立式储罐设计课程设计

1．选择人孔 已知：DN=500、Pc=1.32、t=120℃ 根据标准 HG21514～21534-2005 选择回转盖带颈平焊法人孔、凹凸面、MFM、最高工作压力
设计过程 1.6MPa、Ⅲ级、选用材料为 Q345、工作温度 120℃
人孔 Ⅲb-8.8 NM XB350500-1.6 HG/T21517-2005
1、GB150-2011 钢制压力容器 2、GB6654-1996 压力容器用钢板 3、HG20660-1991 压力容器中化学介质毒性危害和爆炸危险程度分类 4、HG21588-1995 玻璃板液位计标准系列 5、JB4708-2000 钢制压力容器焊接工艺评定 6、JB4700—4703-2000 钢制压力容器法兰 7、JB4704-2000 非金属软垫片 8、JB4709-2000 钢制压力容器焊接 9、JB4712.1-4712.4-2000 容器支座 10、JB4736-2002 补强圈 11、JB4746-2002 钢制压力容器用封头 12、HG/T21514-21535-2005 钢制人孔和手孔
补强圈 DN500 4 E 16MnR JB/T4736-2002 2.选择回流孔接管
DN=100、Pc=1.32、t=120℃ 根据 GB8163-87《输送流体用无缝钢管》查表得 DN100 的管道 D=108mm、t=4mm、材料为 Q345 Di 108 2 4 100mm 管道最小承压厚度
PT
1.251.32 170 MPa 170
PT=1.65MPa
3.源自文库压试验时应满足的条件是
T
PT
PL Di
2 e
e 0.9 s 0.2
te tn c 8 2.3 5.7mm
PT=1.65MPa te 5.7mm
查表得 Q345 在试验温度时 S 345MPa
e n C 不计液注静压力取 PL 0
t
2 170 11.32
t=1.99mm
A =64mm 2 3
A e =926.28+819.3+64 mm 2 A e =1809.6mm 2
A e =1809.6mm 2
A d 2 et 1 fr
A=514.6×3.9+2×3.9×7.7×（1-1）mm 2
A=2006.94 mm 2 A- A e ＞0 2006.94-1809.6＞0 所以需要补强
tn 8mm
四、液压试验计算
设计过程 1.确定试验温度下的材料许用应力
材料 Q345 在：
结果
t 8mm Pc=P=1.32MPa
[σ]t =170MPa Φ=1.0 试验温度按 20℃考虑则[σ]=170MPa
2．确定试验压力 因为液注静压力小于设计压力的 5%所以忽略不计
PT 1.25P t
开孔补强、和整锻件补强 Fr 强度削弱系数等于设计温度下接管
材料与壳体材料许用应力比 接管与壳体都选择的是 Q345
C C1 C2
fr 1.0
C=0.3+1.5=1.8mm
设计过程
d d 2C i
d 108 2 4 21.8 112.4mm 计算有效宽度
2d 112.4 2 224.8mm B
2d=1029.2mm 与 D2+2te+tat=550.6mm 两者取大值
B=1029.2mm
有效高度
外侧有效高度
dtnt
514.6 10 71.74mm
h 1
两者取小值
接管实际外伸高度
h =71.74mm 1
内侧有效高度
C=2.3mm d=514.6mm B=1029.2mm
h1 =71.74mm
c 4mm 质量 10.4kg
D =100mm i
t =4mm n
t PC Di
2 t PC
t 1.32 100 2 170 11.32
t=0.39mm 钢板负偏差 C 1 =0.3mm
腐蚀余量 C 2 =1.5mm
t=0.39mm C =0.3mm
1
C 2 =1.5mm
补强计算 为了保证压力容器开孔后能安全运行除筒体上游排空 或 封头上开孔数目较多时采取增大整个筒体或封头壁厚外常采用
T
PT Di e 1.65 1000 5.7 145.56MPa
2 e
2 5.7
σT=145.56MPa
0.9 s 0.9 3451 301.5MPa 145.56MPa<310.5MPa 即σT<0.9σsΦ所以液压试验时容器强度满足要求
五、零部件的选择
0.9σsΦ=310.5MPa
d 2 n 2t 112.4 2 8 2 4 136.4mm
两者取大值 B=224.8mm
有效高度
外侧有效高度
dtnt
112.4 4 21.2mm
h1
两者取小值
接管外伸高度
h =21.2mm 1
内侧有效高度
dt n t
H2
两者取小值
接管实际内伸高度 0mm
H2=0mm
3．课程设计具体内容与工作量：
1、根据要求，查阅国家相关标准，撰写计算说明书； 2、按照国家标准，绘制设备图； 3、准备答辩 PPT。 4．课程设计成果（包括课程设计说明书、图纸、实物样品等）
1、设计计算说明书 2、设备图(总装图一张)
5．课程设计工作进度安排：
前三天查阅资料，进行强度设计及结构设计；第四天绘制设备图；第五天整理资 料答辩。 6、课程设计参考资料与专业标准、规范
4.进料口的选择 已知：DN=25、Pc=1.32、t=120℃ 根据以上条件可知该接管满足于 GB150《钢制压力容器》 对开孔容器限制的规定 查表得选用的管道规格为 32×3.5、材料 Q345
5.液位计孔的选择 已知：DN=20、Pc=1.32、t=120℃
结果 A =25 mm 2
3
A e =305.18mm 2 A=47.74 mm 2 A-A e ＜0 不需要补强
三、计算封头
tn 8mm
取标准椭圆形封头即：k=1
标准椭圆形封头的毅力分布好，且封头的壁厚与相连的筒体 体壁厚大致相当，便于焊接、经济合理。
t
2
KPC Di
t 0.5PC
t 11.32 1000 2 170 1 0.51.32
t 3.9mm
tn t C1 C2
tn 3.96 1.5 0.8 tn 8mm
有效补强面积
A 1 =（B-d）（ ）-2et （e ） 1 fr
A =（224.8-112.4）×（2.2-0.39）-0 1
A 1 =203.44mm 2
A 2 =2h1 et t fr +2h2 et C2 fr
A2=2 21.2 （2.2-0.39） 1+0
A2=76.74mm 2
重庆化工职业学院
《化工设备》课程设计报告
题 目：一氧化碳立式储罐 院（系）：机械及自动化 专业班级：1411 化工设备维修技术 学生姓名：黄 来 指导老师：胡晓琨 时 间： 2015 年 6 月 29 日
《化工设备》课程设计任务书
专业班级 1301 化 工 设 学生姓名 黄来 备维修技术
同组学生 陈鹏、杜开华
t 170MPa
t 170MPa
5．焊接系数 因输送介质为一氧化碳为（中度有害物质）即所有焊缝均采 1 用双面对接焊、100%无损探伤
6．钢板厚度附加量
设计过程 由于工作容器于工作介质接触需要考虑腐蚀余量 满足国家标准 C2 不小于 1.5mm Q345 是低合金钢 需要考虑钢板负偏差 C1 取假设名义厚度（8mm-25mm）
材料与壳体材料许用应力比 接管与壳体都选择的是 Q3Q345
C C1 C2 0.8 1.5 2.3mm
d = d + 2C = 530 210 2 2.3 514.6mm 计算有效宽度
2d 514.6 2 1029.2mm B
d 2 n 2t 514.6 2 8 2 10 550.6mm
材料 Q345 规格 89×6 材料 Q345 规格 32×3.5
设计过程 根据以上条件可知该接管满足于 GB150《钢制压力容器》 对开孔容器限制的规定 查表得选用的管道规格为 25×3.5、材料 Q345
2．设计压力 给储罐加安全阀
Pw 1.2MPa
P 1.05 ~ 1.1Pw
P 1.21.1 Pc 1.32MPa
3.设计温度
Pc 1.32MPa
已知最高工作压力 t w =100℃ 设计温度等于最高工作温度加 20℃
t 100 20 120oC
t 120oC
4．许用应力 取材料为 Q345 根据筒体金属材料和设计温度查材料许用应力表
A d 2 et 1 fr
A=122.4×0.39
A=47.74 mm 2
A-A e ＜0 47.74-305.18＜0 所以该孔不需要补强
3.选择排料口的接管 已知：DN80、Pc=1.32、t=120℃ 根据 GB150《钢制压力容器》对开孔限制的规定 （1） 设计压力小于 2.5MPa； （2） 两相邻开孔中心距应不小于两孔之和的两倍； （3） 接管外径小于或等于 89mm； （4） 接管最小壁厚应满足附表规定。 同时满足以上条件就无需另行补强 根据以上条件规定该接管满足上述要求 查表得选用的管道规格为：89×6、材料 Q345
教研室审核意见：
系部审核意见：
设计报告书 规范质量 30%
成绩评定
设计报告书 独立工作能力 内容质量 30% 与表现 30%
过程答疑 与出勤 10%
总成绩
设计过程
结果
一 、参数选择
1 计算压力 Pc P PL
Pc P
PL gh
PL 1000 9.8 2.5 24500Pa 0.0245MPa 1.32×0.05=0.066MPa>0.0245MPa 因为液注静压力小于设计压力的 5%所以忽略不计
补强圈的厚度 A 4 =A-A e
A=2006.94 mm 2 需要补强
A 4
=2006.94-1809.6
mm 2
A =197.34 mm 2 4
c A4 /D2 D1
设计过程
结果 A =197.34 mm 2
4
c =197.34/(840-534) mm
c 0.65mm
查表得 c 4mm 质量 10.4kg 补强圈标记
A3
2
1 2
55
结果 C=1.8mm d=112.4mm B=224.8mm
h =21.2mm 1
H2=0mm
A1 =203.44mm2 A 2 =76.74mm 2
A =25 mm 2 3
A e =A1+A2+A3 A e =203.44+76.74+25 A e =305.18mm 2
设计过程
结果
人孔的尺寸： dw s 53010 d=506 D=715
H1 260 H 2 111 b=34 b1 39
b2 44 D1 650 A=390 补强计算
B=200 L 300 d0 24
为了保证压力容器开孔后能安全运行除筒体上游排空 或
封头上开孔数目较多时采取增大整个筒体或封头壁厚外常采用 开孔补强、和整锻件补强 Fr 强度削弱系数等于设计温度下接管 fr 1.0
系部
机自系
指导老师 胡晓琨 任务时间 一周
1．课程设计题目：一氧化碳卧式储罐
2．设计题目的原始资料（包括必要的原始数据、技术参数等）：
试设计一台一氧化碳立式储罐，其工作压力为 1.20Mpa，最高工作温度为 1000C， 全容积约为 2.3m3，其工艺简图如图所示。
其管口要求：液位计孔 DN20，进料口 DN25，回液孔 DN100，人孔 DN500，排料口 DN80
A 2 =2h1 et t fr +2h2 et C2 fr
A =2 71.74 （7.7-1.99） 1+0 mm 2 2
A =819.3mm 2 2
A
3
=2
1 2
8
8
=
64
mm
2
A e =A1+A2+A3
接管计算厚度
t
PC Di
2 t
PC
A =819.3mm 2
1.32 510
2
7.压力容器的类别 根据查图表得该容器为Ⅱ类压力容器
二、计算筒体壁厚
结果 C= C1+ C2 C2 1.5mm
C1 0.8mm
t PC Di
2 t PC
t 11.32 1000 2 170 11.32
t 3.9mm
t 3.9mm
tn t C1 C2
tn 3.9 1.5 0.8 tn 8mm
设计过程
dt n t
H2
两者取小值
接管实际内伸高度 0mm
H2=0mm
有效补强面积
结果 H2=0mm
A 1 =（B-d）（ ）-2et （e ） 1 fr
A =（1029.2-514.6）×（5.7-3.9）-0 mm 2 1
A =926.28mm2 1
A =926.28mm2 1