液氨储罐设计任务书
《化工机械基础》课程设计任务书-液氨储罐机械设计-毕业论文.doc
《化工机械基础》课程设计任务书目录第一部分设计绪论 (5)（1）设计任务、设计思想、设计特点 (5)（2）主要设计参数的确定及说明 (5)第二部分材料及结构的选择与论证 (7)（1）材料的选择与认证 (7)（2）结构的选择与认证 (7)第三部分设计计算 (10)（1）计算筒体的壁厚 (10)（2）计算封头的壁厚 (11)（3）水压试验压力及其强度校核 (11)（4）选择人孔并核算开孔补强 (12)（5）选择鞍座并核算承载能力 (14)第四部分主要附件的选用 (15)（1）选择液位计 (16)（2）各进出口的选择 (16)第五部分设计小结 (17)参考文献 (17)《化工机械基础》课程设计任务书1.设计题目：液氨储罐机械设计技术特性公称容积(m3) 25 公称直径Dg(mm) 2200介质液氨筒体长度L(mm) 7200设计压力(MPa) 3.6 工作温度(0C) ≤40℃厂址芜湖市推荐材料16MnR管口表编号名称公称直径(mm) 编号名称公称直径(mm)a1-2 液位计15 e 安全阀25b 进料管40 f 放空管25c 出料管20 g 人孔450d 压力表25 h 排污管40工艺条件图3.计算及说明部分内容（设计内容）：第一部分绪论：（1）设计任务、设计思想、设计特点；（2）主要设计参数的确定及说明。
第二部分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、鞍式支座的选择确定。
第三部分设计计算（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；第四章主要附件的选用（1）、液面计选择（2）、各进出口的选择（3）、压力表选择第五章设计小结附设计参考资料清单4．绘图部分内容：总装配图一张（1#）5．设计期限：1周（20123年 06 月 24 日—— 2013年 06月 30 日）6．参考资料：[1]《化工过程设备机械基础》，李多民、俞慧敏主编，中国石化大学出版社[2]《化工设备机械基础》，汤善甫朱思明主编，华东理工大学出版社。
课程设计液氨储罐设计
网络类：网址
10.参照文件要编序号 11.设计计算阐明书装订成册，装配图作为 附录折叠后装订在计算阐明书后。
28
五. 答辩问题 1.液氨储罐旳机械设计涉及哪些内容？ 2.设计参数中设计压力是怎样拟定旳？ 3.设计参数中焊接接头系数是怎样拟定？ 4.论述液氨旳性质并阐明怎样预防液氨泄 漏。
为便于计算设计压力可取最大操作压力 旳1.10倍。
征表； 罐体和封头旳材料一旦拟定，其设计温度 下旳许用应力可查教材P195-P208 表8-6 -表8-11. 液氨储罐筒体为板卷焊，封头一般选择半 椭圆型封头，根据焊接接头构造和无损探伤 百分比拟定焊接接头系数。
度。
液氨储罐常用玻璃管液面计，玻璃管液面计（HG-5-
227-80）按针形阀旳材料分为碳钢（Ⅰ类）和不锈钢
1Cr18Ni9（Ⅱ类）；按构造型式分为保温型（W型，
用加热蒸汽保温）和不保温型（D型）；按法兰密封
面旳型式分为光滑面（A型，管法兰 HG 5010-58）
和凸面（B型，凹凸面管法兰HG 5012-58）；玻璃管
2
液氨储罐设计 管口表
编号 名称
a1- 液面计 a2 b 人孔
公称直径 编 （mm） 号
e
f
名称 公称直径 （mm）
安全阀
放空管
c 进料管
g 排污管
d 出料管
3
液氨储罐设计: 设计参数
学号≤57旳同学选择序号1-10旳参数，学号尾数与序号 相同即为该同学旳技术特征表中旳设计参数
参数 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
按照储罐旳设计压力和设计温度选择各个工艺 接管旳法兰。参见第十章第二节管法兰连接内容。
卧式液氨储罐设计说明书
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：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。
由于时间仓促，如有不足之处，欢迎指正。
编者2012年11月目录1. 液氨储罐设计参数的确定 ............ 错误！未定义书签。
1.1.设计温度与设计压力的确定.......... 错误！未定义书签。
50立方米液氨储罐书
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： 50立方米液氨储罐设计学院：化工与材料工程学院专业：应用化学1402学号： 140140059 姓名：张震指导教师：周莉莉教研室主任（负责人）：顾明广2017年6月20日目录课程设计任务书.................................................. - 3 - 50m³液氨储罐设计............................................ - 3 - 课程设计内容.................................................... - 3 - 液氨物化性质及介绍.......................................... - 4 - 第一章设备的工艺计算....................................... - 4 -1.1设计储存量........................................... - 4 -1.2 设备的选型的轮廓尺寸的确定.......................... - 4 -1.3 设计压力的确定...................................... - 5 -1.4 设计温度的确定...................................... - 5 -1.5 主要元件材料的选择.................................. - 5 -第二章设备的机械设计....................................... - 6 -2.1 设计条件（见表2-1和表2-2）........................ - 6 -2.2 结构设计............................................ - 7 -2.2.1 材料选择....................................... - 7 -2.2.2 筒体和封头结构设计............................. - 7 -2.2.3 法兰的结构设计................................. - 7 -2.2.4 人孔、液位计结构设计........................... - 9 -2.2.5 支座结构设计................................. - 11 -2.2.6 焊接接头设计及焊接材料的选取................. - 14 -2.3 开孔补强计算........................................ - 15 -2.3.1补强设计方法判别............................... - 15 -2.3.2有效补强范围................................... - 16 -2.3.3 有效补强面积.................................. - 17 -2.3.4接管的多余面积................................. - 17 -2.3.5补强面积....................................... - 17 -第三章液面计的选用....................................... - 18 - 第四章视镜的选用......................................... - 18 - 第五章安全阀的选用....................................... - 18 - 第六章焊接接头的设计..................................... - 18 - 第七章垫片及螺栓的选择................................... - 18 - 课程设计总结............................................... - 19 - 参考文献................................................ - 19 -课程设计任务书50m³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。
30m3液氨储罐设计说明书
30m3液氨储罐设计说明书前言本说明书为《30m3液氨储罐设计说明书》。
本文采用分析设计方法，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1SW6-1998对其进行强度校核，最后形成合理的设计方案。
目录第一章绪论 (4)（一）设计任务 (4)（二）设计思想 (4)（三）设计特点 (4)第二章材料及结构的选择与论证 (4)（一）材料选择 (4)（二）结构选择与论证 (4)第三章设计计算 (6)（一）计算筒体的壁厚 (6)（二）计算封头的壁厚 (7)（三）水压试验及强度校核 (7)（四）选择人孔并开孔确定补强 (8)（五）核算承载能力并选择鞍座 (8)（六）选择液面计 (9)（七）选配工艺接管 (9)第四章设计汇总 (10)第五章结束语 (11)第六章参考文献 (11)第一章绪论（一）设计任务：针对化工厂中常见的液氨储罐，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。
（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部件大都有标准，设计时可直接选用。
本设计书主要介绍了液罐的的筒体、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。
第二章材料及结构的选择与论证（一）材料选择：纯液氨腐蚀性小,贮罐可选用一般钢材,但由于压力较大,可以考虑20R、16MnR这两种钢种。
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，且16MnR机械加工性能、强度和塑性指标都比较号，所以在此选择16MnR钢板作为制造筒体和封头材料。
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 。
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。
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。
20M3液氨储罐设计说明书
[ cr ] =B，所以 54.244Mpa≤59 Mpa，故应力校核合格。
四 封头的设计
标准椭圆形封头是中低压容器中经常采用的封头形式 ,其最新的 标准为 JB/T4746-2002.该标准规定以内径为公称直径的标准椭圆形封 头(代号 EHA)的直边高度只与公称直径有关 DN≤2000mm 时,直边高度为 25mm； DN>2000mm 时,直边高度为 40mm。 由于所设计的筒体公称直径 DN=1900mm<2000mm， 所以直边高度为 25mm， 又根据《EHA 椭圆形封头内表面积及容积》查得：DN=1900mm
3
压力容器通常采用钢板经过成型焊接而成，法兰视具体情况可 采用钢板或锻件，螺栓和螺柱应采用钢棒，接管一般应采用无缝 钢管，支座所用材料涉及钢板，型钢及钢管，因为使用温度在 -20℃～50℃，设计压力为 2.0MPa，所以选用 16MnR， 封头采用 标准椭圆形封头，同样采用 16MnR。 16MnR 的使用温度为-20～475℃，设计压力 p≤35MPa，对容 器中的介质没有限制，是压力容器专用钢。
q
mg =34677.891N/m L
a=0.5 Ri =0.48 m
R
ql 2 =116170.935N
(0.5L) 2 M R(0.5L a) q =13824.2676N m 2
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
8
即
max
PD M =64.807Mpa 4 e 0.785D 2 e
其强度条件为
m a x [ ]t =170 Mpa
M =54.244Mpa 0.785D2 e
液氨储罐的设计说明书
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。
_液氨储罐设计说明书[] (修复的)
![_液氨储罐设计说明书[] (修复的)](https://img.taocdn.com/s3/m/f001352355270722192ef73c.png)
目录目录一.设计条件及设计任务 (2)二.压力容器种类的确定和材料的选用 (3)三.设计温度，A、B类焊接接头与设计压力的确定 (4)四.筒体和封头壳体厚度设计及其校核 (5)五.封头的设计 (10)六.零部件设计 (11)八.焊接接头设计 (18)九.结束语 (20)十.参考文献 (20)b.液氨储罐经常置于室外，罐内液氨的温度和压力直接受到大气温度的影响，在夏季储罐经常受太阳暴晒，液氨温度可达40℃以上，随着气温的变化，储罐的操作压力也不断变化。
但太原地区夏季最高气温也达不到50℃，因此液氨储罐的操作温度可取50℃。
16MnR的使用温度为-20～475℃，设计压力p≤35MPa，对容器中的介质没有限制，是压力容器专用钢。
三设计压力、A/B类焊接接头的设计及设计温度的确定１．设计温度的确定根据液氨储罐工作温度为-20～48℃所以选择设计温度t=50℃2壳体2.A/B类焊接接头的设计封头与圆筒连接属A类焊缝，采用双面对接焊焊接接头形式。
接头坡口设计形式为X形，局部无损检测，φ=0.85。
3．设计压力的确定经查下表得50℃下液氨饱和蒸汽压为 1.925MPa，所以工作压力W p=<1.925－0.101）MPa=1.824MPa，设计压力为容器的设计载荷条件之一，其值不得低于最高工作压力，而最高工作压力系指容器顶部在正常工作过程中可能产生的最高表压。
装设安全阀的容器，考虑到安全阀开启动作的滞后，容器不能及时泄压，设计压力不得低于安全阀的开启压力，通常可取最高工作压力的1.05~1.10倍，所以设计压力P=2.0Mpa。
并查得下表：焊接，在压力容器制造中使用十分广泛。
焊条的选择：同种材料之间用E5016，例如筒体与封头的焊接，不同中材料之间采用E403，如接管与法兰或与筒体的焊接。
九结束语这次的课程设计是对大学以来已修学科《过程装备基础》方面内容比较系统的实习，是在实践中考察我们学习和掌握能力的程度。
15M3液氨储罐设计课程设计
中北大学课程设计说明书学生姓名：学号：学院：机械与动力工程学院专业：过程装备与控制工程题目：（15）M3液氨储罐设计指导教师：职称:20 年月日中北大学课程设计任务书2013/2014 学年第二学期学院：机械与动力工程学院专业：过程装备与控制工程学生姓名：学号：课程设计题目：（15）M3液氨储罐设计起迄日期：06 月16 日～06月27日课程设计地点：校内指导教师：基层教学组织负责人：下达任务书日期: 20 年06月16日课程设计任务书课程设计任务书课程设计任务书目录设计任务书1 前言 (1)2 设计选材及结构 (1)2.1 工艺参数的设定 (1)2.1.1设计压力 (1)2.1.2设计温度 (1)3 设计计算 (2)3.1 筒体的直径D，长度L和标准椭圆封头的公称直径D’ (2)3.2筒体壁厚计算 (2)3.3标准椭圆封头壁厚计算 (3)3.4压力试验 (3)4 附件的选择 (4)4.1人孔的选择 (4)4.2人孔补强的计算 (5)4.3进出料接管的选择 (7)4.4液面计的设计 (8)4.5安全阀的选择 (9)4.6排污管的选择 (9)4.7压力表接口的选择 (9)4.8放空口的选择 (10)4.9 气氨出口的选择 (10)4.10 鞍座的选择4.10.1鞍座结构和材料的选取 (10)4.10.2容器载荷计算 (11)4.10.3鞍座选取标准 (12)4.10.4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 容器校核 ............................................................................................ 错误！未定义书签。
7 总结 (28)1、前言液氨是一种无色液体。
液氨储罐设计..
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m m5.11.0152=⨯==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。
50立方米液氨储罐设计说明书
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：50立方米液氨储罐设计学院：化工与材料工程学院专业：应用化学1402学号：140140059 ：震指导教师：周莉莉教研室主任（负责人）：顾明广2017年6月20日目录课程设计任务书................................................................................................................... - 3 - 50m³液氨储罐设计..................................................................................................... - 3 - 课程设计容............................................................................................................................ - 5 - 液氨物化性质及介绍.................................................................................................. - 5 - 第一章设备的工艺计算........................................................................................... - 6 -1.1设计储存量..................................................................................................... - 6 -1.2 设备的选型的轮廓尺寸的确定............................................................. - 6 -1.3 设计压力的确定 ........................................................................................ - 7 -1.4 设计温度的确定 ........................................................................................ - 8 -1.5 主要元件材料的选择 ............................................................................... - 8 -第二章设备的机械设计........................................................................................... - 9 -2.1 设计条件（见表2-1和表2-2）......................................................... - 9 -2.2 结构设计.................................................................................................... - 10 -2.2.1 材料选择........................................................................................... - 10 -2.2.2 筒体和封头结构设计.................................................................... - 10 -2.2.3 法兰的结构设计 ............................................................................. - 11 -2.2.4 人孔、液位计结构设计................................................................ - 13 -2.2.5 支座结构设计................................................................................ - 15 -2.2.6 焊接接头设计及焊接材料的选取........................................... - 20 -2.3 开孔补强计算............................................................................................. - 21 -2.3.1补强设计方法判别.......................................................................... - 22 -2.3.2有效补强围........................................................................................ - 22 -2.3.3 有效补强面积.................................................................................. - 23 -2.3.4接管的多余面积 .............................................................................. - 23 -2.3.5补强面积............................................................................................ - 24 -第三章液面计的选用........................................................................................... - 24 - 第四章视镜的选用................................................................................................ - 24 - 第五章安全阀的选用........................................................................................... - 25 - 第六章焊接接头的设计 ...................................................................................... - 25 - 第七章垫片及螺栓的选择.................................................................................. - 25 - 课程设计总结............................................................................................................. - 26 - 参考文献 .............................................................................................................. - 27 -课程设计任务书50m³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。
- 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)。
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 (3)2 设计选材及结构 (4)2.1 工艺参数的设定 (4)2.1.1设计压力 (4)2.1.2筒体的选材及结构 (4)2.1.3封头的结构及选材 (4)3 设计计算 (6)3.1 筒体壁厚计算 (6)3.2封头壁厚计算 (6)3.3压力试验 (7)4 附件的选择 (8)4.1人孔的选择 (8)4.2人孔补强的计算 (8)4.3进出料接管的选择 (10)4.4液面计的设计 (11)4.5安全阀的选择 (12)4.6排污管的选择 (12)4.7 鞍座的选择 (12)4.7.1鞍座结构和材料的选取 (12)4.7.2容器载荷计算 (13)4.7.3鞍座选取标准 (14)4.7.4鞍座强度校核 (14)5 容器焊缝标准 (16)5.1压力容器焊接结构设计要求 (16)5.2筒体与椭圆封头的焊接接头 (16)5.3管法兰与接管的焊接接头 (16)5.4接管与壳体的焊接接头 (16)6 筒体和封头的校核计算 (18)6.1 筒体轴向应力校核 (18)6.1.1由弯矩引起的轴向应力 (18)6.1.2 由设计压力引起的轴向应力 (19)6.1.3 轴向应力组合与校核 (19)6.2筒体和封头切向应力校核 (20)7 总结 ...................................................................................................... 错误!未定义书签。
参考文献 .................................................................................................... 错误!未定义书签。
1 前言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。
pa0Mpa<≤属于中.6pM10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[]tσ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 =-⨯⨯⨯=-=ct ic 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 p t 7.216.225.125.1p 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=-⨯-+⨯=+=eeip δδσMpa (3.4)水压试验时的许用应力为Mp s5.29232500.19.09.0=⨯⨯=φσ S 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 2.5 450 480×12 450 670 600 320 214 256 4.2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。