试谈化工设备基础课程设计

n更多企业学院： 中小企业管理全能版183套讲座+89700份资料总经理、高层管理49套讲座+16388份资料中层管理学院46套讲座+6020份资料国学智慧、易经46套讲座人力资源学院56套讲座+27123份资料各阶段员工培训学院77套讲座+ 324份资料员工管理企业学院67套讲座+ 8720份资料工厂生产管理学院52套讲座+ 13920份资料财务管理学院53套讲座+ 17945份资料销售经理学院56套讲座+ 14350份资料销售人员培训学院72套讲座+ 4879份资料化工设备基础课程设计 第一章 设计方案的确定1.1 液氨储罐选型 工业的压力容器种类很多，按形状主要分以下几类：（1）方型或矩形容器 （2）球型容器 （3）圆筒型容器 。本设计采用圆筒型容器，方型或矩形容器虽制造简单，但承压能力差，四角的边缘应力较大，容易失效且封头设计较厚，故不选用。球型容器，虽单位容积所用的材料最少且受力最佳，承载力好，但对中小型储罐来说安装内件不方便，制造难度较大，成本相对较高，不选用。而圆筒型容器，制造容易，选用适当的长径比之后，安装、检修方便，承载能力较好。因此本设计采用圆筒型容器。1.2 液氨储罐选材储罐的经济性与实用性重要方面就是材料的选择。根据实际条件，本设计采用16MnR，主要有几下方面原因：（1）容器的使用条件，如温度、压力等。当容器温度低于0时，不得选用Q235系列的钢板，因其塑性变脆。虽20R的碳素钢满足，但其制造要求较高且强度底。而16MnR在常温-40200下，具有良好的力学性能和足够的强度。（2）综合经济 市场调查（2009年）20R碳素钢价格：2600元/吨，低合金钢16MnR价格：2680元/吨，两者价格相差不大，但16MnR制造的储罐比碳素钢的质量轻1/3，同时减少了壁厚。综上所述，本设计用钢选用16MnR。 第二章 储罐的工艺设计2.1 筒体壁厚设计 采用内径Di=2200mm ，储罐长度L（不包含封头）=5000mm的工艺尺寸。其长径之比L/Di=2.27，满足一般卧式容器长径比在26的范围之内1。本设计采用50设计温度，这时氨的饱和蒸汽压为2.07MPa 2。 P表压=P绝对大气压-P大气压=2.07-0.10103=1.969 Mpa储罐上安装安全阀 故P=1.9691.1=2.16 Mpa设计壁厚公式： 其上式中相关参数如表2-1：项目Di(mm)P设计（MPa）(双面，100%探伤)C2(mm)尺寸22002.161631.01.0 =15.67mm由表3-133查得：C1=0.8mm =15.67+0.8=16.47mm圆整后 =18mm 故筒壁用18mm的16MnR钢板制2.2 筒体封头设计 从工艺操作要求考虑，对封头没有特殊要求。从定性角度分析可知：平板封头四角处在较大边缘应力且厚度较大，故不采用；半球形封头受力最好、壁厚最薄、重量轻，但深度大，制造较难，中、低压设备不宜选用；蝶形封头母线曲率不连续，存在局部应力，受力不如椭圆形封头；标准椭圆形封头已系列化，制造容易，受力比蝶形好，故选用此封头。设计壁厚： 其中=1 =16.43mm圆整之后 =18mm考虑减少材料间的线性膨胀系数，故采用18mm厚16MnR钢板制造的标准椭圆形封头。2.3 校核罐体及封头的水压试验强度由水压实验公式： 可见 ： 所以满足水压试验，强度足够。2.4 人孔设计 根据储罐的设计温度、工作压力、材质及使用要求等条件，选用公称压力PN=2.5Mpa的水平吊盖带颈对焊法兰人孔，其公称直径选定为DN=450mm。采用榫槽密封面（T.G）型和石棉橡胶板垫片（A.G）。人孔各零件名称、材质及尺寸见表2-2，结构见1-1图。该水平吊盖带颈对焊法兰人孔的标记： 人孔TG(A.G) 450-2.5 HG21524-95 4 人孔PN2.5 DN450（HG21524-95）明细表2-2代号名称数量材料尺寸/mm1筒节116MnRdWS=48012H1=3202法兰116Mn4法兰盖116Mnb=39 b1=44 7 吊环1Q235-A.F8转臂1Q235-A.Fd=3611吊勾1Q235-A.F14支撑板116Mn其图见后附图 1-12.5 人孔补强 人孔开孔补强采用补强圈结构，材质为16MnR。根据补强经验,补强圈的厚度与筒体壁厚相等，其补强强度足够，故补强圈厚度取18mm。2.6 接口管 本储罐有以下接管2.6.1 液氨进料管采用流速为1.5m/s ,3.8小时流到16.5m3（220.75），故Qv,h=4.34m3/h 采用的无缝钢管，管的一端切成45，深入储罐内少许，配用图面板式平焊管法兰，法兰标记：HG20592 法兰PL32-2.5RF16MnR 。因该其设计压力等于2.5MPa，接管公称外径小于89mm且接管最小壁厚满足表3-315,所以不用补强。2.6.2 液氨出料管采用可拆的压出管，将它用法兰固定在接口管内。罐体的接口管法兰采用HG20592 法兰PL32-2.5 RF 16Mn,与该法兰相配并焊接在压出管的 法兰上，其连接尺寸和厚度与法兰HG20592 法兰PL32-2.5 RF 16Mn相同，其内径为25mm。压出管深入储罐2.1m。2.6.3 排污管 储罐右端最低部，安设排污管一个，管子规格，管端装有一与截止阀J41W-16相配的管法兰：HG20592 法兰PL50-2.5 RF 16Mn 2.6.4 液面计接管本储罐采用玻璃防霜面计AI2.5126050 HG/T2155-93两只。其中： AI防霜面计类型 2.5公称压力等级，MPa 1260液面计的公称长度 50防霜翅片高度，mm HG/T2155-93液面计的标准图号2.6.5 放空接口管 采用无缝钢管，管法兰 HG20592 法PL25-2.5 RF 16Mn 2.7 鞍座 储罐总质量:m=m1+m2+m3+m4式中：m1-罐体质量 m2-封头质量 m3-液氨质量 m4-附件质量2.7.1 罐体质量 DN=2200mm, =18mm筒件。每米质量q1=984kg/m (见附表4)4 故m1= q1L=9845=4920kg2.7.2封头质量 DN=2200mm, =18mm 直角高度40mm的标准椭圆形封头。 其质量m2=782kg(附表6)42.7.3液氨质量 m3=V 式中： -装填系数，取0.75 V-储罐体积 V=V封+V筒=22.08m3 -液氨在-20时密度665kg/m3 m3=0.7522.08665=11012.4kg2.7.4附件质量 人孔质量约重200kg ； 法兰质量列如下表：DN(mm)数量(个)法兰理论质量（kg）2521.1232 31.865012.77法兰总质量=10.59kg m4=200+250+10.59=460.59kg设备总质量：m= m1+m2+ m3+ m4=4920+1564+11012.4+460.59 =17956.99kg F=88.08kN即每个鞍座只承受约88.08kN负荷，根据附录165 表40，可以选用轻型带垫板、包角为120的鞍座。 故选用： JB/T4712-92 鞍座 A2200-F JB/T4712-92 鞍座 A2200-S第三章 设备总装配图3.1 设备总装配图示见附图2-2，各零部件的名称、规格、尺寸、材料等见明细表。3.2 储罐技术要求 储罐技术要求： (1) 本设备按GB150-1998钢制压力容器进行制造、试验和验收(2)焊接材料、对接焊接接头形式及尺寸可按GB985-80中规定（设计焊接接头系数为1）(3)焊接采用电弧焊，焊条牌号为E4303(4)壳体焊缝应进行无损探伤检查，探伤长度为100%(5)设备制造完毕后，以2 MPa表压进行水压试验(6)管口方位按本图3.3 设计技术特性综上计算过程，其结果如技术特性表：序号 名称结果1设计压力2.16MPa2工作温度503物料名称液氨4容积22.08 m35人孔DN=4