甲醇储罐设计

目录

一序言

（一）设计任务

（二）设计思想

（三）设计特点

二储罐总装配示意图

三材料及结构的选择

（一）材料的选择

（二）结构的选择

四设计计算内容

（一）设计温度和设计压力的确定

（二）名义厚度的初步确定

（三）容器的压力实验

（四）容器应力的校核计算

（五）封头的设计

（六）人孔的设置

（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

五设计小结

六参考资料

过程设备设计任务书

课程设计题目：

（15）M3甲醇储罐设计

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.设计计算采用电算，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.工程图纸要求计算机绘图。

5.毕业设计全部工作由学生本人独立完成。

二、原始数据：

设计条件表

管口表

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

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)

一序言

（一）设计任务：

针对化工厂中常见的甲醇储罐，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。（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。

二储罐总装配示意图

三材料及结构的选择

（一）材料的选择

甲醇的物理化学性质

化学名称：甲醇，别名：甲基醇、木醇、木精

,分子量32.04，有类似乙醇气味的无色透明，易挥分子式OH

CH

3

发性液体，密度（20℃）0.7913g/mL，熔点为—97.8℃，沸点为64.65℃。

甲醇是一种无色、透明、易燃、易挥发的有毒液体，略有酒精气味。甲醇是最常用的有机溶剂之一，与水互溶且体积缩小，能与甲醇乙酸等多种有机溶剂互溶，甲醇为有毒化工产品，用途广泛，是基础的有机化工原料和优质燃料，主要用于精细化工、塑料等领域，用来制造甲醛。醋酸、甲氨、硫酸等多种有机产品，也是农药、医药的重要原料之一。

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，16Mn 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。

（二）结构的选择

1 封头的选择

从受力与制造方面分析来看，球形封头是最理想的结构形式。但缺点是深度大，冲压较为困难；椭圆封头浓度比半球形封头小的多，易于冲压成型，是目前中低压容器中应用较多的封头之一。平板封头因直径厚度都较大，加工与焊接方面都要遇到不少困难。从钢材耗用量来看：球形封头用材最少，比椭圆封头节约，平板封头用材最多。因此，从强度，结构和制造方面综合考虑，采用椭圆封头最为合理。

2 人孔的选择

压力容器人孔是为了检查设备的内部空间以及安装和拆卸设备的内部构件。人孔主要由筒节，法兰，盖板和手柄组成。一般人孔有

两个手柄。选用时应综合考虑公称压力，公称直径，工作温度以及人，手孔的结构和材料等诸多方面的因素。人孔的类型很多，选择使用上有很大的灵活性。公称压力为 1.0MPa，公称直径为450mm,H为250mm的水平吊盖对焊法兰人孔。

3 法兰的选择

法兰连接的主要优点是密封可靠，强度足够及应用广泛。缺点是不能快速拆卸，制造成本较高。压力容器的法兰分平焊法兰和对焊法兰。法兰设计的优化原则是：法兰设计应使各项应力分别接近许用应力值，即结构材料在各个方向的强度都得到充分的发挥。

4 液面计的选择

液面计是用以指示容器内物料液面的装置，其类型大体上可以分为四类：有玻璃板液面计，玻璃管液面计，浮子液面计和浮标液面计。在中低压容器中常用前两种。玻璃板液面计有透光式和反射式两种结构，其适用温度在0~250摄氏度。玻璃管液面计适用于工作压力小于1.6MPa，介质温度在0~250摄氏度情况下。玻璃板液面计和玻璃管液面计均适用于物料没有结晶等堵塞固体的场合。板式5液面计承压能力强但比较笨重，成本较高。

5 鞍式支座的选择

鞍式支座是应用较为广泛的一种卧式支座。从应力分析来看，理论上支座数目越多越好。但实际上，卧式容器应尽可能设计成双支座，这是因为当支点过多时，各支撑平面的影响均会影响支座反力的分布，因而采用多支座不仅体现不出理论上的优越性反而会造成容器

受力不均匀程度的增加，给容器的运行安全带来不利影响。

在此选择轻型的鞍式双支座，一个S 型，一个F 型。

四 设计计算内容

（一） 设计温度和设计压力的确定

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．设计压力的确定

1】 根据甲醇储罐的工作压力MPa P w 8.0=，确定设计压力P

根据《压力容器安全技术监察规程》，当容器上装有安全阀时，

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。 所以，P=1.1w P =1.1×0.8=0.88MPa 2】计算压力的确定

根据工作压力确定计算压力，由于液柱静压力小于5%的设计压力，所以MPa P P C 88.0==，则对公称压力为1.0MPa 3】确定计算温度下的许用应力[]()MPa t σ

对于16MnR 的低合金钢板，在t=50℃的设计温度下，

[]()MPa MPa t 163=σ

4】确定焊接接头系数

取值根据接头形式及无损检测的长度比例来确定，采用双面对接接头形式，相当于双面对接接头的全焊透对接头进行100%无