卧式液氨储罐设计
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前言本说明书为《31m3液氨储罐设计说明书》。
本文采用分析设计方法,综合考虑环境条件、液体性质等因素并参考相关标准,按工艺设计、设备结构设计、设备强度计算的设计顺序,分别对储罐的筒体、封头、鞍座、人孔、接管进行设计,然后采用1SW6-1998对其进行强度校核,最后形成合理的设计方案。
目录附:设计任务书 (2)第一章绪论 (3)(一)设计任务 (3)(二)设计思想 (3)(三)设计特点 (3)第二章材料及结构的选择与论证 (3)(一)材料选择 (3)(二)结构选择与论证 (3)第三章设计计算 (5)(一)计算筒体的壁厚 (5)(二)计算封头的壁厚 (6)(三)水压试验及强度校核 (6)(四)选择人孔并核算开孔补强 (7)(五)核算承载能力并选择鞍座 (9)(六)选择液面计 (9)(七)选择压力计 (10)(八)选配工艺接管 (10)第四章设计汇总 (11)第五章结束语 (12)第六章参考文献 (13)第一章绪论(一)设计任务:针对化工厂中常见的液氨储罐,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。
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,合理地进行设计。
(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部件大都有标准,设计时可直接选用。
本设计书主要介绍了液罐的的筒体、封头的设计计算,低压通用零部件的选用。
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,合理地进行设计。
第二章材料及结构的选择与论证(一)材料选择:纯液氨腐蚀性小,贮罐可选用一般钢材,但由于压力较大,可以考虑20R、16MnR这两种钢种。
液氨储罐设计分析
液氨储罐是专门用于储存液态氨的设备,通常用于工业生产中的氨气
储存和供应。
设计一个合适的液氨储罐需要考虑多个因素,包括材料选择、结构设计和安全措施等。
首先,材料选择是设计液氨储罐的一个关键因素。
液氨具有很强的腐
蚀性,需要选择防腐材料以延长储罐的使用寿命。
一般情况下,不锈钢和
碳钢是常用的材料。
不锈钢具有良好的耐腐蚀性能,但价格较高;碳钢价
格较低,但需要进行防腐处理以提高其耐腐蚀能力。
其次,结构设计是储罐设计的另一个重要方面。
储罐的结构设计应该
考虑到储罐容量和存放位置,以确保储罐的稳定性和安全性。
常见的液氨
储罐结构有立式储罐和卧式储罐两种。
立式储罐通常占用空间较小,适用
于有限的场地;而卧式储罐通常容量较大,占用空间较大,适用于较大的
场地。
此外,设计时还需要考虑储罐的支撑结构、密封性能和排污系统等。
最后,为了保证储罐使用过程中的安全性,应采取一系列的安全措施。
首先,储罐应采用双层结构,以防止液氨泄漏造成安全事故。
其次,储罐
应配备压力传感器和温度传感器等监测设备,及时检测并防范潜在的问题。
此外,还需要配备火灾报警和灭火系统,防止储罐火灾发生。
同时,储罐
的操作人员应定期检查和维护设备,确保设备的正常运行。
总之,设计一个合适的液氨储罐需要考虑材料选择、结构设计和安全
措施等多个方面。
通过合理优化设计,储罐可以更好地满足工业生产中的
氨气储存和供应需求,并确保在储罐使用过程中的安全性。
目录第一章概述 (2)1.1设计背景意义 (2)1.2主要工作 (2)第二章工艺设计 (2)2.1设计内容 (2)2.2设计数据 (2)2.3设计压力 (3)2.4主要元件材料的选择 (3)2.5工艺规程 (3)2.6 工艺主要选材及规格 (4)第三章机械设计 (6)3.1结构设计 (6)3.1.1总体结构 (6)3.1.2补强结构 (6)3.1.3焊缝接头结构设计 (6)3.2容器计算及校核 (6)3.2.1罐体壁厚计算 (6)3.2.1封头壁厚计算及校核 (7)3.2.2鞍座计算 (7)3.2.3人孔补强确定 (8)3.3压力试验 (8)第四章零部件选型 (9)4.1鞍座选型 (9)4.2支座选型 (9)4.3人孔选型 (9)4.4其他零部件选型 (10)第五章总结 (10)第六章参考文献 (10)第一章概述1.1设计背景意义本组液氨储罐设计是针对《化工设备机械基础》这门课程的一次总结,是综合运用所学的知识,查阅相关书籍,经过多次老师指导和同学交流完成。
典型化工设备机械设计是对课程内容的应用性训练环节,是学生应用所学知识进行阶段性的单体设备或单元设计方面的专业训练过程,也是对理论教学效果的检验。
通过这一环节使学生在查阅资料、理论计算、工程制图、调查研究、数据处理等方面得到基本训练,培养学生综合运用理论知识分析、解决实际问题的能力。
1.2主要工作设计一个液氨储罐属于化工常见的储运设备,一般可分解为筒体,封头,法兰,人孔,手孔,支座及管口等几种元件。
储罐的工艺尺寸可通过工艺计算及生产经验决定。
液氨储罐是合成氨工业中必不可少的储存容器,所以本设计过程的内容包括容器的材质的选取、容器筒体的性状及厚度、封头的性状及厚度、确定支座,人孔及接管、开孔补强的情况以及其他接管的设计与选取。
第二章工艺设计2.1设计内容设计一卧式液氨储罐。
工艺参数为储罐内径D i=2600mm耀体(不包括圭寸头)长度L=4800mm。
《化工机械基础》课程设计任务书目录第一部分设计绪论 (5)(1)设计任务、设计思想、设计特点 (5)(2)主要设计参数的确定及说明 (5)第二部分材料及结构的选择与论证 (7)(1)材料的选择与认证 (7)(2)结构的选择与认证 (7)第三部分设计计算 (10)(1)计算筒体的壁厚 (10)(2)计算封头的壁厚 (11)(3)水压试验压力及其强度校核 (11)(4)选择人孔并核算开孔补强 (12)(5)选择鞍座并核算承载能力 (14)第四部分主要附件的选用 (15)(1)选择液位计 (16)(2)各进出口的选择 (16)第五部分设计小结 (17)参考文献 (17)《化工机械基础》课程设计任务书1.设计题目:液氨储罐机械设计技术特性公称容积(m3) 25 公称直径Dg(mm) 2200介质液氨筒体长度L(mm) 7200设计压力(MPa) 3.6 工作温度(0C) ≤40℃厂址芜湖市推荐材料16MnR管口表编号名称公称直径(mm) 编号名称公称直径(mm)a1-2 液位计15 e 安全阀25b 进料管40 f 放空管25c 出料管20 g 人孔450d 压力表25 h 排污管40工艺条件图3.计算及说明部分内容(设计内容):第一部分绪论:(1)设计任务、设计思想、设计特点;(2)主要设计参数的确定及说明。
第二部分材料及结构的选择与论证(1)材料选择与论证;(2)结构选择与论证:封头型式的确定、人孔选择、法兰型式、液面计的选择、鞍式支座的选择确定。
第三部分设计计算(1)计算筒体的壁厚;(2)计算封头的壁厚;(3)水压试验压力及其强度校核;(4)选择人孔并核算开孔补强;(5)选择鞍座并核算承载能力;第四章主要附件的选用(1)、液面计选择(2)、各进出口的选择(3)、压力表选择第五章设计小结附设计参考资料清单4.绘图部分内容:总装配图一张(1#)5.设计期限:1周(20123年 06 月 24 日—— 2013年 06月 30 日)6.参考资料:[1]《化工过程设备机械基础》,李多民、俞慧敏主编,中国石化大学出版社[2]《化工设备机械基础》,汤善甫朱思明主编,华东理工大学出版社。
2.8m3卧式液氨储罐的设计一、题目来源题目来源:实际生产二、研究的目的和意义储罐是一种用于储存液体或气体的密封容器,主要用于存储或盛装气体、液体、液化气体等介质的设备,在化工、石油、能源、冶金、消防、轻工、环保、制药、食品、城市燃气等行业得到了广泛的应用,储存介质涵盖了(丙烷、丁烷、丙烯、乙烯、液化石油气、液氨等)液化气体、氧气、氮气、天然气和城市煤气等气体,在国民经济发展中起着不可替代的作用。
其种类很多,大体上有:滚塑储罐,玻璃钢储罐,陶瓷储罐、橡胶储罐、焊接塑料储罐等。
就储罐的性价比来讲,现在以滚塑储罐最为优越,滚塑储罐又可以分钢衬塑储罐,全塑储罐两大系,分别包括立式,卧式,运输,搅拌等多个品种。
而卧式液化气储罐是目前中、小型液化气站储存和运输液化气的主要容器之一,在石油化工行业中应用广泛并占有相当大的比例。
卧式储罐的容积一般都小于100m3,通常用于生产环节或加油站。
年来随着制造工艺的提高其容积有逐渐增大的趋势。
随着容积的增大,储罐在设计和使用中的安全可靠性就变得极为重要。
然而我国卧式储罐设计制造技术的还远落后于世界先进水平,制造较困难,加工费用高,且焊接、检验技术要求高。
所以研究卧式储罐设计及其焊接工艺对我国石油化工等行业有着极其重要的意义。
三、阅读的主要参考文献及资料名称[1]吕宜涛,压力容器制造质量控制的研究,天津大学学位论文,1997年9月.[2]马自勤,孙丽,王秀伦等:产品结构树在CAPP信息管理中的应用,大连铁道学院学报,2001年9月,第22卷,第3期.[3]王锦,张振明,黄乃康:集成环境下面向产品的 CAPP系统,计算机工程与应用,2000年4月.[4]肖凌,姚建初:集成环境下的计算机辅助工艺设计系统,机械设计与制造工程,2000年7月,第29卷,第4期.[5]赵丽萍,陈鸿:面向CAPP的工作流程管理研究与应用,计算机工程与应用,2001年第17期.[6]高清,马云辉,马玉林:先进制造系统中的质量保证,高技术通讯,1995年5月.[7]张曙,张为民:新一代CAPP系统,组合机床与自动化加工技术,1996年第10期.[8]汤善甫,朱思明主编:化工设备机械基础,第2版,华东理工出版社,2004年12月[9] 陈祝年,焊接工程师手册。
卧式液氨储罐课程设计说明书3.1 设计任务:针对化工厂中常见的卧式液氨储罐,完成主体设备的工艺设计和附属设备的选型设计,=1000mm,罐体(不包括绘制总装配图。
本次设计的卧式液氨储罐的工艺尺寸为:储罐径Di封头)长度L=1200mm,使用地点:新疆。
3.2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。
各项设计参数都正确参考了行业使用标准或国家标准,这样设计有章可循,并考虑到结构方面的要求,综合的进行设计。
3.3 设计特点:容器的设计一般由筒体,封头,法兰,支座,接管等组成。
常,低压化工设备通用零部件大都有标准,设计师可直接选用。
本设计书主要介绍了液罐的筒体,封头的设计计算,低压通用零部件的选用。
各项设计参数都正确参考了行业使用标准或国家使用标准,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。
四、设备材料及结构的选择4.1材料选择根据本次课程设计的安排和要求,本次设计采用Q235-C号钢。
所以在此选择Q235-C钢板作为制造筒体和封头材料。
4.2结构选择4.2.1 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得多,易于冲压成型,是目前中低压容器中应用较多的封头之一。
平板封头因直径各厚度都较大,加工与焊接方面都要遇到不少困难。
从钢材耗用量来年:球形封头用材最少,比椭圆头节约,平板封头用材最多。
因此,从强度、结构和制造方面综合考虑,采用椭圆形封头最为合理。
4.2.2容器支座的选择容器支座有鞍座,圈座和支腿三种,用来支撑容器的重量。
鞍式支座是应用最广泛的一种卧式支座。
从应力分析看,承受同样载且具有同样截面几何形状和尺寸的梁采用多个支承比采用两个支承优越,因为多支承在粱产生的应力较小。
所以,从理论上说卧式容器的支座数目越多越好。
但在是实际上卧式容器应尽可能设计成双支座,这是因为当支点多于两个时,各支承平面的影响如容器简体的弯曲度和局部不圆度、支座的水平度、各支座基础下沉的不均匀性、容器不同部位抗局部交形的相对刚性等等,均会影响支座反力的分市。
目录第一章概述 (2)1.1 设计背景意义 (2)1.2 主要工作 (2)第二章工艺设计 (2)2.1 设计内容 (2)2.2 设计数据 (2)2.3 设计压力 (3)2.4 主要元件材料的选择 (3)2.5 工艺规程 (3)2.6 工艺主要选材及规格 (4)第三章机械设计 (6)3.1结构设计 (6)3.1.1 总体结构 (6)3.1.2 补强结构 (6)3.1.3 焊缝接头结构设计 (6)3.2 容器计算及校核 (6)3.2.1 罐体壁厚计算 (6)3.2.1 封头壁厚计算及校核 (7)3.2.2 鞍座计算 (7)3.2.3 人孔补强确定 (8)3.3 压力试验 (8)第四章零部件选型 (9)4.1 鞍座选型 (9)4.2 支座选型 (9)4.3 人孔选型 (9)4.4 其他零部件选型 (10)第五章总结 (10)第六章参考文献 (10)第一章概述1.1 设计背景意义本组液氨储罐设计是针对《化工设备机械基础》这门课程的一次总结,是综合运用所学的知识,查阅相关书籍,经过多次老师指导和同学交流完成。
典型化工设备机械设计是对课程内容的应用性训练环节,是学生应用所学知识进行阶段性的单体设备或单元设计方面的专业训练过程,也是对理论教学效果的检验。
通过这一环节使学生在查阅资料、理论计算、工程制图、调查研究、数据处理等方面得到基本训练,培养学生综合运用理论知识分析、解决实际问题的能力。
1.2 主要工作设计一个液氨储罐属于化工常见的储运设备,一般可分解为筒体,封头,法兰,人孔,手孔,支座及管口等几种元件。
储罐的工艺尺寸可通过工艺计算及生产经验决定。
液氨储罐是合成氨工业中必不可少的储存容器,所以本设计过程的内容包括容器的材质的选取、容器筒体的性状及厚度、封头的性状及厚度、确定支座,人孔及接管、开孔补强的情况以及其他接管的设计与选取。
第二章工艺设计2.1 设计内容设计一卧式液氨储罐。
工艺参数为储罐内径D i=2600mm,罐体(不包括封头)长度L=4800mm。
液氨储罐的设计范文
1.储罐材料选择
液氨是一种在常温下为无色气体,液氨储罐需要选用能够承受低温和高压的材料。
常见的材料有碳钢、不锈钢和玻璃钢。
碳钢和不锈钢都具有较好的强度和耐腐蚀性,适合储存液氨。
玻璃钢具有较高的机械强度和良好的耐腐蚀性能,但需要特别注意低温下的应力开裂。
2.结构设计
液氨储罐通常是垂直圆柱形结构,底部为圆锥形或平底设计,顶部有透气装置和液位计。
储罐壁通常采用双层结构,内层负责贮存液氨,外层起到保温作用。
内外层之间的空气隔离,可以减少换热,提高保温效果。
内壁还需喷涂耐腐蚀涂层,以防止液氨对储罐壁的腐蚀。
3.安全性能
液氨是一种具有强烈刺激性和腐蚀性的气体,因此液氨储罐设计时需要采取一系列安全措施。
首先是防火措施,储罐需要设置适当的防火墙和阻火系统。
其次是安全阀和爆破片的设置,用于防止罐内压力超过安全范围。
还需要配备泄漏探测器和报警系统,以及防爆电器设备。
4.储罐周围环境
5.附属设备
液氨储罐需要配备一些附属设备,如输送系统、冷却系统、液位监测系统等。
输送系统可以将液氨导入或排出储罐,冷却系统可以保持储罐内的液氨在适当的温度范围内,液位监测系统可以实时监测储罐内的液位情况。
总结:。
卧式液氨储罐课程设计说明书3.1 设计任务:针对化工厂中常见的卧式液氨储罐,完成主体设备的工艺设计和附属设备的选型设计,=1000mm,罐体(不包括绘制总装配图。
本次设计的卧式液氨储罐的工艺尺寸为:储罐径Di封头)长度L=1200mm,使用地点:新疆。
3.2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。
各项设计参数都正确参考了行业使用标准或国家标准,这样设计有章可循,并考虑到结构方面的要求,综合的进行设计。
3.3 设计特点:容器的设计一般由筒体,封头,法兰,支座,接管等组成。
常,低压化工设备通用零部件大都有标准,设计师可直接选用。
本设计书主要介绍了液罐的筒体,封头的设计计算,低压通用零部件的选用。
各项设计参数都正确参考了行业使用标准或国家使用标准,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。
四、设备材料及结构的选择4.1材料选择根据本次课程设计的安排和要求,本次设计采用Q235-C号钢。
所以在此选择Q235-C钢板作为制造筒体和封头材料。
4.2结构选择4.2.1 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得多,易于冲压成型,是目前中低压容器中应用较多的封头之一。
平板封头因直径各厚度都较大,加工与焊接方面都要遇到不少困难。
从钢材耗用量来年:球形封头用材最少,比椭圆头节约,平板封头用材最多。
因此,从强度、结构和制造方面综合考虑,采用椭圆形封头最为合理。
4.2.2容器支座的选择容器支座有鞍座,圈座和支腿三种,用来支撑容器的重量。
鞍式支座是应用最广泛的一种卧式支座。
从应力分析看,承受同样载且具有同样截面几何形状和尺寸的梁采用多个支承比采用两个支承优越,因为多支承在粱产生的应力较小。
所以,从理论上说卧式容器的支座数目越多越好。
但在是实际上卧式容器应尽可能设计成双支座,这是因为当支点多于两个时,各支承平面的影响如容器简体的弯曲度和局部不圆度、支座的水平度、各支座基础下沉的不均匀性、容器不同部位抗局部交形的相对刚性等等,均会影响支座反力的分市。
齐齐哈尔大学毕业设计(论文)3.0m3卧式液氨储罐的设计3.0m3卧式液氨储罐的设计【摘要】本文首先介绍了压力容器的国内外研究现状和发展趋势,对液氨储罐作了简单的介绍。
对液氨储罐进行的结构设计, 并运用Auto CAD绘制了储罐装配图。
并利用SW6分析软件对储罐进行了应力分析,针对最大应力分布区域进行补强设计,有效地解决了用定量计算方法进行应力分析困难的缺点。
还从价格评估的角度对液氨储罐作了经济性分析,验证了结构设计方案的可行性。
【关键词】卧式液氨储罐;结构设计;应力分析;经济性分析;齐齐哈尔大学毕业设计(论文)Design of 3.0m3 horizontal liquid ammonia tank[Abstract] In this paper, we first introduce the pressure vessel of the domestic research present situation and the trend of development, it makes the simple introduction of liquid ammonia tank. Structural design of liquid ammonia storage tank, and the use of Auto CAD drawing tank assembly drawing. And the SW6 analysis software on the tank in the stress analysis, needle on the maximum stress distribution of reinforcement design, effectively solves the quantitative calculation method for stress analysis of the difficulties of the shortcomings. From price assessment of angle of liquid ammonia storage tank for the economic analysis, to verify the feasibility of the scheme of structural design.[Keyword]horizontal liquid ammonia storage tank;structural design; analysis of economic;1 选题背景1.1选题研究的目的和意义液氨作一种重要的化工原料和产品,在现代化工生产中扮演着重越来越重要的角色,但是随之而来的液氨泄露事故也越来越多。
前言本说明书为《31m3液氨储罐设计说明书》。
本文采用分析设计方法,综合考虑环境条件、液体性质等因素并参考相关标准,按工艺设计、设备结构设计、设备强度计算的设计顺序,分别对储罐的筒体、封头、鞍座、人孔、接管进行设计,然后采用1SW6-1998对其进行强度校核,最后形成合理的设计方案。
目录附:设计任务书 (2)第一章绪论 (3)(一)设计任务 (3)(二)设计思想 (3)(三)设计特点 (3)第二章材料及结构的选择与论证 (3)(一)材料选择 (3)(二)结构选择与论证 (3)第三章设计计算 (5)(一)计算筒体的壁厚 (5)(二)计算封头的壁厚 (6)(三)水压试验及强度校核 (6)(四)选择人孔并核算开孔补强 (7)(五)核算承载能力并选择鞍座 (9)(六)选择液面计 (9)(七)选择压力计 (10)(八)选配工艺接管 (10)第四章设计汇总 (11)第五章结束语 (12)第六章参考文献 (13)第一章绪论(一)设计任务:针对化工厂中常见的液氨储罐,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。
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,合理地进行设计。
(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部件大都有标准,设计时可直接选用。
本设计书主要介绍了液罐的的筒体、封头的设计计算,低压通用零部件的选用。
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,合理地进行设计。
第二章材料及结构的选择与论证(一)材料选择:纯液氨腐蚀性小,贮罐可选用一般钢材,但由于压力较大,可以考虑20R、16MnR这两种钢种。
十六组液氨储罐设计说明书(化工设备机械基础课程设计)指导教师:张永强韩晓星完成时间:2012.11设计任务书设计课题:液氨储罐工艺参数:最高使用温度:T=40℃公称直径:Di=2400mm筒体长度(不含封头):L0=4500mm 设计内容:1.罐体材料的选择2.罐体的规格3.罐体的形状4.罐体的厚度5.封头形状及厚度6.支座的选择7.人孔及接管选择8.开孔补强9.核算校验10.设备装备图(A2)设计人:下达时间:2012年11月完成时间:2012年11月前言液氨,又称为无水氨,是一种无色液体。
氨作为一种重要的化工原料,应用广泛,为运输及储存便利,通常将气态的氨气通过加压或冷却得到液态氨。
液氨在工业上应用广泛,而且具有腐蚀性,且容易挥发,所以其化学事故发生率相当高。
无色气体,有刺激性恶臭味。
分子式NH3。
分子量17.03。
相对密度0.7714g/L。
熔点-77.7℃。
沸点-33.35℃。
自燃点651.11℃。
蒸汽压1013.08kPa(25.7℃)。
蒸汽与空气混合物爆炸极限16~25%(最易引燃浓度17%)。
氨在20℃水中溶解度34%,25℃时,在无水乙醇中溶解度10%,在甲醇中溶解度16%,溶于氯仿、乙醚,它是许多元素和化合物的良好溶剂。
水溶液呈碱性。
液态氨将侵蚀某些塑料制品,橡胶和涂层。
遇热、明火,难以点燃而危险性较低; 但氨和空气混合物达到上述浓度范围遇明火会燃烧和爆炸,如有油类或其它可燃性物质存在,则危险性更高。
与硫酸或其它强无机酸反应放热,混合物可达到沸腾。
不能与下列物质共存:乙醛、丙烯醛、硼、卤素、环氧乙烷、次氯酸、硝酸、汞、氯化银、硫、锑、双氧水等。
本次课程设计将根据液氨的性质,结合所学知识设计一个液氨贮罐。
由于时间仓促,如有不足之处,欢迎指正。
编者2012年11月目录1. 液氨储罐设计参数的确定 ............ 错误!未定义书签。
1.1.设计温度与设计压力的确定.......... 错误!未定义书签。
20m3液氨储罐的设计摘要储罐按其形式可分为方形和矩形容器、球形容器、圆筒形容器(立式、卧式)。
按其承压性质和能力可分为内压和外压,内压容器又可分为常压、低压、中压、高压、超高压等五类。
根据使用时候的壁温,可分为常温容器、高温容器、中温容器和低温容器。
按其结构材料分类,容器有金属制的和非金属制的两类。
按其反应情况可分为反应压力容器(R)、换热压力容器(E)、分离压力容器(S)、储存压力容器(C)等。
本次设计,我选用的是卧式圆筒形、中压常温的内压容器。
经计算,筒体规格为:公称直径DN 1800mm,1m高的容积V12.545m3,1m高的内表面积F1 5.66m2,1m高筒节质量536kg。
封头选用椭圆形标准封头,其规格为:公称直径DN 1800mm,曲面高度h1 450mm,直边高度h0 40mm,内表面积F i, 3.73m2,,容积V 0.866m3。
筒体外伸端到支座的距离a = 1.8m。
目录1 引言 (1)2 设计任务书 (1)3 设计参数及材料的选择 (1)3.1 设备的选型与轮廓尺寸 (1)3.2 设计压力 (2)3.3 筒体及封头材料的选择 (2)3.4 许用应力 (3)4 结构设计 (3)4.1 筒体壁厚计算 (3)4.2 封头设计 (4)4.2.1 半球形封头 (4)4.2.2 标准椭圆形封头 (4)4.2.3 标准碟形封头 (5)4.2.4 圆形平板封头 (6)4.2.5 不同形状封头比较 (6)4.3 压力试验 (7)4.4鞍座 (8)4.4.1鞍座的选择 (8)4.4.2 鞍座的位置 (9)5 结果 (11)参考文献 (13)1 引言液氨,是一种无色液体,有强烈刺激性气味。
氨作为一种重要的化工原料,为运输及储存便利,通常将气态的氨气通过加压或冷却得到液态氨。
氨易溶于水,溶于水后形成氢氧化铵的碱性溶液。
液氨多储于耐压钢瓶或钢槽中,且不能与乙醛、丙烯醛、硼等物质共存。
液氨在工业上应用广泛,具有腐蚀性且容易挥发,所以其化学事故发生率很高。
课程设计题目:100m³双鞍座卧式液化石油气储罐设计学院:榆林学院专业:过程装备与控制工程指导老师:范晓勇学生姓名:李云玲学号:0806250208完成日期2011年7月16日星期六前言 (1)第一章课程设计任务书 (1)1.设计目的: (1)2.设计内容及要求: (1)3.课程设计要求: (1)1)设计内容: (1)2)设计工作任务: (2)第二章设计选材及结构 (2)2.1 工艺参数的设定 (2)2.1.1 设计压力 (2)2.1.2 筒体的选材及结构 (2)2.1.3 封头的结构及选材 (3)第三章设计计算 (3)3.1筒体壁厚计算 (3)3.2 封头壁厚计算 (4)3.3 压力试验 (4)3.3.1水压试验 (4)3.3.2水压试验的应力校核: (5)第四章附件选择 (5)4.1 人孔选择 (5)4.2 人孔补强的计算 (6)4.2.1内压容器开孔后所需的补强面积: (6)4.2.2最大开孔的限制 (6)4.2.3有效补强面积即已有的加强面积 (7)4.3 进出料接管的选择 (8)4.4 液面计的设计 (9)4.5 安全阀的选择 (10)4.6 排污管的选择 (10)4.7法兰的选取 (10)4.8 镙栓的选取 (10)4.9 鞍座的选择 (11)4.9.1鞍座结构和材料的选取 (11)4.9.2容器载荷计算 (12)4.9.3鞍座选取标准 (12)4.9.4鞍座强度校核 (13)第五章容器焊缝标准 (13)5.1 压力容器焊接结构设计要求 (13)5.2 筒体与椭圆封头的焊接接头 (14)5.3 管法兰与接管的焊接接头 (14)5.4 接管与壳体的焊接接头 (14)第六章筒体和封头的校核计算 (15)6.1筒体轴向应力校核 (15)6.1.1 由弯矩引起的轴向应力 (15)6.1.2由设计压力引起的轴向应力: (16)6.1.3 轴向应力组合与校核 (16)6.2 筒体和封头切向应力校核 (16)第七章总结 (17)参考文献 (18)前言本设计的液料为液氨,它是一种无色液体。
课程设计任务书课程设计任务书1.设计题目:液氨储罐机械设计2.课程设计要求及原始数据(资料):(1)、课程设计要求:①.使用国家最新压力容器和换热器标准、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.设计计算要求设计思路清晰,计算数据准确、可靠。
④.设计说明书可以手写,也可打印,但工程图纸要求手工绘图。
⑤.课程设计全部工作由学生本人独立完成。
(2).设计数据:1广东石油化工学院:液氨储罐机械设计3.工艺条件图4.计算及说明部分内容(设计内容):第1章绪论:(1)液氨储罐的设计背景(2)液氨贮罐的分类及选型;(3)主要设计参数的确定及说明。
第2章材料及结构的选择与论证(1)材料选择与论证;(2)结构选择与论证:封头型式的确定、人孔选择、法兰型式、液面计的选择、鞍座的选择确定。
第3章工艺尺寸的确定第4章设计计算(1)计算筒体的壁厚;(2)计算封头的壁厚;(3)水压试验压力及其强度校核;(4)选择人孔并核算开孔补强;(5)选择鞍座并核算承载能力;(6)选择液位计;(7)选配工艺接管。
设计小结参考文献5.绘图部分内容:总装配图一张(A1图纸)2课程设计任务书6.设计期限:1周(2013年06月24日~2013年07月05日)7、设计参考进程:(1)设计准备工作、选择容器的型式和材料半天(2)设计计算筒体、封头、选择附件并核算开孔补强等一天(3)绘制装配图二天(4)编写计算说明书一天(5)答辩半天8.参考资料:(一)国家质量技术监督局,GB150-1998《钢制压力容器》,中国标准出版社,1998;(二)国家质量技术监督局,《压力容器安全技术监察规程》,中国劳动社会保障出版社,1999(三)《金属化工设备·零部件》第四卷(四)中华人民共和国化学工业部,中华人民共和国待业标准《钢制管法兰、垫片、紧固件》,1997(五)《化工设备机械基础课程设计指导书》(图书馆借阅书号:TQ 05/51)(六)刁玉纬王立业,《化工设备机械基础》,大连理工大学出版社,2003年第五版;(七)李多民俞惠敏,《化工过程设备机械基础》,中国石化出版社,2007;(八)董大勤,《化工设备机械基础》,化学工业出版社,1994年第二版;(九)汤善甫朱思明,《化工设备机械基础》,华东理工大学出版社,2004年第二版;发给学生(签名):指导教师:年月日(注:此任务书应附于所完成的课程设计说明书封面后)3广东石油化工学院:液氨储罐机械设计目录第一章绪论 (6)1.1液氨贮罐的设计背景 (6)1.2液氨贮罐的分类及选型 (6)1.2.(1)贮罐的分类 (6)1.2.(2)贮罐的选型 (6)1.3设计温度和设计压力的确定 (7)第二章材料及结构的选择与论证 (8)2.1材料选择与论证 (8)2.1.(1)容器用钢 (8)2.2.(2)附件用钢 (8)2.2结构选择与论证 (8)2.2.(1)封头形式的确定 (8)2.2.(1)人孔的选择 (9)2.2.(3)法兰形式 (9)2.2.(4)液面计的选择 (10)2.2.(5)鞍式支座的选择 (10)第三章工艺尺寸的确定 (11)第四章设计计算 (14)4.1计算罐体壁厚设计 (14)4.2计算封头的壁厚 (14)4.3校核罐体和封头水压试验强度 (15)4.4选择人孔并核算开孔补强 (15)4.4(1)计算削去的承受应力所必须的金属截面 (16)4.4(2).计算有效补强范围 (16)4.4(3).计算有效补强金属截面积 (16)4.4(4).所需补强截面积A4为 (17)4.4(5).补强圈设计 (17)4.5.选择鞍座并核算承载能力 (17)4目录4.5(1).罐体的质量m1 (17)4.5(2).封头的质量m2 (18)4.5(3).水压试验时水的质量m3 (18)4.5(4).附件的质量m4 (18)4.6选择液位计 (18)4.7选配工艺接管 (18)4.7(1).液氨进料管 (19)4.7(2)液氨出料管 (19)4.7(3)排污管 (19)4.7(4).放空管接口管 (19)4.7(5).液面计接管 (19)4.7(6).安全阀接口管 (19)设计心得 (20)参考文献 (21)5广东石油化工学院:液氨储罐机械设计第一章绪论:1.1.液氨贮罐的设计背景化学工业和其它流程工业的生产都离不开容器。
液氨储罐设计说明书前言本说明书为《31m3液氨储罐设计说明书》。
本文采用分析设计方法,综合考虑环境条件、液体性质等因素并参考相关标准,按工艺设计、设备结构设计、设备强度计算的设计顺序,分别对储罐的筒体、封头、鞍座、人孔、接管进行设计,然后采用1SW6-1998对其进行强度校核,最后形成合理的设计方案。
目录附:设计任务书 (2)第一章绪论 (3)(一)设计任务 (3)(二)设计思想 (3)(三)设计特点 (3)第二章材料及结构的选择与论证 (3)(一)材料选择 (3)(二)结构选择与论证 (3)第三章设计计算 (5)(一)计算筒体的壁厚 (5)(二)计算封头的壁厚 (6)(三)水压试验及强度校核 (6)(四)选择人孔并核算开孔补强 (7)(五)核算承载能力并选择鞍座 (9)(六)选择液面计 (9)(七)选择压力计 (10)(八)选配工艺接管 (10)第四章设计汇总 (11)第五章结束语 (12)第六章参考文献 (13)第一章绪论(一)设计任务:针对化工厂中常见的液氨储罐,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。
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,合理地进行设计。
(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部件大都有标准,设计时可直接选用。
本设计书主要介绍了液罐的的筒体、封头的设计计算,低压通用零部件的选用。
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,合理地进行设计。
第二章材料及结构的选择与论证(一)材料选择:纯液氨腐蚀性小,贮罐可选用一般钢材,但由于压力较大,可以考虑20R、16MnR这两种钢种。
如果纯粹从技术角度看,建议选用20R 类的低碳钢板, 16MnR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钢板为比较经济,且16MnR机械加工性能、强度和塑性指标都比较号,所以在此选择16MnR钢板作为制造筒体和封头材料。
(二)结构选择与论证: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得多,易于冲压成型,是目前中低压容器中应用较多的封头之一。
平板封头因直径各厚度都较大,加工与焊接方面都要遇到不少困难。
从钢材耗用量来年:球形封头用材最少,比椭圆开封头节约,平板封头用材最多。
因此,从强度、结构和制造方面综合考虑,采用椭圆形封头最为合理。
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(人、手孔的公称压力与法兰的公称压力概念类似。
公称直径则指其简节的公称直径)、工作温度以及人、手孔的结构和材料等诸方面的因素。
人孔的类型很多,选择使用上有较大的灵活性,其尺寸大小及位置以设备内件安装和工人进出方便为原则。
通常可以根据操作需要,在这考虑到人孔盖直径较大较重, 可选择回转盖对焊法兰人孔。
3.法兰的选择:法兰连接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。
压力容器法兰分平焊法兰与对焊法兰。
平焊法兰又分为甲型与乙型两种。
甲型平焊法兰有 MPa MPa MPa,在较小范围内(DN300 mm ~2000 mm)适用温度范围为-20℃~300℃。
乙型平焊法兰用于 MPa~ MPa压力等级中较大的直径范围,适用的全部直径范围为DN300 mm ~3000 mm,适用温度范围为-20℃~350℃。
对焊法兰具有厚度更大的颈,进一步增大了刚性。
用于更高压力的范围( MPa~)适用温度范围为-20℃~45℃。
法兰设计优化原则:法兰设计应使各项应力分别接近材料许用应力值,即结构材料在各个方向的强度都得到较充分的发挥。
法兰设计时,须注意以下二点:管法兰、钢制管法兰、垫片、紧固件设计参照原化学工业部于1997年颁布的《钢制管法兰、垫片、紧固件》标准(HG20592~HG20635-1997)的规定。
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,其类型很多,大体上可分为四类,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,其适用温度一般在0~250℃。
但透光式适用工作压力较反射式高。
玻璃管液面计适用工作压力小于,介质温度在0~250℃的范围。
液面计与容器的连接型式有法兰连接、颈部连接及嵌入连接,分别用于不同型式的液面计。
液面计的选用:(1)玻璃板液面计和玻璃管液面计均适用于物料内没有结晶等堵塞固体的场合。
板式液面计承压能力强,但是比较笨重、成本较高。
(2)玻璃板液面计一般选易观察的透光式,只有当物料很干净时才选反射式。
(3)当容器高度大于3m 时,玻璃板液面计和玻璃管液面计的液面观察效果受到限制,应改用其它适用的液面计。
液氨为较干净的物料,易透光,不会出现严重的堵塞现象,所以在此选用玻璃管液面计。
4.鞍座的选择:鞍式支座是应用最广泛的一种卧式支座。
从应力分析看,承受同样载且具有同样截面几何形状和尺寸的梁采用多个支承比采用两个支承优越,因为多支承在粱内产生的应力较小。
所以,从理论上说卧式容器的支座数目越多越好。
但在是实际上卧式容器应尽可能设计成双支座,这是因为当支点多于两个时,各支承平面的影响如容器简体的弯曲度和局部不圆度、支座的水平度、各支座基础下沉的不均匀性、容器不同部位抗局部交形的相对刚性等等,均会影响支座反力的分布。
因此采用多支座不仅体现不出理论上的优越论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的影响。
所以一台卧式容器支座一般情况不宜多于二个。
在此选择鞍式双支座,一个S 型,一个F 型。
第三章 设计计算(一)计算筒体的壁厚:因为液氨的储量为31m 3,按原化工部1985年颁布实施的有关贮罐尺寸和质量的行业标准(《卧式椭圆形封头贮罐系列》HG5-1580-85),取D i =2700mmP c —设计压力 储罐的最高工作温度为40℃,此时氨的饱和蒸汽压为 ,取此压强的倍作为设计压力,故a c MP P 705.155.110.1=⨯=在操作温度-5~40℃的范围内,估计筒体壁厚大约为16mm ,在《常用容器钢板(管)许用应力表》中按设计温度40℃,板厚6~16mm 间插值取得a t MP 75.200][=σ焊接接头采用V 坡口双面焊接,采用全部无损检测,其焊接接头系数由焊接接头系数表查得φ=钢板负偏差由《钢板厚度负偏差表》查得C 1= mm ;液氨为轻微腐蚀,腐蚀裕量由(壳体、封头腐蚀裕量表)查得C 2=2 mm 。
液氨储罐是内压薄壁容器,按公式计算筒体的设计厚度为: mm C P D P ct i c d 515.13200.175.20022700705.1][22=+⨯⨯⨯=+-⋅=ϕσδ 考虑到钢板负偏差,所以筒体厚度应再加上C 1,即+=根据钢板的厚度规格,查《钢板的常用厚度表》,圆整为δn =16mm(二)计算封头的壁厚:采用标准椭圆形封头,各参数与筒体相同。
封头的设计厚度 mm C P D P ct i c d 515.13200.175.20022700705.1][22=+⨯⨯⨯=+-⋅=ϕσδ 考虑到钢板负偏差,所以封头厚度应再加上C 1,即+= mm根据钢板的厚度规格,查《钢板的常用厚度表》,圆整为δn =16mm ,可见跟筒体等厚。
(三)水压试验及强度校核:先按公式确定水压试验时的压力t P 为: ⎪⎩⎪⎨⎧=+=+==⨯==MPaP P MPa P P c t tc t 805.110.0705.110.013.2705.125.1][][25.1σσ 选取两者中压力较大值作为水压试验压力,即取a t MP P 13.2=, 水压试验时的应力为a e e i t t MP D P 91.2181)28.016(2)]28.016(2700[13.22)(=⨯--⨯--+⨯=+=ϕδδσ 查表得厚度为16mm 的16MnR 钢板的钢材屈服极限a s MP 345=σ故在常温水压试验时的许用应力为a s MP 5.3103459.09.0=⨯=σ故s t σσ9.0< 因此满足水压试验要求(四)选择人孔并核算开孔补强:根据储罐是在常温下及最高工作压力为 MPa 的条件下工作,人孔的标准按公称压力为 MPa 等级选取,考虑到人孔盖直径较大较重,故选用水平吊盖人孔(GH21524-2004),公称直径450mm ,突面法兰密封面。
该人孔标记为:人孔RF Ⅳ(A ·G) GH21524-2004另外,还要考虑人孔补强,确定补强圈尺寸,由于人孔的筒节不是采用无缝钢管,故不能直接选用补强圈标准。
本设计所选用的人孔筒节内径为mm d i 450=,壁厚m δ=10mm查表得人孔的筒体尺寸为Φ480×10,由标准查得补强圈尺寸为: 内径D i =484外径D o =760开孔补强的有关计算参数如下:1. 筒体的计算壁厚:mm P D P ct i c 515.11705.1175.20022700705.1][2=-⨯⨯⨯=-=ϕσδ 2. 计算开孔所需补强的面积A :开孔直径:mm C di d 6.453)18.0(24502=+⨯+=+=补强的面积:2204.5223515.116.453mm d A =⨯=⋅=δ3. 有效宽度:mm d B 2.9076.45322=⨯=⋅=mm m n d B 6.5051021626.45322=⨯+⨯+=⋅+⋅+=δδ取最大值 B=4. 有效高度: 外侧高度mm d h m 35.67106.4531=⨯=⋅=δ或m m 2501==接管实际外伸高度h两者取较小值mm h 35.671=内侧高度mm d h m 35.67106.4532=⨯=⋅=δ或mm h 02==接管实际内伸高度两者取较小值mm h 02=5. 筒体多余面积A 1:筒体有效厚度:mm C n e 2.148.116=-=-=δδ选择与筒体相同的材料(16MnR )进行补偿,故r f =1,所以)1)((2))((1γδδδδδf d B A e m e -----=2916.1217)11)(515.112.14(102)515.112.14)(6.4532.907(mm =--⨯⨯---=6. 接管多余金属的截面积A 2:接管计算厚度mm P d P c t c t 93.1705.1175.20026.453705.1][2=-⨯⨯⨯=-⋅=ϕσδ γγδδδf C h f h A et t et )(2)(22212-⋅+-⋅=0)(21+--⋅=γδδf C h t m2569.844)93.18.110(35.672mm =--⨯⨯=7. 补强区内焊缝截面积A 3:231001010212mm A =⨯⨯⨯= 8. 有效补强面积A e :2321485.2162100569.844916.1217mm A A A A e =++=++=因为A A e <,所以需要补强9. 所需补强截面积A 4:24719.3060485.2162204.5223mm A A A e =-=-=10. 补强圈厚度'δ:(补强圈内径484=i D ,外径760=o D )mm D D A i o 09.11484760719.3060'4=-=-≥δ 考虑钢板负偏差并圆整,实取补强厚度12mm ,补强材料与壳体材料相同,制造时为便于备材,且补强圈耗材也不多,设计时可采用与壳体相同的板厚,即取mm 16'=δ(五)核算承载能力并选择鞍座:详细D=W=G 图=纸:三 二 ③ 1爸 爸 五 四 0 六全 套 资 料 低 拾10快起首先粗略计算鞍座负荷储罐总质量:123W=W W W ++ ,式中1W —罐体的质量,Kg2W —水压试验时水的质量,Kg3W —附件的质量,Kg1. 罐体质量W 1:储罐公称容积为313m ,筒体公称直径N D =2700 mm ,那么每米长的容积为3m ,由《材料与零部件》查得封头容积2V =3m m ,则3173.58055.22212=⨯+⨯=+=L LV V V解得L=,取L=即取L=4500罐体的自重由《压力容器设计手册》可查得,公称直径DN=2700,壁厚16=n δ的筒体的重量为7238Kg ,封头自重为1016Kg ,故罐体自重Kg W 92701016272381=⨯+=2. 水压试验时水的质量W 2:储罐的总容积312396.3173.55.48055.222m LV V V =⨯+⨯=+=故水压试验时罐内水重Kg W 313962=3. 其他附件质量W 3:人孔质量约为200Kg ,其他接管总和按350Kg 计4. 设备总质量W:Kg W W W W 41216550313969270321=++=++=查《压力容器设计手册》得,公称直径为2800,高度H=250的A 型鞍座单个允许载荷447kN>,故其承载能力足够。