20立方米液氨储罐设计说明书
液氨储罐设计全(1)
化工设备机械基础课程设计题目液氨储罐的设计系（院）专业班级学生姓名学号指导教师职称二〇一一年六月七日设计任务书一、设计时间安排从2011年05月16 日至2011年06月06日二、设计内容安排1.液氨储罐的结构设计2. 筒体及封头壁厚计算及其强度、稳定性校核（1）根据设计压力初定壁厚；（2）计算危险截面的重量载荷、风载荷、地震载荷；（3）计算危险截面的由各种载荷作用下的轴向应力；（4）计算危险截面的组合轴向拉应力和组合轴向压应力，并进行强度和稳定性校核。
3. 编写设计计算书一份三、设计条件表1接管表表2设计参数目录符号说明 (4)前言 (6)液氨储罐设计 (7)第一章设计参数的选择 (7)1.1、设计题目 (7)1.2、设计数据 (7)1.3、设计压力 (7)1.4、设计温度 (8)1.5、主要元件材料的选择 (8)1.5.1 筒体材料的选择 (8)1.5.2 鞍座材料的选择 (8)第二章设备的结构设计 (8)2.1、圆筒厚度的设计 (8)2.2、封头厚度的设计 (9)2.3、筒体和封头的结构设计 (10)2.3.1 封头的结构尺寸 (10)2.3.2 筒体的长度计算 (10)2.4、鞍座选型和结构设计 (10)第三章：容器强度的校核 (12)3.1水压试验应力校核 (12)3.2.筒体轴向弯矩计算 (12)3.3筒体轴向应力计算与校核 (13)3.3.1圆筒中间横截面上，由压力及轴向弯矩引起的轴向应力 (13)3.3.2由压力及轴向弯矩引起的轴向应力 (13)3.3.3筒体轴向应力校核 (14)3.4.筒体和封头中的切向剪应力计算与校核 ....................................................................... 14 3.5.无加强圈筒体的周向应力计算与校核 ........................................................................... 15 3.6鞍座应力计算与校核 . (15)3.6.1.腹板水平应力及强度校核 .................................................................................... 15 3.6.2 鞍座有效断面应力校核 (14)第四章 开孔补强设计 (16)4.1 补强设计方法判别 .......................................................................................................... 16 4.2有效补强范围 . (17)4.2.1有效宽度B 的确定 ............................................................................................... 17 4.2.2有效高度的确定 .................................................................................................... 17 4.3 有效补强面积 (17)4.3.1 筒体多余面积 ....................................................................................................... 18 4.3.2接管的多余面积 .................................................................................................... 18 4.3.3焊缝金属截面积 .................................................................................................... 18 4.4.补强面积 (18)结束语 ........................................................................................................................................ 19 主要参考资料 (19)符号说明：A----鞍座底板中心线至封头切线的距离，2mm ；B----设计温度下，按GB150外压设计方法确定的数值，MPa ；o B ----常温下，按GB150外压设计方法确定的数值，MPa ；i D ----筒体内直径，mm ； oD ----筒体外直径，mm ；F ----每个支座的反力，N ；19K K -----系数，查表71,79:；L ----封头切线间的距离；1M ----圆筒中间处的轴向弯矩，m N ⋅；2----支座处圆筒的轴向弯矩，；m N ⋅a R ----圆筒的平均半径，,2na i R R mmδ=+；iR ----圆筒的内半径，mm ；b----支座的轴向宽度，mm ；1b ----加强圈的宽度，mm ；2b -----圆筒的有效厚度，取2b b mm=+；4b -----支座垫板宽度；g -----重力加速度；ih ----封头曲面深度；k ----系数。
液氨储罐
[σ ]t ——钢板在设计温度下的许用应力，MPa；
—焊接接头系数，其值为1；
： 将数值代入公式计算出筒体的计算厚度为
δ
pcDi
2σt
p
2
1.6 3200 170 1 1.6
15.13 mm
由于液氨对金属有一定的腐蚀，取腐蚀裕量C2=2mm，故筒体的设 计厚度为：
由钢板厚度负偏差表查得C1=0.8mm，故名义壁厚为： 圆整后取δn=18mm。
• 有效宽度B
B 2d
B d 2δn 2δnt
二者得出数值，较大的则为有效宽度
有效高度h
外侧高度h1
h1 dδnt
h1 接管实管实际外伸
二者得出数值，较小的则为外侧2 接管实管实际外内伸
二者得出数值，较小的则为内侧高度
• 补强面积 Ae
开孔补强的计算
• 在开孔或安装接管处一般采取相应的补强措施。容器开孔后，在 空附近的局部地区，应力会达到很大的数值。这种局部的应力增 长现象叫做“应力集中”。在应力集中区域的最大应力值，称为 “应力峰值”，通常用σmax表示。
• 引起开孔附近应力集中现象的基本原因是结构的连续性被破坏。 在开孔处，壳体和接管的变形不一致。为了使二者在连接之后的 变形协调一致，连接处便产生了附加内力，主要是附加弯矩。由 此产生的附加弯曲应力，便形成了连接处局部地区的应力集中。
名义厚度为：
δn δd C1 17.09 0.8 17.89 mm
圆整后取δ n=18mm。 查得标准椭圆形封头的直边高度(JB/T4737-95)为 h0=40mm
水压试验
容器制成以后，必须做压力试验或增加气密性试验，其目的是在于检 验容器的宏观强度和有无渗漏现象，即考察容器的密封性，以确保 设备的安全运行。对需要进行焊后热处理的容器，应在全部焊接工 作完成并经热处理之后，才能进行压力试验和气密性试验；对于分 段交货的压力容器，可以分段热处理，在安装工地组装焊接，并对 焊接的环焊缝进行局部热处理之后，再进行压力试验。
20立方米中压液氩储罐设计说明书
20立方米中压液氩储罐设计说明书本设计说明书的目的是编制一份对于20立方米中压液氩储罐的详细设计说明书。
液氩储罐是在冷藏和储存液态氩的过程中必不可少的设备,依据设计参数的不同分为低、中、高压液氩储罐。
本说明书涉及的20立方米中压液氩储罐,属于中压液氩储罐的一种,下面详述其设计说明。
一、设计参数1. 容积：20立方米；2. 工作压力：1.6MPa；3. 设计压力：1.8MPa。
二、设计方案中压液氩储罐是承压容器,其设计需要满足GB150《钢制压力容器》和GB700《碳素结构钢》的相关标准要求和规范。
同时,根据储罐的使用特点,以及液氩对工作环境的要求,本设计采用多种措施保证储罐运行的安全、稳定和环保。
1. 储罐壁体储罐壁体采用Q345R碳素结构钢制造,采用先进的自动焊接工艺进行对接,通过X射线成像等多项无损检查技术,确保焊接质量和容器完整性。
在保证强度和密封性的同时,优化结构设计,减少钢材的用量。
2. 内胆储罐内部采用304或316不锈钢制造的内胆,有效保障液氩的质量和安全。
内胆表面采用抛光处理,防止污染和水滴残留,以便清洁。
3. 绝热层储罐的绝热层应采用优质隔热材料,如蒙托石棉砖、硅酸铝毡等,有效降低储罐内液氩的蒸发率。
4. 管路系统储罐设置进、出气管线,采用不锈钢管、铜管或者镀锌钢管,管道连接要求同时满足密封、耐腐蚀、抗震,安装要合理,方便维护检修。
5. 安全保护措施储罐设置安全阀、液位计、压力计、温度计等监测仪表和自动保护装置,当出现异常情况时,及时报警并采取有效措施避免事故发生。
三、总结20立方米中压液氩储罐设计说明书要求对各种细节和要求达到一定的标准以便让储罐达到安全,环保和长期稳定的运行状态。
在设计的同时,制造厂商应该严格贯彻每一个设计规范和标准,并对储罐用于工业生产的过程中,液体氩泄漏等风险进行充分评估和控制,确保使用过程中的安全性、可靠性和环保性。
液氨储罐的设计
燕京理工学院Yanching Institute of Technology（2018）届本科生化工设备机械基础大作业题目：液氨储罐的设计学院：化工与材料工程学院专业：应用化学学号： 140140023 姓名：游超杰指导教师：周莉莉2017年6月30日目录1、设计任务书12、前言33.设计方案43.1设计依据及原则43.2、设计要求5技术特性表54、设计计算74.1、圆筒厚度设计74.2、封头壁厚设计84.3、水压试验及强度校核95、选择人孔并核算开孔补强105.1、人孔参数确定105.2、开孔补强的计算116、接口管设计146.1、进料管146.2、出料管146.3、液位计接口管146.4、放空阀接口管156.5、安全阀接口管156.6、排污管156.7、压力表接口157、鞍座负载设计15首先粗略计算鞍座负荷157.1、罐体质量m1167.2、封头质量m2167.3、液氨质量m3167.4、附件质量m4178、设计汇总181、设计任务书课题：液氨储罐的设计（家乡XX）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=12mm3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，开孔补强下达时间：2017年6月16日完成时间：2017年6月30日2、前言本次课程设计是化工与材料工程学院，应用化学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。
NH3气氨相对密度(空气＝1)：0.59，分子量为17．04.液氨的密度是0.562871Kg/L(50℃) 。
化工设备课程设计 液氨储罐容器设计书明书
液氨储罐容器设计班级：1020621学号：27姓名：杜国良指导老师：董光荣目录序号说明 (4)前言 (5)第一章概述 (6)1.1、设计条件 (6)1.1.1、设备类型： (6)1.1.2、原始参数： (6)1.1.3、本储罐技术要求 (6)1.2、设计依据 (6)1.2.1、液氨储罐的使用环境： (6)1.2.2、理论依据： (6)1.3、设备结构形式概述 (6)第二章罐体设计 (8)2.1、罐体结构 (8)2.2、焊接方式 (8)2.3、选择液氨储罐材料 (8)2.3.1、储罐操作条件 (8)2.3.2、材料选择 (8)2.4、罐体壁厚设计 (8)2.4.1、罐体壁厚计算 (8)2.4.2、校核罐体水压试验强度 (9)第三章封头设计 (10)3.1、封头结构 (10)3.2、计算封头厚度 (10)3.3、校核封头水压试验强度 (10)第四章人孔设计 (12)4.1、人孔的选择 (12)4.2、人孔的开孔位置 (12)4.3、人孔图表 (12)第五章鞍座设计 (15)5.1、鞍座负荷计算 (15)m (15)5.1.1、罐体质量1m (15)5.1.2、封头质量2m (15)5.1.3、液氨质量3m (16)5.1.4、附件质量4第六章接管设计 (17)6.1、液氨进料管 (17)6.2、液氨出料管 (17)6.3、排污管 (17)6.4、安全阀接口管 (17)6.5、压力表接口管 (17)6.6、液面计接管 (17)6.7、放空管接管 (18)第七章液氨储罐总装配图 (19)参考文献 (20)总结语 ................................................................................................................ 错误！未定义书签。
序号说明Di ----- 圆筒或封头内径，mm；Pc ----- 计算压力，MPa；P ---- 设计压力，MPa；PT ---- 液压试验压力，MPa；[Pw]-----圆筒或封头的最大允许工作压力，MPa；δ ----- 圆筒或封头的计算厚度，mm；δd ---- 圆筒或封头的设计厚度，mm；δn ----- 圆筒或封头的名义厚度，mm；δe ----- 圆筒或封头的有效厚度，mm；[σ]t ----- 圆筒材料在设计温度下的许用应力，MPa；σT---- 圆筒壁在试验压力下的计算应力，MPa;σS---- 圆筒材料的屈服点；tδ - ----- 圆筒或球壳材料在设计温度下的计算应力，MPa；φ ------ 焊接接头系数；C1 ---- 钢板厚度的负偏差，mm；C2 ---- 腐蚀裕量，mm；C ------- 厚度附加量，mm；L—储罐总长度，mm；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。
卧式液氨储罐课程设计说明书
卧式液氨储罐课程设计说明书3.1 设计任务：针对化工厂中常见的卧式液氨储罐，完成主体设备的工艺设计和附属设备的选型设计，=1000mm，罐体（不包括绘制总装配图。
本次设计的卧式液氨储罐的工艺尺寸为：储罐径Di封头）长度L=1200mm，使用地点：新疆。
3.2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，这样设计有章可循，并考虑到结构方面的要求，综合的进行设计。
3.3 设计特点：容器的设计一般由筒体,封头，法兰，支座，接管等组成。
常，低压化工设备通用零部件大都有标准，设计师可直接选用。
本设计书主要介绍了液罐的筒体，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使用标准，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。
四、设备材料及结构的选择4.1材料选择根据本次课程设计的安排和要求，本次设计采用Q235-C号钢。
所以在此选择Q235-C钢板作为制造筒体和封头材料。
4.2结构选择4.2.1 封头的选择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。
4.2.2容器支座的选择容器支座有鞍座,圈座和支腿三种,用来支撑容器的重量。
鞍式支座是应用最广泛的一种卧式支座。
从应力分析看，承受同样载且具有同样截面几何形状和尺寸的梁采用多个支承比采用两个支承优越，因为多支承在粱产生的应力较小。
所以，从理论上说卧式容器的支座数目越多越好。
但在是实际上卧式容器应尽可能设计成双支座，这是因为当支点多于两个时，各支承平面的影响如容器简体的弯曲度和局部不圆度、支座的水平度、各支座基础下沉的不均匀性、容器不同部位抗局部交形的相对刚性等等，均会影响支座反力的分市。
20M3液氨储罐设计说明书
又根据《EHA椭圆形封头内表面积及容积》查得：DN=1900mm时，总深度H=500mm，内表面积A=4.0624 ，容积V=0.9687
所以，封头设计为EHA1900×11-16MnR JB/T4746-2002
见下图
五 零部件的设计
１．人孔的设置
人孔即检查孔。压力容器开设检查孔目的是为了检查压力容器在使用过程中是否产生裂纹，变形，腐蚀等缺陷以及装拆设备的内部零部件，一般设备的公称直径在900mm以下时可根据需要设置适当数量的手孔，超过900mm时应开设人孔。人孔有圆形和长圆两种。人孔大小的设置原则是方便人的进出，因此，圆形人孔的公称直径规定为400～600mm，所以本次设计选择人孔公称直径为500 mm。
2.带补强圈的接管的焊接结构
作为开孔补强元件的补强圈，一方面要求尽量与补强出的壳体贴合紧密，另外与接管与壳体之间的焊接结构设计也应力求完善合理。
六 接管法兰的设计
PN2.5Mpa带颈对焊钢制管法兰及密封面尺寸
（mm）
公称直径DN
管外径
法兰外径D
法兰厚度C
法兰颈
法兰高度H
密封面d
密封面
螺栓孔中心圆直径k
N
A
B
20
25
105
16
40
40
6
40
56
2
75
25
32
115
16
46
46
6
40
65
2
85
32
38
140
18
56
56
6
42
76
2
100
40
45
上部：安全阀接口，气氨出口，放空口，液氨入口。
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
20立方米液氨储罐设计说明书
目录课程设计任务书 2 20m³液氨储罐设计 2 课程设计内容 3 液氨物化性质及介绍 31. 设备的工艺计算 31.1 设计储存量 31.2 设备的选型的轮廓尺寸的确定 31.3 设计压力的确定 41.4 设计温度的确定 41.5 压力容器类别的确定 42. 设备的机械设计 52.1 设计条件 52.2 结构设计 62.2.1 材料选择 62.2.2 筒体和封头结构设计 62.2.3 法兰的结构设计 6（1）公称压力确定 7（2）法兰类型、密封面形式及垫片材料选择 7（3）法兰尺寸 72.2.4 人孔、液位计结构设计 8（1）人孔设计 8（2）液位计的选择 92.2.5 支座结构设计 10（1）筒体和封头壁厚计算 10（2）支座结构尺寸确定 122.2.6 焊接接头设计及焊接材料的选取 14（1）焊接接头的设计 14（2）焊接材料的选取 162.3 强度校核 162.3.1 计算条件 162.3.2 内压圆筒校核 172.3.3 封头计算 182.3.4 鞍座计算 202.3.5 开孔补强计算 213. 心得体会 224. 参考文献 22课程设计任务书20m³液氨储罐设计一、课程设计要求：1.按照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.设计计算采用手算，要求设计思路设计思路清晰，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、原始数据设计条件表三、课程设计主要内容1.设备工艺设计2.设备结构设计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.总装配图一张 (A1图纸一张)课程设计内容液氨物化性质及介绍液氨，又称为无水氨，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。
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液氯储罐设计说明书
20M3液氯储罐设计说明书
设计说明书
1. 储罐概述：
储罐类型：液氯储罐
储罐容量：20立方米
储罐材质：选择适用于液氯存储的高品质不锈钢材料
储罐结构：立式
储罐设计压力：根据液氯的特性，设计压力为0.9MPa
2. 储罐结构设计：
2.1 外壳设计：
储罐外壳采用双层结构，内层为容纳液氯的容器，外层为保护罩，能够有效隔离外界热量。
2.2 支撑结构设计：
储罐底部通过支撑结构固定，确保储罐的稳定性。
2.3 底座设计：
储罐底部设置合适的底座，能够承受储罐的重量并分散压力。
3. 安全性设计：
3.1 防爆设计：
储罐内部和外部的电气设备和仪表具有防爆性能。
3.2 液位控制设计：
配备液位控制器，能够准确监测液氯的液位并发出警报。
3.3 安全阀设计：
安装安全阀，确保储罐内部的压力不超过设计压力。
3.4 泄漏监测和报警系统：
配备泄漏监测设备和报警系统，能够及时发现储罐泄漏并采取相应措施。
3.5 泄放系统设计：
设计泄放系统，以便在紧急情况下能够快速泄放液氯，确保储罐的安全。
4. 施工及验收：
4.1 施工标准：
储罐的施工应按照相关标准和规范进行，确保施工质量。
4.2 验收标准：
储罐的验收应符合国家相关法规和标准，确保储罐符合设计要求和使用要求。
5. 附件及辅助设备：
5.1 充装设备：
配备充装设备，方便将液氯注入储罐。
5.2 排放管道：
设计合适的排放管道，方便排放储罐内的废气。
5.3 泄放系统设备：
配备泄放系统设备，确保在紧急情况下能够快速泄放液氯。
25立方米液氨储罐设计说明书1
目录一、工艺设计 (1)1.1存储量设计 (1)1.2 设计压力的确定 (1)1.3设计温度 (2)二、结构设计 (2)2.1设计条件 (2)2.2结构设计 (3)2.2.1材料选择 (3)2.2.2筒体和封头结构设计 (4)2.2.3法兰设计 (5)2.2.4人孔、手孔、液面计结构设计 (7)2.2.5支座结构设计 (9)2.2.6焊接接头设计 (12)三、强度计算 (15)3.1容器的筒体和封头壁厚设计 (15)3.1.1容器的筒体和封头壁厚计算 (15)3.1.2压力容器水压试验 (16)3.2开孔补强计算 (16)一、工艺设计工艺设计的内容是根据设计任务提供的原始数据和生产工艺要求，通过计算和选型确定设备的轮廓尺寸。
1.1存储量设计设计存储量由式1-1进行计算：1-1 式中， -- 存储量，；-- 装量系数；-- 压力容器容积，-- 设计温度下饱和液体密度，。
1.2 设计压力的确定设计压力应根据最高工作压力来确定。
对于承装液化气体的压力容器，可根据《固定式压力容器安全技术监察规程》 TSG R0004-2009 中条例3.9.3来确定，常温储存液化气体压力容器温度下的工作压力按表1-1确定:表1-1 常温储存液化气体压力容器规定温度下的工作压力设计条件要求储罐无保冷设施，且临界温度为50，因此规定温度下的工作压力为50的饱和蒸汽压，液氨50时的饱和蒸汽压为1.968 。
1.3设计温度设计温度指容器在正常工作情况下，设定的元件金属温度（沿元件金属截面的平均温度值）。
设计温度与设计压力一起作为设计载荷条件。
设计温度不得低于元件金属在工作状态可能达到的最高温度。
对于0以下的金属温度，设计温度不得高于元件金属可能达到的最低温度。
由表1-2给出了液氨的饱和蒸汽压及密度：表1-2 液氨饱和蒸汽压及饱和液密度设计条件要求工作温度为-20—50，因此，设计温度为50。
二、结构设计2.1设计条件以结构设计条件表和管口表的形式列出，见表2-1和表2-2：表2-1 结构设计条件表表 2-2 管口表2.2结构设计化工设备的结构设计包括设备承压壳体（一般为筒体和封头）及其零部件的设计。
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。
20m3液氨储罐的设计
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液氯储罐设计说明书资料
20M³液氯储罐课程设计说明书学院：班级：姓名：学号：指导老师：完成时间：课程设计任务书课程设计要求及原始数据（资料）一：课程设计要求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：原始数据课程设计主要内容1设备工艺设计；2设备结构设计；3设备强度计算与校核；4技术条件编制；5绘制设备总装配图；6编制设计说明书。
学生应交出的设计文件（论文）2总装配一张（折合A1图纸一张）摘要液氯：化学名称：液态氯分子式：Cl2，分子量：70.906性能：液氯为黄绿色液体，沸点-34.6℃，溶点-100.98℃，在常压下即气化成气体，吸入人体能严重中毒，有剧烈刺激作用和腐蚀性，在日光下与其它易燃气体混合时发生燃烧和爆炸，氯是很活泼的元素，可以和大多数元素(或化合物)起反应。
液氯为黄绿色的油状液体，有毒，在15℃时比重为1.4256，在标准状况下，-34.6℃沸腾。
在-101.5℃时凝固，如遇有水份对钢铁有强烈腐蚀性。
液氯为基本化工原料，可用于冶金、纺织、造纸等工业，并且是合成盐酸、聚氯乙烯、塑料、农药的原料。
用高压钢瓶包装，净重500kg、1000kg，贮于阴凉干燥通风处，防火、防晒、防热。
用途：液氯一般气化后使用，用途较为广泛，为强氧化剂，用于纺织、造纸工业的漂白，自来水的净化、消毒，镁及其它金属的炼制，制取农药、洗涤剂、塑料、橡胶、医药等各种含氯化合物。
液氯属剧毒品，应储存在阴凉、通风的库房中，专库专储。
切勿与易燃物，易爆物及氨气共储或拼车运输。
目录课程设计任务书 (I)摘要...................................................................... I I 1．设备总体尺寸的确定..................................... 错误！未定义书签。
液氨储罐机械设计说明书
液氨储罐机械设计说明书第一章、绪论（一）、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。
（二）、液氨贮罐的分类及选型储罐的形状有圆形或球形。
圆筒形储罐两端的封头有椭圆形、球形、锥形和平盖等形状。
在本设计中由于设计体积较小且工作压力较小，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，故选用卧式圆筒形容器。
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。
选择化工容器的材料也是设计中的重要问题，应该综合考虑容器的操作条件和钢材的性能、价格等。
氨对钢材的腐蚀作用很小，但是，置于室外的液氨储罐，它的操作温度就是大气温度，它的操作压力就是操作温度对应的饱和蒸汽压。
随着气温的变化，液氨储罐的操作温度和压力也随之变化，制造储罐的钢材应能承受这种变化。
20立方米液氮立式储罐结构设计
成绩评定表课程设计任务书摘要氮气贮罐是储存氮气的压力容器，本次设计中详细制定了氮气储罐罐体部分的制作工艺和结构的设计。
根据压力容器的制造标准，此氮气储罐属于Ⅰ类压力容器。
其设计、制造、检验和验收应符合GB150.4－2010《固定式压力容器》的规定。
该产品主体部分由16MnR钢制作完成，其它配件部分由Q235钢制作完成。
而16MnR钢和Q235钢的力学性能和焊接性能均良好。
通过分析母材的各种性能以及氮储罐的结构特点，编制出适合氮气储罐的生产工艺流程。
主要为储罐的筒体制作工艺、贮罐的封头制作工艺和贮罐的总装配焊接工艺。
最后结合产品的技术要求，采用无损测和水压试验对氮气贮罐进行检验。
AbstractNitrogen storage tank is stored nitrogen pressure vessel, this design worked out in detail nitrogen storage tank part of the production process and structure design. According to the manufacturing standard of pressure vessel, the nitrogen storage tank belongs to class I pressure vessel. The design, manufacture, inspection and acceptance shall comply with the provisions GB150.4-2010 "fixed pressure vessel". The main part of the product is made of 16MnR steel, and other parts are made of Q235 steel. The mechanical properties and welding performance of 16MnR steel and Q235 steel are good. By analyzing the various properties of the base metal and the structural characteristics of the nitrogen storage tank, the production process of the nitrogen storage tank is prepared. Welding assembly for tank cylinder production process, the production process and the head tank storage tank. According to the technical requirements of the product, the nondestructive testing and pressure test of the nitrogen storage tank.目录1 结构设计 (1)1.1 设备设计主要技术指标： 01.2 罐体结构设计 02罐体、封头壁厚的设计 (1)2.1材料选择 (1)2.2设计条件 (2)2.3筒体壁厚计算 (2)2.4封头壁厚计算 (3)2校核罐体一封头液压试验强度 (4)2校核罐体一封头气压试验强度 (5)3 附件设计 (5)3.1支座 (5)3 储罐总质量m (5)3 罐体质量m (6)13封头质量m (6)2m (6)3 氮气质量33 附体质量m (6)43.1.6 支座选择 (8)3.2人孔 (9)3 人孔的设计 (9)3 人孔补强圈设计 (10)接管 (13)3 接管补强条件 (13)3 氮气出口管 (15)3 备用口 (16)3.3.6 排污口 (16)3.4压力表和安全阀 (16)3 压力表口 (16)3.4.2 安全阀口 (16)4水压试验 (17)5储罐防腐防锈处理 (18)6参考文献 (18)7心得体会 (18)压力容器体积V=2V 封头+ 4πD 2i L=20m 3得L=6369mm 圆整得L=6500mmV 实=2V 封头+ 2D 4i πL=2⨯+4π⨯2⨯=20.25m 3VV V —实⨯100%=1%<5% 不符合设计要求要根据VV V —实⨯100%>5% 可得L=7000mm综上所述，筒体的公称直径为D i =1900mm ，长度L=7000mm 。
- 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 2 20m³液氨储罐设计 2 课程设计容 3 液氨物化性质及介绍 31. 设备的工艺计算 31.1 设计储存量 31.2 设备的选型的轮廓尺寸的确定 31.3 设计压力的确定 41.4 设计温度的确定 41.5 压力容器类别的确定 42. 设备的机械设计 52.1 设计条件 52.2 结构设计 62.2.1 材料选择 62.2.2 筒体和封头结构设计 62.2.3 法兰的结构设计 6（1）公称压力确定 7（2）法兰类型、密封面形式及垫片材料选择 7（3）法兰尺寸 72.2.4 人孔、液位计结构设计 8（1）人孔设计 8（2）液位计的选择 92.2.5 支座结构设计 10（1）筒体和封头壁厚计算 10（2）支座结构尺寸确定 122.2.6 焊接接头设计及焊接材料的选取 14（1）焊接接头的设计 14（2）焊接材料的选取 162.3 强度校核 162.3.1 计算条件 162.3.2 压圆筒校核 172.3.3 封头计算 182.3.4 鞍座计算 202.3.5 开孔补强计算 213. 心得体会 224. 参考文献 22课程设计任务书20m³液氨储罐设计一、课程设计要求：1.按照国家最新压力容器标准、规进行设计，掌握典型过程设备设计的全过程。
2.设计计算采用手算，要求设计思路设计思路清晰，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、原始数据设计条件表三、课程设计主要容1.设备工艺设计2.设备结构设计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)课程设计容液氨物化性质及介绍液氨，又称为无水氨，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。
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。
液氨分子式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。
1． 设备的工艺计算工艺设计的容是根据设计任务提供的原始数据和生产工艺要求，通过计算和选型确定设备的轮廓尺寸。
1.1设计储存量tV W ρφ=式中：W ——储存量，t ； φ——装量系数；V ——压力容器容积；m 3t ——设计温度下的饱和溶液的密度，3m tW=0.85×20×0.563=9.57 t1.2 设备的选型的轮廓尺寸的确定根据设计要求，本设计为卧式容器，筒体采用圆筒形，封头采用标准椭圆形封头 查阅文献，筒体的基本参数如下：表1-1 筒体基本参数查阅文献确定椭圆形封头基本参数如下表：表1-2 椭圆形封头参数设备计算容积V 计=π/4×DN 2×L+V 封×2=π/4×2.0²×5.8+0.1257×2=20.46m ³ 实际工作容积V 工=V 计×f=20.46×0.85=17.39m ³1.3 设计压力的确定 查阅文献常温压力储存液化气体压力容器规定温度下的工作压力液氨液化气饱和蒸汽压及饱和液密度液氨临界温度为132.4℃，其50℃饱和蒸汽压为1.93MPa故其设计压力为P d=1.1×1.93=2.12 MPa0.6MPa≤ P d≤10MPa 属于中压容器1.4 设计温度的确定设备工作温度为-20℃~50℃，故其设计温度为50℃，在-20～200℃条件下工作属于常温容器。
1.5 压力容器类别的确定液氨属于液化气体，查阅文献［4］，可知属于第一组介质查第一组介质—压力容器类别划分图，可知20m³液氨储罐属于第Ⅲ类压力容器2．设备的机械设计2.1 设计条件（见表2-1和表2-2）表2-1设计条件表容备注工作介质液氨工作压力 Mpa 1.93设计压力 Mpa 2.12工作温度℃-20—50设计温度℃50公称容积（V g） m320计算容积（V计）m320.46工作容积（V工）m317.39装量系数 f 0.85介质密度（ρ）t/m0.563kg/表2-2 管口表2.2 结构设计2.2.1 材料选择一般而言，以强度为主的中压设备采用低合金钢为宜，而且低合金钢对液氨也具有良好的耐腐蚀率，可选用低合金钢，Q245R和Q345R这两种钢材可以满足要求。
由于Q345R许用应力高于Q245R,相同条件下，采用Q345R制造设备，可减小壁厚，减小设备重量，降低成本，同时壁厚减小，也可以为材料和设备的运输以及制造加工带来很大的方便，所以选择Q345R制造设备筒体和封头。
2.2.2 筒体和封头结构设计由表1-1可知筒体公称直径DN=2000mm ，长度L=5800mm由表1-2可知EHA标准椭圆形封头公称直径DN=2000mm 总深度H=525mm则其直边长h=25mm2.2.3 法兰的结构设计法兰有设备法兰和管法兰，设备筒体和封头焊接在一起，所以不需要设备法兰，只有管法兰。
（1）公称压力确定设备设计压力为2.12MPa，操作温度为-20~50℃，可选用锻件，材料选16MnⅡ查文献可知，在操作温度围，PN25材料为16MnⅡ的钢制管法兰最大允许工作压力为2.5MPa，满足设计要求，故管法兰公称压力为PN25（2）法兰类型、密封面形式选择液氨易挥发，为强渗透性的中度危害介质，查文献可知须采用带颈对焊型管法兰，面封面采用凹凸面密封。
（3）法兰尺寸查阅文献可知各法兰详细尺寸及法兰质量，详细见下图2-2和表2-3图2-2表2-3 PN25带颈对焊钢制法兰单位： mm接管代号公称尺寸DN钢管外径A1连接尺寸法兰厚度C法兰颈法兰高度H法兰质量M(kg) 法兰外径D螺栓孔中心圆直径K螺栓孔直径L螺栓孔数量n（个）螺栓ThN S≥H1≥RB 80 89 200 160 18 8 M16 24 105 3.212 8 58 5.02.2.4 人孔、液位计结构设计（1）人孔设计人孔的作用：为了检查压力容器在使用过程中是否产生裂纹、变形、腐蚀等缺陷以及装拆设备的部零件。
人孔的结构：人孔为组合件，包括承压零件筒节、端盖、法兰、密封垫片、紧固件等受压元件，以及人孔启闭所需要的轴、销、耳、把手等非受压件。
圆形人孔的公称直径规定为400~600mm容器公称直径大于或等于1000mm且筒体与封头为焊接连接时，至少设一个人孔。
卧式容器的筒体长度大于等于6000mm,应考虑设置2个以上人孔。
综合考虑，选择回转该带颈对焊法兰人孔，公称压力PN2.5,公称直径DN450，MFM型密封面,材料选用16MnR标记为：人孔 MFMⅢ s-35CM (NM-XB350) A 450-2.5 HG/T 21518-2005查阅文献，得本次选用回转盖带颈对焊法兰人孔结构尺寸，见下图2-3和表2-4表2-4 回转盖带颈对焊法兰人孔尺寸表MFM 2.5 450 480⨯12 456 670 600 250 121 42b1b2 A B L d0螺柱螺母螺柱总质量数量直径⨯长度41 46 375 175 250 24 20 40 M33⨯2⨯165 245图2-3 回转盖带颈对焊法兰人孔结构图（2）液位计的选择液位计是用以指示容器物料液面的装置，液位计的种类很多，常见的有许多包括玻璃管液面计、玻璃板液面计、浮标液面计、防霜液面计、磁性液位计等其中：玻璃管液面计和玻璃板液面计适用于工作温度在0℃以上；浮标液面计适用于常压设备；防霜液面计适用于液体温度在0℃一下的液体测量；液氨储罐工作温度在-20~50℃，设计压力为1.23MPa，以上三种都不适合。
磁性液位计适用于PN=1.6~16MPa，-40~300℃，液体密度≥0.45g/cm³，适合于液氨储罐根据设计要求选择磁性液位计，标记如下：HG/T 21584-95 UZ2.5M-1400-0.6 BF321C2.2.5 支座结构设计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。
腿式支座和支承式支座用于低矮立式设备的支承，耳式支座用于中小型立式圆筒形容器的悬挂式支承，裙式支座用于高大型高塔的支承，鞍式支座是卧式容器经常采用的支座形式，本设计也采用鞍式支座。
置于支座上的卧式容器，其情况和梁相似，有材料力学分析可知，梁弯曲产生的应力与支点的数目和位置有关。
当尺寸和载荷一定时多支点在梁产生的应力较小，因此支座数目似乎应该多些好。
对于大型卧式容器而言，一般情况采用双支座。
此外，卧式容器由于温度或载荷变化时都会产生轴向的伸缩，因此容器两端的支座不能都固定在基础上，必须有一端能在基础上滑动，以避免产生过大的附加应力。
通常的做法是将一个支座上的地脚螺栓孔做成长圆形，并且螺母不上紧，使其成为活动支座，而另一支座仍为固定支座。
所以本设计就采用这种双支座结构。
查阅文献，可知一边为F型，一边为S型。
鞍座的材料除垫板外都为Q235-B，加强垫板的材料与设备壳体材料相同为Q345R。
（1）筒体和封头壁厚计算○1筒体壁厚计算圆筒的设计压力为2.12 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。
在板厚3～16mm时取许用应力为189 Mpa。
液柱静压力ρgh=1×9.8×2000=0.02Mpa而ρgh ∕2.123=0.9% <5%所以可以忽略。
故筒体壁厚 [1]c t 2[]-i cP D P δσφ==(2.12×2000)/(2×-2.12)=11.28mm查得钢板厚度负偏差C 1=0.3mm,双面腐蚀取腐蚀裕量2C 2=㎜。
[1]筒体的设计厚度为：δd =δ+C 2=11.28+2=13.28mmδn =δd +C 1=13.28+0.3=13.58mm 对厚度进行圆整可得名义厚度为：n δ=14mm 确定用mm n 41=δ厚的Q345R 钢板制作筒体。
有效厚度2111.7e n C C mm δδ=--=mm○2封头壁厚计算 本容器用标准椭圆封头，厚度根据公式：[1] []20.5c itcP D P δσϕ⋅=-其中各数据跟筒体相同，[]20.5c itcP D P δσϕ⋅=- = (2.12×2000)/(2×-0.5×2.12)=11.25mm封头的设计厚度为：[2]δd =δ+C 2=11.25+2=13.25mmδn =δd +C 1=13.25+0.3=13.55mm 对厚度进行圆整可得名义厚度为：n δ=14mm 确定用mm n 41=δ厚的Q345R 钢板制作封头。