液化石油气课程设计

吉林建筑大学锅炉与压力容器课程设计设计题目卧式石油气课程设计

姓名鲁智慧

学号

班级安全112

专业安全工程

学院市政与环境工程学院

指导教师张智超付会龙

2014年6月

前言 (3)

第一章设计参数的选择 (4)

1.1 原始数据： (4)

1.2 设计压力 (4)

1.3 设计温度 (4)

1.4主要元件材料的选择 (4)

1.4.1 筒体材料的选择： (4)

1.4.2 鞍座材料的选择： (5)

1.4.3 地脚螺栓的材料选择： (5)

第二章容器的结构设计 (5)

2.1、圆筒厚度的设计 (5)

2.2、封头壁厚的设计 (6)

2.3筒体和封头的结构设计 (6)

2.4人孔的选择 (7)

2.5接管、法兰、垫片和螺栓（柱） (8)

2.5.1接管和法兰 (8)

3.5.2 法兰的选择 (8)

3.5.3接管的选择 (9)

2.5.2垫片 (9)

2.5.3螺栓（螺柱）的选择 (10)

2.6鞍座选型和结构设计 (11)

2.6.1鞍座选型 (11)

2.6.2鞍座的安装位置 (12)

第三章开孔补强设计 (13)

3.1、补强设计方法判别 (13)

3.2有效补强范围 (13)

3.2.1有效补强 (13)

3.2.2外侧有效高度 (13)

3.3、有效补强面积 (14)

3.4、补强面积 (14)

第四章各部分应力计算与校核 (15)

4.1、钢制卧式容器 (15)

4.2内压圆筒校核 (16)

4.3封头校核 (17)

4.4卧式容器（双鞍座）计算校核 (18)

4.5支座反力计算 (19)

4.6圆筒轴向应力计算 (20)

第五章储罐的使用与安全措施 (22)

5.1 压力容器的安全管理 (22)

5.2 压力容器操作规程 (22)

5.3 异常情况处理 (23)

设计总结 (24)

参考资料 (25)

前言

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, 但加工制造与安装复杂, 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。

液化石油气呈液态时的特点。(1) 容积膨胀系数比汽油、煤油以与水等都大, 约为水的16倍, 因此, 往槽车、贮罐以与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。

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、支座以与各种接管组成。贮罐上设有液相管、液相回液管、气相管、排污管以与安全阀、压力表、温度计、液面计等。

第一章设计参数的选择

1.1 原始数据：

1.2 设计压力

设计压力取工作压力的1.1倍，即P=1.1*1.61MPa=1.771MPa

1.3 设计温度

设计温度取50℃

1.4主要元件材料的选择

1.4.1 筒体材料的选择：

查表得，选用筒体材料为16MnR。此外16Mn比较经济，所以在此选择16MnR钢板作为制造筒体和封头材料。钢板标准号为GB6654-1996

1.4.2 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=

1.4.3 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[]147bt MPa σ=

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 1.00φ=。

假设圆筒的厚度在6~16mm 范围内，查GB150-2011中表，可得：

疲劳极限强度510b MPa σ=，屈服极限强度345s MPa σ=，50C 。

下[]t

170MPa σ= 利用中径公式，

δn=

PDi 2φ[σ]t−0.5P = 1.771×3300mm

2×1×170MPa−0.5×1.771MPa

=17.23mm

钢板厚度负偏差0.8C 1=,在无特殊腐蚀情况下，查标准HG20580-1998《钢制化工容

器设计基础规定》表7-5知，对于有轻微腐蚀的介质，腐蚀裕量21C mm = 则筒体的名义厚度δn ≥17.23mm+1mm+0.8mm=19.03mm 圆整后，取δn=20mm