储罐设计

设计任务书

课程设计题目：103m液氯储罐设计

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、设计计算尽量采用电算，要求设计思路清晰，计算数据准确、可靠，正确掌握计算机操作和专业软件的使用。

4、工程图纸要求尽量采用手工绘图。

5、课程设计全部工作由学生本人独立完成。

6、按照标准格式编写说明书并装订成册。

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

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）：

1、设计说明书一份

2、总装配图一张（折合A1图纸一张）

绪论

本设计是针对《化工设备机械基础》这门课程所安排一次课程设计，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相关设计。

本设计的液料为液氯，它是一种黄绿色油状液体。分子式为Cl2 ,分子量：70.91。沸点-34.6℃，溶点-103℃，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。

液氯不会燃烧，但可助燃。一般可燃物大都能在氯气中燃烧，一般易燃气体或蒸汽也都能与氯气形成爆炸性混合物。氯气能与许多化学品如乙炔、松节油、乙醚、氨、燃料气、烃类、氢气、金属粉末等猛烈反应发生爆炸或生成爆炸性物质。它几乎对金属和非金属都有腐蚀作用。

第一章 参数的确定

1、设计温度

当元件金属温度不低于0℃时，设计温度不得低于元件金属可能达到的最高温度；当元件金属温度低于0℃时，其值不得高于元件金属可能达到的最低温度。

根据本设计工艺要求，使用地点为太原市的室外，用途为液氨储存，工作温度为-20~45℃,。为保证正常工作，对设计温度留有一定的富裕量，所以取最高设计温度t=50℃,根据储罐所处环境，最高温度为危险温度，所以选t=50℃为设计温度。 2、设计压力

该储罐用于液氯的储存，因此属于常温常压储存，工作压力为相应温度下的饱和蒸汽压，因此，不需设保温层。 在设计温度t=50℃：

液氯的密度为；332.13113112.1m kg m t ==ρ

饱和蒸汽压MPa P t 455.1=，(根据《常用物料物性数据》第一册482

P 图1-12-7氨的物理性能查得)

当内压容器上装有安全泄放装置时，其设计压力应根据不同形式的安全泄放装置确定，装设安全阀的容器，考虑到安全阀开启时工作的滞后容器不能及时泻压，设计压力不应低于爆破片的爆破力。

本设计中的设计压力P

设

MPa P t 6005.1455.11.11.1=⨯==,设计密度

332.13113112.1m kg m t ==ρ

第二章 工艺设计

1、液氯储罐的设计储存量 据式W=t V ρφ ，求储存量 式中：W — 储存量，t ；

φ — 装量系数，已给出φ90.0=； V — 储罐的容积；

t ρ —设计温度下的饱和液体密度，/t 3m . 1) 储罐的容积 公称容积 g V =封筒体V V 2+=L D 4

2

π （a ）

设 6~3=D L 取4=D L （a ）式得 g V =

L D 42

π=

3344

D D ππ

=⨯

已知：g V 10=3m ，得mm m D 3.14714713.1==,圆整得mm D 1500= 2、储罐的公称直径和长度

根据公称容积g V =310m .查《化工工艺设计手册》（上）132P 中的推荐尺寸。

取筒体尺寸N D 1500=mm 查得封头尺寸为（根据《补强圈钢制压力容器用封头》37P 。

34860.0m V = mm H 400= 2

5568.2m A =

由 mm L V L D V g 4.539405.14

22

=⇒⨯=+

π 圆整得5400=L mm

则()6,36.315005400∈==D L 符合要求

则332

32

1

5.101054004

)101500(4860.024

2m L D V V =⨯⨯⨯+

⨯=+=--ππ

3245.95.109.0m V V =⨯==

φ

3、储存量

t V W t 8008.113112.145.9=⨯==ρφ

第三章结构设计

结构设计条件表如下：

3.1 各零部件的结构形式

3.1.1 筒体

一、选材及结构

液氯是一种黄绿色油状液体，有毒。根据液氯的物性，碳钢对液氯有良好的耐蚀性，属于中压储罐，可以考虑20R和16MnR这两种钢材，16MnR钢板比较经济，选16MnR为制造筒体材料，钢板标准GB6654。

筒体结构设计为圆柱形，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。

查《钢制压力容器》表4—1钢板许用应力，16MnR的许用应力