300立方米液氨儲(chǔ)罐設(shè)計(jì)

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1、·《化工容器設(shè)計(jì)》課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)300m3液氨儲(chǔ)罐設(shè)計(jì)專(zhuān)業(yè)：過(guò)程裝備與控制工程班級(jí)：13級(jí)過(guò)控1班學(xué)號(hào)：姓名：19目錄1設(shè)計(jì)參數(shù)的選擇41.1設(shè)計(jì)的題目41.2原始數(shù)據(jù)41.3儲(chǔ)存量41.4設(shè)計(jì)壓力51.5設(shè)計(jì)溫度52容器的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)62.1筒體的內(nèi)徑和長(zhǎng)度的確定62.2筒體和封頭的厚度設(shè)計(jì)計(jì)算62.3人孔設(shè)計(jì)72.4其他零部件的設(shè)計(jì)72.4.1液位計(jì)的設(shè)計(jì)72.4.2管口設(shè)計(jì)82.5鞍座選型和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)112.5.1質(zhì)量確定112.5.2鞍座的安裝位置123開(kāi)孔補(bǔ)強(qiáng)設(shè)計(jì)133.1補(bǔ)強(qiáng)設(shè)計(jì)方法判別133.2補(bǔ)強(qiáng)圈計(jì)算133.2.1圓筒開(kāi)孔所需補(bǔ)強(qiáng)面積133.2.2殼體有效厚度減去計(jì)算厚度之外

2、的多余面積143.2.3接管有效厚度減去計(jì)算厚度之外的多余面積143.2.4焊縫金屬面積143.2.5另加補(bǔ)強(qiáng)面積144強(qiáng)度計(jì)算154.1液壓試驗(yàn)154.2圓筒軸向彎矩154.2.1載荷分布154.2.2筒體彎矩164.3圓筒軸向應(yīng)力計(jì)算并校核165.3.1筒體應(yīng)力164.3.2筒體軸向應(yīng)力校核174.4切向剪應(yīng)力的計(jì)算并校核184.4.1圓筒切向剪應(yīng)力的計(jì)算184.4.2圓筒被封頭加強(qiáng)時(shí)，最大剪應(yīng)力184.4.3切向剪應(yīng)力的校核184.5圓筒周向應(yīng)力的計(jì)算并校核19194.5.1在橫截面的最低點(diǎn)處194.5.2周向應(yīng)力校核195防護(hù)及使用管理205.1防腐205.2防靜電205.3熱處

3、理要求205.4焊接205.5使用及管理2019300m2液氨儲(chǔ)罐設(shè)計(jì)1設(shè)計(jì)參數(shù)的選擇1.1設(shè)計(jì)的題目300m3液氨儲(chǔ)罐設(shè)計(jì)1.2原始數(shù)據(jù)表1.1設(shè)計(jì)條件序號(hào)項(xiàng)目數(shù)值單位備注1名稱(chēng)液氨儲(chǔ)罐2用途液氨儲(chǔ)存3最高工作壓力1.36MPa液氨在50℃下的壓力4工作溫度-45～48℃5公稱(chēng)容積300m36工作壓力波情況可不考慮7裝量系數(shù)0.98工作介質(zhì)液化石油氣9材料16MnDR10焊接要求單面焊，100%無(wú)損探傷11設(shè)計(jì)壽命20年12腐蝕速率0.1mm/a13其他要求1.3儲(chǔ)存量盛裝液化氣體的壓力容器設(shè)計(jì)存儲(chǔ)量：W=ΦVρt式中，裝載系數(shù)Φ=0.9壓力容器設(shè)計(jì)V=300m3設(shè)計(jì)溫度下的飽和液體密

4、度ρt=562.87㎏/m319300m2液氨儲(chǔ)罐設(shè)計(jì)則：存儲(chǔ)量W=15.20t1.4設(shè)計(jì)壓力設(shè)計(jì)壓力取飽和蒸氣壓，p=1.5MPa1.5設(shè)計(jì)溫度工作溫度為-45℃～48℃，則取設(shè)計(jì)溫度取50℃19300m2液氨儲(chǔ)罐設(shè)計(jì)2容器的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)2.1筒體的內(nèi)徑和長(zhǎng)度的確定由設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)可知：V=300m3L/D=8取L=8D則有：取內(nèi)徑為3700mm，由于筒體的內(nèi)徑較大，所以采用鋼板卷制，公稱(chēng)直內(nèi)徑DN3700mm.選用標(biāo)準(zhǔn)橢圓形封頭表2.1EHA橢圓形封頭內(nèi)表面積及容積公稱(chēng)直徑（mm）總深度H/mm內(nèi)表面積A/m2容積V/m3370096515.30477.0605則筒體長(zhǎng)度：圓整：L=2661

5、0mm則實(shí)際體積：則體積相對(duì)誤差為：符合設(shè)計(jì)要求。2.2筒體和封頭的厚度設(shè)計(jì)計(jì)算（1）設(shè)計(jì)壓力?。簆=1.5MPa液柱壓力（安裝滿時(shí)計(jì)算）：19300m2液氨儲(chǔ)罐設(shè)計(jì)％＜5％所以可以忽略液柱的壓力。單面焊，100%無(wú)損探傷，焊接接頭系數(shù)=0.9筒體厚度：計(jì)算壓力：計(jì)算厚度：查表2-5得，厚度負(fù)偏差C1=0.8mm。設(shè)計(jì)壽命20年，腐蝕速率0.1mm/a，所以腐蝕裕量C2=2mm。設(shè)計(jì)厚度=19.75+2=21.75mm；名義厚度=24mm。標(biāo)準(zhǔn)橢圓形封頭厚度：計(jì)算厚度：設(shè)計(jì)厚度：td=t+C1+C2+圓整值=24mm2.3人孔設(shè)計(jì)設(shè)置1個(gè)人孔，其公稱(chēng)直徑取DN450。根據(jù)HG/T2151

6、8-2005《鋼制人孔和手孔》選取：人孔R(shí)FⅢt-35CM(W·D-1232)B450-2.5HG/T21518-2005具體結(jié)構(gòu)和材料見(jiàn)標(biāo)準(zhǔn)HG/T21518-2005《鋼制人孔和手孔》。2.4其他零部件的設(shè)計(jì)2.4.1液位計(jì)的設(shè)計(jì)1）液位計(jì)類(lèi)型由于該儲(chǔ)罐的介質(zhì)為液氨，工作溫度常溫，所以選用磁性液位計(jì)。2）液位計(jì)中心距可簡(jiǎn)化容器為一圓筒，液體達(dá)到總體積的90%（本儲(chǔ)罐的裝量系數(shù)為0.9），可近似認(rèn)為截面面積達(dá)到全面積的90%，所以下圖所示的陰影面積為全面積的10%。即：19300m2液氨儲(chǔ)罐設(shè)計(jì)即迭代求解得：θ=46.6°所以最高液面到筒體中心線的距離為：所以選用中心距為1400mm的

7、液位計(jì)不對(duì)稱(chēng)安裝。Rθ圖2.13）接管與法蘭由于介質(zhì)為液氨，應(yīng)采用帶頸對(duì)焊法蘭（突面）、帶加強(qiáng)環(huán)的纏繞墊片（帶外環(huán)）和專(zhuān)用級(jí)高強(qiáng)度螺栓組合，而且它的腐蝕性不大，所以材料不需要選太好的。為了有良好焊縫，接管材料選16Mn。同時(shí)接管伸出較長(zhǎng)，需要支撐結(jié)構(gòu)。綜上所述，具體見(jiàn)表3.2表2.2接管與法蘭名稱(chēng)標(biāo)記數(shù)量總質(zhì)量/kg備注液位計(jì)HG/T21584-95UZ2.5-1400-0.45AF304C120法蘭HG/T20592法蘭WN20-