液氯储罐项目设计方案

1 液氯储罐 项目设计方案 第二部分 课 程 设 计 任 务 书 1设计目的： 1) 使用国家最新压力容器标准、规范进行设计，掌握典型过程设备设计的全过程。 2) 掌握查阅、综合分析文献资料的能力，进行设计方法和方案的可行性研究和论证。 3) 掌握电算设计计算，要求设计思路清晰，计算数据准确、可靠，且正确掌握计算机操作和专业软件的使用。 4) 掌握工程图纸的计算机绘图。 2设计内容和要求（包括原始数据、技术参数、条件、设计要求等）： 1 原始数据 设计条件表 序号 项 目 数 值 单 位 备 注 1 名 称 液化石油气储罐 2 用 途 液化石油气储配站 3 最高工作压力 介质温度确定 4 工作温度 48 5 公称容积（ 10/20/25/40/50 6 工作压力波动情况 可不考虑 7 装量系数 ( V) 8 工作介质 液化石油气（易燃） 9 使用地点 室外 10 安装与地基要求 储罐底壁坡度 1 其它要求 接管代号 公称尺寸 连接尺寸标准 连接面形式 用途或名称 a 位计接口 2 b 气管 c 孔 d 全阀接口 e 污管 f 相出口管 g 相回流管 h 相进口管 i 相管 j 力表接口 k 度计接口 过程设备课程设计指导书 1课程设计任务书 课程设计任务书（一） 课程设计题目： （ 35 ） 课程设计要求及原始数据（资料）： 一、课程设计要求： 范进行设计，掌握典型过程设备设计的全过程。 行设计方法和设计方案的可行性研究和论证。 求设计思路清晰，计算数据准确、可靠，且正确掌握计算机操作 和专业软件的使用。 二、原始数据： 设 计 条 件 表 序号 项 目 数 值 单 位 备 注 1 名 称 液化石油气储罐 2 用 途 液化石油气储配站 3 最高工作压力 介质温度确定 3 4 工作温度 48 5 公称容积（ 10/20/25/40/50 6 工作压力波动情况 可不考虑 7 装量系数 ( V) 8 工作介质 液化石油 气（易燃） 9 使用地点 太原市 ,室外 10 安装与地基要求 储罐底壁坡度 1 其它要求 主要参考资料 ： 1 国家质量技术监督局， 制压力容器，中国标准出版社， 1998 2 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 3 全国化工设备设计技术中心站，化工设备图样技术要求， 2000， 11 4 郑津洋、董其伍、桑芝富，过程设备设计，化学工业出版社， 2001 5 黄振仁、魏新利，过程 装备成套技术设计指南，化学工业出版社， 2002 6 国家医药管理局上海医药设计院，化工工艺设计手册，化学工业出版社， 1996 第一章 一 综述介质特性 要成分 4 液化石油气是炼油厂在进行原油催化裂解与热裂解时所得到的副产品 。 主要成分： 乙烯、乙烷、丙烷、丙烯、丁烷、丁烯等 。但根据石油原产地和化工厂生产中某些因素的不同，其主要成分的组分也有所不同。由于催化裂解比热裂解有更多地优势，故液化石油气主要成分含量取催化裂解下的数值。 液化石油气是从石油的开采、裂解、炼制等生产过程中得到的副产品。液化石油气是碳氢化合物的混合物，其主要成分包括：丙烷（ 丙烯（ 丁烷（ 丁烯（ 丁二稀（ 同时还含有少量的甲烷（ 乙烷（ 戊烷（ 硫化氢（ 成分。从不同生产过程中得到 液化石油气，其组成有所差异。 在常压条件下，液化石油气 易汽化为气体，由于 此称为残液。我国民用液化石油气残液含量较高。 取大致的组分比例，如下表所示 表 1化石油气组成成分 组成成分 异辛烷 乙烷 丙烷 异丁烷 正丁烷 异戊烷 正戊烷 乙炔 各成分百分比 太原最近 十年极端温度及设计温度 由表可知储罐在太原市室外工作温度可取 2550 1. 3 设计压力 该储罐用于液化石油气储配供气站，因此属 8于常温压力储存。工作压力为相应温度下的饱和蒸气压。因此，不需要设保温层。 5 故在常温低压下适用于道尔顿分压定律 表 1温度下各组分的饱和蒸气压力 温度， 饱和蒸汽压力， 烷 丙 烯 正丁烷 异丁烷 1顺式2反式 2异丁烯 5 0 t=50 时，有 81 y p 设计储量 参考相关资料，石油液化气密度一般为 500石油液化气的密度为580Kg/ ,面焊接系数取 装液化石油气体的压力容器设计储存量为： W=V t=35 580= 设计参数确定 查 为了有效的提高筒体的刚性，一般取 L/D=36，为方便设计，此处取 L/D=4 公称容积为 35 3m ，所以有2 354 则可知 D=2233圆整得 D=2300对于承受内压，且设计压力 ，所以在有效补强范围。补强圈内径 d= 530+10=540强圈厚度： 4 1 6 7 3 . 7 3 8 5 . 5 7 9300A 圆整取名义厚度为 6据 4736强圈焊接形式 D1=6 12)。 表 3补强圈补强及附件的选择 接管公称直径 DN/径 径 度e（ ） 重量（ 500 840 540 6 镜设计 查 21619力容器视镜，所选视镜玻璃用钢化硼硅玻璃，衬垫为石棉橡胶板，压紧环、接缘、螺栓、螺母所用材料为 镜的尺寸如下表： 表 3镜尺寸 公称直径 公称压力 D D1 b1 H 螺柱 重量 标准图图号 数量 直径 不锈钢 50 30 100 34 26 84 6 18 面计设计 由于储罐工作温度为 8，查压力容器与化工设备实用手册，选取磁性液面计。 19 磁性液面计 全阀设计 由操作压力 P=作温度为 8，盛放介质为液化石油气体。选择安全阀的公称压力 5kg/高工温度为 150，材料为可锻铸件的弹簧微启式安全阀，型号为 称直径 0 20 座选型和结构设计 该卧式容器采用双鞍座式支座，根据工作温度为 0，按 4731 56用温度为 50，许用应力为 170 估算鞍座的负荷：计算储罐总重量 m=m2+m3+ 其中： 筒体质量：对于 16通碳素钢，取 =103kg/ = 18 10103=单个封头的质量：查标准 4746钢制压力容器用封头中标 知 充液质量： 液化石油气 b= D 外 - 2b 螺 栓 受 力 计 算 预紧状态下需要的最小螺栓载荷 a= y = 操作状态下需要的最小螺栓载荷 p = F = N 所需螺栓总截面积 m = = 551.6 际使用螺栓总截面积 b = 214 939.6 矩 计 算 操 L A+ = 22.5 D= D = = = 18.2 G= G = p = A + 1 + = 22.9 T= T = 压 : +; 内压 : G+ 紧 = 18.2 a=W 算力矩 f 中大者 30 螺 栓 间 距 校 核 实际间距 b= 58.9 小间距 (查 9大间距 形 状 常 数 确 定 h D0 i 0 h/ K = I = 1 0 K 查表 9 T= = =体法兰 查图 9图 9I=I=e F h I 式法兰 查图 9图 9L=L=h L 图 9 1/o 得 f = 体法兰21 = 式法兰 2= = f e+1 = = /T = 134 = 应力校核 计 算 值 许 用 值 结 论 预紧状态 n 操作状态 入法兰厚度 f = 16.0 , 法兰应力校核 应力 性质 计 算 值 许 用 值 结 论 轴向 应力 . 按整体法兰设计的任 意 式法兰 , 取15. 校核合格 径向 应力 D Pa = 核合格 切向 应力 T 0f i R M Pa = 核合格 综合 应力 )( = Pa = 核合格 法兰校核结果 校核合格 31 32 窄面整体 (或带颈松式 )法兰计算 计算单位 设 计 条 件 简 图 设计压力 p 误 !未找到引用源。 计算压力 计温度 t C 轴向外载荷 F 外力矩 M 材料名称 16轧 ) 体 许用应力 t 材料名称 16轧 ) 许用 f 应力 料名称 许用 b 力 公称直径 d B 20.0 栓根径 d 1 17.3 量 n 8 个 o 垫 结构尺寸 外 内 0 4.5 e A 25.0 h 1 料类型 软垫片 N 15.5 m y(紧面形状 1a,1b b G b= b0 ( D 外 +D 内 )/2 b= D 外 - 2b 螺 栓 受 力 计 算 预紧状态下需要的最小螺栓载荷 a= y = 操作状态下需要的最小螺栓载荷 p = F = N 所需螺栓总截面积 m = = 1858.7 际使用螺栓总截面积 b = 214 1879.2 矩 计 算 操 L A+ = 32.5 D= D = = = 27.0 G= G = p = A + 1 + = 33.5 T= T = 压 : +; 内压 : G+ 紧 = 27.0 a=W 算力矩 f 中大者 33 螺 栓 间 距 校 核 实际间距 b= 62.8 小间距 (查 9大间距 形 状 常 数 确 定 h D0 i 0 h/ K = I = 1 0 K 查表 9 T= = =体法兰 查图 9图 9I=I=e F h I 式法兰 查图 9图 9L=L=h L 图 9 1/o 得 f = 体法兰2= 式法兰 21 = = f e+1 = = /T = 134 = 应力校核 计 算 值 许 用 值 结 论 预紧状态 n 操作状态 入法兰厚度 f = 24.0 , 法兰应力校核 应力 性质 计 算 值 许 用 值 结 论 轴向 应力 5. 按整体法兰设计的任 意 式法兰 , 取15. 校核合格 径向 应力 D Pa = 核合格 切向 应力 T 0f i R M Pa = 核合格 综合 应力 )( = Pa = 核合格 法兰校核结果 校核合格 34 开孔补强计算 计算单位 接 管 : #, 530 18 计 算 方 法 : 面 积 补 强 法 , 单 孔 设 计 条 件 简 图 计算压力 设计温度 50 壳体型式 圆形筒体 壳体材料 名称及类型 16轧 ) 板材 壳体开孔处焊接接头系数 壳体内直径 300 壳体开孔处名义厚度 n 18 壳体厚度负偏差 壳体腐蚀裕量 壳体材料许用应力 t 163 接管实际外伸 长度 300 接管实际内伸长度 0 管材料 16轧 ) 接管焊接接头系数 1 名称及类型 管材 接管腐蚀裕量 2 强圈材料名称 16轧 ) 凸形封头开孔中心至 封头轴线的距离 强圈外径 840 强圈厚度 18 管厚度负偏差 强圈厚度负偏差 0 管材料许用应力 t 163 强圈许用应力 t 163 孔 补 强 计 算 壳体计算厚度 管计算厚度 t 强圈强度削弱系数 接管材料强度削弱系数 开孔直径 d 502.5 强区有效宽度 B 1005 管有效外伸长度 管有效内伸长度 35 开孔削弱所需的补强面积 A 7659 体多余金属面积 管多余金属面积 055 强区内的 焊缝面积 6 1+3=2473 ，小于 A，需另加补强。 补强圈面积 580 -(2+5186 论 : 补强满足要求。 结束语 压力容器的用途十分广泛。它是在 石油化学工业 、能源工业、科研和军工等国民经济的各个部门都起着重要作用的设备。压力容器一般由筒体、 封头 、 法兰 、密封元件、开孔和接管、支座等六大部分构成容器本体。此外，还配有安全装置、表计及完成不同生产工艺作用的内件。压力容器由于密封、承压及介质等原因，容易发生 爆炸 、燃烧起火而危及人员、设备和财产的安全及污染环境的事故。目前，世界各国均将其列为重要的 监检产品，由 国家 指定的专门机构，按照国家规定的法规和标准实施监督检查和 技术检验 。 近两个星期的液化石油气储罐设计，可以说是对自己综合知识、能力的挑战。从刚开始设计时的蒙头苍蝇到如今的灵活运用。在设计期间我锻炼了很多，也收获了很多！首先，通过液化石油气储罐的设计，我全面综合的了解了液化石油气的组成成分和 各参数的确定。其次，通过大量相关资料和书籍的参考，我对液化石油气储罐的设计过程有了初步的了解。着手开始设计的那段时间确实比较痛苦，感觉无从下手。正所谓万事开头难，通过与同学们的讨论合作，我们找到了一种绝处逢生的感觉，有了头绪和思路之后设计就显得水到渠成了。 不管是筒体、封头、鞍座、法兰、接管还是螺栓螺柱，每一种结构的设计都需要有相关工具书作指导和标准的参考，设计起来的工作量很大。不过我们在设计过程中也找了很多快乐，大家讨论时的积极劲儿，这让大伙儿设计起来非常有动力。我们按着设计的时间安排一步