課程設計液氨儲罐設計

1、湖北大學化學化工學院化工設備機械基礎課程設計計算說明書課程設計題目:液氨儲罐設計姓名鄒曉雙學號專業(yè)年級12級化工2班指導教師魯?shù)缕饺掌谥笇Ы處熆颊Z：成績指導教師署名年月日學院審查建議院長署名年代日目錄一、設計任務書1二、液氨儲罐設計參數(shù)的確定21、依照要求選擇罐體和封頭的資料22、確定設計溫度與設計壓力23、其他設計參數(shù)2三、筒體和封頭壁厚的計算21、筒體壁厚的計算2設計參數(shù)的確定.3筒體壁厚的設計.3剛度條件設計筒體的最小壁厚.32、罐體封頭壁厚的計算.33、罐體的水壓試驗.3液壓試驗壓力的確定.3液壓試驗的強度校核.3壓力表的量程、水溫的要求.3液壓試驗的操作過程.34、罐體的氣壓試驗.4

2、氣壓試驗壓力的確定.4氣壓試驗的強度校核.4、氣壓試驗的操作過程.4四、罐體的開孔與補強.41、開孔補強的設計準則.42、開孔補強的計算.4、開孔補強的有關計算參數(shù).5、補強圈的設計.5五、選擇鞍座并核算承載能力.51、支座的設計.52、鞍座的計算63、安裝地點64、人孔的設計65、液面計的設計7六、選配工藝接收71、液氨進料管72、液氨出料管73、排污管74、安全閥接口管75、壓力表接口管8七、設計結果一覽表9八、液氨儲罐裝置圖（見附圖）一、設計任務書試設計一液氨儲罐，其公稱容積、儲罐內(nèi)徑、罐體（不包括封頭）長度見下表。使用地點：家鄉(xiāng)-湖北省十堰市竹溪縣。技術特點表公稱容積(立方25公稱直徑

3、(DN)米)介質液氨筒體長度(L)工作壓力（MPa)工作溫度()40使用地點湖北省十堰市介紹資料16MnR竹溪縣編號名稱公稱直徑編號名稱公稱直徑（mm）（mm）a1-a2液面計20e安全閥80b人孔450f放空管65c進料管80g排污管65d出料管80二、液氨儲罐設計參數(shù)的確定1、依照要求選擇罐體和封頭的資料純液氨腐化性小,貯罐可采用一般鋼材,但由于壓力較大,能夠考慮20R、16MnR這.兩種鋼種。假如純粹從技術角度看，建議采用20R類的低碳鋼板，16MnR鋼板的價錢雖比20R貴，但在制造花銷方面，相同重量設備的計價，16MnR鋼板為比較經(jīng)濟。所以在此選擇16MnR鋼板作為制造筒體和封頭資料。

4、2、確定設計溫度與設計壓力液氨儲罐平常置于室外，誠然設計有保溫措施，但罐內(nèi)液氨的溫度和壓力還是可能直接遇到大氣溫度的影響，在夏季液氨儲罐經(jīng)太陽暴曬，液氨溫度可達40，跟著氣溫的變化，儲罐的操作壓力也在不斷變化.依照化學化工物性數(shù)據(jù)手冊查得40飽和蒸汽壓為,能夠判斷設計的容器為積蓄內(nèi)壓壓力容器，按壓力容器安全技術監(jiān)察規(guī)程規(guī)定，盛裝液化氣體無保冷設備的壓力容器，其設計壓力應不低于液化氣40時的飽和蒸汽壓力，可取液氨的設計壓力為，當液化氣體儲罐安裝有安全閥時，設計壓力可取最大操作壓力的倍，所以合適。p10MPa屬于中壓容器。3、其他設計參數(shù)容器公稱直徑見技術特點表即公稱直徑DN=；罐體和封頭的資料為

5、16MnR，查教材P168表8-7可知其設計溫度下的許用應力t=170MPa。液氨儲罐封頭從受力方面分析來看，球形封頭是最理想的構造形式。但弊端是深度大，沖壓較為困難；橢圓封頭濃度比半球形封頭小得多，易于沖壓成型，是當前中低壓容器中應用好多的封頭之一。平板封頭因直徑各厚度都較大，加工與焊接方面都要遇到好多困難。從鋼材耗用量來年：球形封頭用材最少，比橢圓開封頭節(jié)儉，平板封頭用材最多。所以，從強度、構造和制造方面綜合考慮，采用橢圓形封頭最為合理。液氨儲罐筒體為板卷焊，焊接接頭采用V坡口雙面焊接,采用局部無損檢測,依照焊接接頭構造和無損探傷比率確定焊接接頭系數(shù)為。三、筒體和封頭壁厚的計算筒體壁厚的計

6、算設計參數(shù)的確定由文件查得：焊接接頭系數(shù)=（雙面焊對接接頭，100%無損探傷檢查），腐化裕量C2=2mm微(弱腐化)筒體壁厚的設計圓筒的計算壓力為,由教材P195-P208表8-6，取許用應力t=170MPa，由上表知Pc=,Di=2*1000mm=2000mm壁厚：PcDi/(2t-Pc)代入數(shù)據(jù)得=鋼板厚度負偏差C1=，查資料腐化手冊得40下液氨對鋼板的腐化速率小于年，所以雙面腐化取腐化裕量C2=2mm所以設計厚度為：d=+C2+C1=+2=圓整后取名義厚度14mm.剛度條件設計筒體的最小壁厚由于Di=2000mm3800mm，所以min=2Di/1000=，另加C2=2mm，所以d=。按

7、強度條件設計的筒體壁厚d14mmd，滿足剛度條件的要求。封頭的壁厚計算標準橢圓形封頭a:b=2:1封頭計算公式：PcDi/(2t可見封頭厚度近似等于筒體厚度，則可取相同厚度。罐體的水壓試驗、液壓試驗壓力的確定依照公式，Pt=/t，當設計溫度小于200時，與t湊近，所以Pt=1MPa=。、液壓試驗的強度校核依照公式，t=Pt(Di+e)/2e，代入數(shù)據(jù)，t=（2000+14）/2(14MPa=由文件查得：s=345MPa，由于maxMPas=3451=MPa所以，液壓強度足夠。、壓力表的量程、水溫的要求壓力表的量程：2Pt=2=MPa，水溫15、液壓試驗的操作過程在保持罐體表面干燥的條件下，第一

8、用液體將罐體內(nèi)的空氣排空，再將液體的壓力緩慢升至cm2,保壓10-30分鐘，此后將壓力緩慢降至cm2,保壓足夠長時間（不低于30分鐘），檢查所有焊縫和連結部位，若無泄漏和明顯的殘留變形。則質量合格，緩慢降壓將罐體內(nèi)的液體排凈，用壓縮空氣吹干罐體。若質量不合格，維修后從頭試壓直至合格為止罐體的氣壓試驗、氣壓試驗壓力的確定依照公式，Pt=/t，當設計溫度小于200時，與t湊近，所以Pt=1MPa=MPa。、氣壓試驗的強度校核依照公式，T=Pt(Di+e)/2e，代入數(shù)據(jù)，t=（2000+14）/2(142-0.8)MPa=。由文件查得：s=345MPa，由于maxMPas壓強度足夠。=3451=M

9、Pa所以，氣、壓力表的量程、氣溫的要求壓力表的量程：2Pt=2=MPa，氣溫15。、氣壓試驗的操作過程氣壓試驗時緩慢升壓至cm2，保持10分鐘并進行初檢，合格后連續(xù)升壓至Kgf/cm2，此后按級差為Kgf/cm2逐級升至Kgf/cm2，保持1030分鐘，此后再降至Kgf/cm2，最少保壓30分鐘，同時進行檢查。若無泄漏和明顯的殘留變形。則質量合格，若質量不合格，維修后從頭試壓直至合格為止。四、罐體的開孔與補強1、開孔補強的設計準則等面積設計法:起補強作用的金屬面積不小于被削弱金屬的面積。2、開孔補強的計算為了滿足各樣工藝和構造上的要求，不可以防范的要在容器的筒體或封頭上開孔并安裝接收。開孔后，

10、殼壁因除掉了一部分承載的金屬資料而被削弱，而出現(xiàn)應力集中現(xiàn)象。為保證容器安全運行，對開孔必定采用合適的措施加以補強，以降低峰值應力。這里采用補強圈補強，因其構造簡單、制造方便、使用經(jīng)驗豐富。采用等面積補強法。本設計取人孔筒節(jié)內(nèi)徑di=450mm，壁厚m=14mm。由標準查得補強圈尺寸為：外徑D2=760mm，內(nèi)徑D1=484mm、開孔補強的有關計算參數(shù)開孔所需補強的面積A開孔直徑：d=di+2C=450+2=mm開孔所需補強面積：A=dd=mm2=mm2補強有效區(qū)的范圍有效寬度:B=2d=2=2d+2n+2m=+214+214mm=取兩者之中的最大值B=外側有效高度：h1=(dm)1/2=14

11、)1/2mm=h1=接收實質外伸長度=250mm取兩者之中的最小值B=內(nèi)側有效高度：h2=0mm有效補強面積A=A1+A2+A3其中A1=(B-d)(e-)-2m(e-)(1-fr)筒體有效厚度e=nC=接收資料選擇與筒體相同的資料（16MnR）進行賠償,故fr=1，代入上式得，A1=.48)=接收計算厚度tPcd/(2t-Pc)=(2163=A2=2h1(ntt)fr+2h2(ntC2)fr=2(14+0=A3=21/21212=144mm2Ae=A1+A2+A3=+144mm2=、補強圈的設計由于Ae垂直吊蓋輾轉蓋）。選擇使用上有較大的靈巧性，其尺寸大小及地點以設備內(nèi)件安裝和工人出入方便為

12、原則。依照貯罐是在常溫及最高壓力下工作?？紤]到人孔蓋直徑較大較重，應采用水平吊蓋帶頸對焊法蘭人孔。公稱直徑450mm,凸面法蘭密封面。該人孔標記為：人孔APg17,Dg450。5、液面計的設計液面計是用以指示容器內(nèi)物料液面的裝置，其種類好多，大概上可分為四類，有玻璃板液面計、玻璃管液面計、磁性液位計和用于低溫設備的防霜液面計。采用玻璃板液面計?？紤]到本設備不大且設計壓力為，采用T型即透光式玻璃板液面計。透光式、公稱壓力、碳鋼資料、保溫型、排污口配閥門、長頸對焊突面法蘭連結（按HG20595-97），公稱長度L=1150mm的液面計，標記為：液面計AT。六、選配工藝接收1、液氨進料管采用804m

13、m低合金無縫鋼管。進料管伸進設備內(nèi)部并將管的一端切成45，為的是防范物料沿設備內(nèi)壁流動以減少磨蝕和腐化。配用凸面密封的帶頸對焊管法蘭：HG20595法蘭RFQ235-A。長度500mm，不用補強。2、液氨出料管采用可拆的壓出管253mm，將它套入罐體的固定接口管38內(nèi)，并用法蘭固定在接口管法蘭上。罐體的接口管法蘭采用HG20595法蘭RFQ235-A，與該法蘭相當并焊接在壓出管的法蘭上，其連結尺寸和厚度與法蘭：HG20595法蘭RFQ235-A相同，但其內(nèi)徑為25mm。液氨壓出管的端部法蘭采用HG20595法蘭RFQ235-A。液氨出料管也不用補強。壓出管伸入貯罐2m。3、排污管貯罐右端最底部

14、，安設排污管一個，管子規(guī)格是80，管端裝有一與截止閥J41W-16相當?shù)墓芊ㄌm：HG20595法蘭RFQ235-A。4、安全閥接口管安全閥是經(jīng)過閥的自動開啟排出氣體來降低容器內(nèi)過高的壓力。為了操作的安全，所以安設一安全閥。安全閥接口管尺寸由安全閥泄放量決定。本貯罐采用50的無縫鋼管，管法蘭為：HG20595法蘭RFQ235-A5、壓力表接口管壓力表工作管由最大壓力決定，所以采用40無縫鋼管，管法蘭采用HG5010-58Pg16Dg65七、設計結果一覽表序號名稱指標資料1設計壓力/2工作溫度40/3物料名稱液氨/4容積25m3/5筒體DN2000m14mm，16MnRL=4120mm6封頭DN1

15、600mm14mm，16MnRh=40mm7鞍座JB/T4712-92鞍Q235AF座A2200-FJB/T4712-92鞍座A2200-S8入孔RF（）組合件9補強圈760mm/16MnR484mm，=8mm10液面計接收20mm2，10L=300mm11玻璃管液面計AT，L=1150mm組合件12進料管80mm4，10L=500mm13出料管57mm4，10L=200mm14壓料接收25mm3，10L=2500mm15排污管57mm，10L=200mm16放空管32mm，10L=200mm17安全閥接收32mm，10L=200mm18法蘭配合以上各接收Q235-A八、液氨儲罐裝置圖（見附圖

16、）九、課程設計總結自開始學習化學工程與工藝專業(yè)以來，這是我第二次接觸課程設計并親手達成制作，最初接到老師的任務時，感覺自己達成不了。俗話說，不經(jīng)歷風雨哪能見彩虹，抓住鍛煉自己的機遇才會進步！我堅信，有信心，才有沖勁！誠然時間有點緊張，但抓住了零碎的時間，還是能夠達成的。經(jīng)過構想框架，查閱檢索各樣資料，剛開始慌亂失措的，不知從何下手，好多半據(jù)都要來自于有關資料，并考慮周密，急需必定的耐心，不然很簡單放棄，我不斷告訴我自己，對事物的熟悉是成立在一步步的理解之上的，抱此態(tài)度，慢慢探究，最后達成了課題為液氨貯罐的設計的課程設計。過程中遇到了好多災以解決的問題，對課本有了更進一步的認識，加固了對有關課程

17、知識的認知程度，我以為最重要的是學會了好多對于word軟件的使用技巧和排版，認識到了計算機辦理問題的重要性，相信在此后的工作和生活中會很適用途。我以為，本次課程設計的重要限不不過在于對知識的學習和堅固，它告訴我做任何事情必定要有正直的態(tài)度和明確的目的，不驕不躁，正直態(tài)度，靜心探究才是永久要牢記的話。由于時間急促，水平有限，設計中會存在一些問題，請老師責備指正！道謝特別感謝老師賞賜我們制做課程設計書的機遇，制做這份課程設計書雖然不簡單，特別是繪圖部分，由于我個人最不喜歡繪圖了，但做完此后很有成就感，越不簡單做到的事情越感覺自己很了不起。特別要感謝老師給我們供應的課程設計規(guī)范的PPT，對我此次設計

18、起到了很大作用。同時，我也要感謝網(wǎng)絡，網(wǎng)絡讓我查閱資料更快捷，更方便，在此后的學習中我會連續(xù)努力的。參照資料：董大勤、高炳軍、董俊華等編化工設備機械基礎北京：化學工業(yè)初版社.第四版，蔡紀寧、張莉彥編化工設備機械基礎課程設計指導書指導書.北京：化學工業(yè)初版社.第二版，3何銘新錢可強編，機械制圖北京高等教育初版社.第六版.2010年董大勤,袁鳳隱編.壓力容器設計手冊北京：化學工業(yè)初版社.第二.，2006參照網(wǎng)址：爭論問題液氨儲罐的機械設計包括哪些內(nèi)容？答:內(nèi)容：設備總裝置圖一張；零零件圖一至兩張；設計計算說明書一份。設計參數(shù)中設計壓力是如何確定的？（詳細說明在設計中設計壓力的確定）答：液氨儲罐平常

19、置于室外，誠然設計有保溫措施，但罐內(nèi)液氨的溫度和壓力還是可能直接遇到大氣溫度的影響，在夏季液氨儲罐經(jīng)太陽暴曬，液氨溫度可達40，跟著氣溫的變化，儲罐的操作壓力也在不斷變化.依照化學化工物性數(shù)據(jù)手冊查得40飽和蒸汽壓為,能夠判斷設計的容器為積蓄內(nèi)壓壓力容器，按壓力容器安全技術監(jiān)察規(guī)程規(guī)定，盛裝液化氣體無保冷設備的壓力容器，其設計壓力應不低于液化氣40時的飽和蒸汽壓力，可取液氨的設計壓力為，當液化氣體儲罐安裝有安全閥時，設計壓力可取最大操作壓力的倍，所以合適。設計參數(shù)中焊接接頭系數(shù)是如何確定？答：容器公稱直徑見技術特點表即公稱直徑DN=；罐體和封頭的資料為16MnR，查教材P168表8-7可知其設計溫度下的許用應力t=163MPa。液氨儲罐封頭從受力方面分析來看，球形封頭是最理想的構造形式。但弊端是深度大，沖壓較為困難；橢圓封頭濃度比半球形封頭小得多，易于沖壓成型，是當前中低壓容器中應用好多的封頭之一。平板封頭因直徑各厚度都較大，加工與焊接方面都要遇到好多困難。從鋼材耗用量來年：球形封頭用材最少，比橢圓開封頭節(jié)儉，平板封頭用材最多。所以，從強度、構造和制造方面綜合考慮，采用橢圓形封頭最為合理。液氨儲罐筒體為板卷焊，焊接接頭采用V坡口雙面焊接,采用局部無損檢測,依照焊接接頭構造和無損探傷比率確定焊