液化石油气储罐的设计

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绪论
液化石油气贮罐是盛装液化石油气的常用设备, 由于该气体具有易燃易爆的特点, 因此在设计 这种贮罐时, 要注意与一般气体贮罐的不同点, 尤其是安全与防火, 还要注意在制造、安装等方 面的特点。 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 500m 3 或单罐容积大于 200m 3 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, 所以在总贮量小于 500m 3, 单罐容积小于 100m 3 时选用卧式贮罐比较经济。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。本文主要讨论卧式圆筒形液化石 油气贮罐的设计。
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 0.25mm， 而有 GB150-1998 中 3.5.5.1 知，当钢材的厚度负偏差不大于 0.25mm，且不超过名义厚度的 6%
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第一章 设计参数的选择
1.1、设计题目：液化石油气储罐
1.2、原始数据：
序号 1 2 3 4
项目 名称 用途 最高工作压力 工作温度
5
公称直径
6
公称容积
7
装量系数
8
工作介质
9
其他要求
数值
2.16 50 2000 20 0.9
单位 液化石油气储罐 液化石油气储配站
MPa
。C
根据 JB/T4731,鞍座选用材料为 Q235-B，其许用应力 147MPa sa
1.5.3 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 147MPa bt
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第二章 容器的结构设计
2.1、圆筒厚度的设计
该容器需 100%探伤，所以取其焊接系数为 1.00 。
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目录
绪论................................................................................................... ......................................................2 第一章 设计参数的选择 1.1 设计题目................................................................................................... .......................................3 1.2 原始数据................................................................................................... .......................................3 1.3 设计压力............................................................................................... ...........................................3 1.4 设计温度............................................................................................... ...........................................3 1.5 主要元件材料的选择.................................................................................................. ....................3 第二章 容器的结构设计 2.1 圆筒厚度的设计.................................................................................................. ............................4 2.2 封头壁厚的设计................................................................................................. .............................4 2.3 筒体和封头的结构设计................................................................................................. .................5 2.4 人孔的选择............................................................................................... .......................................6 2.5 接管，法兰，垫片和螺栓（柱）................................................................................................. .........6 2.6 鞍座选型和结构设计................................................................................................ ......................9 第三章 开孔补强设计 3.1 补强方法判别 ............................................................................................... ...............................11 3.2 有效补强范围............................................................................................... .................................11 3.3 有效补强面积............................................................................................... .................................12 3.4 补强面积............................................................................................... .........................................12 第四章 强度计算 4.1 水压试验校核............................................................................................... .................................13 4.2 圆筒轴向弯矩计算............................................................................................... .........................13 4.3 圆筒轴向应力计算并校核.................................................................................... ........................14 4.4 切向剪应力的计算及校核.................................................................................... ........................15 4.5 圆筒周向应力的计算和校核.................................................................................... ....................16 4.6 鞍座应力计算并校核.................................................................................... ................................18 4.7 地震引起的地脚螺栓应力.................................................................................... ..........................20 附录:参考文献.............................................................................. ........................................................22
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 GB150《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。
mm
M3
液化石油气（易燃） 100%探伤
备注ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
1.3、设计压力：
设计压力取工作压力的 1.1 倍，即 P 1.12.16 2.38MPa
1.4、设计温度：
设计温度取 55。C 。
1.5、主要元件材料的选择：
1.5.1 筒体材料的选择： 根据 GB150-1998 表 4-1，选用筒体材料为 16MnR（钢材标准为 GB6654）。 1.5.2 鞍座材料的选择：
假设圆筒的厚度在 6~16mm 范围内，查 GB150-1998 中表 4-1，可得：
疲劳极限强度b 510MPa ，屈服极限强度 s 345MPa ， 50。C 下 t 170MPa
利用中径公式，
PDi
2 t
-P
2.38MPa 2000mm 21170MPa 2.38MPa
14.09mm
液化石油气呈液态时的特点。(1) 容积膨胀系数比汽油、煤油以及水等都大, 约为水的 16 倍, 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;(2) 容重约为水的一 半。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 0. 50, 液态丁烷的比重为 0. 56～ 0. 58, 因此, 液化石油气的液态比重大体可认为在 0. 51 左右, 即为水的一半。