石油脑卧式储罐设备设计.doc

此文档收集于网络，如有侵权，请联系网站删除目录目录2一、前言3二、工艺参数的设计32.1 工业设计意义32.2 工艺规程32.3 工艺主要选材及规格4三、结构设计43.1 筒体设计43.2 接管和法兰的结构设计43.3 封头结构设计53.4 鞍座的结构设计5四、零部件设计54.1圆筒厚度的设计54.2封头厚度的计算64.3筒体和封头的结构设计64.4 人孔的选择74.5垫片74.6接管和法兰84.7 鞍座84.8 螺栓（螺柱）的选择9五、总结10六、参考文献10一、前言本次课程设计，我设计的是石油脑卧式储罐。综合运用所学的化工机械基础课程知识，本着认真负责的态度，对储罐进行设计。在设计过程中综合考虑了经济性，实用性，安全可靠性。各项设计参数都正确参考了行业使用标准或国家标准，这样设计有章可循，并考虑到结构方面的要求，综合的进行设计。容器的设计一般由筒体,封头，法兰，支座，接管，人孔，手孔及管口等几种原件。石脑油（petroleum naphtha ligroin）主要成分： 主要为烷烃的C4C6成份。石脑油在常温、常压下为无色透明或微黄色液体，有特殊气味，不溶于水。石脑油蒸汽可引起眼及上呼吸道刺激症状，如浓度过高，几分钟即可引起呼吸困难、紫绀等缺氧症状。石油脑经去醇酸处理后，可作为汽油及航空燃料油使用；轻石油脑也可经媒组反应后产生高辛烷质的汽油或石油化学原料，为苯、甲苯、二甲苯的主要来源；还可以经裂解反应产生乙烯、丙烯、丁烯、戊烷、芳香烃及碳烟；或经过加氢裂解反应，生产汽油及液化石油气。因此运输石油脑也成了一个重要的问题。下面就是我所设计的运输储存石油脑的卧式储罐。二、工艺参数的设计2.1 工业设计意义工艺设计是指工艺规程和工艺装备设计的总称，是企业进行加工生产的重要组成部分。它含将工艺人员进行工艺规程编制、工艺装备设计两个主要部分，因此工艺设计在产品生产中占有举足轻重的地位。工艺设计规范是规范工艺设计的标准，是编制工艺文件的指南。2.2 工艺规程液氨储罐设计主要规程及标准：压力容器安全技术监察规定；钢制压力容器；钢制管壳式换热器；钢制塔式容器。2.3 工艺主要选材及规格 1、原始数据：工作压力：0.82、操作温度：203、介质名称及特性（无毒，易燃）：石脑油4、全容积：95、设计压力：设计压力取工作压力的1.1倍，即6、设计温度：设计温度取为7、公称直径：根据筒体全容积，粗定筒体公称直径为1600mm。8、主要元件材料的选择：根据GB150-19981表，选用筒体材料为16MnR（钢材标准为GB6654）。根据JB/T47312,鞍座选用材料为Q235-B，其许用应力。地脚螺栓选用符合GB/T 700规定的Q235，Q235的许用应力三、结构设计3.1 筒体设计筒体采用材料为16MnR（钢材标准为GB6654）3.2 接管和法兰的结构设计该石脑油储罐应设置物料入口、物料出口、温度计口、压力表口、安全阀口、液面计口、排污口和人孔。初步确定各口方位如图1：图1 各管口方位3.3 封头结构设计 封头的设计如图2所示： 图2 椭圆形封头3.4 鞍座的结构设计 该卧式容器采用双鞍式支座，初步选用轻型鞍座，材料选用Q235-B。鞍座的位置如图3所示：图3 鞍座安装位置四、零部件设计4.1圆筒厚度的设计由于该容器储存介质易燃，所以该容器的焊缝都要采用全焊透结构，需要对该储罐进行100%探伤，所以取焊缝系数为。假设圆筒的厚度在616mm范围内，查GB150-1998中表4-1，可得：疲劳极限强度，屈服极限强度，下的许用应力为，利用中径公式 （1）查标准HG20580-19983表知，钢板厚度负偏差为0.25mm，而由1中知，当钢材的厚度负偏差不大于0.25mm，且不超过名义厚度的6%时，负偏差可以忽略不计，故取C1=0。查3表知，对于有轻微腐蚀的介质，腐蚀裕量。则筒体的名义厚度圆整后取为4.2封头厚度的计算查标准JB/T4746-20024中表，得公称直径选用标准椭圆形封头，长短轴比值为2，根据1中椭圆形封头计算中式 (2)同上，取，则封头的名义厚度为圆整后取为4.3筒体和封头的结构设计由封头长短轴之比为2，即，得查标准4中表B.1 EHA和B.2 EHA表椭圆形封头内表面积、容积，质量。取装料系数为0.9，则即算得圆整后取为 表1 封头尺寸表公称直径DN mm总深度H mm内表面积A 容积质量Kg16004252.90070.5864133.44.4 人孔的选择 表2 人孔尺寸表 单位：mm密封面型式凹凸面MFMD6702324公称压力PN MPa1.062028螺柱数量20公称直径DN500250A365螺母数量405308103B175螺柱尺寸M24120db28L250总质量kg1534.5垫片 查HG/T 20609-20097，得各管口的垫片尺寸如表3：表3 垫片尺寸表管口名称公称直径内径D1外径D2进料口80109.5142出料口80109.5142排污口80109.5142人孔500561624液位计口3261.582温度计口2045.561压力表口2045.561安全阀口80109.5142排空口5077.5107注：1：包覆金属材料为纯铝板，标准为GB/T 3880，代号为L3。2：填充材料为有机非石棉纤维橡胶板。3：垫片厚度均为3mm。名称公称直径DN钢管外径法兰焊端外径法兰外径D螺栓孔中心圆直径K螺栓孔直径L螺栓孔数量n（个）螺栓Th法兰厚度C法兰颈法兰高度法兰质量NR进料口8089B200160188M16201053.2106504.0出料口8089B200160188M16201053.2106504.0排污口8089B200160188M16201053.2106504.0人孔500液位计口3238B140100184M1618562.666422.0温度计口2025B10575144M1218402.364401.0压力表口2025B10575144M1218402.364401.0安全阀口8089B200160188M16201053.2106504.0排空口5057B165125184M1618742.985452.54.6接管和法兰表4 各管口法兰尺寸表查HG/T 20592-20096中表8.2 3-1 PN带颈对焊钢制管法兰，选取各管口公称直径，查得各法兰的尺寸。查6中附录D中表D-3,得各法兰的质量。查6中表3.2.2，法兰的密封面均采用MFM（凹凸面密封）。将查得的各参数整理如表4。 4.7 鞍座储罐总质量 （3）筒体质量：单个封头的质量，充液质量：，水压试验充满水，故取介质密度为， 则附件质量：人孔质量为，其他接管总和为200kg，即综上所述，则每个鞍座承受的质量为，即为。查JB4712.1-20079表1，优先选择轻型支座。查9中表2，得出鞍座尺寸如表5：表5 鞍座尺寸表公称直径DN1600腹板8垫板390允许载荷QkN275筋板2558鞍座高度h250170e70底板1120240螺栓间距9602008鞍座质量Kg11612垫板弧长1870增加100mm增加的高度Kg124.8 螺栓（螺柱）的选择查HG/T 20613-20098中表5.0.7-11和附录中表A.0.1,得螺柱的长度和平垫圈尺寸如表6：表6 螺栓及垫片名称紧固件用平垫圈 mm公称直径螺纹螺柱长H进料口80M169217303出料口80M169217303排污口80M169217303人孔500液位计口32M168517303温度计口20M127513242.5压力表口20M127513242.5安全阀口80M169217303排空口50M169017303五、总结 本次化工设备课程设计，是学习化工以来第一次独立的工业设计。在设计过程中我们不仅要考虑理论上的可行性，还要考虑生产商的安全性金额经济和理性。化工设备设计时要有一个明确的思路，要考虑多种因素包括环境条件和介质的性质等再选择合适的设计参数，对罐体的材料和结构确定之后还要进行一系列校核计算，包括筒体、封头的应力校核，以及鞍座的载荷和应力校核。校核合格之后才能确定所选设备型符合要求。六、参考文献1 GB150