液氨储罐课程设计分析
课程设计 液氨储罐设计
化工设备机械基础课程设计题目:液氨储罐设计指导老师:设计人:设计任务书课题:液氨储罐的机械设计设计内容:根据既定的工艺参数设计一台液氨储罐已知工艺参数:最高使用温度T=40℃罐体容积 V=42mm3此时氨的饱和蒸汽压 P=1. 55MPa具体的内容包括:1. 筒体材料选择2. 罐的结构及尺寸(内径、长度)形状(卧式、球形、立式),罐体厚度,封头形状及厚度,支座的选择,人孔及接管,开孔补强,设备装配图(A2)下达时间: 2011 年 11 月 10 日完成时间:2011 年 11 月 16 日前言本次课程设计是化工学院,化学工程与工艺专业对化工设备机械基础这门课程进行的。
课设题目为液氨储罐的课程设计。
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。
N H3 气氨相对密度(空气=1):0.59,分子量为17.04.液氨的密度是0.562871K g/L(50℃) 。
自燃点:651.11℃ 饱和蒸汽压:2. 033MPa 熔点( ℃) :- 77.7 爆炸极限:16%~25%沸点( ℃) :- 33.4 1%水溶液 PH值:11.7比热 kJ ( kg〃K) :氨(液体)4. 609 氨(气体)2. 179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。
液氨主要用于生产硝酸、尿素和其他化学肥料,还可用作医药和农药的原料。
带液氨储罐课程设计
带液氨储罐课程设计一、教学目标本课程旨在让学生了解和掌握液氨储罐的基本知识,包括液氨的性质、储罐的结构和操作方法等。
通过本课程的学习,学生应能理解液氨在工业中的应用,掌握液氨储罐的基本操作技能,并能够对储罐进行简单的维护和故障排除。
在知识目标方面,学生需要了解液氨的化学性质、物理性质及其在工业中的应用;掌握液氨储罐的结构、工作原理和操作方法;了解液氨储罐的安全技术和故障处理方法。
在技能目标方面,学生需要能够正确操作液氨储罐,进行液氨的充装、运输和储存;能够对液氨储罐进行简单的维护和故障排除;能够进行液氨储罐的安全监测和应急处理。
在情感态度价值观目标方面,学生需要培养对液氨储罐操作的认真负责的工作态度,对液氨储罐安全的高度警惕性,以及对液氨储罐维护和故障处理的积极性和主动性。
二、教学内容本课程的教学内容主要包括液氨的性质、液氨储罐的结构和操作方法、液氨储罐的安全技术和故障处理等方面。
首先,我们将介绍液氨的化学性质和物理性质,包括液氨的分子结构、颜色、气味、沸点、溶解性等,以及液氨在工业中的应用。
其次,我们将介绍液氨储罐的结构和工作原理,包括储罐的类型、材料、容量、工作压力等,以及储罐的充装、运输和储存方法。
然后,我们将介绍液氨储罐的操作方法和安全技术,包括操作步骤、操作注意事项、安全监测和应急处理等。
最后,我们将介绍液氨储罐的维护和故障处理方法,包括储罐的日常维护、定期检查、故障诊断和排除等。
三、教学方法为了提高学生的学习兴趣和主动性,我们将采用多种教学方法,包括讲授法、讨论法、案例分析法和实验法等。
首先,我们将采用讲授法向学生传授液氨储罐的基本知识和操作技能。
通过教师的讲解,学生可以系统地了解液氨储罐的相关内容。
其次,我们将采用讨论法引导学生进行思考和交流。
通过分组讨论和全班讨论,学生可以深入理解液氨储罐的原理和操作方法,提高解决问题的能力。
然后,我们将采用案例分析法让学生分析和解决实际问题。
通过分析储罐操作中的案例,学生可以掌握液氨储罐的安全技术和故障处理方法。
32立方米液氨储罐课程设计
第1章绪论1.1 液氨储罐结构的概述32㎥液氨储罐,壁厚δ=16mm ,材料正火14MnMoV,长度L=7610mm ,内径D=2200mm图1.1液氨储罐结构示意图1.2 1Cr21Ni5Ti不锈钢性能分析1Cr21Ni5Ti不锈钢的力学性能牌号纵向力学性能横向力学性能拉力强度MPa屈服点MPa伸长率(%)拉力强度MPa屈服点MPa伸长率(%)1Cr18Ni9Ti≥52020535---1Cr21Ni5Ti钢为铁素体-奥氏体型双相不锈钢,用于代替奥氏体型不锈钢1Cr18Ni9Ti。
1Cr21Ni5Ti比1Cr18Ni9Ti钢有更好的力学性能。
1Cr21Ni5Ti不锈钢的化学成分1Cr21Ni5Ti 加工工艺性能:1Cr21Ni5Ti 钢的冷、热加工性能良好。
其热加工温度为800~1050℃,950~1050℃时热塑性最好。
因该钢的屈服强度高,因而拉伸、弯曲等变形难度较大,所需加工变形力大。
1Cr21Ni5Ti 钢的淬火温度为950~1050℃。
其焊接性能良好,可用各种焊接方法进行焊接。
1Cr21Ni5Ti 不锈钢耐蚀性:1Cr21Ni5Ti 不锈钢在氧化性酸和有机酸中有很好的耐蚀性,一般无晶间腐蚀倾向,可代替1Cr18Ni9Ti 钢。
1Cr21Ni5Ti 不锈钢的焊接性能主要表现在以下几个方面:(1)高温裂纹:在这里所说的高温裂纹是指与焊接有关的裂纹。
高温裂纹可大致分为凝固裂纹、显微裂纹、HAZ(热影响区)的裂纹和再加热裂纹等。
(2)低温裂纹:在马氏体型不锈钢和部分具有马氏体组织的铁素体型不锈钢中有时会发生低温裂纹。
由于其产生的主要原因是氢扩散、焊接接头的约束程度以及其中的硬化组织,所以解决方法主要是在焊接过程中减少氢的扩散,适宜地进行预热和焊后热处理以及减轻约束程度。
(3)焊接接头的韧性:在奥氏体型不锈钢中为减轻高温裂纹敏感性,在成分设计上通常使其中残存有5%—10%的铁素体。
但这些铁素体的存在导致了低温韧性的下降。
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。
液氨贮罐的课程设计
巢湖学院《化工设备机械基础》课程设计设计题目: 液氨贮罐设计姓名:鲁小乐学号:09007026专业:2009级化学工程与工艺指导教师:吴凤义2011年12月制附:设计任务书专业:化学工程与工艺班级:2009级姓名:鲁小乐学号:指导教师:吴凤义设计日期:2011年12月一、设计题目10.0m3液氨贮罐的设计二、设计参数与要求1、设计参数液氨压力:16Kg/cm²;温度:40℃;公称容积:10.0m³操作容积:9.0m³介质: 液氨设计使用年限:10年建议使用材料:16MnR2、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;三、设计内容1、概述2、罐体的设计(1)罐体的PN、DN确定(2)筒体壁厚的设计(3)封头壁厚的设计(4)筒体长度的设计3、罐体的压力试验(1)罐体的水压试验(2)罐体的气压试验4、罐体附件的选型与尺寸设计(1)工艺接管的设计(2)支座的设计(3)人孔的设计(4)液面计的设计5、罐体的开孔与补强的计算(1)容许开孔的范围(2)开孔补强的设计计算(3)补强圈的设计5、设计结果汇总6、10.0m3液氨贮罐装配图7、设计评述四、图纸要求10.0m3液氨贮罐装配图,A1号图纸五、参考资料[1] 汤善甫、朱思明等编.化工设备机械基础[M] . 上海:华东理工大学出版社.1991.12[2] 化工设备设计手册.材料与零部件(上). 上海科学技术出版社.1981[3] 广西大学《实用机械零部件手册》编写组. 实用机械零件手册.广西科学技术出版社附:目录一、液氨储罐的工艺设计计算 (1)1、罐体的设计 (1)1.1、罐体的PN、DN确定 (1)1.1.1、罐体DN的确定 (1)1.1.2、釜体PN的确定 (1)1.2、筒体壁厚的设计 (1)1.2.1、设计参数的确定 (1)1.2.2、筒体壁厚的设计 (1)1.2.3、刚度条件设计筒体的最小壁厚 (1)1.3、罐体封头壁厚的设计 (2)2.3.1、设计参数的确定 (2)2.3.2、封头的壁厚设计 (2)2.3.3、封头的直边、体积与重量的确定 (2)1.4、筒体的长度设计与重量的确定 (2)1.5、贮罐的压力试验 (3)1.6、罐体的水压试验 (3)1.6.1、液压试验压力的确定 (3)1.6.2、液压试验的强度校核 (3)1.6.3、压力表的量程、水温的要求 (3)1.6.4、液压试验的操作过程 (3)1.7、罐体的气压试验 (3)1.7.1、气压试验压力的确定 (3)1.7.2、气压试验的强度校核 (3)1.7.3、压力表的量程、气温的要求 (4)1.7.4、气压试验的操作过程 (4)2、罐体的开孔与补强 (4)2.1、开孔补强的设计准则 (4)2.2、开孔补强的计算 (4)2.2.1、开孔补强的有关计算参数 (4)2.2.2、补强圈的设计 (5)3、罐体附件的选型与尺寸设计 (5)3.1、工艺接管的设计 (5)3.1.1、液氨进料管 (5)3.1.2、液氨出料管 (5)3.1.3、排污管 (6)3.1.4、安全阀接口管 (6)3.1.5、压力表接口管 (6)3.2、支座的设计 (6)3.3、鞍座的计算 (6)3.4、安装位置 (7)3.5、人孔的设计 (7)3.6、液面计的设计 (7)二、设计结果一览表 (9)三、课程设计总结 (10)四、参考资料 (11)一、液氨储罐的工艺设计计算1、罐体的设计1.1、罐体的PN、DN确定1.1.1、罐体DN的确定液氨贮罐的长径比L/D i一般取3~3.5,本设计取L/D i=3.3,由V=(πDi2/4) L=10和L/D i=3.3,得:D i=1.569m=1569mm。
《课程设计液氨储罐设计》课件
结构设计
讨论了液氨储罐的结构设计, 如支撑、壳体设计和材料选 择等。
材料选择
详细介绍了设计液氨储罐时 需要考虑的材料要素,如耐 腐蚀性、强度和耐低温性。
设计流程
1
初步设计
讲解了设计液氨储罐的初步设计流程,
优化设计
2
包括流程图、和安全性。
解释了本次课程设计的目 的,以及学习液氨储罐设 计可以带来哪些好处。
系统分析
基本构造
操作原理
介绍液氨储罐的基本构造和要点, 如液位计、排气阀等。
讨论了液氨储罐的操作原理,以 及如何确保在操作过程中的安全 性。
安全措施
液氨储罐的安全措施,如通风系 统、防泄漏系统等。
设计要点
容积设计
探讨了液氨储罐的容积设计 中应该注意的要点,以及如 何计算最优容积。
3
制造与安装
详细介绍了制造液氨储罐和安装时需要 注意的要点,如质量控制和安全性。
结论
1 收获与体会
分享了本次课程设计对于液氨储罐设计相关知识的学习收获和个人体会。
2 前景展望
讨论了液氨储罐未来的前景和应用领域,如提高存储效率和减少储罐漏氨等。
3 意义
探讨了设计液氨储罐的意义,如改善工业生产效率和降低安全风险等。
《课程设计液氨储罐设计》 PPT课件
液氨储存在国家工业生产中具有重要作用。本次课程设计的目的是探讨设计 液氨储罐的必要性以及设计过程中的要点和流程。
前言
1 储存重要性
详细介绍了液氨储存在工 业生产中的重要性以及其 用途。
2 设计必要性
探讨了为什么需要设计液 氨储罐,以及液氨储罐的 重要作用。
3 课程设计目的
液氨储罐设计分析
液氨储罐设计分析
液氨储罐是专门用于储存液态氨的设备,通常用于工业生产中的氨气
储存和供应。
设计一个合适的液氨储罐需要考虑多个因素,包括材料选择、结构设计和安全措施等。
首先,材料选择是设计液氨储罐的一个关键因素。
液氨具有很强的腐
蚀性,需要选择防腐材料以延长储罐的使用寿命。
一般情况下,不锈钢和
碳钢是常用的材料。
不锈钢具有良好的耐腐蚀性能,但价格较高;碳钢价
格较低,但需要进行防腐处理以提高其耐腐蚀能力。
其次,结构设计是储罐设计的另一个重要方面。
储罐的结构设计应该
考虑到储罐容量和存放位置,以确保储罐的稳定性和安全性。
常见的液氨
储罐结构有立式储罐和卧式储罐两种。
立式储罐通常占用空间较小,适用
于有限的场地;而卧式储罐通常容量较大,占用空间较大,适用于较大的
场地。
此外,设计时还需要考虑储罐的支撑结构、密封性能和排污系统等。
最后,为了保证储罐使用过程中的安全性,应采取一系列的安全措施。
首先,储罐应采用双层结构,以防止液氨泄漏造成安全事故。
其次,储罐
应配备压力传感器和温度传感器等监测设备,及时检测并防范潜在的问题。
此外,还需要配备火灾报警和灭火系统,防止储罐火灾发生。
同时,储罐
的操作人员应定期检查和维护设备,确保设备的正常运行。
总之,设计一个合适的液氨储罐需要考虑材料选择、结构设计和安全
措施等多个方面。
通过合理优化设计,储罐可以更好地满足工业生产中的
氨气储存和供应需求,并确保在储罐使用过程中的安全性。
液氨储罐课程设计分析
液氨储罐课程设计分析课程设计任务书课程设计任务书1. 设计题目:液氨储罐机械设计2. 课程设计要求及原始数据(资料):(1)、课程设计要求:①.使用国家最新压力容器和换热器标准、规范进行设计,掌握典型过程设备设计的全过程。
②.广泛查阅和综合分析各种文献资料,进行设计方法和设计方案的可行性研究和论证。
③.设计计算要求设计思路清晰,计算数据准确、可靠。
④.设计说明书可以手写,也可打印,但工程图纸要求手工绘图。
⑤.课程设计全部工作由学生本人独立完成。
(2). 设计数据:13. 工艺条件图4. 计算及说明部分内容(设计内容):第1章绪论:(1)液氨储罐的设计背景(2)液氨贮罐的分类及选型;(3)主要设计参数的确定及说明。
第2章材料及结构的选择与论证(1)材料选择与论证;(2)结构选择与论证:封头型式的确定、人孔选择、法兰型式、液面计的选择、鞍座的选择确定。
第3章工艺尺寸的确定第4章设计计算(1)计算筒体的壁厚;(2)计算封头的壁厚;(3)水压试验压力及其强度校核;(4)选择人孔并核算开孔补强;(5)选择鞍座并核算承载能力;(6)选择液位计;(7)选配工艺接管。
设计小结参考文献5.绘图部分内容:总装配图一张(A1图纸)2课程设计任务书6.设计期限:1周( 2013 年 06月 24 日~ 2013 年 07 月 05日)7、设计参考进程:(1)设计准备工作、选择容器的型式和材料半天(2)设计计算筒体、封头、选择附件并核算开孔补强等一天(3)绘制装配图二天(4)编写计算说明书一天(5)答辩半天8.参考资料:(一)国家质量技术监督局,GB150-1998《钢制压力容器》,中国标准出版社,1998;(二)国家质量技术监督局,《压力容器安全技术监察规程》,中国劳动社会保障出版社,1999(三)《金属化工设备·零部件》第四卷(四)中华人民共和国化学工业部,中华人民共和国待业标准《钢制管法兰、垫片、紧固件》,1997(五)《化工设备机械基础课程设计指导书》(图书馆借阅书号:TQ 05/51)(六)刁玉纬王立业,《化工设备机械基础》,大连理工大学出版社,2003年第五版;(七)李多民俞惠敏,《化工过程设备机械基础》,中国石化出版社,2007;(八)董大勤,《化工设备机械基础》,化学工业出版社,1994年第二版;(九)汤善甫朱思明,《化工设备机械基础》,华东理工大学出版社,2004年第二版;发给学生(签名):指导教师:年月日(注:此任务书应附于所完成的课程设计说明书封面后)3目录第一章绪论 (6)1.1 液氨贮罐的设计背景 (6)1.2 液氨贮罐的分类及选型 (6)1.2.(1)贮罐的分类 (6)1.2.(2)贮罐的选型 (6)1.3 设计温度和设计压力的确定 (7)第二章材料及结构的选择与论证 (8)2.1材料选择与论证 (8)2.1.(1)容器用钢 (8)2.2.(2)附件用钢 (8)2.2结构选择与论证 (8)2.2.(1)封头形式的确定 (8)2.2.(1)人孔的选择 (9)2.2.(3)法兰形式 (9)2.2.(4)液面计的选择 (10)2.2.(5)鞍式支座的选择 (10)第三章工艺尺寸的确定 (11)第四章设计计算 (14)4.1计算罐体壁厚设计 (14)4.2 计算封头的壁厚 (14)4.3校核罐体和封头水压试验强度 (15)4.4选择人孔并核算开孔补强 (15)4.4(1)计算削去的承受应力所必须的金属截面 (16) 4.4(2).计算有效补强范围 (16)4.4(3). 计算有效补强金属截面积 (16)4.4(4). 所需补强截面积4A为 (17)4.4(5).补强圈设计 (17)4.5.选择鞍座并核算承载能力 (17)4目录54.5(1).罐体的质量1m ...................................................17 4.5(2).封头的质量2m ...................................................18 4.5(3).水压试验时水的质量3m .......................................18 4.5(4).附件的质量4m (18)4.6选择液位计...............................................................18 4.7选配工艺接管 (18)4.7(1).液氨进料管 ......................................................19 4.7(2)液氨出料管......................................................19 4.7(3)排污管............................................................19 4.7(4).放空管接口管...................................................19 4.7(5).液面计接管 ......................................................19 4.7(6).安全阀接口管 (19) 设计心得.....................................................................20 参考文献 (21) 第一章绪论:1.1.液氨贮罐的设计背景化学工业和其它流程工业的生产都离不开容器。
《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
带液氨储罐课程设计
带液氨储罐课程设计一、课程目标知识目标:1. 学生能够理解液氨的基本性质、储存原理及其在工业中的应用。
2. 学生能够掌握带液氨储罐的结构、工作原理及安全操作规程。
3. 学生能够了解液氨泄漏的应急处理方法及相关安全措施。
技能目标:1. 学生能够运用所学知识,分析带液氨储罐的运行状况,判断潜在的安全隐患。
2. 学生能够根据实际情况,设计出合理的液氨储罐安全防护措施。
3. 学生能够通过团队合作,完成对带液氨储罐的模拟操作和故障排查。
情感态度价值观目标:1. 培养学生对化工安全知识的重视,提高安全意识,形成良好的安全操作习惯。
2. 培养学生面对紧急状况时的冷静判断和果断处理能力,增强责任感。
3. 培养学生团队协作精神,学会沟通与交流,共同解决问题。
本课程针对高年级学生,结合化学、物理及工程学科知识,注重理论知识与实践操作的紧密结合。
通过本课程的学习,使学生能够掌握带液氨储罐的相关知识,提高实际操作能力,培养安全意识和团队合作精神,为未来从事化工领域工作打下坚实基础。
二、教学内容1. 液氨的基本性质:讲解液氨的物理性质、化学性质,以及在工业中的应用。
参考教材章节:第三章《化工原料》第二节“氨及其衍生物”2. 带液氨储罐的结构与原理:介绍带液氨储罐的构造、工作原理及主要性能参数。
参考教材章节:第五章《化工设备》第三节“压力容器及储罐”3. 储罐安全操作规程:详细讲解带液氨储罐的安全操作流程、注意事项及应急预案。
参考教材章节:第六章《化工生产安全管理》第二节“化工设备操作安全”4. 液氨泄漏应急处理:分析液氨泄漏的危害、原因,介绍应急处理方法及安全措施。
参考教材章节:第六章《化工生产安全管理》第三节“事故应急预案与处理”5. 实践操作:组织学生进行带液氨储罐的模拟操作、故障排查及应急处理演练。
教学内容安排与进度:第一课时:液氨的基本性质及工业应用第二课时:带液氨储罐的结构、原理及性能参数第三课时:储罐安全操作规程及注意事项第四课时:液氨泄漏应急处理方法及安全措施第五课时:实践操作(分组进行模拟操作、故障排查及应急处理演练)教学内容注重理论与实践相结合,以教材为依据,科学系统地组织教学,提高学生对带液氨储罐知识的掌握和应用能力。
化工设备机械基础课程设计14.0m3液氨贮罐的设计
课程设计任务书课程名称:化工设备机械基础课程设计设计题目:14.0 m3液氨贮罐的设计(一)、教学要求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等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(二)、设计资料及参数本设计任务为设计一14.0 m3液氨贮罐的设计。
设计条件如下:1、最高工作温度为40度,氨的饱和蒸汽压 1.55 兆帕;32、液氨的储量为14.0 m3 试根据上述设计条件完成液氨贮罐的设计。
(三)、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(A2)。
二设计步骤1. 储罐材质的选取根据储罐设计的温度、压力要求集体积介质的综合考虑《化工设备机械基础》P114表6—7,GB150规定使用的低合金结构钢,选取钢号为16MnR的低合金钢。
2. 罐体的长度、公称直径(内径)设计根据液氨的储量14.0m3,有D i L 14即D i2L 17.832i取L=3.7m,D i =2.2m。
由所选数据可得:液氨的储量为D i L 3.14 2.2 3.7 14.06m322满足要求。
3.罐体壁厚设计1)设计压力P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。
应的温度两者相结合中最苛刻工作压力来确定设计压力般是指容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P W的 1.05-1.1 倍,取设计压力P=1.1PW(已知P W=1.45MPa表压)所以P=1.1PW=1.6MPa2)罐体的焊接系数φ查《化工机械设备基础》的表14-5 ,对此罐体采用双面全焊头对接焊缝,进行100%全部无损检查,则焊接系数φ =1.03 )储罐钢材的最大许用应力[σ]t40o4) 腐蚀余量由于储存液体为液氨溶液 , 所以介质对材质的腐蚀为轻度腐 蚀, 腐蚀速率在 0.05-0.13mm/a ,同时储罐为单面腐蚀,则取腐 蚀余量 C 2=1.0mm 。
40立方米液氨储罐课程设计报告说明书
摘要本设计是针对?过程设备设计?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,但氨和空气混合物到达上述浓度围遇火和燃烧或爆炸,如有油类或其它可燃物存在那么危险性极高。
设计根本思路: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,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、人孔接收、人孔补强、接收、管法兰、液位计、鞍座、焊接形式进展了设计和选择。
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,那么选择适宜的非标设备。
各项设计参数都正确参考了行业使用标准或标准,这样让设计有章可循,并考虑到构造方面的要求,合理地进展设计课程设计任务书一、课程设计要求:1.使用最新压力容器标准、规进展设计,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,进展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。
5.课程设计全部工作由学生本人独立完成。
二、设计容和要求〔包括原始数据、技术参数、条件、设计要求等〕:设计条件表管口表三、课程设计主要容1.设备工艺设计2.设备构造设计3.设备强度计算4.技术条件编制5.绘制设备总装配图6.编制设计说明书四、学生应交出的设计文件〔论文〕:1.设计说明书一份;2.总装配图一(A1图纸一);目录摘要I课程设计任务书II1.1盛装液氨的压力容器设计储存量1 1.2设备的初步选型及轮廓尺寸确实定11.2.1设备的初步选型11.2.2设备的轮廓尺寸确实定1第二局部设备的机械设计32.1设计条件确实定32.1.1设计压力确实定32.1.2设计温度确实定42.1.3设计条件表42.2设备的构造设计52.2.1筒体和封头的构造设计52.2.2接收与法兰设计52.2.3附件设计102.2.4支座构造设计182.2.5焊接接点的设计212.3设备的强度计算232.3.1设备总体壁厚计232.3.2压力试验校核252.3.3设备的应力校核262.3.4开孔补强计算41第三局部技术条件编制433.1容器类别确实定43 3.2材料要求433.3无损检测要求433.4材料供货要求443.5锻件要求443.6热处理要求443.7焊接材料要求453.8总装配图技术要求47 参考文献48完毕语49第一局部 设备的工艺设计1.1盛装液氨的压力容器设计储存量盛装液化气体的压力容器设计存储量[1]W=ΦV t ρ式中,W —储存量,t ;φ—装量系数 ;V —压力容器容积,m 3 ;t ρ—设计温度下饱和液体密度,t/m 3那么设计储存量W=0.85×40 m 3×0.5663kg/L=19.25t=1.925×104kg1.2设备的初步选型及轮廓尺寸确实定1.2.1设备的初步选型主体构造采用卧式圆柱形储罐 筒体采用圆柱形筒体 封头采用标准椭圆形封头 1.2.2设备的轮廓尺寸确实定 设备容积计算[1]v =2V 封 +2D πL/4 试算:取D =2400mm ,封头的构造尺寸〔封头构造如以下图1〕 由()22iD H h =-,得h=H-D i /4=640-600=40 mm查文献[2]中表B.1 EHA 椭圆形封头外表积、容积,如下表1: 查得封头尺寸为:表1-1:EHA 椭圆形封头外表积、容积表1查得V封头=1.9905m 3 由402422=+=+=封封筒V L D V V V πm 3 得L=8404mm圆整得 L=8400mm 那么L/D=3.5>3 符合查献[3]中L/D=3~6;那么v 计=v 筒+2v ⨯封= 2D πL/4+2⨯v 封=3298.419905.124.84.24m =⨯+⨯⨯=π误差计算:%5.4%100=⨯-ggV V V 计<5%,符合要求.工作容积为V 工 =ФV 计=0.85⨯41.98=35.68m 3,最终,取液氨储罐的公称直径DN=2400mm ,筒体长度L=8400mm ; 选取EHA 椭圆形封头:封头EHA2400×16第二局部设备的机械设计2.1设计条件确实定2.1.1设计压力确实定根据文献[4]液氨饱和蒸汽压表查得50℃时液氨蒸汽压由表1查得液氨在50℃的饱和蒸汽压为19.25bar,即为1.925MPa,可以判断设计的容器为储存压压力容器,根据文献[5]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,饱和蒸汽压力一般指绝压,而设计压力是表压,而且查得当容器上装有平安阀时,取1.05~1.1倍的工作压力作为设计压力;所以工作压力:P工=饱和蒸汽压-大气压=1.925-0.1=1.825MPa设计压力计算[1]p 设=1.1×P工=1.825×1.1=2.0075MPa液氨的密度=0.5663kg/L,H取公称直径DN=2400mm表2-1 液氨饱和蒸汽压由?各地区重力加速度表?查的地区的29.79/g m s =,那么根据公式液柱静压力静P [1]静P =ρgH=〔0.5663×9.79×2.4〕×0.001=0.013Mpa 0.0130.65%2.0075P p ==静设< 5%,忽略。
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。
10液氨储罐课程设计
10液氨储罐课程设计一、教学目标本课程旨在让学生了解液氨储罐的相关知识,包括其定义、性质、用途和储存方法等。
知识目标要求学生掌握液氨的基本概念、物理化学性质及其储罐的类型和结构。
技能目标则侧重于学生的实际操作能力,包括液氨储罐的识别、操作和维护。
情感态度价值观目标则在于培养学生对安全生产的重视,提高他们的环保意识。
二、教学内容本课程的教学内容主要包括液氨的基本概念、物理化学性质、液氨储罐的类型和结构、液氨储罐的操作和维护以及安全生产和环保意识等方面的知识。
教学内容将按照教材的章节进行,具体包括:1.第一章:液氨的基本概念和物理化学性质2.第二章:液氨储罐的类型和结构3.第三章:液氨储罐的操作和维护4.第四章:安全生产和环保意识三、教学方法为了提高学生的学习兴趣和主动性,本课程将采用多种教学方法,包括讲授法、讨论法、案例分析法和实验法等。
1.讲授法:用于讲解液氨的基本概念、物理化学性质、液氨储罐的类型和结构等理论知识。
2.讨论法:通过分组讨论,让学生深入了解液氨储罐的操作和维护技巧。
3.案例分析法:分析实际发生的液氨储罐事故,提高学生的安全生产意识。
4.实验法:让学生亲自动手进行液氨储罐的识别和操作,增强实践能力。
四、教学资源为了支持教学内容和教学方法的实施,丰富学生的学习体验,我们将准备以下教学资源:1.教材:选用权威、实用的液氨储罐相关教材作为主要教学资源。
2.参考书:提供相关的专业参考书,拓展学生的知识面。
3.多媒体资料:制作精美的PPT,生动展示液氨储罐的图像和操作视频。
4.实验设备:准备液氨储罐模型和相关的实验设备,进行实地操作教学。
五、教学评估为了全面、客观、公正地评估学生的学习成果,本课程将采用多种评估方式,包括平时表现、作业、考试等。
平时表现主要评估学生的课堂参与度、提问回答等情况;作业则主要评估学生的理论知识掌握情况;考试则评估学生的综合运用能力。
具体的评估方式如下:1.平时表现:占课程总评的30%,包括课堂参与度、提问回答等情况。
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。
课程设计液氨储罐
课程设计液氨储罐一、教学目标本节课的学习目标包括知识目标、技能目标和情感态度价值观目标。
知识目标要求学生掌握液氨储罐的基本概念、特点和应用领域;了解液氨储罐的构造、工作原理和操作方法。
技能目标要求学生能够运用所学知识对液氨储罐进行简单的分析和判断;具备液氨储罐的基本操作技能。
情感态度价值观目标培养学生对液氨储罐行业的兴趣和热情;增强学生对安全生产的意识。
二、教学内容本节课的教学内容主要包括液氨储罐的基本概念、特点和应用领域;液氨储罐的构造、工作原理和操作方法。
教学过程中,我们将结合教材和实际案例进行讲解,使学生能够更好地理解和掌握所学知识。
三、教学方法为了激发学生的学习兴趣和主动性,我们将采用多种教学方法进行教学。
包括讲授法、讨论法、案例分析法和实验法等。
通过这些方法,使学生能够从不同角度和层面理解和掌握液氨储罐的相关知识。
四、教学资源为了支持教学内容和教学方法的实施,我们将选择和准备适当的教学资源。
包括教材、参考书、多媒体资料和实验设备等。
这些资源将有助于丰富学生的学习体验,提高学生的学习效果。
五、教学评估为了全面、客观地评估学生的学习成果,我们将采取多种评估方式。
包括平时表现、作业、考试等。
平时表现评估将关注学生在课堂上的参与程度、提问回答等情况;作业评估将针对学生的练习完成情况进行打分;考试评估则将通过笔试和实际操作考试来检验学生的综合运用能力。
这些评估方式将相互补充,全面反映学生的学习成果。
六、教学安排本课程的教学安排将紧凑合理,确保在有限的时间内完成教学任务。
具体的教学进度、教学时间和教学地点等将提前通知学生,以便学生做好相应的准备。
教学安排还将充分考虑学生的实际情况和需求,如学生的作息时间、兴趣爱好等,尽量安排在学生方便的时间进行授课。
七、差异化教学我们认识到每个学生都有自己独特的学习风格、兴趣和能力水平。
因此,我们将设计差异化的教学活动和评估方式,以满足不同学生的学习需求。
对于学习困难的学生,我们将提供额外的辅导和支持;对于学习优秀的学生,我们将提供更深入、拓展性的教学内容,以激发他们的学习潜力。
课程设计液氨储罐设计
湖北大学化学化工学院化工设备机械基础课程设计计算说明书课程设计题目:液氨储罐设计一、设计任务书 (1)二、液氨储罐设计参数的确定 (2)1、根据要求选择罐体和封头的材料 (2)2、确定设计温度与设计压力 (2)3、其他设计参数 (2)三、筒体和封头壁厚的计算 (2)1、筒体壁厚的计算 (2)1.1设计参数的确定 (3)四、罐体的开孔与补强 (4)1、开孔补强的设计准则 (4)2、开孔补强的计算..................................42.1、开孔补强的有关计算参数.......................52.2、补强圈的设计. (5)五、选择鞍座并核算承载能力 (5)一、设计任务书试设计一液氨储罐,其公称容积、储罐内径、罐体(不包括封头)长度见下表。
使用地点:家乡--湖北省十堰市竹溪县。
技术特性表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。
2、确定设计温度与设计压力液氨储罐通常置于室外,虽然设计有保温措施,但罐内液氨的温度和压力还是可能直接受到大气温度的影响,在夏季液氨储罐经太阳暴晒,液氨温度可达40℃,随着气温的变化,储罐的操作压力也在不断变化.根据《化学化工物性数据手册》查得40℃饱和蒸汽压为1.55MPa,可以判定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40℃时的饱和蒸汽压力,可取液氨的设计压力为1.70MPa,当液化气体储罐安装有安全阀时,设计压力可取最大操作压力的1.05-1.10倍,所以1.7MPa合适。
0.6MPa≤p≤10MPa 属于中压容器。
3、其他设计参数容器公称直径见技术特性表即公称直径DN=2.0m;罐体和封头的材料为钢板厚度负偏差C1=0.8mm,查材料腐蚀手册得40℃下液氨对钢板的腐蚀速率小于0.05mm/年,所以双面腐蚀取腐蚀裕量C2=2mm所以设计厚度为:δd=δ+C2+C1=10.05+0.8+2=12.85mm圆整后取名义厚度14mm.1.3刚度条件设计筒体的最小壁厚因为Di=2000mm<3800mm,所以δmin=2Di/1000=4.0mm,另加C2=2mm,所以δd=6.0mm。
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课程设计任务书1. 设计题目:液氨储罐机械设计2. 课程设计要求及原始数据(资料):(1)、课程设计要求:①.使用国家最新压力容器和换热器标准、规范进行设计,掌握典型过程设备设计的全过程。
②.广泛查阅和综合分析各种文献资料,进行设计方法和设计方案的可行性研究和论证。
③.设计计算要求设计思路清晰,计算数据准确、可靠。
④.设计说明书可以手写,也可打印,但工程图纸要求手工绘图。
⑤.课程设计全部工作由学生本人独立完成。
(2). 设计数据:3. 工艺条件图4. 计算及说明部分内容(设计内容):第1章绪论:(1)液氨储罐的设计背景(2)液氨贮罐的分类及选型;(3)主要设计参数的确定及说明。
第2章材料及结构的选择与论证(1)材料选择与论证;(2)结构选择与论证:封头型式的确定、人孔选择、法兰型式、液面计的选择、鞍座的选择确定。
第3章工艺尺寸的确定第4章设计计算(1)计算筒体的壁厚;(2)计算封头的壁厚;(3)水压试验压力及其强度校核;(4)选择人孔并核算开孔补强;(5)选择鞍座并核算承载能力;(6)选择液位计;(7)选配工艺接管。
设计小结参考文献5.绘图部分内容:总装配图一张(A1图纸)6.设计期限:1周( 2013 年 06月 24 日~ 2013 年 07 月 05 日)7、设计参考进程:(1)设计准备工作、选择容器的型式和材料半天(2)设计计算筒体、封头、选择附件并核算开孔补强等一天(3)绘制装配图二天(4)编写计算说明书一天(5)答辩半天8.参考资料:(一)国家质量技术监督局,GB150-1998《钢制压力容器》,中国标准出版社,1998;(二)国家质量技术监督局,《压力容器安全技术监察规程》,中国劳动社会保障出版社,1999(三)《金属化工设备·零部件》第四卷(四)中华人民共和国化学工业部,中华人民共和国待业标准《钢制管法兰、垫片、紧固件》,1997(五)《化工设备机械基础课程设计指导书》(图书馆借阅书号:TQ 05/51)(六)刁玉纬王立业,《化工设备机械基础》,大连理工大学出版社,2003年第五版;(七)李多民俞惠敏,《化工过程设备机械基础》,中国石化出版社,2007;(八)董大勤,《化工设备机械基础》,化学工业出版社,1994年第二版;(九)汤善甫朱思明,《化工设备机械基础》,华东理工大学出版社,2004年第二版;发给学生(签名):指导教师:年月日(注:此任务书应附于所完成的课程设计说明书封面后)目录第一章绪论 (6)1.1 液氨贮罐的设计背景 (6)1.2 液氨贮罐的分类及选型 (6)1.2.(1)贮罐的分类 (6)1.2.(2)贮罐的选型 (6)1.3 设计温度和设计压力的确定 (7)第二章材料及结构的选择与论证 (8)2.1材料选择与论证 (8)2.1.(1)容器用钢 (8)2.2.(2)附件用钢 (8)2.2结构选择与论证 (8)2.2.(1)封头形式的确定 (8)2.2.(1)人孔的选择 (9)2.2.(3)法兰形式 (9)2.2.(4)液面计的选择 (10)2.2.(5)鞍式支座的选择 (10)第三章工艺尺寸的确定 (11)第四章设计计算 (14)4.1计算罐体壁厚设计 (14)4.2 计算封头的壁厚 (14)4.3校核罐体和封头水压试验强度 (15)4.4选择人孔并核算开孔补强 (15)4.4(1)计算削去的承受应力所必须的金属截面 (16)4.4(2).计算有效补强范围 (16)4.4(3). 计算有效补强金属截面积 (16)4.4(4). 所需补强截面积为 (17)4.4(5).补强圈设计 (17)4.5.选择鞍座并核算承载能力 (17)4.5(1).罐体的质量 (17)4.5(2).封头的质量 (18)4.5(3).水压试验时水的质量 (18)4.5(4).附件的质量 (18)4.6选择液位计 (18)4.7选配工艺接管 (18)4.7(1).液氨进料管 (19)4.7(2)液氨出料管 (19)4.7(3)排污管 (19)4.7(4).放空管接口管 (19)4.7(5).液面计接管 (19)4.7(6).安全阀接口管 (19)设计心得 (20)参考文献 (21)第一章绪论:1.1.液氨贮罐的设计背景化学工业和其它流程工业的生产都离不开容器。
所有的化工设备的壳体都是一种容器,容器的应用遍及各行各业,诸如航空、航海、机械制造、轻工、动力等行业。
然而化工容器又有其本身特点,不仅要适应化学工艺过程所要求的压力和温度条件,还要承受化学介质的作用,要能长期的安全工作且保证良好的密封。
因此在容器的设计中应综合考虑个方面的因素,使之达到最优。
液氨主要用于生产硝酸、尿素和其它化学肥料,还可用作医药和农药的原料。
在国防工业中用于制造火箭、导弹的推进剂,可用作有机化工产品的氨化原料,还可用作冷冻剂,将氨进行分解,分解成氢氮混合气体这种混合气体是一种良好的保护气体,可以广泛地应用于半导体工业、冶金工业以及需要保护气氛的其它工业和科学研究中。
为能够进行连续的生产,需要有储存液氨的容器,因此设计液氨贮罐是制造贮罐的必备步骤,是化工生产能够顺利进行的前提。
1.2. 液氨贮罐的分类及选型1.2.(1)贮罐的分类贮罐按其形状可分为方形和矩形容器、球形容器、圆筒形容器(立式、卧式)。
按其承压性质可分为内压和外压,内压容器又可分为低压、中压、高压、超高压4个压力等级。
按其工作的温度环境可分为低温、常温、中温、高温容器。
按制造器的材料可分为金属制和非金属制两类。
按其应用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。
1.2.(2)贮罐的选型在本设计中由于设计体积较小(约为 16 m3)且工作压力较小(p0=1.6MPa)可采用卧式圆筒形容器,方形和矩形容器大多在很小设计体积时采用,因其承压能力较小且使用材料较多;而球形容器虽承压能力强且节省材料,但制造较难且安装内件不方便;立式圆筒形容器承受自然原因引起的应力破坏的能力较弱,故选用圆筒形卧式容器。
卧式圆筒形液氨储罐通常由卧式圆筒形筒体和两端的椭圆形封头组成,按照化学生产工艺的要求设置进料口、出料口、放空口、排污口、压力表、安全阀和液面计等。
为了检修方便,还要开设人孔,用鞍式支座支承于混凝土基座上。
2.3 设计温度和设计压力的确定罐储存的是经过压缩机压缩后,被冷却水冷凝的液态氨,由于冷却水的温度随气候变化而波动,通常氨被压缩到0.9~4MPa才能被冷却水冷凝。
储罐通常置于室外,罐内液氨的温度和压力直接受到大气温度的影响,在冬季可达-30℃,在夏季储罐经太阳曝晒后,液氨的温度可达50℃,这时候氨的饱和蒸汽压随着气温的变化,储罐的操作压力也在不断改变(参考下表3-1)。
表3-1:液氨的饱和蒸汽压和密度温度(℃)50 40 30 20 10 0 -10 -20 -30 饱和蒸汽压(绝压,MPa) 2.07 1.553 1.165 0.856 0.614 0.428 0.291 0.190 0.120 密度(kg/m3)563 580 595 610 625 639 652 665 678 液氨储罐的操作温度通常可取夏季的最高气温50℃(参考表3-2所示)。
为了确保操作安全,我国劳动和社会保障部颁布的《压力容器安全技术监察规程》第25条规定:临界温度高于50℃的液氨,无保温常温储存,储罐必须安装安全阀,工程中其设计压力不低于安全阀开启压力(参考表3-3所示,安全阀开启压力取1.05~1.10倍工作压力),通常选取为2.07×1.1=2.16MPa(相当于取50℃时饱和蒸汽压对应的设计压力)。
介质工作温度设计温度ⅠⅡt<-20℃介质最低工作温度介质工作温度减0~10℃-20℃≤t≤15℃介质最低工作温度介质工作温度减5~10℃t>15℃介质最高工作温度介质工作温度加15~30℃类型设计压力内压容器无安全泄放装置 1.0~1.10倍工作压力装有安全阀不低于(等于或稍大于)安全阀开启压力(安全阀开启压力取1.05~1.10倍工作压力)装有爆破片取爆破片设计爆破压力的上限出口管线上装有安全阀不低于安全阀的开启压力加上流体从容器流至安全阀处的压力降两侧受压的压力容器元件一般应以两侧的设计压力分别作为该元件的设计压力。
当有可靠措施确保两侧同时受压时,可取两侧最大压力差作为设计压力真空容器当有安全阀控制时,取1.25倍的内外压力差,或0.1MPa两者中的较小值。
当没有安全阀控制装置时,取0.1MPa。
第二章材料及结构的选择与论证2.1 材料选择与论证2.1.(1)容器用钢压力容器的使用工况(如温度、压力、介质特性和操作特点等)差别很大,制造压力容器所用的钢种类很多,既有碳素钢、低合金高强度钢和低温钢,也有中温抗氢钢、不锈钢和耐热钢,还有复合钢板。
一般中低压设备可采用屈服极限为245MPa~345MPa级的钢材;直径较大、压力较高的设备,均应采用普通低合金高强度钢,强度级别宜用400MPa级或以上;如果容器的操作温度超过400℃,还需考虑材料的蠕变强度和持久强度。
16MnR钢是屈服强度350MPa级的普通低合金高强度钢,具有良好的综合力学性能、焊接性能、工艺性能以及低温冲击韧性。
在焊接压力容器时采用碱性焊条(J507),15MnVR钢和18MnMoNbR钢是屈服强度分别为400、500MPa级普通低合金高强度钢,虽然有较高的强度,但韧性、塑性都较C-Mn钢低,且有较高的缺口敏感性和时效敏感性。
并且这两类钢均较16MnR钢昂贵。
因此选用16MnR钢既符合工艺要求,也节约资源,以便获得更好的经济价值。
2.1.(2)附件用钢优质低碳钢的强度较低,塑性好,焊接性能好,因此在化工设备制造中常用作热交换器列管、设备接管、法兰的垫片包皮等。
优质中碳钢的强度较高,韧性较好,但焊接性能较差,不宜用作接管用钢。
由于接管要求焊接性能好且塑性好。
故选择10号优质低碳钢的普通无缝钢管制作各型号接管。
由于本贮罐使用地点为:茂名,在夏季最高温度可达50℃,这时氨的饱和蒸气压为2.07MPa(绝对压力)。
由于法兰必须具有足够大的强度和刚度,以满足连接的条件,使之能够密封良好,故选用普通低合金高强度钢16MnR(新钢号名称已统一为Q345R)。
2.2 结构选择与论证2.2.(1)封头形式的确定从受力与制造方面分析来看,球形封头是最理想的结构形式。
但缺点是深度大,冲压较为困难;椭圆封头浓度比半球形封头小得多,易于冲压成型,是目前中低压容器中应用较多的封头之一。
平板封头因直径各厚度都较大,加工与焊接方面都要遇到不少困难。
从钢材耗用量来年:球形封头用材最少,比椭圆开封头节约,平板封头用材最多。
因此,从强度、结构和制造方面综合考虑,采用椭圆形封头最为合理。