压力容器卧式储罐设计
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第二章设计参数的选择
设计题目
液化石油气卧式储罐的设计
设计数据
表1-1：设计数据
序号
项目
数值
单位
备注
1
名称
液化石油气储罐
2
用途
液化石油气储配站
3
最大工作压力
MPa
4
工作温度
50
5
公称直径
2000
mm
6
容积
30
7
单位容积充装量
t/
8
装量系数
9
工作介质
液化石油气（易燃）
10
其他要求
100%无损检测
设计压力、温度
圆筒厚度的设计
计算压力 ：
液柱静压力:
,
故液柱静压力可以忽略，即 。
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 下，屈服极限强度 ，许用应力 利用中径公式，计算厚度： 。
查标准HG20580-1998《钢制化工容器设计基础规定》表7-1知，钢板厚度负偏差为，而有GB150-1998中知，钢材的厚度负偏差取 。
The main design criteria are : " Stationary Pressure Vessels ", " Safety Technology Supervision pressure vessel ", JB4731-2005 " steel horizontal container ." There are various parts standard : JB / T 4736-2002 " reinforcing circle ", HG 20592-20614 " steel pipe flanges , gaskets , fasteners ", JB / T " saddle mount " , HG205 " steel manholes and hand holes " and so on .
液化石油气具有易燃易爆的特点，液化石油气储罐属于具有较大危险的储存容器。针对液化石油气储罐的危险特性，结合本专业《过程设备与压力容器设计》所学的知识，在设计上充分考虑液化石油气储罐各项参数，确保液化石油气储罐能安全运行，对化工行业具有重要的现实意义。
本次设计的主要标准有：《固定式压力容器》、《压力容器安全技术监察规程》、JB4731-2005《钢制卧式容器》。各零部件标准主要有：JB/T 4736-2002《补强圈》、HG 20592-20614《钢制管法兰、垫片、紧固件》、JB/T《鞍式支座》、HG205《钢制人孔和手孔》等。
卧式液化石油气贮罐设计的特点
卧式液化石油气贮罐也是一个储存压力容器,也应按GB—150《钢制压力容器》进行制造、试验和验收，并接受劳动部颁发《压力容器安全技术监察规程》(简称容规)的监督。液化石油气贮罐,不论是卧式还是球罐都属第三类压力容器。贮罐主要有筒体、封头、人孔、支座以及各种接管组成。贮罐上设有液相管、液相回液管、气相管、排污管以及安全阀、压力表、温度计、液面计等。
10
垫板
430
允许载荷
Q/kN
300
筋板
330
10
鞍座高度
h
Байду номын сангаас250
190
e
80
底板
1420
260
螺栓间距
1260
220
8
螺孔/孔长
D/l
24/40
12
垫板
弧长
2330
鞍座质量
Kg
160
鞍座位置的确定
因为当外伸长度A=时，双支座跨距中间截面的最大弯矩和支座截面处的弯矩绝对值相等，从而使上述两截面上保持等强度，考虑到支座截面处除弯矩以外的其他载荷，面且支座截面处应力较为复杂，故常取支座处圆筒的弯矩略小于跨距中间圆筒的弯矩，通常取尺寸A不超过值，为此中国现行标准JB 4731《钢制卧式容器》规定A≤=（L+2h），A最大不超过.否则由于容器外伸端的作用将使支座截面处的应力过大。
——充液质量：
——附件质量：人孔质量为686kg，法兰和紧固件质量，其他接管质量总和估为400kg，即 。
综上所述， ，则有：
，每个鞍座承受的重量为 。
由此查容器支座，选取轻型，焊制为BI,包角为120 ，有垫板的鞍座。查得鞍座结构尺寸如下表3-2：
表3-2：鞍式支座结构尺寸
公称直径
DN
2000
腹板
设计压力取最大工作压力的倍，即
工作温度为 ，设计温度取
主要元件材料的选择
筒体、封头材料的选择
根据GB150-1998表4-1，选用筒体、封头材料为低合金钢Q345R（钢材标准为GB-6654） 。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（ ）的压力容器，取腐蚀余量 ，钢板负偏差C1=。
同上，取 ， 。则，封头的设计厚度 ，圆整后，名义厚度 ，有效厚度 ，封头型记做： 。
筒体和封头的结构设计
封头的结构尺寸
由 ，得 ，查标准JB/T4746-2002《钢制压力容器用封头》中EHA椭圆形封头内表面积、容积，如下图，表3-1所示：
图椭圆形封头简图
表3-1：EHA椭圆形封头内表面积、容积
公称直径DN /mm
The horizontal design of its medium tanks of liquefied petroleum gas . Liquefied petroleum gas is a basic chemical raw materials and new fuel has become more and more attention. In the chemical production , liquefied petroleum gas through isolated ethylene , propylene, butylene , butadiene , etc., for production of plastics, synthetic rubber , synthetic fibers and the production of pharmaceuticals , explosives , dyes and other products. LPG is composed of hydrocarbons , mainly composed of propane , butane and other departments or alkyl vinyl and so on. Percent propane plus butane consolidated over 60% lower than this ratio can not be called LPG .
液化石油气特点
气态的液化石油比空气重约倍，该气体的空气混合物爆炸范围是%~%，遇明火即发生爆炸。所以使用时一定要防止泄漏，不可麻痹大意，以免造成危害。因此，往槽车、贮罐以及钢瓶充灌时要严格控制灌装量，以确保安全。因为液化石油气是由多种碳氢化合物组成的，所以液化石油气的液态比重即为各组成成份的平均比重，如在常温20℃时，液态丙烷的比重为，液态丁烷的比重为～，因此，液化石油气的液态比重大体可认为在左右，即为水的一半。
总深度H /mm
内表面积A/
容积 /
2000
525
筒体的长度计算
，充装系数为,则： ,即可求得， ,计算得 ，取 。
鞍座选型和结构设计
鞍座选型
该卧式容器采用双鞍式支座，材料选用Q235-A。估算鞍座的负荷：
储罐总质量
——筒体质量：
——单个封头的质量：查标准JB/T4746-2002《钢制压力容器用封头》EHA椭圆形封头质量，可知，
查标准HG20580-1998《钢制化工容器设计基础规定》表7-5知,钢材的腐蚀裕量取 ，则筒体名义厚度 。圆整后，取名义厚度 ，筒体的有效厚度
圆筒厚度的设计
查标准JB/T4746-2002《钢制压力容器用封头》中表1，得公称直径 ，选用标准椭圆形封头,型号代号为EHA，根据GB150-1998中椭圆形封头计算中式7-1计算：
本次设计的步骤为：先根据容器要求确定压力容器所属类别，确定储罐主体及其接管所用材料、储罐主体的直径和长度，其次进行筒体和封头的壁厚计算并校核，然后计算人孔的开口补强面积和补强圈的厚度，再根据筒体和各个接管的总质量选择支座，最后进行安全阀的选型和校核。
关键词：液化石油气，压力容器，卧式储罐，设计
Abstract
摘要
本次设计的卧式储罐其介质为液化石油气。液化石油气是一种化工基本原料和新型燃料，已愈来愈受到人们的重视。在化工生产方面，液化石油气经过分离得到乙烯、丙烯、丁烯、丁二烯等，用来生产合塑料、合成橡胶、合成纤维及生产医药、炸药、染料等产品。液化石油气是由碳氢化合物所组成，主要成分为丙烷、丁烷以及其他烷系或烯类等。丙烷加丁烷百分比的综合超过60%，低于这个比例就不能称为液化石油气。
Features with flammable liquefied petroleum gas , liquefied petroleum gas tanks are dangerous with large storage containers . LPG tanks for hazardous characteristics , combined with the professional " process equipment and pressure vessel design " knowledge learned in the design fully consider the parameters of LPG tanks , LPG tanks to ensure safe operation , has important practical implications for the chemical industry .
The design procedure : first determining the pressure vessel Category determined over the tank body and the material used , the diameter and length of the main tank container according to requirements , and secondly the cylinder head wall thickness calculation and verification, then calculate the thickness of the manhole opening reinforcement area and reinforcement ring , and then choose based on the total mass of the cylinder and bearing various takeover , the final selection and check valve .
表1-2石油化工设备的腐蚀裕
腐蚀程度
极轻微腐蚀
轻微腐蚀
腐蚀
重腐蚀
腐蚀速率
腐蚀裕量
焊缝系数 ：根据《压力容器安全技术监察规程》规定，液化石油气储罐应视为第三类压力容器，筒体纵焊缝应采用全焊透双面焊缝，且100%无损探伤，所以 。
许用应力：假设钢板厚度在16~36mm之间，查表1-3，得 。
表1-3 Q345R在16-36mm范围下的许用应力
Q345R
在下列温度（℃）下的许用应力（MPa）
100
150
200
250
185
185
153
143
130
鞍座材料的选择
根据JB/T4731,鞍座选用材料为Q235-A，其许用应力
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
第三章设备的结构设计
圆筒、封头厚度的设计
Keywords :LPG；pressure vessels；horizontal tanks；design
第一章绪论
液化石油气贮罐的分类
目前我国普遍采用常温压力贮罐,常温贮罐一般有两种形式:球形贮罐和圆筒形贮罐。球形贮罐和圆筒形贮罐相比:前者具有投资少,金属耗量少,占地面积少等优点,但加工制造及安装复杂,焊接工作量大,故安装费用较高。一般贮存总量大于500立方米或单罐容积大于200立方米时选用球形贮罐比较经济；而圆筒形贮罐具有加工制造安装简单,安装费用少等优点,但金属耗量大、占地面积大。圆筒形贮罐按安装方式可分为卧式和立式两种。在一般中、小型液化石油气站内大多选用卧式圆筒形贮罐,只有某些特殊情况下(站内地方受限制等)才选用立式。所以在总贮量小于500立方米,单罐容积小于100立方米时选用卧式贮罐比较经济。
设计题目
液化石油气卧式储罐的设计
设计数据
表1-1：设计数据
序号
项目
数值
单位
备注
1
名称
液化石油气储罐
2
用途
液化石油气储配站
3
最大工作压力
MPa
4
工作温度
50
5
公称直径
2000
mm
6
容积
30
7
单位容积充装量
t/
8
装量系数
9
工作介质
液化石油气（易燃）
10
其他要求
100%无损检测
设计压力、温度
圆筒厚度的设计
计算压力 ：
液柱静压力:
,
故液柱静压力可以忽略，即 。
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 下，屈服极限强度 ，许用应力 利用中径公式，计算厚度： 。
查标准HG20580-1998《钢制化工容器设计基础规定》表7-1知，钢板厚度负偏差为，而有GB150-1998中知，钢材的厚度负偏差取 。
The main design criteria are : " Stationary Pressure Vessels ", " Safety Technology Supervision pressure vessel ", JB4731-2005 " steel horizontal container ." There are various parts standard : JB / T 4736-2002 " reinforcing circle ", HG 20592-20614 " steel pipe flanges , gaskets , fasteners ", JB / T " saddle mount " , HG205 " steel manholes and hand holes " and so on .
液化石油气具有易燃易爆的特点，液化石油气储罐属于具有较大危险的储存容器。针对液化石油气储罐的危险特性，结合本专业《过程设备与压力容器设计》所学的知识，在设计上充分考虑液化石油气储罐各项参数，确保液化石油气储罐能安全运行，对化工行业具有重要的现实意义。
本次设计的主要标准有：《固定式压力容器》、《压力容器安全技术监察规程》、JB4731-2005《钢制卧式容器》。各零部件标准主要有：JB/T 4736-2002《补强圈》、HG 20592-20614《钢制管法兰、垫片、紧固件》、JB/T《鞍式支座》、HG205《钢制人孔和手孔》等。
卧式液化石油气贮罐设计的特点
卧式液化石油气贮罐也是一个储存压力容器,也应按GB—150《钢制压力容器》进行制造、试验和验收，并接受劳动部颁发《压力容器安全技术监察规程》(简称容规)的监督。液化石油气贮罐,不论是卧式还是球罐都属第三类压力容器。贮罐主要有筒体、封头、人孔、支座以及各种接管组成。贮罐上设有液相管、液相回液管、气相管、排污管以及安全阀、压力表、温度计、液面计等。
10
垫板
430
允许载荷
Q/kN
300
筋板
330
10
鞍座高度
h
Байду номын сангаас250
190
e
80
底板
1420
260
螺栓间距
1260
220
8
螺孔/孔长
D/l
24/40
12
垫板
弧长
2330
鞍座质量
Kg
160
鞍座位置的确定
因为当外伸长度A=时，双支座跨距中间截面的最大弯矩和支座截面处的弯矩绝对值相等，从而使上述两截面上保持等强度，考虑到支座截面处除弯矩以外的其他载荷，面且支座截面处应力较为复杂，故常取支座处圆筒的弯矩略小于跨距中间圆筒的弯矩，通常取尺寸A不超过值，为此中国现行标准JB 4731《钢制卧式容器》规定A≤=（L+2h），A最大不超过.否则由于容器外伸端的作用将使支座截面处的应力过大。
——充液质量：
——附件质量：人孔质量为686kg，法兰和紧固件质量，其他接管质量总和估为400kg，即 。
综上所述， ，则有：
，每个鞍座承受的重量为 。
由此查容器支座，选取轻型，焊制为BI,包角为120 ，有垫板的鞍座。查得鞍座结构尺寸如下表3-2：
表3-2：鞍式支座结构尺寸
公称直径
DN
2000
腹板
设计压力取最大工作压力的倍，即
工作温度为 ，设计温度取
主要元件材料的选择
筒体、封头材料的选择
根据GB150-1998表4-1，选用筒体、封头材料为低合金钢Q345R（钢材标准为GB-6654） 。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（ ）的压力容器，取腐蚀余量 ，钢板负偏差C1=。
同上，取 ， 。则，封头的设计厚度 ，圆整后，名义厚度 ，有效厚度 ，封头型记做： 。
筒体和封头的结构设计
封头的结构尺寸
由 ，得 ，查标准JB/T4746-2002《钢制压力容器用封头》中EHA椭圆形封头内表面积、容积，如下图，表3-1所示：
图椭圆形封头简图
表3-1：EHA椭圆形封头内表面积、容积
公称直径DN /mm
The horizontal design of its medium tanks of liquefied petroleum gas . Liquefied petroleum gas is a basic chemical raw materials and new fuel has become more and more attention. In the chemical production , liquefied petroleum gas through isolated ethylene , propylene, butylene , butadiene , etc., for production of plastics, synthetic rubber , synthetic fibers and the production of pharmaceuticals , explosives , dyes and other products. LPG is composed of hydrocarbons , mainly composed of propane , butane and other departments or alkyl vinyl and so on. Percent propane plus butane consolidated over 60% lower than this ratio can not be called LPG .
液化石油气特点
气态的液化石油比空气重约倍，该气体的空气混合物爆炸范围是%~%，遇明火即发生爆炸。所以使用时一定要防止泄漏，不可麻痹大意，以免造成危害。因此，往槽车、贮罐以及钢瓶充灌时要严格控制灌装量，以确保安全。因为液化石油气是由多种碳氢化合物组成的，所以液化石油气的液态比重即为各组成成份的平均比重，如在常温20℃时，液态丙烷的比重为，液态丁烷的比重为～，因此，液化石油气的液态比重大体可认为在左右，即为水的一半。
总深度H /mm
内表面积A/
容积 /
2000
525
筒体的长度计算
，充装系数为,则： ,即可求得， ,计算得 ，取 。
鞍座选型和结构设计
鞍座选型
该卧式容器采用双鞍式支座，材料选用Q235-A。估算鞍座的负荷：
储罐总质量
——筒体质量：
——单个封头的质量：查标准JB/T4746-2002《钢制压力容器用封头》EHA椭圆形封头质量，可知，
查标准HG20580-1998《钢制化工容器设计基础规定》表7-5知,钢材的腐蚀裕量取 ，则筒体名义厚度 。圆整后，取名义厚度 ，筒体的有效厚度
圆筒厚度的设计
查标准JB/T4746-2002《钢制压力容器用封头》中表1，得公称直径 ，选用标准椭圆形封头,型号代号为EHA，根据GB150-1998中椭圆形封头计算中式7-1计算：
本次设计的步骤为：先根据容器要求确定压力容器所属类别，确定储罐主体及其接管所用材料、储罐主体的直径和长度，其次进行筒体和封头的壁厚计算并校核，然后计算人孔的开口补强面积和补强圈的厚度，再根据筒体和各个接管的总质量选择支座，最后进行安全阀的选型和校核。
关键词：液化石油气，压力容器，卧式储罐，设计
Abstract
摘要
本次设计的卧式储罐其介质为液化石油气。液化石油气是一种化工基本原料和新型燃料，已愈来愈受到人们的重视。在化工生产方面，液化石油气经过分离得到乙烯、丙烯、丁烯、丁二烯等，用来生产合塑料、合成橡胶、合成纤维及生产医药、炸药、染料等产品。液化石油气是由碳氢化合物所组成，主要成分为丙烷、丁烷以及其他烷系或烯类等。丙烷加丁烷百分比的综合超过60%，低于这个比例就不能称为液化石油气。
Features with flammable liquefied petroleum gas , liquefied petroleum gas tanks are dangerous with large storage containers . LPG tanks for hazardous characteristics , combined with the professional " process equipment and pressure vessel design " knowledge learned in the design fully consider the parameters of LPG tanks , LPG tanks to ensure safe operation , has important practical implications for the chemical industry .
The design procedure : first determining the pressure vessel Category determined over the tank body and the material used , the diameter and length of the main tank container according to requirements , and secondly the cylinder head wall thickness calculation and verification, then calculate the thickness of the manhole opening reinforcement area and reinforcement ring , and then choose based on the total mass of the cylinder and bearing various takeover , the final selection and check valve .
表1-2石油化工设备的腐蚀裕
腐蚀程度
极轻微腐蚀
轻微腐蚀
腐蚀
重腐蚀
腐蚀速率
腐蚀裕量
焊缝系数 ：根据《压力容器安全技术监察规程》规定，液化石油气储罐应视为第三类压力容器，筒体纵焊缝应采用全焊透双面焊缝，且100%无损探伤，所以 。
许用应力：假设钢板厚度在16~36mm之间，查表1-3，得 。
表1-3 Q345R在16-36mm范围下的许用应力
Q345R
在下列温度（℃）下的许用应力（MPa）
100
150
200
250
185
185
153
143
130
鞍座材料的选择
根据JB/T4731,鞍座选用材料为Q235-A，其许用应力
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
第三章设备的结构设计
圆筒、封头厚度的设计
Keywords :LPG；pressure vessels；horizontal tanks；design
第一章绪论
液化石油气贮罐的分类
目前我国普遍采用常温压力贮罐,常温贮罐一般有两种形式:球形贮罐和圆筒形贮罐。球形贮罐和圆筒形贮罐相比:前者具有投资少,金属耗量少,占地面积少等优点,但加工制造及安装复杂,焊接工作量大,故安装费用较高。一般贮存总量大于500立方米或单罐容积大于200立方米时选用球形贮罐比较经济；而圆筒形贮罐具有加工制造安装简单,安装费用少等优点,但金属耗量大、占地面积大。圆筒形贮罐按安装方式可分为卧式和立式两种。在一般中、小型液化石油气站内大多选用卧式圆筒形贮罐,只有某些特殊情况下(站内地方受限制等)才选用立式。所以在总贮量小于500立方米,单罐容积小于100立方米时选用卧式贮罐比较经济。