球罐的设计方法及步骤

3.密封装置 可靠性关系到压力容器能否正常、安全地运行。 3.密封装置 可靠性关系到压力容器能否正常、安全地运行。 螺栓法兰连接（简称法兰连接 法兰连接） 螺栓法兰连接（简称法兰连接） 最常见的密封装置： 最常见的密封装置： 容器法兰 法兰： 法兰： 管道法兰 高压容器) 筒体端部 (高压容器 高压容器
1.1 压力容器总体结构
1.1.1 压力容器基本组成
过程设备设计
1-法兰； 2-支座； 3-封头拼接焊缝； 4-封头； 5-环焊缝； 6-补强圈； 法兰； 支座 支座； 封头拼接焊缝 封头拼接焊缝； 封头 封头； 环焊缝 环焊缝； 补强圈 补强圈； 法兰 7-人孔；8-纵焊缝； 9-筒体； 10-压力表； 11-安全阀；12-液面计 人孔； 纵焊缝 纵焊缝； 筒体 筒体； 压力表； 安全阀； 液面计 人孔 压力表 安全阀
过程设备设计
筒体 ╬ 封头 ╬ 密封装置 ╬ 开孔接管 ╬ 支座 ╬ 安全附件
压力容器的外壳 ╬ 内件
储运容器
反应、传热、传质、 反应、传热、传质、分离等容器
过程设备设计
1.1 压力容器总体结构
1.1.2 压力容器零部件间的焊接 接头的形式（如对接、搭接、角接） 接头的形式（如对接、搭接、角接） 坡口形式和尺寸 焊接结构设计 焊接方法（如手工焊、自动焊等） 焊接方法（如手工焊、自动焊等） 检验要求（表面探伤、透射探伤等） 检验要求（表面探伤、透射探伤等）
整体锻造（可能有环焊缝） 整体锻造（可能有环焊缝） 高压容器
过程设备设计
2.封头 2.封头
与筒体等部件形成封闭空间 凸形封头：球形、椭圆形、 凸形封头：球形、椭圆形、蝶形和球冠形封
封头形式
锥壳 平盖 不可拆式（焊接） 不可拆式（焊接）
封头与筒体的连接 可拆式（螺栓连接） 可拆式（螺栓连接）
过程设备设计
过程设备设计
(4)开孔类型： 、手孔、视镜孔、物料进出口接管，以及安装 开孔类型 人孔 手孔、视镜孔、物料进出口接管， 开孔类型 人孔、 压力表、液面计、安全阀、测温仪表等接管开孔。 压力表、液面计、安全阀、测温仪表等接管开孔。 手孔≥150 mm (Di＜1000mm) (5)开孔大小： 开孔大小 开孔大小 人孔 圆形≥400mm 椭圆形350×450mm 根据仪表确定 (Di ≥ 1000mm)
过程设备设计
g．中压搪玻璃压力容器； ．中压搪玻璃压力容器； h．使用强度级别较高的材料制造的压力容器； ．使用强度级别较高的材料制造的压力容器； 强度级别较高的材料制造的压力容器
（指响应标准中抗拉强度规定值下限≥540MPa） 指响应标准中抗拉强度规定值下限 ）
过程设备设计
i．移动式压力容器 ． 铁路罐车（介质为液化气体、低温液体） 铁路罐车（介质为液化气体、低温液体） 包括 罐式汽车[液化气体运输（半挂） 罐式汽车[液化气体运输（半挂）车、低温液体 运输（半挂） 永久气体运输（半挂） 运输（半挂）车、永久气体运输（半挂）车] 罐式集装箱（介质为液化气体、低温液体等） 罐式集装箱（介质为液化气体、低温液体等） j．球形储罐（容积大于等于50m3） ．球形储罐（容积大于等于 k．低温液体储存容器（容积大于5m3） ．低温液体储存容器（容积大于
过程设备设计
1.2 压力容器分类
1.2.1 介质危害性
介质危害性： 指介质的毒性、易燃性、腐蚀性、 介质危害性： 指介质的毒性、易燃性、腐蚀性、氧化性等
毒性和 其中影响压力容器分类的主要是毒性 其中影响压力容器分类的主要是毒性和易燃性
1.毒 性： 是指某种化学毒物引起机体损伤的能力。 毒 是指某种化学毒物引起机体损伤的能力。 ）：最高容许浓度 最高容许浓度＜ （1）极度危害（Ⅰ级）：最高容许浓度＜0.1 mg/m3； ）极度危害（ ； （2）高度危害（Ⅱ级）：最高容许浓度 ～＜ ）：最高容许浓度 ～＜1.0 mg/m3； 最高容许浓度0.1～＜ ）高度危害（ ； ）：最高容许浓度 ～＜10 最高容许浓度1.0～＜ （3）中度危害（Ⅲ级）：最高容许浓度 ～＜ mg/m3； ）中度危害（ ； ）：最高容许浓度 最高容许浓度≥10 mg/m3。 （4）轻度危害（Ⅳ级）：最应容器（仅限易燃或毒性程度为中度危害介 中压反应容器（ 质，且pV乘积大于等于 乘积大于等于0.5MPa·m3）； 乘积大于等于 e．低压容器（仅限毒性程度为极度和高度危害介质， ．低压容器（仅限毒性程度为极度和高度危害介质， 且pV乘积大于等于 乘积大于等于0.2MPa·m3）； 乘积大于等于 f．高压、中压管壳式余热锅炉； ．高压、中压管壳式余热锅炉；
低压(L)容器 低压 容器 0.1 MPa≤p＜1.6 MPa ＜ 中压(M)容器 1.6 MPa≤p＜10.0 MPa 容器 中压 ＜ 高压(H)容器 高压 容器 10 MPa≤p＜100 MPa ＜ 超高压(U)容器 超高压 容器 p≥100MPa
过程设备设计
代号R) 反应压力容器 (代号 代号 换热压力容器（代号 ） 换热压力容器（代号E） 2. 生产过程 中的作用 分离压力容器（代号S） 分离压力容器（代号S） 储存压力容器（代号 ，其中球罐代号B） 储存压力容器（代号C，其中球罐代号 ）
(7)不必开设检查孔的条件： 不必开设检查孔的条件： 不必开设检查孔的条件
检查压力容器在使用过程中是否有 裂纹、变形、 裂纹、变形、腐蚀等缺陷产生
容器若符合下列条件之一,则可不必开设检查孔 容器若符合下列条件之一 则可不必开设检查孔: 则可不必开设检查孔 a.筒体Di≤300mm 的压力容器 筒体 b.容器上设有可拆卸的封头、盖板或其它能够开关的盖子， 容器上设有可拆卸的封头、盖板或其它能够开关的盖子， 容器上设有可拆卸的封头 其尺寸不小于所规定检查孔的尺寸。 其尺寸不小于所规定检查孔的尺寸。 c.无腐蚀或轻微腐蚀，无需做内部检查和清理的压力容器。 无腐蚀或轻微腐蚀，无需做内部检查和清理的压力容器。 无腐蚀或轻微腐蚀 d.制冷装置用压力容器。 制冷装置用压力容器。 制冷装置用压力容器 e.换热器 换热器
过程设备设计
基本组成
筒体 封头 密封装置 开孔与接管 支座 安全附件
过程设备设计
1.筒体 储存物料或完成化学反应所需要的主要压力空间。 1.筒体 储存物料或完成化学反应所需要的主要压力空间。 形式：圆柱筒体、球形筒体。 形式：圆柱筒体、球形筒体。 无缝钢管（无纵焊缝） 无缝钢管（无纵焊缝） 圆筒体制造方法 圆筒体制造方法 卷焊（有纵环焊缝） 卷焊（有纵环焊缝） 整体铸造（无纵环焊缝） 整体铸造（无纵环焊缝） 圆 筒 体 结 构 单层式 组合式 多层式 缠绕式 直径较小 直径较大 高压容器
过程设备设计
固定式压力容器 3.安装方式 移动式压力容器 该安装方式的压力容器在结构、 （该安装方式的压力容器在结构、 使用和安全方面均有其特殊的 要求。） 要求。）
过程设备设计
4.按安全技术管理分类 4.按安全技术管理分类 分类原则: 根据容器压力与容积乘积大小、介质危害程度以 分类原则 根据容器压力与容积乘积大小、介质危害程度以 压力 乘积大小 及容器的作用将压力容器分类。 作用将压力容器分类 及容器的作用将压力容器分类。 第一类压力容器 三类容器
※ 介质毒性程度愈高，压力容器爆炸或泄漏所造成的危害
愈严重，对材料选用、制造、检验和管理的要求愈高。
过程设备设计
Q235-B
不能使用
钢板应逐张超声检测 介质危害性 毒性） （续-毒性） 毒性 100%射线或超声检测 射线或超声检测 气密性试验 法兰带颈 且PN≥1.6MPa ≥
过程设备设计
2.易燃介质： 爆炸下限＜ 2.易燃介质： 爆炸下限＜10%，或爆炸下限和上限之差 易燃介质 ，或爆炸下限和上限之差≥20%的 的 介质,如甲烷、乙烷、乙烯、氢气、丙烷、丁烷等 介质 如甲烷、乙烷、乙烯、氢气、丙烷、丁烷等。 压力容器盛装的易燃介质主要指易燃气体和液化气体。 压力容器盛装的易燃介质主要指易燃气体和液化气体 易燃气体
物料进出口 仪表接口
根据工艺计算确定
(6)开孔位置： 开孔位置 满足工艺要求考虑操作方便 开孔位置 应力集中区域 避开 边缘应力区 焊缝处 a.检查孔 人孔、手孔等 的装设位置应便于检查、 检查孔(人孔 手孔等)的装设位置应便于检查 的装设位置应便于检查、 检查孔 人孔、 清理,对人孔还应考虑进出方便 清理 对人孔还应考虑进出方便。 b.立式小型容器的人孔、手孔应设于顶盖上 较大 立式小型容器的人孔、 立式小型容器的人孔 手孔应设于顶盖上,较大 立式容器人孔可设于筒体上。 立式容器人孔可设于筒体上。 c.设置两个人孔的容器，其位置一般分别设在顶 设置两个人孔的容器， 设置两个人孔的容器 盖和筒体上。 盖和筒体上。 d.设在侧面位置的人孔，容器内部应根据需要设 设在侧面位置的人孔， 设在侧面位置的人孔 置梯子或踏步。 置梯子或踏步。 e.用于装卸填料、触媒的手孔允许斜置。 用于装卸填料、触媒的手孔允许斜置。 用于装卸填料
※易燃介质对压力容器的选材、设计、制造和管理等 易燃介质对压力容器的选材、设计、
提出了较高的要求，易燃介质容器均采用全焊透结构 提出了较高的要求，
过程设备设计
1.2.2 压力容器分类 世界各国规范对压力容器分类的方法各不相同， 世界各国规范对压力容器分类的方法各不相同，本节着 重介绍我国《压力容器安全技术监察规程》 重介绍我国《压力容器安全技术监察规程》中的分类方法 按压力等级
第二类压力容器 第三类压力容器
过程设备设计
（1）第三类压力容器： ）第三类压力容器： 具有下列情况之一的，为第三类压力容器 具有下列情况之一的，为第三类压力容器: a．高压容器； ．高压容器； b．中压容器（仅限毒性程度为极度和高度危害介质）； ．中压容器（仅限毒性程度为极度和高度危害介质）； c．中压储存容器（仅限易燃或毒性程度为中度危害介质， ．中压储存容器（仅限易燃或毒性程度为中度危害介质， 且pV乘积大于等于 乘积大于等于10MPa·m3）； 乘积大于等于
过程设备设计
（2）第二类压力容器： ） 具有下列情况之一的，为第二类压力容器 具有下列情况之一的，为第二类压力容器: a.中压容器； 中压容器； 中压容器 b.低压容器（仅限毒性程度为极度和高度危害介质）； 低压容器（仅限毒性程度为极度和高度危害介质）； 低压容器 c.低压反应容器和低压储存容器 低压反应容器和低压储存容器 仅限易燃介质或毒性程度为中度危害介质）； （仅限易燃介质或毒性程度为中度危害介质）； d.低压管壳式余热锅炉； 低压管壳式余热锅炉； 低压管壳式余热锅炉 e.低压搪玻璃压力容器。 低压搪玻璃压力容器。 低压搪玻璃压力容器
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4.开孔与接管 4.开孔与接管 (1)开孔目的： a.满足工艺要求 开孔目的 开孔目的 满足工艺要求 b.满足结构要求 满足结构要求 (2)开孔结果 a.开孔部位的强度被削弱 开孔结果 开孔结果： 开孔部位的强度被削弱 b.结构连续性破坏 结构连续性破坏 c.与接管焊接时易产生焊接残余应力和缺陷焊接 与接管焊接时易产生焊接残余应力和缺陷焊接 故应少开孔并作开孔补强设计。 (3)破坏形式 疲劳破坏 破坏形式： 破坏形式
第六章 球罐的设计
过程设备设计
●1.1 压力容器总体结构 1.1.1 压力容器基本组成 如图 压力容器基本组成(如图 如图1) 1.1.2 压力容器零部件间的焊接 ●1.2 压力容器分类 1.2.1 介质危害性 1.2.2 压力容器分类 ●1.3 压力容器规范标准 1.3.1 国外主要规范标准简介 1.3.2 国内主要规范标准简介
过程设备设计
5.支座 支座 卧式容器支座（鞍座、圈座、支腿） 卧式容器支座（鞍座、圈座、支腿） 圆筒形容器支座 类型 球形容器支座 立式容器支座（腿式支座、支承式支座、 立式容器支座（腿式支座、支承式支座、 耳式支座和裙式支座） 耳式支座和裙式支座） 柱式 裙式
过程设备设计
6.安全附件： 6.安全附件： 安全附件 主要有： 安全阀 主要有： 爆破片装置 紧急切断阀 安全联锁装置 压力表 液面计 测温仪表等
分类
按容器在生产中的作用 按容器在生产中的作用 按安装方式 安装方式 按安全技术管理 按安全技术管理
过程设备设计
外压容器
[当容器的内压力小于一个绝对大气 当容器的内压力小于一个绝对大气 压（约0.1MPa）时又称为真空容器 ）时又称为真空容器]
1.承压方式 1.承压方式 内压容器 （按照设计 压力p分 压力 分）