100立方米石油液化氣貯罐

PAGEPAGE36100立方米石油液化氣貯罐設(shè)計(jì)摘要貯罐是石油液化氣儲(chǔ)存的重要設(shè)備之一，石油液化氣主要成分：乙烯、乙烷、丙烷、丙烯、丁烷、丁烯等；這些化學(xué)成分都對工藝設(shè)備腐蝕，在生產(chǎn)過程中設(shè)備盛裝的介質(zhì)還具有高溫、高壓、高真空、易燃易爆的特性，甚至是有毒的氣體或液體。根據(jù)以上的特點(diǎn)，確定其設(shè)備結(jié)構(gòu)、工藝參數(shù)、零部件。在設(shè)備生產(chǎn)過程中，沒有連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)的安全可靠性，在一定的操作條件下（如溫度、壓力等）有足夠的機(jī)械強(qiáng)度；具有優(yōu)良的耐腐蝕性能；具有良好的密封性能；高效率、低耗能。關(guān)鍵詞：貯罐設(shè)備結(jié)構(gòu)工藝參數(shù)機(jī)械強(qiáng)度耐腐蝕強(qiáng)度密封性能前言在與普通機(jī)械設(shè)備相比，對于處理如氣體、液體等流體材料為主的化工設(shè)備，其所處的工藝條件和過程都比較復(fù)雜。尤其在化學(xué)工業(yè)、石油化工部門使用的設(shè)備，多數(shù)情況下是在高溫、低溫、高壓、高真空、強(qiáng)腐蝕、易燃易爆、有毒的苛刻條件下操作，加之生產(chǎn)過程具有連續(xù)性和自動(dòng)化程度高的特點(diǎn)，這就需要要求在役設(shè)備既要安全可靠地運(yùn)行，又要滿足工藝過程的要求，同時(shí)還應(yīng)具有較高的經(jīng)濟(jì)技術(shù)指標(biāo)以及易于操作和維護(hù)的特點(diǎn)。生產(chǎn)過程苛刻的操作條件決定了設(shè)備必須可靠運(yùn)行，為了保證其安全運(yùn)行，防止事故發(fā)生，化工設(shè)備應(yīng)該具有足夠的能力來承受使用壽命內(nèi)可能遇到的各種外來載荷。就是要求所使用的設(shè)備具有足夠強(qiáng)度、韌性和剛度，以及良好的密封性和耐腐蝕性?；ぴO(shè)備是由不同的材料制造而成的，其安全性與材料的強(qiáng)度密度切相關(guān)。在相同的設(shè)計(jì)條件下，提高材料強(qiáng)度無疑可以保證設(shè)備具有較高的安全性。由于材料、焊接和使用等方面的原因，化工設(shè)備不可避免地會(huì)出現(xiàn)各種各樣的缺陷；在選材時(shí)充分考慮材料在破壞前吸收變形能量的能力水平，并注意材料強(qiáng)度和韌性的合理搭配。設(shè)備的設(shè)計(jì)應(yīng)該確保具有足夠的強(qiáng)度抵抗變形能力。在相同工藝條件下，為了獲得較好的效果，設(shè)備可以使用不同的結(jié)構(gòu)內(nèi)件、附件等。并充分利用材料性能，使用簡單和易于保證質(zhì)量的制造方法，減少加工量，降低制造成本?；ぴO(shè)備除了要滿足工藝條件和考慮經(jīng)濟(jì)性能，使設(shè)備操作簡單，便于維護(hù)和控制；在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)上就應(yīng)該考慮易損零部件的可維護(hù)性和可修理性。對于化工設(shè)備提出的基本要求比較多，全部滿足顯然是比較困難的，但是主要還是化工設(shè)備的安全性、工藝性和經(jīng)濟(jì)性，且核心是安全性要求。由此，可以針對化工設(shè)備的具體使用情況，優(yōu)先考慮主要要求，再適當(dāng)兼顧次要要求。一、設(shè)計(jì)條件：1、工作壓力：1.5MPa2、工作溫度：30℃3、物料密度：0.45×103Kg/m34、設(shè)備材料：16MnR5、設(shè)備總?cè)莘e：50m36、充裝系數(shù)：0.857、腐蝕裕度：1.5mm8、設(shè)備簡圖：見下圖9、管口表：管口符號公稱尺寸用途管口符號公稱尺寸用途a1～620液面計(jì)h50排液口b1~232壓力計(jì)k80備用口c50平衡管m50氣相口d1~2450人孔n50排液口e1~3100安全閥p80進(jìn)液口f80放氣管r1~225測溫口二、方案論證（１）、結(jié)構(gòu)方案石油液化氣貯罐是圓筒形容器；具有制造容易，安裝內(nèi)件方便，承壓能力較強(qiáng)等特點(diǎn)。圓筒形容器是由筒體（筒身）、封頭（端蓋）、密封裝置、人孔、接管和支座等６個(gè)組成部件。筒體和封頭是用板材卷制而成的具有典型幾何形狀的焊接構(gòu)件，構(gòu)成了整個(gè)壓力容器實(shí)現(xiàn)化學(xué)反應(yīng)或儲(chǔ)存物料的壓力空間，是壓力容器是主要的受壓元件。壓力容器使用的密封裝置較多，其主要目的是在壓力容器某一可能發(fā)生介質(zhì)泄露而需要加入密封的部位設(shè)置一個(gè)完善的物理壁壘；保證壓力容器正常、安全可靠運(yùn)行的又一個(gè)重要部件。因?yàn)楣に囘^程的要求和檢修的需求，在壓力容器的管體和封頭上開設(shè)有不同尺寸的安裝孔和工藝接管，如：人孔、物料進(jìn)出口接管以及安裝壓力表、液面計(jì)、安全閥和各類檢測儀的接管等。在壓力容器殼體上開孔后，器壁會(huì)因去除一部分承載的材料而強(qiáng)度被削弱，并使容器結(jié)構(gòu)出現(xiàn)局部的的不連續(xù)；對筒體和封頭上開設(shè)的孔，當(dāng)尺寸超過某一規(guī)定值后，就要進(jìn)行開孔補(bǔ)強(qiáng)設(shè)計(jì)，選用合理的補(bǔ)強(qiáng)結(jié)構(gòu)，確保壓力容器所需的強(qiáng)度。支座是支撐和固定設(shè)備的一個(gè)基礎(chǔ)部件，通常是由板材或成型材組焊而成；該石油液化氣貯罐采用了臥式支座。根據(jù)容器的質(zhì)量、結(jié)構(gòu)、承受的載荷以及操作和維修要求來選定的，壓力容器采用的是臥式支座中的一種典型結(jié)構(gòu)的，現(xiàn)擬用鞍式支座。擬定壓力容器如下圖所示：（２）、材料選用方案儲(chǔ)存壓力容器主要用于儲(chǔ)存或盛裝氣體、液體、液化氣體等介質(zhì)的壓力容器；現(xiàn)為液化石油氣儲(chǔ)罐。根據(jù)?壓力容器安全技術(shù)監(jiān)察規(guī)程?采用了既考慮容器的壓力等級、容積大小，又考慮介質(zhì)危害程度以及在生產(chǎn)過程中的作用的分類方法，將此容器劃分到第三類壓力容器。根據(jù)?化工設(shè)備?第十頁，壓力容器用鋼要求：根據(jù)工作環(huán)境和操作條件，壓力容器用鋼應(yīng)具有較高的強(qiáng)度，同時(shí)應(yīng)有良好的朔性、韌性和優(yōu)良的焊接性能，另外還要滿足耐腐蝕要求。=1\*GB3①壓力容器需要承受壓力或其他載荷，鋼材應(yīng)該具有足夠的強(qiáng)度。壓力容器的強(qiáng)度指標(biāo)是確定壁厚的依據(jù)，但鋼材的各項(xiàng)力學(xué)性能相互聯(lián)系又相互制約，因此，選材時(shí)不能單看強(qiáng)度，而要全面分析。材料強(qiáng)度過低，勢必要增強(qiáng)容器元件的厚度；但無原則地選用高強(qiáng)度的材料，將會(huì)帶來材料和制造成本的提高以及抗脆斷能力的降低。=2\*GB3②在考慮強(qiáng)度要求的同時(shí)，鋼材應(yīng)有良好的韌性。在壓力容器的結(jié)構(gòu)上不可避免地會(huì)有小圓角或缺口結(jié)構(gòu)；在焊接制造中也不可能沒有如氣孔、夾渣、未焊透、未溶合等缺陷，甚至裂紋。這些都會(huì)在容器的局部位置形成應(yīng)力集中，這時(shí)就要求材料應(yīng)具有良好的韌性，以防止因載荷波動(dòng)、沖擊、過載或低溫而造成壓力容器的裂紋。=3\*GB3③從制造工藝考慮，鋼材還要有良好的焊接性能和較好的冷（熱）加工性能。壓力容器多數(shù)情況下是用鋼材采用冷（熱）卷，熱沖壓成型以及焊接等加工工藝制造出來的；要求材料應(yīng)具有良好的塑性和焊接性能，以保證冷卷和熱沖時(shí)不斷裂，而且能得到質(zhì)量可靠的焊接結(jié)構(gòu)。=4\*GB3④為了滿足工藝條件需要，鋼材應(yīng)具有較好的耐腐蝕能力。=5\*GB3⑤考慮到壓力容器的使用性能，鋼中的硫和磷含量應(yīng)較低。因?yàn)榱蚝土资亲钪饕挠泻υ亍Ａ蚰艽龠M(jìn)非金屬夾雜物的形成，是塑性和韌性降低；磷元素盡管能夠提高鋼材的強(qiáng)度，但會(huì)增加鋼材的脆性，特別低溫的脆性。壓力容器用鋼的硫和磷含量就要求分別低于0.02%和0.03%。鋼材所具有的各種性能都是通過鋼中化學(xué)成分的設(shè)計(jì)或采用不同的熱處理方法來獲得的，為了保證鋼材的使用質(zhì)量，壓力容器制造廠在接受鋼廠來貨時(shí)，都需要按照鋼材的質(zhì)量保證書，對于保證鋼材基本要求的化學(xué)成分、抗拉強(qiáng)度、屈服強(qiáng)度、斷后伸長率、沖擊功等指標(biāo)進(jìn)行檢查。有必要時(shí)要進(jìn)行100%無損檢測。壓力容器用碳素鋼和低合金鋼板，這類材料屬于一般壓力容器專用鋼板。其中低合金鋼是在普通結(jié)構(gòu)鋼的基礎(chǔ)上加入了少量或微量的合金元素，如：Mn、Si、Mo、V、Ni、Cr等，從而使鋼材的強(qiáng)度和綜合力學(xué)性能得到明顯改善。中國GB—6654—1996?壓力容器用鋼板?提供了多個(gè)鋼板品種，根據(jù)設(shè)計(jì)條件給出設(shè)備材料為16MnR，工作溫度30°C，符合（《化工設(shè)備》表1—2壓力容器用碳素鋼和低合金鋼板使用性能）；厚度范圍6~12mm，使用溫度范圍-20~475°C。16MnR是在低碳鋼的基礎(chǔ)上加入合金元素Mn而得到的低合金鋼。與20R鋼相比，含碳量相仿，但加入適量的Mn元素后，使16MnR的強(qiáng)度顯著提高。三、筒體設(shè)計(jì)一、強(qiáng)度計(jì)算1、設(shè)計(jì)條件：工作壓力：1.5MPa工作溫度：30℃物料密度：0.45×103Kg/m3設(shè)備材料：16MnR設(shè)備總?cè)莘e：50m3充裝系數(shù)：0.85腐蝕裕度：1.5mm2、壓力容器壁厚的計(jì)算：=1\*GB3①設(shè)計(jì)溫度選用（根據(jù)《化工設(shè)備》第48頁表3—3）；設(shè)計(jì)溫度t：t=+20=30+20=50°C設(shè)計(jì)溫度t為50°C=2\*GB3②設(shè)計(jì)壓力P:根據(jù)《化工設(shè)備》第47頁所述：當(dāng)容器上裝有安全閥時(shí)考慮到安全閥開啟動(dòng)作的滯后，容器不能及時(shí)泄壓，設(shè)計(jì)壓力P不得低于安全閥的開啟壓力[開啟壓力是指閥瓣在運(yùn)行條件下開始升起，介質(zhì)連續(xù)排除的瞬間時(shí)壓力其值小于或等于（1.05~1.1）倍容器的工作壓力].所以≥(1.05~1.1)因此=1.1×=1.1×1.5=1.65根據(jù)《化工設(shè)備》第8頁:內(nèi)壓容器按壓力大小分等級可知：因=1.65，所以該容器屬于中低壓容器（代號M）:1.6≤≤10.0。為了對不同安全要求的壓力容器進(jìn)行更好的技術(shù)管理和監(jiān)督檢查，中國《壓力容器安全技術(shù)監(jiān)察規(guī)程》采用了既考慮容器的壓力等級、容積大小，又考慮介質(zhì)危害程度以及在生產(chǎn)過程中的作用的分類方法，將壓力容器劃分成了三個(gè)類別。根據(jù)第三類壓力容器情況為：易燃或毒性程度為中度危害介質(zhì)，且乘積大于10﹒的中壓儲(chǔ)存容器。因此，該儲(chǔ)存容器屬于第三壓力容器。=3\*GB3③壓力容器的公稱直徑DN:根據(jù)《化工設(shè)備》第61頁所述：規(guī)定公稱直徑的目的是使容器的直徑成為以系列規(guī)定的數(shù)值，以便零部件的標(biāo)準(zhǔn)化，以符號DN表示，單位為mm。用鋼卷制而成的筒體，其公稱直徑即等于內(nèi)徑（），現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定的壓力容器公稱直徑系列，封頭的公稱直徑與筒體一致。根據(jù)《化工設(shè)備》第64頁，表3—14所?。蝗毫θ萜鞴Q直徑DN=2800mm，因此：筒體的體積為V=100-2Vf[Vf—由封頭設(shè)計(jì)計(jì)算可得：Vf=3.12m3]V=100-2×3.12=93.76m3筒體高h(yuǎn)(或l)為：h=V/π=15235mm取DN=2800mm得h=15235mm筒體周長C=8792mm=4\*GB3④儲(chǔ)存量W《容規(guī)》宣貫第三章設(shè)計(jì)介質(zhì)為液化氣體（含液化石油氣）的固定式壓力容器設(shè)計(jì)儲(chǔ)存量；W=Φν（Ф—充裝系數(shù)0.85，ν—壓力容器的容積；—物料密度：0.45×103Kg/m3W=Φν=38.25t=5\*GB3⑤確定筒體厚度：根據(jù)《化工設(shè)備》第59頁所述：單面焊對接接頭，100%無損檢測Ф=0.9。工作壓力：1.5MPa設(shè)計(jì)溫度t=50°C容器公稱直徑DN=2800mm腐蝕裕度：1.5mm設(shè)備材料：16MnR16MnR鋼板在50°C的許用應(yīng)力由（《化工設(shè)備》第50頁表3—6查取，估計(jì)壁厚在16?36mm之間，故=163MPa，將數(shù)據(jù)代入公式δ=得到儲(chǔ)罐筒體計(jì)算厚度：δ===15.84mm設(shè)計(jì)厚度：=+=17.34mm根據(jù)《化工設(shè)備》第60頁表3—10查得：鋼板厚度的負(fù)偏差：=0.8mm因而鋼板的名義厚度：=+=18.14mm根據(jù)鋼板厚度規(guī)格，其取名義厚度圓整為：=20mm因此，計(jì)算得出的厚度符合估計(jì)厚度的范圍內(nèi)符合要求。3、筒體強(qiáng)度計(jì)算與板料的選擇：直徑之比：===1.007因此=1.007≤1.2所以該容器屬于薄壁容器。=1\*GB3①經(jīng)向應(yīng)力為：根據(jù)《化工設(shè)備》第25頁式（2—1），圓筒橫截面的經(jīng)向應(yīng)力為：===58.16MPa≤圓筒橫截面的受力分析：=2\*GB3②環(huán)向應(yīng)力為：根據(jù)《化工設(shè)備》第25頁式（2—2），圓筒縱截面的經(jīng)向應(yīng)力為：==2=116.32MPa≤。圓筒縱截面的受力分析：=3\*GB3③板料的選擇20mm厚的16MnR鋼板的（寬×長）有：1800×8000mm、2000×10000mm、2200×12000mm：根據(jù)前面的計(jì)算得到筒體長度為15235mm，筒體的周長C=πDN=8792mm，DN=2800mm；根據(jù)以上的板材尺寸，選擇2000×10000mm規(guī)格；計(jì)算如下，板料（n）張=8（張）余料為：16000-15235=765mm長度的余料為：10000-8792=1208mm經(jīng)計(jì)算，規(guī)格為2000×10000mm剩余的余料最少，因此選該規(guī)格為最佳方案。4、圓筒體的號料與劃線=1\*GB3①號料的方法及要求根據(jù)以上所計(jì)算得尺寸，在遠(yuǎn)離切割線的中間部位進(jìn)行標(biāo)記。如下圖：根據(jù)《化工設(shè)備制造技術(shù)》第51頁的號料工序要求如下：號料前要核對所號原料的材質(zhì)和規(guī)格應(yīng)于施工圖紙及工藝技術(shù)文件一致；號料的標(biāo)記要清晰。=2\*GB3②劃線的內(nèi)容和要求由于鋼板原材料在寬度及長度方向上都存在偏差，相鄰兩板邊互相不垂直，不能直接投料來卷制圓筒，因此首先要對板邊進(jìn)行“找正”。在找正后的矩形板料上再按筒體展開尺寸進(jìn)行劃線。首先要?jiǎng)澗€實(shí)際用料線，即下料切割并經(jīng)過邊緣加工以后要保證的尺寸線，然后根據(jù)切割方法的不同在實(shí)際用料線外圍放大到一定尺寸后劃出切割線。具體如下圖：根據(jù)《化工設(shè)備制造技術(shù)》第53頁可得：不同切割線方法的切割加工余量；自動(dòng)氣割：4~5mm；手工氣割：6~7mm；手工等離子切割：8~10mm。劃線的具體要求：=1\*GB3①劃線前應(yīng)首先檢查板料的平整度及表面質(zhì)量，檢查板邊是否存在重皮、“缺肉”、彎折、斜邊及裂紋等缺陷。=2\*GB3②板料上應(yīng)準(zhǔn)確劃出實(shí)際用料線、切割線、檢查線和中心線，其劃線尺寸允許下偏差為零，上偏差為+2.0mm，兩對角線之差為4.0mm。=3\*GB3③確認(rèn)無誤后方可切割。5、筒體的直線度允差根據(jù)《化工設(shè)備制造技術(shù)》第111頁可知：殼體直線度是用0.5mm的鋼絲兩端用滑輪支撐并懸垂重物進(jìn)行度量，在沿圓角0°、90°、180°、270°四個(gè)方位測量。殼體直線度隨殼體長度的不同而要求不同，具體控制指標(biāo)為：筒體直線度為≤2H/1000,且≤20mm，因此該直線度為：0.032mm。6、筒體的基本尺寸筒體的長度l=15235mm公稱直徑DN=2800mm筒體的壁厚：=20mm7、筒體的焊接坡口選擇根據(jù)《化工設(shè)備制造技術(shù)》第139頁坡口的選擇以及筒體的工藝條件的要求，筒體的焊接坡口為V型坡口；V形坡口形狀簡單，加工方便，是最常用的坡口形式，12mm以上一般可考慮開單面坡口，雙面焊接，但是背面施焊前應(yīng)清好根。焊接坡口的基本形式如下圖所示：以上的V型坡口用于筒體的縱焊縫于環(huán)焊縫，其焊縫工藝施行“焊接工藝卡”上得要求。8、筒體的卷板和校圓工藝（1）、彎卷前的準(zhǔn)備工作根據(jù)《化工設(shè)備制造技術(shù)》第87頁；考慮到冷加工的局部性和熱加工的困難及缺點(diǎn)，此筒體采用溫卷，將鋼板加熱到500~600℃，然后在此溫度下進(jìn)行卷制，注意溫卷的加熱溫度應(yīng)該低于該材料的回火溫度。根據(jù)卷板需要退火的要求可知：16MnR?30mm不需要退火。卷板前應(yīng)檢查待卷制的板材下料尺寸是否正確，有關(guān)展開尺寸的附加量或伸長量是否已經(jīng)增減過。（2）、筒體的校圓根據(jù)《化工設(shè)備制造技術(shù)》第88頁：筒體熱校圓時(shí)將筒體加熱到正火溫度，校圓完成時(shí)筒體的溫度必須在650℃以上。隨后卸載，讓筒體在卷板機(jī)上慢慢轉(zhuǎn)動(dòng)，查到筒體冷卻到一定溫度方可取下，以防止筒體變形。?1600mm以上的筒體要冷卻到300~400℃。9、筒體制造工藝卡（另附）10、筒體焊接工藝卡（另附）11、筒體熱處理工藝卡（另附）12、筒體圖紙（另附）四、封頭設(shè)計(jì)一、封頭結(jié)構(gòu)和計(jì)算1、封頭結(jié)構(gòu)由于橢圓形封頭的橢球部分線曲率變化平滑連續(xù)，故應(yīng)力分布比較均勻。且橢圓形封頭深度半球形封頭小得多，易于沖壓成型，是目前中低壓容器中應(yīng)用較為普遍的一種封頭形式；故選橢圓形封頭。如下圖：2、封頭的設(shè)計(jì)計(jì)算=1\*GB3①、最大綜合應(yīng)力根據(jù)《化工設(shè)備》第三章第三節(jié)可知：受內(nèi)壓的橢圓形封頭最大綜合應(yīng)力與橢圓形封頭長短軸的比值，即a/b=[a=（）/2，b=（h為封頭曲面深度），故=]有關(guān)。工程上對=1.0~2.6的橢圓形封頭，引入行狀系數(shù)K，由此得到最大綜合應(yīng)力為：=（3—12）式中K—橢圓形封頭形狀系數(shù)，其K值根據(jù)=，按《化工設(shè)備》第三章第三節(jié)表3—18（橢圓形封頭形狀系數(shù)K值）查?。哼x取標(biāo)準(zhǔn)橢圓形封頭，其==2，K=1。取封頭的厚度與筒體的厚度值一樣，其設(shè)計(jì)壓力P與直徑D值一樣，其=20mmP=1.65MPaD=2840mm因?yàn)椋?=2，所以=700mm將其代入（3--12）得==117.15MPa因封頭的材料與筒體的板材一致，為16MnR；其許用應(yīng)力為=163MPa，其單面焊對接接頭100%無損檢測=0.9。因此=117.15MPa≤=2\*GB3②封頭直邊段高度h及作用根據(jù)《化工設(shè)備》第三章第三節(jié)表3—17（橢圓形封頭材料、厚度和直邊高度的對應(yīng)關(guān)系）查取：H=40mm直邊段的作用是避免筒體與封頭間的環(huán)向連接焊縫處出現(xiàn)邊緣應(yīng)力與熱應(yīng)力疊加，以改善焊接的受力情況。=3\*GB3③封頭厚度的計(jì)算標(biāo)準(zhǔn)橢圓形封頭的厚度計(jì)算公式：==15.8mm，腐蝕裕量：=1.5mm，根據(jù)《化工設(shè)備》第60頁表3—10查得：鋼板厚度負(fù)偏差：=0.8mm因此=++=18.1mm從計(jì)算結(jié)果可以知道，標(biāo)準(zhǔn)橢圓形封頭厚度大致和其相連接的圓筒厚度相等；因此，筒體和封頭即可采用等厚度鋼板進(jìn)行制造。這部僅給選材帶來方便，也方便與筒體和封頭的焊接加工，故工程上多選用標(biāo)準(zhǔn)橢圓形封頭作為圓筒形容器的端蓋。因此，封頭厚度與筒體的厚度一樣，=20mm=4\*GB3④最大允許工作壓力橢圓形封頭最大允許工作壓力公式：=將其數(shù)值代入上式得：==2.08MPa因此P=1.65MPa≤=2.09MPa故符合要求。按上面的計(jì)算公式，橢圓形封頭雖然滿足強(qiáng)度要求，但仍有可能發(fā)生周向屈服。目前，工程上采用限制橢圓形封頭最小厚度的方法解決這一問題，即標(biāo)準(zhǔn)橢圓形封頭的有效厚度應(yīng)不小于封頭內(nèi)直徑的0.15%（4.2mm）。=5\*GB3⑤橢圓形封頭的基本尺寸橢圓形封頭的公稱直徑：DN=2800mm；封頭曲面深度：=700mm；封頭鋼板的厚度：=20mm；封頭的直邊段：h=40mm。=6\*GB3⑥封頭的容積計(jì)算：=0.1309=2.87m3直邊段的容積：=hπ=0.25m3整個(gè)封頭的容積（包括直邊段）；=+=3.12m33、封頭焊接坡口的選擇根據(jù)封頭鋼板的厚度與《化工設(shè)備制造技術(shù)》第139頁來選擇；該封頭的坡口為V形坡口。V形坡口形狀簡單，加工方便，是最常用的坡口形式，12mm以上一般可考慮開單面坡口，雙面焊接，但是背面施焊前應(yīng)清好根。封頭焊接坡口的基本形式如下圖：4、封頭的加工余量的工料展開計(jì)算：根據(jù)《化工設(shè)備制造技術(shù)》第50頁可知：一般沖壓或旋壓的橢圓形封頭都是近似標(biāo)準(zhǔn)的橢圓形封頭，由大半徑R=0.8和小半徑r=0.146的三段圓弧組成，高度H=0.25，如下圖所示：其圓板的理論展開計(jì)算直徑為：=1.20066（+）2h+30mm（加工余量）因此=3495.86mm=1\*GB3①、內(nèi)直徑公差根據(jù)《化工設(shè)備制造技術(shù)》第100頁可知：以內(nèi)直徑為對接基準(zhǔn)的封頭切邊后，在直邊部分實(shí)測等距離的四個(gè)內(nèi)直徑，取其平均值：內(nèi)直徑公差為：-3mm~+4mm。=2\*GB3②、圓度公差根據(jù)《化工設(shè)備制造技術(shù)》第100頁可知：封頭切邊后，在直邊部分實(shí)測等距離分布的四個(gè)內(nèi)直徑，以實(shí)測最大值與最小值之差作為圓度公差，其圓度公差不得大于0.5%（為封頭的內(nèi)徑），且不大于25mm；因此，圓度公差為：14mm。=3\*GB3③、形狀公差根據(jù)《化工設(shè)備制造技術(shù)》第100頁可知：封頭成型后的形狀公差，用弦長相當(dāng)于3/4的樣板檢查封頭的間隙。樣板與封頭內(nèi)表面的最大間隙，外凸不得大于1.25%，內(nèi)凹不得大于0。625%；外凸≤35mm；內(nèi)凹≤17.5mm。=4\*GB3④、封頭總深度公差及直邊段公差根據(jù)《化工設(shè)備制造技術(shù)》第101頁可知：封頭切邊后，在封頭端面任意兩面直徑位置上分別放置直尺或拉緊的鋼絲，在兩直尺交叉處或兩根鋼絲交叉處垂直測量封頭總深度（封頭總高度），其公差為（-0.2~0.6）%。當(dāng)封頭公稱直徑DN〉2000mm時(shí)，直邊段H宜為40mm，直邊段的公差為-5%~10%h。封頭總深度公差為；-5.6mm~16.8mm直邊段公差為：-2mm~4mm五、人孔一、設(shè)計(jì)條件人孔的公稱直徑為：450mm二、人孔的計(jì)算及選擇{參考《化工設(shè)備》第六章第三節(jié)}1、初步選取人孔類型因該儲(chǔ)罐〉2500mm，在筒體上開設(shè)兩個(gè)人孔，因不需要經(jīng)常開啟，設(shè)備工作壓力為中壓，選用回轉(zhuǎn)蓋帶頸對焊法蘭人孔。2、確定人孔筒節(jié)及法蘭材質(zhì)根據(jù)儲(chǔ)罐的材質(zhì)，可選擇人孔筒節(jié)與法蘭蓋的材質(zhì)為16MnR，法蘭的材質(zhì)為16MnRV鍛件，其外伸長量為250mm。3、確定人孔的公稱直徑DN及公稱壓力PN由于該設(shè)備露天放置，且不在寒冷地區(qū)，人孔的公稱直徑DN=450mm，人孔設(shè)計(jì)壓力P=1.5×1.1=1.65MPa設(shè)計(jì)溫度t=50℃由人孔的設(shè)計(jì)壓力，設(shè)計(jì)溫度及材質(zhì)查《化工設(shè)備》表6—8可確定人孔法蘭的公稱壓力級別為2.5MPa。人孔的公稱壓力即為人孔上法蘭的公稱壓力，所以，人孔的PN=2.5MPa。4、確定選用人孔由以上得出的人孔的公稱直徑和公稱壓力查《化工設(shè)備》表6—12可知，回轉(zhuǎn)蓋帶頸對焊法蘭，凹凸面密封面適合該設(shè)備。標(biāo)準(zhǔn)號為在生產(chǎn)過程中，為了便于內(nèi)部的附件安裝；檢修和襯里，以及檢查壓力容器和設(shè)備內(nèi)部在使用過程中是否產(chǎn)生裂紋、變形、腐蝕等缺陷而開設(shè)的。5、人孔補(bǔ)強(qiáng)容器開孔后，在開孔處產(chǎn)生較大的附加應(yīng)力，結(jié)果使該區(qū)域的局部應(yīng)力達(dá)到較高的數(shù)量，甚至可以達(dá)到容器壁厚薄膜應(yīng)力的3倍或更大。（1）、確定是否需要補(bǔ)強(qiáng)按照GB150規(guī)定，由于人孔的公稱直徑DN〉89mm，故此需要補(bǔ)強(qiáng)。（2）、補(bǔ)強(qiáng)計(jì)算=1\*GB3①、計(jì)算開孔后被削弱的金屬截面面積A。其人孔材質(zhì)與筒體一致C=+=2.3mm開孔直徑為D=（DN）+2C=454.6mm根據(jù)《化工設(shè)備》查表3—6和3—7得筒體在設(shè)計(jì)溫度下材料的許用應(yīng)力=163MPa，故：強(qiáng)度削弱系數(shù)==1筒體開孔處計(jì)算厚度===15.64mm接管的有效厚度=-C=20-2.3=17.7mmA=+==7109=2\*GB3②、確定有效補(bǔ)強(qiáng)范圍因B=2d=909.2mm則B=d++=530mm故取大值，則B=909.2mm外側(cè)有效高度==95.35mm因=95.35mm，故人孔的筒節(jié)的內(nèi)側(cè)有效高度取=95.35mm=3\*GB3③、計(jì)算有效范圍內(nèi)用來補(bǔ)強(qiáng)的金屬面積.a、計(jì)算殼體多余金屬截面積：==17.7mm則=（B-d）（-）-2（）（-）（1-）=664.3b、計(jì)算人孔筒節(jié)多余的筒壁截面積=17.7mm則===15.64mm所以= =3367.7c、計(jì)算焊縫金屬截面積取焊角高度為20mm，故焊縫截面積為=400用來補(bǔ)強(qiáng)的金屬面積為=++=4432.06由于<A=7109.944，故需要另行補(bǔ)強(qiáng)。（3）、確定標(biāo)準(zhǔn)補(bǔ)強(qiáng)圈尺寸由于上計(jì)算可知，需要由補(bǔ)強(qiáng)圈提供的金屬面積為≥A-=2677.884取補(bǔ)強(qiáng)圈厚度=16mm，板厚負(fù)偏差=0.8mm由于補(bǔ)強(qiáng)圈與空氣接觸，有輕微腐蝕，取腐蝕裕量=1.5mm，故補(bǔ)強(qiáng)圈有效厚度為=13.7mm根據(jù)人孔和筒體的公稱直徑DN為450mm，查《化工設(shè)備》表6—11得補(bǔ)強(qiáng)圈外徑=760mm。補(bǔ)強(qiáng)圈的有效面積為=≥=2677.884由此得到由補(bǔ)強(qiáng)圈提供的有效金屬截面積為=≥=2677.884故，此補(bǔ)強(qiáng)圈可用其標(biāo)記為450×14HG21536—1992（4）、確定補(bǔ)強(qiáng)圈的結(jié)構(gòu)根據(jù)設(shè)備的工藝條件，可選擇B型補(bǔ)強(qiáng)圈，查《化工設(shè)備》圖6—11中的B型加強(qiáng)圈，其孔內(nèi)錐形部分深度S=12.6mm，內(nèi)徑==495mm[=人孔筒節(jié)的公稱直徑DN（450mm）+厚度×2]其結(jié)構(gòu)如下圖所示：（5）人孔法蘭的尺寸法蘭類型：帶頸對焊法蘭標(biāo)準(zhǔn)號：HG20595—1995密封面形式：MFM公稱壓力范圍：2.5MPa公稱直徑：450mm帶頸對焊法蘭結(jié)構(gòu)圖如下所示：法蘭結(jié)構(gòu)圖帶頸對焊法蘭結(jié)構(gòu)帶頸對焊法蘭的尺寸：根據(jù)《化工設(shè)備》第六章第一節(jié)表6-5，其值采用內(nèi)差法計(jì)算得出。公稱直徑：DN=450mm公稱壓力：PN=2.5MPa法蘭外徑：D=610mm螺栓孔中心圓直徑：=565mm凹面密封面外徑：=523mm凹面密封面內(nèi)徑：=512mm凸面密封外徑：=508mm法蘭盤厚度：=40mm短節(jié)高：H=100mm短節(jié)厚度：=14mm過渡段圓角：R=12mm螺栓孔：d=27mm螺栓規(guī)格：M20法蘭標(biāo)記：法蘭--MFM4502.5JB/T4703—2000（6）、人孔的焊接及熱處理人孔的焊接工藝與筒體的焊接工藝一致，其焊縫編號A11、A12；其熱處理與筒體熱處理一致，主要是消除焊接應(yīng)力。（7）、回轉(zhuǎn)式人孔結(jié)構(gòu)圖如下：六、安全閥和接管一、設(shè)計(jì)條件公稱直徑DN=100mm二、安全閥接管的計(jì)算[參照《化工設(shè)備》第六章第二節(jié)](1)、確定是否要補(bǔ)強(qiáng)按照GB150規(guī)定，由于接管公稱外徑已經(jīng)大于不另行補(bǔ)強(qiáng)的最大直徑89mm。故此開孔需要補(bǔ)強(qiáng)。（2）、補(bǔ)強(qiáng)計(jì)算=1\*GB3①計(jì)算開孔后被削弱的金屬截面積A，查《化工設(shè)備》表3—10確定算負(fù)偏差為0.8mm，其腐蝕裕量為1.5mm，得壁厚附加量為C=+=2.3mm開孔直徑d=+2C=118.6mm查《化工設(shè)備》表3—6和3—7得筒體在設(shè)計(jì)溫度下材料的許用應(yīng)力=163MPa，鋼管的許用應(yīng)力=163MPa，[材質(zhì)與筒體一致]，故強(qiáng)度削弱系數(shù)==1筒體開孔處計(jì)算厚度==15.64mm接管有效厚度==4.7mmA=+=1850.16=2\*GB3②、確定有效補(bǔ)強(qiáng)范圍因B=2d=237.2mm則B=d++=159.2mm故取大值，則B=237.2mm外側(cè)有效高度==28.8mm因=28.8mm，故人孔的筒節(jié)的內(nèi)側(cè)有效高度取=28.8mm=3\*GB3③、計(jì)算有效范圍內(nèi)用來補(bǔ)強(qiáng)的金屬面積.a、計(jì)算殼體多余金屬截面積：==17.7mm則=（B-d）（-）-2（）（-）（1-）=244.32b、計(jì)算人孔筒節(jié)多余的筒壁截面積=4.7mm則===0.34mm所以= =435.64c、計(jì)算焊縫金屬截面積取焊角高度為20mm，故焊縫截面積為=81mm用來補(bǔ)強(qiáng)的金屬面積為=++=760.96<A=1850.16由于<A=1850.16，故需要另行補(bǔ)強(qiáng)。（3）確定標(biāo)準(zhǔn)補(bǔ)強(qiáng)圈尺寸由于上計(jì)算可知，需要由補(bǔ)強(qiáng)圈提供的金屬截面積為≥A-=1089.2取補(bǔ)強(qiáng)圈厚度=16mm，板厚負(fù)偏差=0.8mm由于補(bǔ)強(qiáng)圈與空氣接觸，有輕微腐蝕，取腐蝕裕量=1.5mm，故補(bǔ)強(qiáng)圈有效厚度為=13.7mm根據(jù)人孔和筒體的公稱直徑DN為100mm，查《化工設(shè)備》表6—11得補(bǔ)強(qiáng)圈外徑=200mm。補(bǔ)強(qiáng)圈的有效面積為=1178.2由此得到由補(bǔ)強(qiáng)圈提供的有效金屬截面積為=1178.2≥=1089.2故，此補(bǔ)強(qiáng)圈可用其標(biāo)記為100×16HG21506—1992（4）、確定補(bǔ)強(qiáng)圈的結(jié)構(gòu)及接管外伸量根據(jù)設(shè)備的工藝條件，可選擇B型補(bǔ)強(qiáng)圈，查《化工設(shè)備》圖6—11中的B型加強(qiáng)圈，其孔內(nèi)錐形部分深度=4mm，內(nèi)徑=其結(jié)構(gòu)圖如下：（5）、法蘭的選擇及尺寸公稱直徑DN=100mm公稱壓力PN=1.65MPa外徑D=114mm根據(jù)工藝設(shè)備的條件，選擇帶頸平焊法蘭，密封面形式為突面RF，公稱壓力等級為2.5級根據(jù)《化工設(shè)備》第六章第一節(jié)表6—7查得法蘭外徑:D=235mm公稱直徑：DN=100mm螺栓孔中心圓直徑：K=190mm螺栓孔直徑：L=22mm螺紋公稱直徑:Th=M20螺栓孔數(shù)量：n=8個(gè)帶頸平焊法蘭結(jié)構(gòu)圖如下：七、放氣管、備用管、進(jìn)液口接管及法蘭選用一、設(shè)計(jì)條件放氣管、備用管、進(jìn)液口接管的公稱直徑DN=80mm公稱壓力PN=1.65MPa根據(jù)《化工設(shè)備》第六章第二節(jié)查6—13，接管的外伸出量長度L=150mm二、確定是否需要補(bǔ)強(qiáng)按照GB150規(guī)定，由于接管的公稱直徑外徑≤89mm不另行補(bǔ)強(qiáng)的最大直徑，故開孔不需要補(bǔ)強(qiáng)。三、接管的法蘭類型及鏈接尺寸根據(jù)《化工設(shè)備》第六章表6—2及設(shè)備工藝條件選擇法蘭類型為帶頸平焊法蘭，密封面形式為凹凸面（MFM）管法蘭的鏈接尺寸：法蘭外徑：D=200mm螺栓孔中心圓直徑：K=160mm螺栓孔直徑：L=18mm螺紋公稱直徑;Th=M16螺栓孔數(shù)量：n=8個(gè)帶頸平焊法蘭結(jié)構(gòu)圖如下：四、接管的選用及基本尺寸根據(jù)設(shè)備的工藝及設(shè)計(jì)條件，其管的公稱直徑為DN=80mm，長度L=150mm，其接管盡量與筒體的材料一致。五、法蘭及接管的焊接和組裝工藝根據(jù)前面的安全閥及接管的焊接工藝進(jìn)行參照，可以適當(dāng)修訂，其組裝工藝也根據(jù)安全閥及接管的組裝的工藝進(jìn)行參照，在其設(shè)備工藝的條件下可以做適當(dāng)修訂。八、其他接口接管一、根據(jù)設(shè)計(jì)條件可知：液面計(jì)接管的公稱直徑：DN=20mm壓力計(jì)接管的公稱直徑：DN=32mm平衡管、排液口、氣相口、汽液口接管的公稱直徑：DN=50mm測溫口接管的公稱直徑：DN=25mm根據(jù)《化工設(shè)備》第六章第二節(jié)查表6—13，接管伸出長度L=150mm。二、確定是否需要補(bǔ)強(qiáng)按照GB150規(guī)定，由于接管的公稱外徑≤89mm不另行補(bǔ)強(qiáng)的最大直徑，故開孔不需要補(bǔ)強(qiáng)。三、接管法蘭的類型及連接尺寸根據(jù)《化工設(shè)備》第六章表6—2及設(shè)備工藝條件選擇法蘭類型為帶頸平焊法蘭，密封面形式為凹凸面（MFM），材質(zhì)與一致。1、液面計(jì)管法蘭的連接尺寸：公稱直徑：DN=20mm法蘭外徑：D105=mm螺栓孔中心圓直徑：K=75mm螺栓孔直徑：L=14mm螺紋公稱直徑;Th=12M螺栓孔數(shù)量：n=4個(gè)2、壓力計(jì)管法蘭的連接尺寸：公稱直徑：DN=32mm法蘭外徑：D=115mm螺栓孔中心圓直徑：K=85mm螺栓孔直徑：L=14mm螺紋公稱直徑;Th=M12螺栓孔數(shù)量：n=4個(gè)3、平衡管、排液口、氣相口、汽液口接管管法蘭的連接尺寸：公稱直徑：DN=50mm法蘭外徑：D=165mm螺栓孔中心圓直徑：K=125mm螺栓孔直徑：L=18mm螺紋公稱直徑;Th=M16螺栓孔數(shù)量：n=4個(gè)4、測溫口的管法蘭連接尺寸：公稱直徑：DN=25mm法蘭外徑：D=115mm螺栓孔中心圓直徑：K=125mm螺栓孔直徑：L=14mm螺紋公稱直徑;Th=M12螺栓孔數(shù)量：n=4個(gè)四、法蘭的結(jié)構(gòu)圖如下：注：焊接與組抓裝工藝參考安全閥及接管的內(nèi)容。九、鞍座的設(shè)計(jì)一、支座的結(jié)構(gòu)和類型《化工設(shè)備》[第六章第六節(jié)]臥式容器支座可分鞍式、圈式和支腿式三種支座，其中應(yīng)用最普遍的是鞍式支座。它分為焊制與彎制兩種；為了使容器的壁溫發(fā)生變化時(shí)能沿軸向方向自由收縮，鞍座的底板有兩種，一種是底板上的螺栓孔是圓形的(代號為F)，另一種底板上的螺栓是橢圓形的（代號為S），安裝時(shí)，F(xiàn)型鞍座固定在基礎(chǔ)上，S型鞍座使用兩個(gè)螺母，先擰上去的螺母較松，用第二個(gè)螺母鎖緊，當(dāng)設(shè)備出現(xiàn)熱變形時(shí)，鞍座可以隨設(shè)備一起軸向移動(dòng)。因?yàn)镈N≥900mm，所以用焊制鞍座，通常由底板、腹板、筋板和墊板組焊而成；而且一定都要帶墊板，如下圖：根據(jù)表6—15（鞍座類型）選用：類型：重型代號：RI適用公稱直徑：DN=159~4000mm（DN與容器的公稱直徑一致）結(jié)構(gòu)特征：焊制，120°包角，帶墊板，4~6筋二、鞍座尺寸和標(biāo)記=1\*GB3①尺寸DN=2800mm允許載荷：Q=KN鞍座高度：h=底板：===腹板：=筋板：====墊板：弧長====螺栓間距：=三、鞍座的安裝位置和數(shù)目為了利用封頭對筒體的加強(qiáng)作用，應(yīng)盡可能將鞍座放在靠邊封頭處，鞍座中心截面至凸型封頭切線的直線距離A≤0.5（為筒體的平均半徑），當(dāng)筒體的長徑比（L/D）較小，壁厚與直徑之比（）較大時(shí)，或在鞍座所在的垂直平面內(nèi)裝加強(qiáng)圈時(shí)，可取A≤0.2L。一般一臺(tái)臥式設(shè)備采用雙鞍座，如果用三個(gè)或三個(gè)以上的支座基礎(chǔ)的不均勻沉陷，引起局部應(yīng)力過高。雙鞍座必須是F型（固定鞍座）與S型（滑動(dòng)鞍座）搭配使用，以防熱膨脹對容器產(chǎn)生附加應(yīng)力。A≤0.5（=DN=2800mm）=1400mmL/D==A≤0.2L=四、鞍座的校核目錄TOC\o"1-2"\h\u253321總論 1311911.1項(xiàng)目概況 1317891.2建設(shè)單位概況 3162241.3項(xiàng)目提出的理由與過程 3311231.4可行性研究報(bào)告編制依據(jù) 4225921.5可行性研究報(bào)告編制原則 426521.6可行性研究范圍 5265791.7結(jié)論與建議 665262項(xiàng)目建設(shè)背景和必要性 9302042.1項(xiàng)目區(qū)基本狀況 9237942.2項(xiàng)目背景 11327472.3項(xiàng)目建設(shè)的必要性 11265903市場分析 14297233.1物流園區(qū)的發(fā)展概況 1479553.2市場供求現(xiàn)狀 1669963.3目標(biāo)市場定位 17108883.4市場競爭力分析

17160544項(xiàng)目選址和建設(shè)條件 1950564.1選址原則 1969314.2項(xiàng)目選址 19544.3場址所在位置現(xiàn)狀 19297334.4建設(shè)條件 20123545主要功能和建設(shè)規(guī)模 22282555.1主要功能 22281835.2建設(shè)規(guī)模及內(nèi)容 26195696工程建設(shè)方案 27137726.1設(shè)計(jì)依據(jù) 27219396.2物流空間布局的要求 27262516.3空間布局原則 2853886.4總體布局 2936766.5工程建設(shè)方案 30235856.6給水工程 33115596.7排水工程 3553126.8電力工程 38288986.9供熱工程 46314656.10電訊工程 47153607工藝技術(shù)和設(shè)備方案 51276227.1物流技術(shù)方案 5142607.2制冷工藝技術(shù)方案 6769868節(jié)能方案分析 7336228.1節(jié)能依據(jù) 73176248.2能耗指標(biāo)分析 73235218.3主要耗能指標(biāo)計(jì)算 74272888.4節(jié)能措施和節(jié)能效果分析 76295509環(huán)境影響評價(jià) 83267939.1設(shè)計(jì)依據(jù) 8335089.2環(huán)境影響評價(jià)應(yīng)堅(jiān)持的原則 83134559.3項(xiàng)目位置環(huán)境現(xiàn)狀 84208539.4項(xiàng)目建設(shè)與運(yùn)營對環(huán)境的影響 8430919.5項(xiàng)目建設(shè)期環(huán)境保護(hù)措施 8459489.6項(xiàng)目運(yùn)行期環(huán)境保護(hù)措施 86