液化石油气储罐设计说明书两篇

液化石油气储罐设计说明书两篇篇一：1003m液化石油气储罐设计绪论随着我国化学工业的蓬勃发展，各地建立了大量的液化气储配站。

对于储存量小于5003m或单罐容积小于1503m时．一般选用卧式圆筒形储罐。

液化气储罐是储存易燃易爆介质．直接关系到人民生命财产安全的重要设备。

因此属于设计、制造要求高、检验要求严的三类压力容器。

本次设计的为1003m液化石油气储罐设计即为此种情况。

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，尤其要注意安全，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5003m或单罐容积大于2003m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5003m，单罐容积小于1003m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。

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。

第一章设计参数的选择1、设计题目：853m液化石油气储罐的设计2、设计数据：如下表1：表1：设计数据3、设计压力：设计压力取最大工作压力的1.1倍，即 1.10.790.869P MPa =⨯= 4、设计温度：工作温度为50C 。

，设计温度取。

5、主要元件材料的选择： 5.1筒体材料的选择：根据GB150-1998表4-1，选用筒体材料为低合金钢16MnR （钢材标准为GB6654）[]170tMPaσ=。

16MnR 适用范围：用于介质含有少量硫化物，具有一定腐蚀性，壁厚较大（8mm ≥）的压力容器。

5.2鞍座材料的选择：根据JB/T4731，鞍座选用材料为Q235-B ，其许用应力[]147sa MPa σ=5.3地脚螺栓的材料选择：地脚螺栓选用符合GB/T700规定的Q235，Q235的许用应力[]147bt MPa σ=第二章设备的结构设计 1、圆筒厚度的设计 计算压力cP ：液柱静压力：41P =5609.81 3.2 1.7610gh Pa ρ=⨯⨯=⨯461/ 1.7610/0.869102%5%P P =⨯⨯=<，故液柱静压力可以忽略，即c P 0.869P MPa==45550C +=。

该容器需100%探伤，所以取其焊接系数为 1.0φ=。

圆筒的厚度在6~16mm 范围内，查GB150-1998中表4-1，可得：在设计温度70C 。

下，屈服极限强度345s MPaσ=，许用应力[]t170MPaσ=利用中径公式，计算厚度：[]i tcPD 0.869MPa 34008.72 1.01700.8692-P mmδφσ⨯===⨯⨯-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%时，负偏差可以忽略不计，故取10C =。

查标准HG20580-1998《钢制化工容器设计基础规定》表7-5知，在无特殊腐蚀情况下，腐蚀裕量2C 不小于1mm 。

本例取2C =1则筒体的设计厚度128.7019.7n C C mmδδ=++=++=圆整后，取名义厚度10n mmδ=筒体的有效厚度121019e n C C mm δδ=--=-= 2、封头厚度的设计查标准JB/T4746-2002《钢制压力容器用封头》中表1，得公称直径i DN=D =3400mm选用标准椭圆形封头，型号代号为EHA ，则22ii D h =，根据GB150-1998中椭圆形封头计算中式7-1计算：[]c itcP D 0.869MPa 34008.72 1.001700.50.8692-0.5P mmδφσ⨯===⨯⨯-⨯同上，取21C mm=，10C =。

封头的设计厚度8.7019.7d mm mm mmδ=++=圆整后，取封头的名义厚度10n mm δ=，有效厚度121019e n C C mm δδ=--=-=封头型记做EHA 320022-16MnR JB/T4746⨯ 3、筒体和封头的结构设计3.1封头的结构尺寸（封头结构如下图1）由()22iD H h =-，得34008904044i D h H mm =-=-=查标准JB/T4746-2002《钢制压力容器用封头》中表B.1EHA 椭圆形封头内表面积、容积，如下表2：表2：EHA 椭圆形封头内表面积、容积224i V D L V π=⨯+封，而充装系数为0.9则：2V D 20.94i L V π=⨯+封 即2100 3.42 5.50800.94L π=⨯⨯+⨯计算得L=11.025，取L=11m 4、鞍座选型和结构设计 4.1鞍座选型该卧式容器采用双鞍式支座，材料选用Q235-B 。

估算鞍座的负荷： 储罐总质量12342m m m m m =+++1m ——筒体质量：331× 3.14 3.210107.85109218.726m DL kgπδρ==⨯⨯⨯⨯⨯=2m ——单个封头的质量：查标准JB/T4746-2002《钢制压力容器用封头》中表B.2EHA 椭圆形封头质量，可知，21592.3m kg=3m ——充液质量：<ρρ液化石油气水，故23310001000 3.4102 5.5085110.836610k 4m V V gπρ⎛⎫=•==⨯⨯⨯+⨯=⨯ ⎪⎝⎭水4m ——附件质量：人孔质量为302kg ，其他接管质量总和估为400kg ，即4702kgm =综上所述，312342123.9410kgm m m m m =+++=⨯G=mg=1215.87kN ，每个鞍座承受的重量为607.94N由此查JB4712.1-2007容器支座，选取轻型，焊制为BI，包角为120。

，有垫板的鞍座。

查JB4712.1-2007表6得鞍座结构尺寸如下表3：表3：鞍式支座结构尺寸4.2鞍座位置的确定因为当外伸长度A=0.207L时，双支座跨距中间截面的最大弯矩和支座截面处的弯矩绝对值相等，从而使上述两截面上保持等强度，考虑到支座截面处除弯矩以外的其他载荷，面且支座截面处应力较为复杂，故常取支座处圆筒的弯矩略小于跨距中间圆筒的弯矩，通常取尺寸A不超过0.2L值，为此中国现行标准JB4731《钢制卧式容器》规定A≤0.2L=0.2（L+2h），A最大不超过0.25L.否则由于容器外伸端的作用将使支座截面处的应力过大。

由标准椭圆封头2,402()4i iD D mmH h ==-有h=H-故0.2(2)0.2(11000240)2216A L h mm ≤+=+⨯= 鞍座的安装位置如图3所示：此外，由于封头的抗弯刚度大于圆筒的抗变钢度，故封头对于圆筒的抗弯钢度具有局部的加强作用。

若支座靠近封头，则可充分利用罐体封头对支座处圆筒截面的加强作用。

因此，JB4731还规定当满足A ≤0.2L 时，最好使A ≤0.5R m（2R i n m R δ+=），即170017052n mR mm δ=+=0.50.51705852.5m A R mm ≤=⨯=，取A=85m综上有：A=850mm(A 为封头切线至封头焊缝间距离，L 为筒体和两封头的总长) 5、接管，法兰，垫片和螺栓的选择 5.1、接管和法兰液化石油气储罐应设置排污口，气相平衡口，气相口，出液口，进液口，人孔，液位计口，温度计口，压力表口，安全阀口，排空口。

接管和法兰布置如图3所示，法兰简图如图所示：查HG/T20592-2009《钢制管法兰》中表8.23-1PN10带颈对焊钢制管法兰，选取各管口公称直径，查得各法兰的尺寸。

查HG/T20592-2009《钢制管法兰》中附录D中表D-3，得各法兰的质量。

查HG/T20592-2009《钢制管法兰》中表3.2.2，法兰的密封面均采用MFM（凹凸面密封）。

表4：接管和法兰尺寸5.2垫片查HG/T20609-20XX《钢制管法兰用金属包覆垫片》，得：表5垫片尺寸表2：填充材料为有机非石棉纤维橡胶板。

3：垫片厚度均为3mm。

5.3螺栓（螺柱）的选择查HG/T20613-2009《钢制管法兰用紧固件》中表5.0.7-9和附录中表A.0.1，得螺柱的长度和平垫圈尺寸：表6螺栓及垫片6人孔的选择根据HG/T21518-2005《回转盖带颈对焊法兰人孔》，查表3-1，选用凹凸面的法兰，其明细尺寸见下表：表7人孔尺寸表单位：mm第三章：容器强度的校核3.1水压试验应力校核：试验压力：1.25 1.250.869 1.086TP P MPa==⨯=圆筒的薄膜应力T() 1.086(34009)205.962290.90.9 1.00345310.5,i eTes Tp DMPaMPaδσδφσσ+⨯+===⨯=⨯⨯=>合格。

3.2.筒体轴向弯矩计算工作时支座反力 1G 607.94k ,2h H-h 850i F N mm'====圆筒中间处截面上的弯矩()()222a i 1i 22212/4441312 1.7050.85/11.08607.9411.0840.85103840.85411.081311.08R h L F L A M h L L kN m ⎡⎤+-⎢⎥'=-⎢⎥⎢⎥+⎢⎦⎣⎡⎤+⨯-⎢⎥⨯⨯=-=•⎢⎥⨯⎢⎥+⨯⎣⎦鞍座处横截面弯矩：2222mi 2i0.85 1.7050.851111.0820.8511.0821607.940.85129.54440.8511311.083R h A L ALM FA kN m h L ⎡⎤⎡⎤---+-+⎢⎥⎢⎥⨯⨯=--=-⨯⨯-=-•⎢⎥⎢⎥⨯⎢⎥⎢⎥++⎢⎥⎢⎥⨯⎣⎦⎣⎦3.3.筒体轴向应力计算及校核（1）圆筒中间横截面上，由压力及轴向弯矩引起的轴向应力最高点处：c a 1122a 0 1.607103800012.635220.012 3.14 1.7050.009e e p R M MPa R σδπδ⨯=-=-=-⨯⨯⨯最低点处：c m 1222a e 0.869 1.7051103800095.043220.009 3.14 1.7050.009e p R M MPa R σδπδ⨯=+=+=⨯⨯⨯（2）由压力及轴向弯矩引起的轴向应力 因鞍座平面上0.5mA R ≤，即筒体被封头加强，查JB/T4731-2005表7-1可得K 1=1.0，K 2=1.0鞍座横截面最高处点轴向应力：c m 2322e 1m e 0.869 1.705295482.768220.0091 3.14 1.7050.09p R M MPa K R σδπδ⨯-=-=-=-⨯⨯⨯⨯鞍座横截面最低点处轴向应力：c m 2422m e0.362e p R M MPa K R σδπδ=+=-（3）筒体轴向应力校核 因轴向许用临界应力由e a 0.0940.09490.0008051700A R δ⨯===根据圆筒材料查图4-8可得5222100.00080598.933B EA MPa =≈⨯⨯⨯=[][]()tmin ,tcr B σσ==98.9MPa ，[]0cr min(0.8,)eL R B σ==98.9MPa<32σσ，[]=t σ170MPa ，合格1σ，4σ[]<130MPatcr σ=，合格1T σ，4T σ[]<130MPacrσ=，合格3.4.筒体和封头中的切向剪应力计算与校核 因m 2R A ≤，带来的加强作用，查JB/T4731-2005表7-2得K 3=0.88，K 4=0.401，其最大剪应力位于靠近鞍座边角处33m e 0.88607.941034.8617059K F MPaR τδ⨯⨯===⨯因圆筒[τ]=0.8[]= 0.8170=136 MPa tσ⨯故有 < [] = 136 MPa ττ，故切向剪应力校核合格 3.5.封头中附加拉伸应力'3h 4m F 607.9410 <K = 0.401 =15.89MPaR 1.7050.009e τδ⨯⨯⨯ 由内压力引起的拉伸应力（K=1.0）i h KPD 10.869 3.4<= =164.3MPa 220.009e σδ⨯⨯⨯[]th h1.25 1.25170139.04=73.46 MPa > σστ-=⨯-合格3.6.筒体的周向应力计算与校核 圆筒的有效宽度2335mmb =，当容器焊在支座上时，取1.0=k ，查JB/4731-2005表7-3可得560.76,0.0132K K ==。