化工设备机械基础课程设计-25立方米液氨储罐的机械设计.doc

课程设计说明书全套图纸加扣3012250582 课 程 名 称 化工设备机械基础课程设计课 题 名 称 25立方米液氨储罐的机械设计学 生 姓 名 学 号 系 、专 业 生物与化学工程系制药工程专业 指 导 教 师 2012年 12月 25 日目 录一、设计任务书2二、概述4三、储罐总装配示意图5四、材料及结构的选择5五 、设计计算内容71设计温度和设计压力的确定 72名义厚度的初步确定 83容器的压力实验 94容器应力的校核计算105封头的设计116人孔的设置127支座的设计确定 148各物料进出管位置的确定及其标准的选149液位计的设计 1510焊接接头设计16六、总结18七、参考文献19八、致谢20九、附工程图纸21邵阳学院课程设计任务书年级专业10级制药工程方向学生姓名学 号题目名称25立方米液氨储罐的机械设计设计时 间2012.12.192012.12.30课程名称化工机械基础课程设计课程编号设 计地 点3教学楼计算机房一、课程设计目的1、综合运用化工设备机械基础及其相关课程的理论知识，巩固和强化有关机械课程的基本理论和基本知识。2、培养学生对化工工程设计的技能以及独立分析问题、解决问题的能力。树立明确的设计思想，掌握化工单元设备设计的基本方法及步骤，为今后的创造性地设计化工设备及机械打下一定的基础。2、培养学生熟悉、查找、检索并综合运用各种有关的设计手册、规范、标准、图册等设计技术资料的能力；进一步培养学生识图、制图、运算、编写设计说明书等基本技能；完成作为工程技术人员在机械设计方面所必备的设计能力的基本训练。二、已知技术参数和条件1、介质：液氨（氨99.5%,水和油2000mm时,直边高度为40mm。由于所设计的筒体公称直径DN=2200mm2000mm，所以直边高度为40mm又根据EHA椭圆形封头内表面积及容积查得：DN=2200mm时，总深度H=590mm，内表面积A=5.5229，容积V=1.5459所以，封头设计为EHA210018-16MnR JB/T4746-2002示意图如下：5504022006人孔的设置6.1 人孔位置和尺寸的设置人孔即检查孔。压力容器开设检查孔目的是为了检查压力容器在使用过程中是否产生裂纹，变形，腐蚀等缺陷以及装拆设备的内部零部件，一般设备的公称直径在900mm以下时可根据需要设置适当数量的手孔，超过900mm时应开设人孔。人孔有圆形和长圆两种。人孔大小的设置原则是方便人的进出，因此，圆形人孔的公称直径规定为400600mm，所以本次设计选择人孔公称直径为500 mm。外伸170mm。人孔位置的确定：人孔的壁厚，：人孔的公称直径，：筒体壁厚，：筒体公称直径取6.2 人孔补强的计算6.2.1 圆筒开孔所需补强面积 式中：d-开孔直径，506+21.8=509.6mm。 -圆筒计算厚度，14.33mm。 -接管有效厚度。 -强制削弱系数，等于设计温度下接管材料的许用应力与壳体材料的许用应力之比，当比值大于1时，取=1。 于是6.2.2 有效补强范围内补强面积的计算 为壳体有效厚度减去计算厚度之外的多余面积为接管有效厚度减去计算厚度之外的多余面积 C1=0.8mm, C2=1mm上式中： 外侧高度 人孔实际外伸170mm 取 内侧高度 人孔内伸0 取 所以： 由于，所以需要补强补强面积补强厚度取补强厚度为7支座的设计确定容器支座有鞍式支座，腿式支座，支承式支座，耳式支座和裙式支座,本次设计为卧式容器，所以采用鞍式支座。鞍式支座分为轻型(代号为A)和重型(代号为B)，对于一般直径在1000 mm以上的容器，选用轻型鞍座就可满足要求，鞍座与基础的安装形式有固定式（代号F）和滑动式（代号S）两种，一般为满足容器的热胀冷缩的位移要求，固定式和滑动式应配对使用。故设计中选用轻型鞍座，采用固定式和滑动式。查表得时，允许载荷；而此设计储罐每个支座所需承受载荷为，符合条件，于是选取支座： JB/T4712.1-2007，支座A2100-F JB/T4712.1-2007，支座A2100-S8各物料进出管位置的确定及其标准的选择开孔：液氨入口DN40，液氨出口DN40，气氨出口DN40，放空口DN25，排污管DN32，安全阀接口DN80，压力表接口DN25两相邻开孔中心的间距（对曲面间距以弧长计算）应不小于两孔直径之和的两倍，其他管口如液相出口管，安全阀接口，压力表接口，气相管，放气管，排污管等管间的间距均由下述来设计并计算： 上部：从罐的右侧至左侧依次设置：人孔，压力表接口，安全阀接口，气氨出口，放空口，液氨入口。压力表接口中心线与人孔中心线间距: 取安全阀接口中心线与压力表接口中心线间距： 取气氨出口中心线与安全阀接口中心线的间距: 取放空口中心线与气氨出口中心线的间距:取液氨入口中心线与放空口中心线的间距:取下部：罐左侧设置液氨出口，右侧设置排污管：排污管和液氨出口管中心线与焊缝间距分别为：250mm。 附：各管设计条件表：液氨入口液氨出口气氨出口放空口排污管安全阀接口压力表接口DN40404025328025外径45454532388932壁厚4.04.04.03.53.56.03.5安装位置上部下部上部上部下部上部上部外伸尺寸100100100100100100100内伸尺位计的设计9.1 液位计型式有很多种，本次设计采用磁性液位计。9.2 根据罐内工作压力选取压力等级为2.5 MPa。9.3 选普通型，外加保温层的液位计。9.4中心距L的选择： 液位： 液位计位置在处： 取的液位计9.5材质选择：0Cr18Ni9Ti（321）。9.6介质 。9.7采用规格为DN25的接管 外伸500，内伸0。9.8采用带对焊法兰，法兰规格为DN32，密封面型式采用突面。10焊接接头设计容器各受压元件的组装通常采用焊接。焊接接头是焊缝,熔合线和热影响区的总称，焊缝是焊接接头的主要部分。焊接接头的型式直接影响到焊接的质量与容器的安全。焊接接头的型式及焊接材料应在化工设备的装配图及零部件图中以适当的方式表示出来。10.1回转壳体的焊接结构设计回转壳体的拼接接头必须采用对接接头，壳体上的所有纵向及环向接头，凸形接头上的拼接接头，即A，B类接头，是容器要求最高的焊缝，对容器的安全至关重要，必须采用对接焊，不允许采用搭接焊.对接焊易于焊透，质量容易保证，易于作无损检测，可获得最好的焊接接头质量。10.2接管与壳体的焊接结构设计接管与壳体及补强圈之间的焊接一般只能采用角焊和搭焊，具体的焊接结构还与对容器的强度与安全的要求有关，涉及到是否开坡口，单面焊与双面焊，焊透与否等问题。10.3无补强圈接管的焊接结构 中低压容器不需另作补强的小直径接管可直接插入壳体所开孔内，有平齐式和内伸式两种。插入出接管与壳体总有一定间隙，但此间隙不大于3 mm，过大的间隙在焊接收缩时易产生裂纹或其他焊接缺陷。 10.3带补强圈的接管的焊接结构 作为开孔补强元件的补强圈，一方面要求尽量与补强出的壳体贴合紧密，另外与接管与壳体之间的焊接结构设计也应力求完善合理。 总结 对于液氨储罐，此次设计着重进行了筒体和封头的厚度设计以及以及强度的校核，开孔及补强的计算，钢瓶的设计和附件的选取，附件包括安全阀，温度计，压力计，液位计和管道设计等内容。参考查阅了各种书籍及相关资料，考虑了诸多可能因素，对所设计设备的结构，强度性能都作了详细的计算。是尽作者水平提出的较为完整合理的设计方案。 参考资料1GB105-1998钢制压力容器。北京：中国标准出版社，19982国家质量技术监督局。压力容器安全技术监察规程。北京：中国劳动社会保障出版社，19993国家医药管理局上海医药设计院。化工工艺设计手册（第二版）。北京：化学工业出版社，19964吴粤主编。压力容器安全技术手册。北京：机械工业出版社，19995HG/T20668-2000化工设备设计文件编制规定。国家石油和化学工业局发布，2001.06实施6全国化工设备设计技术中心站。化工设备图样技术要求。2000年11月7JB/T4712-2007容器支座。北京：新华出版社，20078HG2059220637-97钢制管法兰、垫片、紧固件。9JB47004707-2000。压力容器法兰。昆明：云南科技出版社，200010HG/T21584-85磁性液位计11JB/T4736-2002，JB/T4746-2002。补强圈、钢制压力容器用封头12HG/T2058020585钢制化工容器设计基础规定等六项标准13JB/T4730-2005承压设备无损检测。北京：新华出版社，200514JB/T4709-2000钢制压力容器焊接规程。昆明：云南科技出版社，200015HG/T2151421535-2005钢制人孔和手孔。北京：中国计划出版社，200516李世玉主编。压力容器设计工程师培训教程。北京：新华出版社，200517过程装备基础 朱孝钦 化学工业出版社 2006.7 致谢在刘跃平老师的悉心指导下，本次的课程设计达到了预期的目标。他们