碟形封头 (5)4.2.4 圆形平板封头 (6)4.2.5 不同形状封头比较 (6)4.3 压力试验 (7)4.4鞍座 (8)4.4.1鞍座的选择 (8)4.4.2 鞍座的位置 (9)5 结果 (11)参考文献 (13)1 引言液氨,是一种无色液体,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。
氨易溶于水,溶于水后形成氢氧化铵的碱性溶液。
液氨多储于耐压钢瓶或钢槽中,且不能与乙醛、丙烯醛、硼等物质共存。
液氨在工业上应用广泛,具有腐蚀性且容易挥发,所以其化学事故发生率很高。
50立方米液氨储罐设计说明书
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50立方米液氨储罐设计说明书50立方米液氨储罐是一种用于储存液氨的设备,具有广泛的应用领域,包括化工、农业、制冷等行业。
本设计说明书将详细介绍50立方米液氨储罐的结构、性能、操作要点以及安全措施,以供相关人员参考和指导。
首先,介绍储罐的结构。
50立方米液氨储罐由罐体、密封装置、进出料口、排气装置、压力表等组成。
罐体采用钢材制成,经过特殊防腐处理,确保其在长期存储液氨的环境下不受腐蚀。
密封装置采用可靠的螺栓紧固和软管连接,以保证液氨不泄漏。
进出料口和排气装置在设计上考虑了便捷性和安全性,使得装卸操作更加方便,并能有效消除气体积压。
其次,介绍储罐的性能特点。
50立方米液氨储罐具有良好的密封性能、耐腐蚀性和抗震性。
密封装置的选材和结构设计保证了液氨的密封性,有效防止液氨的挥发和泄漏。
同时,储罐的钢材材质和结构设计考虑了液氨的腐蚀性,能够在长期使用中保持稳定性。
此外,储罐经过专业设计,在地震等外力作用下能够保持稳定,保护液氨的安全。
然后,介绍储罐的操作要点。
在使用50立方米液氨储罐时,需要按照相关操作规程进行操作。
首先,操作人员需要了解储罐的结构和性能特点,熟悉液氨的特性和储罐的操作要点。
其次,操作人员需要正确连接进出料口和排气装置,确保液氨的输送畅通。
操作过程中,需要注意操作规程,确保操作的安全性和可靠性。
最后,介绍储罐的安全措施。
50立方米液氨储罐在储存液氨的同时,也需要考虑安全问题。
操作人员需严格遵守有关安全操作规程,穿戴相应的个人防护装备。
储罐周围应设有安全警示标志,以引起人们的注意和警惕。
定期对储罐进行检查和维护,确保其安全使用。
综上所述,本设计说明书详细介绍了50立方米液氨储罐的结构、性能、操作要点和安全措施。
鉴于液氨储存的重要性和风险性,操作人员在使用储罐时应该严格按照说明书操作,并加强安全意识和防护措施,确保液氨的安全储存和使用。
液氨储罐设计
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(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
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• 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
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4. 鞍座
首先粗略计算鞍座负荷
罐体总质量m=m1+m2+m3+m4 式中:m1—罐体质量;m2—封头质量;m3—液氨质量;m4—附件质 量 ①罐体质量m1 DN=2200mm, δ n=18mm的筒节,L=4500mm,质量q1=1290kg/m 所以m1=q1×L=5805kg ②封头质量m2 DN=2200mm, δ n=18mm ,质变高度h=40mm的标准椭圆形封头质 量m2′=1230kg,所以
4. 鞍座
故贮罐总质量=21968kg 总负荷F=mg/2=107.8kN 每个鞍座只承受107.8kN负荷,根据附录16,可以选用轻型带 垫板,包角为120°的鞍座,即
JB/T4712-92
JB/T4712-92
鞍座A2200-F
鞍座A2200-S
5.人孔
根据贮罐的设计温度,最高工作压力、材质、介质及使用要求 等条件,选用公称压力为PN=2.5MPa水平吊盖带颈对焊法兰人孔 (HG21524—95).人孔公称直径选定为DN=450mm。采用榫槽面密封 面(TG型)和石棉橡胶板垫片。人孔结构如图6—45所示,人孔各零 件名称、材质及尺寸见表6—19。
接触途径及中毒症状
2.皮肤和眼睛接触 低浓度的氨对眼和潮湿的皮肤能迅速产生刺激作用。潮湿的皮肤 或眼睛接触高浓度的氨气能引起严重的化学烧伤。 皮肤接触可引起严重疼痛和烧伤,并能发生咖啡样着色。被腐蚀 部位呈胶状并发软,可发生深度组织破坏。 高浓度蒸气对眼睛有强刺激性,可引起疼痛和烧伤,导致明显的 炎症并可能发生水肿、上皮组织破坏、角膜混浊和虹膜发炎。轻度病 例一般会缓解,严重病例可能会长期持续,并发生持续性水肿、疤痕 、永久性混浊、眼睛膨出、白内障、眼睑和眼球粘连及失明等并发症 。多次或持续接触氨会导致结膜炎。
液氨储罐的设计说明书
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课程设计题目液氨储罐的设计院 (系) 化学与化工学院专业过程装备与控制工程学号0806250118姓名杨律化指导老师范晓勇目录附:课程设计任务书一序言(一)设计任务(二)设计思想(三)设计特点二材料及构件的选择(一)材料的选择(二)构件的选择三设计计算内容(一)封头的设计(二)计算压力P的确定c(三)名义厚度的初步确定(四)容器的压力实验(五)人孔的设置(六)容器载荷的计算(七)支座的设计确定(八)各物料进出管位置的确定及其标准的选择(九)液位计的设计(十)焊接接头设计四设计小结五储罐总装配示意图六参考资料附:课程设计任务书一序言:(一)设计任务:设计液氨储罐,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:综合运用所学的化工容器设计的基础课程知识,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。
(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件大都有标准,设计时可直接选用。
本设计书主要介绍了液氨储罐的筒体,封头的设计计算,低压通用零件的选用。
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,合理的进行设计。
二材料及构件的选择:(一)材料的选择: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,又称为无水氨,是一种无色液体,有强烈的刺激性气味,液氨在工业上应用广泛,而且具有腐蚀性,且容易挥发,采用钢瓶和槽车装运。
纯液氨腐蚀性小,储罐可选用一般钢材,但由于压力较大,可以考虑20R,16MnR这两种钢材。
如果纯粹从技术角度看,可用20R类的低碳钢板,16MnR钢板的价格虽比20R贵,但在制造费用方面,同等重量设备的计价,16MnR钢板较为经济,所以在此选择16MnR钢板作为制造筒体和封头的材料。
液氨储罐说明书(太原理工大学)
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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 。
立式液氨储罐设计说明书
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十六组液氨储罐设计说明书(化工设备机械基础课程设计)指导教师:张永强韩晓星完成时间:2012.11设计任务书设计课题:液氨储罐工艺参数:最高使用温度:T=40℃公称直径:Di=2400mm筒体长度(不含封头):L0=4500mm设计内容:1.罐体材料的选择2.罐体的规格3.罐体的形状4.罐体的厚度5.封头形状及厚度6.支座的选择7.人孔及接管选择8.开孔补强9.核算校验10.设备装备图(A2)设计人:冯静轻化 2010 1066155136王加化工10-3班 1066115310袁录勇化工10-4班 1066115425谭陆然化工10-4班 1066115404邹文富化工10-4班 1066115438下达时间:2012年11月完成时间:2012年11月前言液氨,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。
无色气体,有刺激性恶臭味。
分子式NH3。
分子量17.03。
相对密度0.7714g/L。
熔点-77.7℃。
沸点-33.35℃。
自燃点651.11℃。
蒸汽压1013.08kPa(25.7℃)。
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。
与硫酸或其它强无机酸反应放热,混合物可达到沸腾。
不能与下列物质共存:乙醛、丙烯醛、硼、卤素、环氧乙烷、次氯酸、硝酸、汞、氯化银、硫、锑、双氧水等。
本次课程设计将根据液氨的性质,结合所学知识设计一个液氨贮罐。
10立方米液氨压力容器储罐设计说明书
![10立方米液氨压力容器储罐设计说明书](https://img.taocdn.com/s3/m/3ffb081e14791711cc7917f4.png)
目录第一章工艺设计1.1任务书*************************************** 1.2储量***************************************** 1.3备的选型及轮廓尺寸*************************** 第二章机械设计2.1结构设计2.1.1筒体及封头设计材料的选择**********************************筒体壁厚的设计计算**************************封头壁厚的设计计算*************************** 2.1.2接管及接管法兰设计接管尺寸选择*********************************管口表及连接标准*****************************接管法兰的选择 *****************************紧固件的选择 ******************************* 2.1.3人孔的结构设计密封面的选择 ******************************人孔的设计********************************2.1.4 核算开孔补强**************************** 2.1.5支座的设计支座的选择**********************************支座的位置********************************** 2.1.6液面计及安全阀选择2.1.7总体布局2.1.8焊接接头设计2.2强度校核小结课程设计任务书一、绪论1、任务说明设计一个容积为103m的液液氨储罐,采用常规设计方法,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SW6-1998对其进行强度校核,最后形成合理的设计方案。
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武汉工程大学课程设计题目:液氨储罐设计院系:化学工程学院专业:化学工程与工艺班级:姓名:指导教师:完成日期:2010年12月25日设计任务书设计题目:液氨储罐设计设计任务:试设计一液氨储罐,完成主体设备的工艺设计和附属设备的选型设计。
包括筒体、封头、零部件的材料的选择及结构的设计;罐的制造施工及焊接形式等;设计计算及相关校核;各设计的参考标准;附CAD图。
已知工艺参数如下:最高使用温度:T=50℃;公称直径:DN=3000㎜;筒体长度(不含封头):Lo=5900㎜。
任务下达时间:2010年11月19日完成截止时间:2010年12月30日目录设计任务书1 前言 (1)2 设计选材及结构 (2)2.1 工艺参数的设定 (2)2.1.1设计压力 (2)2.1.2筒体的选材及结构 (2)2.1.3封头的结构及选材 (2)3 设计计算 (4)3.1 筒体壁厚计算 (4)3.2封头壁厚计算 (4)3.3压力试验 (5)4 附件的选择 (6)4.1人孔的选择 (6)4.2人孔补强的计算 (7)4.3进出料接管的选择 (9)4.4液面计的设计 (10)4.5安全阀的选择 (10)4.6排污管的选择 (10)4.7 鞍座的选择 (11)4.7.1鞍座结构和材料的选取 (11)4.7.2容器载荷计算 (12)4.7.3鞍座选取标准 (12)4.7.4鞍座强度校核 (13)5 容器焊缝标准 (14)5.1压力容器焊接结构设计要求 (14)5.2筒体与椭圆封头的焊接接头 (14)5.3管法兰与接管的焊接接头 (14)5.4接管与壳体的焊接接头 (14)6 筒体和封头的校核计算 (16)6.1 筒体轴向应力校核 (16)6.1.1由弯矩引起的轴向应力 (16)6.1.2 由设计压力引起的轴向应力 (17)6.1.3 轴向应力组合与校核 (17)6.2筒体和封头切向应力校核 (18)7 总结 (19)参考文献 (20)1 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。
本设计的液料为液氨,它是一种无色液体。
氨作为一种重要的化工原料,应用广泛。
分子式NH3,分子量17.03,相对密度0.7714g/L,熔点-77.7℃,沸点-33.35℃,自燃点651.11℃,蒸汽压1013.08kPa(25.7℃)。
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。
设计基本思路: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。
设备的选择大都有相应的执行标准,设计时可以直接选用符合设计条件的标准设备零部件,也有一些设备没有相应标准,则选择合适的非标设备。
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。
2 设计选材及结构2.1 工艺参数的设定2.1.1设计压力根据《化学化工物性数据手册》查得50℃蒸汽压为2032.5kPa,可以判断设计的容器为储存内压压力容器,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,可取液氨容器的设计压力为2.16 MPa,属于中压容器。
而且查得当容器上装有安全阀时,取1.05~1.3倍的最高工作压力作为设计压力;所以取2.16 MPa的压力合适。
0.6M P p10a≤<a MP 属于中压容器[5]。
设计温度为50摄氏度,在-20~200℃条件下工作属于常温容器。
2.1.2筒体的选材及结构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16MnR这两种钢材。
如果纯粹从技术角度看,建议选用20R类的低碳钢板,16MnR钢板的价格虽比20R贵,但在制造费用方面,同等重量设备的计价,16MnR钢板为比较经济。
所以在此选择16MnR钢板作为制造筒体和封头材料。
钢板标准号为GB6654-1996。
筒体结构设计为圆筒形。
因为作为容器主体的圆柱形筒体,制造容易,安装内件方便,而且承压能力较好,这类容器应用最广[1,5]。
2.1.3封头的结构及选材封头有多种形式,半球形封头就单位容积的表面积来说为最小,需要的厚度是同样直径圆筒的二分之一,从受力来看,球形封头是最理想的结构形式,但缺点是深度大,直径小时,整体冲压困难,大直径采用分瓣冲压其拼焊工作量也较大。
椭圆形封头的应力情况不如半球形封头均匀,但对于标准椭圆形封头与厚度相等的筒体连接时,可以达到与筒体等强度。
它吸取了蝶形封头深度浅的优点,用冲压法易于成形,制造比球形封头容易,所以选择椭圆形封头,结构由半个椭球面和一圆柱直边段组成。
查椭圆形封头标准(JB/T4737-95)表2.1 椭圆封头标准公称直径DN 曲面高度h1 直边高度h2 内表面积Fi/m2 容积V/m3 3000 750 50 10.2 3.89封头取与筒体相同材料[1,5]。
3 设计计算3.1 筒体壁厚计算查 《压力容器材料使用手册-碳钢及合金钢》得16MnR 的密度为7.85t/m 3,熔点为1430℃,许用应力[]t σ列于下表:表3.1 16MnR 许用应力钢号板厚/㎜在下列温度(℃)下的许用应力/ Mpa≤20100 150 200 250 300 16MnR6~16 170 170 170 170 156 144 16~3616316316315914713436~60 157 157 157 150 138 125 >60~100153153150141128116圆筒的计算压力为2.16 Mpa,容器筒体的纵向焊接接头和封头的拼接接头都采用双面焊或相当于双面焊的全焊透的焊接接头,取焊接接头系数为1.00,全部无损探伤。
取许用应力为163 Mpa 。
壁厚:[]1.0206.121163230006.122D =-⨯⨯⨯=-=cti c p p φσδ㎜ (3.1)钢板厚度负偏差0.8C 1=,查材料腐蚀手册得50℃下液氨对钢板的腐蚀速率小于0.05㎜/年,所以双面腐蚀取腐蚀裕量2C 2=㎜。
所以设计厚度为:81.2212=++=C C d δδ㎜圆整后取名义厚度24㎜。
3.2 封头壁厚计算标准椭圆形封头a:b=2:1封头计算公式 :[]ctic p p 5.02D -=φσδ (3.2)可见封头厚度近似等于筒体厚度,则取同样厚度。
因为封头壁厚≥20㎜则标准椭圆形封头的直边高度50h 0=㎜[1,4].3.3 压力试验水压试验,液体的温度不得低于5℃;试验方法:试验时容器顶部应设排气口,充液时应将容器内的空气排尽,试验过程中,应保持容器外表面的干燥。
试验时压力应缓慢上升,达到规定试验压力后,保压时间一般不少于30min 。
然后将压力降至规定试验压力的80%,并保持足够长的时间以便对所有焊接接头和连接部位进行检查。
如有渗漏,修补后重新试验。
水压试验时的压力[][]Mpa pt7.216.225.125.1p T =⨯==σσ (3.3)水压试验的应力校核: 水压试验时的应力()()[]()44.177124212430007.22D T T =-⨯-+⨯=+=ee i p δδσMpa (3.4)水压试验时的许用应力为Mpas5.29232500.19.09.0=⨯⨯=φσS T 0.9φσσ<故筒体满足水压试验时的强度要求[1]。
4 附件选择4.1人孔选择人孔的作用:为了检查压力容器在使用过程中是否产生裂纹、变形、腐蚀等缺陷。
人孔的结构:既有承受压力的筒节、端盖、法兰、密封垫片、紧固件等受压元件,也有安置与启闭端盖所需要的轴、销、耳、把手等非受压件。
人孔类型:从是否承压来看有常压人孔和承压人孔。
从人孔所用法兰类型来看,承压人孔有板式平焊法兰人孔、带颈平焊法兰人孔和带颈对焊法兰人孔,在人孔法兰与人孔盖之间的密封面,根据人孔承压的高低、介质的性质,可以采用突面、凹凸面、榫槽面或环连接面。
从人孔盖的开启方式及开启后人孔盖的所处位置看,人孔又可分为回转盖人孔、垂直吊盖人孔和水平吊盖人孔三种。
人孔标准HG21524-95规定PN≥1.0Mpa时只能用带颈平焊法兰人孔或带颈对焊法兰人孔。
容器上开设人孔规定当Di>1000时至少设一个人孔,压力容器上的开孔最好是圆形的,人孔公称直径最小尺寸为φ400㎜。
综合考虑选择水平吊盖带颈对焊法兰人孔(HG21524-95),公称压力PN2.5、公称直径DN450、H1=320、RF型密封面、采用Ⅵ类20R材料、垫片采用外环材料为低碳钢、金属带为0Cr19Ni9、非金属带为柔性石墨、C型缠绕垫。
标记为:人孔RFⅥ(W·C-1220)450-2.5HG21524-95总质量为256kg.法兰标准号为HGJ50~53-91,垫片标准号为HGJ69~72-91,法兰盖标准HGJ61~65-91材料为20R,螺柱螺母标准HGJ75-91螺柱材料40Cr螺母材料45,吊环转臂和材料Q235-A·F,垫圈标准为GB95-85材料100HV,螺母标准GB41-86,吊钩和环材料Q235-A·F,无缝钢管材料为20,支承板材料为20R[2,3,5]。
尺寸表如下表4.1 人孔标准尺寸表密封面型式PN/MpaDN dw×s d D D1 H1 H2总质量kg突面 2.5 450 480×12 450 670 600 320 214 2564.2 人孔补强的计算开孔补强结构:压力容器开孔补强常用的形式可分为补强圈补强、厚壁管补强、整体锻件补强三种。
补强圈补强是使用最为广泛的结构形式,它具有结构简单、制造方便、原材料易解决、安全、可靠等优点。
在一般用途、条件不苛刻的条件下,可采用补强圈补强形式。
但必须满足规定的条件。
压力容器开孔补强的计算方法有多种,为了计算方便,采用等面积补强法,即壳体截面因开孔被削弱的承载面积,必须由补强材料予以等面积的补偿。
当补强材料与被削弱壳体的材料相同时,则补强面积等于削弱的面积。