液氨储罐

前言

本设计是针对《化工设备机械基础》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，查阅相关书籍，小组团结合作共同完成设计。

本设计的液料为液氨。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。氨作为一种重要的化工原料，应用广泛。

NH，分子量17.03，相对密度0.7714g/L，熔点-77.7℃，沸点-33.35℃，分子式

3

自燃点651.11℃，蒸汽压1013.08kPa(25.7℃)。

设计基本思路：设计压力容器要求根据化工生产工艺提出的条件，确定容器设计所需参数（P、T、D），选定材料和结构形式，通过强度计算确定容器筒体及封头壁厚。对已制定材准的受压元件，可直接选取。而本设计容器为3

18m的液氨储罐，所以要求结合所学到的知识和利用身边可以查到的资料对3

18m的液氨储罐进行设计。

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。

液氨储罐属于化工常见的储运设备，一般可分解为筒体，封头，法兰，人孔，手孔，支座及管口等几种元件。储罐的工艺尺寸可通过工艺计算及生产经验决定。

液氨储罐是合成氨工业中必不可少的储存容器，所以本设计过程的内容包括容器的材质的选取、容器筒体的性状及厚度、封头的性状及厚度、确定支

座，人孔及接管、开孔补强的情况以及其他接管的设计与选取。

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。此次设计主要原理来自《化工设备机械基础》一书以及其他参考资料。

因为的知识有限，此次设计又是小组成员的首次设计，所做出的设计存在许多缺点和不足，请老师做出批评和指正。最后感谢老师对这次课设的评阅。

第十三小组

2011年11月

第一章绪论

1.1设计符号说明

英文字母

α———容器的设计寿命,y;

D———贮罐内径，mm;

i

[]tσ———钢板的许用应力，MPa

P———液氨的饱和蒸汽压，MPa

C———钢板厚度负偏差, mm;

1

C———介质的腐蚀裕量, mm;

2

希腊字母

δ———罐体计算厚度, mm;

δ———罐体设计厚度, mm;

d

δ———罐体的名义厚度, mm;

n

δ———罐体的有效厚度, mm;

e

∆———圆整值，mm

λ———腐蚀速率，y

mm/

φ———焊接接头系数

1.2 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

18m。

为3

1.3 设计思路

综合运用所学的机械基础课程知识，本着认真负责团结合作的态度，对储罐进行详细设计。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，这样让设计有实际意义，并考虑到结构方面的要求，合理地进行设计，研究出最佳方案。

1.4 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。

1.5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）。

1.6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

题目中给出设计温度取40C O

2.2 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 m

5.11.0152=⨯==αλC

2.4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。φ得选取按下表选择: