乙醇贮罐.docx

乙醇贮罐设计13化学工程与工艺2班王宏伟1307040227一、简介1二、设计内容11.1 管体壁厚设计11.2 封头厚度设计21.3鞍座31.4人孔41.5、人孔补强51.6、接管5三设备总装配图6四附表及要求7技术要求7技术特性7总图材料明细表7接管表9一、简介乙醇的物理化学性质化学名称：乙醇，别名：乙基纯、酒精乙醇结构简式CHCHOH、CHOH，分子式CHO，是带有一个羟基的饱和一元醇，在常温、常压下是一种易燃、易挥发的无色透明液体，它的水溶液具有酒香的气味，并略带刺激。有酒的气味和刺激的辛辣滋味，微甘。无腐蚀性。能与水以任意比互溶；可混溶于醚、氯仿、甲醇、丙酮、甘油等多数有机溶剂。无色透明液体（纯酒精），有特殊香味，易挥发。乙醇是一种有机物，俗称酒精，结构简式CHCHOH、CHOH，分子式CHO，是带有一个羟基的饱和一元醇，在常温、常压下是一种易燃、易挥发的无色透明液体，它的水溶液具有酒香的气味，并略带刺激。有酒的气味和刺激的辛辣滋味，微甘。乙醇液体密度是789kg/m(20) ，乙醇气体密度为1.59kg/m，沸点是78.3，熔点是-114.1，易燃，其蒸气能与空气形成爆炸性混合物，能与水以任意比互溶。能与氯仿、乙醚、甲醇、丙酮和其他多数有机溶剂混溶，相对密度(d15.56)0.816。乙醇的用途很广，可用乙醇制造醋酸、饮料、香精、染料、燃料等。医疗上也常用体积分数为70%75%的乙醇作消毒剂等，在国防工业、医疗卫生、有机合成、食品工业、工农业生产中都有广泛的用途。二、设计内容现设计容积为14m3 的苯贮罐。贮罐是圆柱体.设定：贮罐的装填系数为0.8。计算得贮罐内径Di=2200mm，罐体（不包括封头）长度L=4600mm。1.1 管体壁厚设计根据选材所作分析，本贮罐选用Q345R制作罐体和封头壁厚根据公式计算=pcDi2t-pc贮罐在夏季最高温度（按50考虑）时乙醇的饱和蒸气压为30.32KPa（绝对压力），贮罐上需要安装安全阀，故取Pc=31.32KPa=0.03132Di=2200mm, t=185MPa， Rel=325MPa(附表6-1)，=1.0（双面焊接对接接头，100无损检测，表4-8）。取C2=2mm，于是 =0.03132220021851.0-0.031320.19（mm）d=+ C2=0.19+2=2.19（mm）C1=0.3mm,则d+ C1=2.19+0.3=2.49（mm）圆整后取 n=3mm确定选用n=3mm厚的Q345R钢板制作罐体。1.2 封头厚度设计采用标准椭圆封头，K=1（1） 计算封头厚度厚度按式（4-24）计算：=pcDi2t-0.5pc=1.0（钢板最大宽度为3m，该储罐直径为2.2m，故封头需将钢板拼焊后冲压）。 =0.03132220021851.0-0.50.031320.19（mm）同前 C=C1+C2=0.3+2=2.3（mm）故 +C=0.19+2.3=2.49（mm）圆整后取 n=3mm确定选用n=3mm厚的Q345R钢板制作封头。（2） 校核罐体与封头水压试验强度根据式 T=PT(Di+e)2e0.9Rel式中 PT=1.25P=1.250.03132=0.03915MPaReL=325MPae=n-C=3-2.3=0.7mm则 T=2.7(2200+0.7)20.7=220.5MPa而0.9ReL=0.91.0325=292.5MPaT0.9ReL，所以水压试验强度足够1.3鞍座首先粗略计算鞍座负荷贮罐总量，式中：m=m1+m2+m3+m4m1罐体质量m2封头质量m3乙醇质量（或水压试验满水质量）m4附件质量（1）罐体质量m1DN=2200mm，n=5mm的筒节，质量为q1=1290 kg/m故罐体质量m1=1290x4.6=5934 (kg)（2）封头质量m2DN=2200mm，n=5mm，直边高度h=25mm的标准椭圆形封头，其质量m2=1230kg,则：m2=2 m2=2 x1230=2460（kg）（3）乙醇质量m3m3=V其中，装量系数取0.8（固定式压力容器安全技术监察规程规定，装置系数不得大于0.95）。贮罐容积V = V封 + V筒 乙醇常温下密度为0.7893 g/m3,则m3= 0.95 x 17.28 x 789.3 12957（kg）水的密度为1000 kg/m3，则m3=17.28 x 1000=17280（kg）所以m3取水压试验满水质量。（4）附件质量m4人孔质量200kg，其他接管等质量总和按300kg计量。于是，m4=500kg。贮罐总质量m=m1+m2+m3+m4=5932+2460+17820+500=26712（kg）每个鞍座只承受131kN负荷，根据附录10，可以选用轻型带垫板，包角为120的鞍座，即 JB /T 4712.12007 鞍座A2600F JB /T 4712.12007 鞍座A2600S1.4人孔根据主管的设计温度、最高工作压力材质介质及使用条件，选用公称压力为2.5MPa的水平吊盖带颈对焊法兰人孔（HG/T 21524-2005）,人孔公称直径选定为450mm。采用榫槽面密封面（TG型）和石棉橡胶板垫片。人孔结构如下所示，人孔各零件名称材质及尺寸见下表。人孔PN 2.5 DN 450 明细表件号标准号名称数量材料尺寸/mm1筒节1Q345Rdw=48012,H1=3202HG/T20592-2009法兰116Mn（III）3HG/T20592-2009垫片1石棉橡胶板=3(代号AG)4HG/T20592-2009法兰盖1Q345Rb1=39,b2=445GB/T5782-2000螺柱2035M3321756GB/T6170-2000螺母4025M337吊环1Q235-A8转臂1Q235-Ad0=369垫圈201100HV10螺母M2024级11GB/T6170-2000吊钩1Q235-A12环1Q235-A13无缝钢管120（GB5310）14支承板1Q345R1.5、人孔补强人孔开孔补强采用补强圈结构，材质为Q345R钢,根据GB/T4736-2002，确定补强圈内径D1=484mm，外径D2=760mm,补强圈厚度为20mm。1.6、接管本贮罐设有以下接管（1）乙醇进料管采用57mm3.5mm无缝钢管，管的一端切成45，伸入贮罐内少许，配用凸面板式平焊管法兰：HG 20592 法兰 PL50-2.5 RF 16Mn（III）因为该接管为57mm3.5mm，厚度小于5mm，故该接管开孔需要补强计算。（2）乙醇出料管采用可拆的压出管25mm3mm ，将其套入罐体的固定接口管为38mm3.5mm内并用一非标准法兰固定在接口管法兰上。罐体的接口管法兰采用HG/T 20592 法兰 PL32-25 RF 16Mn ,与该法兰相配并焊接在压出管的法兰上，其连接尺寸与厚度与法兰HG/T 20592 法兰 PL32-25 RF 16M相同，但内径为25mm 。压出管的端部法兰采用HG/T 20592 法兰 PL20-25 RF 16Mn，乙醇出料管不必补强。（3） 排污管贮罐右端最底部安设一个排污管，管子规格为57mm3.5mm ，管端装有一与截止阀J41W-16相配的管法兰HG/T 20592 法兰 PL50-25 RF 16Mn 。（4）液面计接管本贮罐采用玻璃防霜液面计 AI 2.5-1260-50 HG/T 21500-1993 了两支。（5）放空管接管采用32mm3.5mm 无缝钢管，管法兰为HG/T 20592 法兰 PL25-25 RF 16Mn 。三设备总装配图贮罐的总装配图如图所示，图纸中的技术要求、技术特性、各零部件的名称、规格、尺寸、材料及接管表等分别列于下表中。本贮罐应按GB 150.1150.4-2011压力容器进行制造、检验和验收。四附表及要求技术要求1、 本贮罐应按GB 150.1150.4-2011压力容器和HG/T20584-2011钢制化工容器制造技术要求进行制造、检验和验收，并接受国家质量技术监督局颁发的固定式压力容器安全技术规程的监督；2、 焊接采用电弧焊，焊条牌号Q345R间为J507，Q345R于碳钢间为J427；3、 焊接接头形式及尺寸除图中注明外，按HG/T20584-2011的规定，不带补强圈的接管与筒体的焊接接头为G2，角焊缝的焊角尺寸按较薄板的厚度，法兰的焊按相应法兰标准总的规定；4、 设备筒体的A、B焊类焊接接头应进行无损检验，检验长度为100 %，射线检验不低于JB/T4730-2005RT为合格，且射线照相质量不低于AB级；5、 设备制造完毕，以2.7MPa表压进行水压试验；6、 管口方位按总图布置。技术特性序号名称指标序号名称指标1设计压力2.16MPa3物料名称乙醇2工作温度504容积30.52总图材料明细表22出料接管383.5 l=16020(GB/T8163)10.521HG/T 20592法兰PL32-25RF16Mn()11.620HG/T 20592法兰PL32-25RF16Mn()11.819压料管253 l=275020 (GB/T 8163)14.518HG/T 20592法兰PL20-25RF16Mn()10.8717排污管573.5 l=21020 (GB/T8163)1116HG/T 20592法兰PL50-25RF16Mn()12.6115JB/T 4712.1-2007鞍座A2600-F/SQ235-A242084014HG/T 20592法兰PL25-25RF1C411.213放空管接管322.5 l=21020(GB/T 8163)10.5812HG/T 20592法兰PL25-25RF16Mn()11.211安全阀接管322.5 l=21020(GB/T 8163)10.5810HG/T 20592法兰PL50-25RF16Mn()12.619进料管接管573.5 l=40020(GB/T 8163)11.858补强圈760/484 =20Q345R133.97人孔PN2.5 DN450组合件11786罐体DN260020 L=480016125GB/T 35198封头DN260020 h=402110024604HG/T 21550-1993防霜液面计 AI=2.-1260-50212.625.23接管573.51=21020.230.462HG/T 20592法兰PL515-25RF16Mn()40.72.81接管573.51=40020 (GB/T 8163)20.440.88序号图号或标准号名称材料数量单件总计备注质量/kg工程名称设计项目设计阶段施工图审核乙醇贮罐装配图22006216 V=23.55校对设计制图描图 年 月 比例1：30第1张共1张接管表序号公称尺寸接管法兰标准密封面形式用途a1-