化工设备机械溶解槽设计

1、题目名称：化工设备机械溶解槽设计 设计题目： 化工设备机械溶解槽设计 学生姓名： 评定意见：评定成绩： 指导教师（签名）： 年 月 日溶解槽设计任务书设计主要指标 内筒 设计压力MPa0.1设计温度oC100最高工作压力MPa0.09工作温度oC介质名称GS设备主要材料SUS304L设备容积M32.2 盘管设计压力MPa1.0设计温度oC185最高工作压力MPa1.0工作温度oC介质名称LS设备主要材料SUS304L管口表符号公称压力公称尺寸法兰密封面形式用途伸出长度N1PN1.6DN20DN40SO螺纹液体进口见图N2PN1.6DN40SORF液体出口见图N3PN1.6DN25DN50SOR

2、F回流口见图N4PN1.6DN25DN50SORF回流液体进口见图N5PN1.6DN50SORF放空口见图M6AM6BPN1.6DN40SORF液位计口见图N7PN1.6DN50SORF排挤口见图N8PN1.6DN40SORF排挤口见图N9PN1.6DN25SORFLS进口见图N10PN1.6DN25SORFLS出口见图N11PN1.6DN40SORF进气口见图N12PN1.6DN20DN40SORF回流液体进口见图N13PN1.6DN40SORF温度计口见图M1PN0.6DN600PLRF人口M3PN0.6DN400PLRF人口兰 标准为HG20592-97 日程安排（4周）1，课题介绍，安

3、排任务2，布置强度计算3，强度计算和考虑结构设计4，检查强度计算结果和布置施工图5，完成2张1#纸施工图6，交图纸7，完成设计说明书（不少于20页）8，交设计说明书9，设计答辩摘 要溶解槽是一种能够承受压力载荷的密闭容器，一般来说，溶解槽用途极为广泛，它在工业、民用、军工及科研等诸领域中具有重要的地位和作用，其中以在化工及石油化工中应用做多。本设计通过对溶解槽的厚度，人孔，补强，接管，封头，鞍座的计算设计和强度校核计算，通过溶解槽设计，对本只是做了一次全面的系统的运用，达到巩固和学以致用的目的。课程设计不同于平时的作业，在设计中需要学生自己做出决策，即自己确定方案，选择流程，查取资料，进行过程

4、和设备计算，并要对自己的选择做出论证和核算，经过反复的分析比较，择优选定最理想的方案和合理的设计。所以，课程设计是培养学生独立工作能力的有益实践。关键词：溶解槽、结构设计、强度设计目录1.设备主要技术指标12罐体壁厚的设计12.1确定参数22.2厚度计算23封头厚度设计23.1计算封头厚度33.2校核水压试验强度34.支座的选取44.1溶解槽的总质量44.2选取支座角钢厚度65.人孔的选取75.1 人孔的选取75.2人孔补强85.3人孔的选取95.4人孔补强106.盘管的选取127接口管的选取127.1 液体进口管，回流液体进口管的选取127.2液体出口管液体计口管 口， 口127.3回流口管

5、回流液体出口的选取137.4LS进口管，LS出口管的选取147.5放空口管，的选取148.附图169.符号说明17设计终结18致谢19参考文献20溶解槽设计1.设备主要技术指标内筒 设计压力MPa0.1设计温度100最高工作压力0.09工作温度介质名称GS设备主要材质SUS304L设备容积2.2 盘管设计压力MPa1.0设计温度185最高工作压力 1.0工作温度.介质名称LS设备主要材质SUS304L2罐体壁厚的设计由<<化工设备机械基础>>对选材所做的分析，次溶解槽应选用不锈钢材料制作。2.1确定参数， （采用带垫板的双面焊对接接头，局部无损检测）（表）2.2厚度计算

6、计算厚度 槽内介质对槽体可能腐蚀，查表12-11得取C2=4设计厚度 根据由<<化工设备机械基础>>表12-9查的名义厚度 圆整量圆整量圆整量圆整后，取名义厚度。复验，所以钢板厚度的负偏差可以忽略不计。因此选用厚的钢材做槽体。3封头厚度设计采用标准的蝶形形封头3.1计算封头厚度根据式的（其中，钢板最大厚度为3,溶解槽直径为，）由表可知 则 同前 故 圆整后取 确定选用厚的钢板制作封头。3.2校核水压试验强度 槽体与封头在试验压力下的计算应力 根据下式计算 其中 （根据压力容器设计手册查得）。 可见，所以水压试验强度足够。 式中 圆筒、封头壁在试验压力下的计算应力,MPa

7、 ； 槽体内径，mm ； 试验压力， ； 圆筒、封头的有效壁厚， ； 材料在试验温度下的屈服点（或屈服强度）， ； 圆筒、封头的焊接接头系数；4.支座的选取4.1溶解槽的总质量 式中 槽体质量，kg ； 封头质量，kg ； 介质质量，kg ； 附件质量，kg ；槽体质量 的筒节，由压力容器设计手册查得 的密度 。 所以 式中 槽体内径，mm ； 圆筒壁厚，mm ； L 圆筒长度，mm ； 材料密度， ； 封头质量 ，直边高度的标准蝶形封头，查的其质量为: 所以 式中 封头壁厚，mm ； 封头直边高度，mm ； 介质质量 式中 充料系数，取0.9； v 溶解槽容积，（）。 介质在100时的密度，

8、 ，（）。 式中符号同前 附件质量 人控制量约为200 kg，其他接管质量总和按300kg计。 于是 所以设备总质量为4.2选取支座角钢厚度 查压力容器设计手册，根据DN=1200mm ，选用褪式支座A3，取垫板厚度为4mm，则角钢厚度为8mm。支座数目先选定为2个，每个支座允许载荷。 每个支座的实际载荷 可见，因此2个A3褪式支座 满足自身的承载要求。 因为封头的有效厚度为，由压力容器设计手册查得蝶形形封头的允许垂直载荷。由于，所以用2个A3褪式支座满足封头允许的垂直载荷要求。 故本溶解槽的支座选用 4713-1992，支腿, A3,材料Q345-A.F。 5.人孔的选取5.1 人孔的选取

9、根据溶解槽的设计温度、最高工作压力、材质、介质、及使用要求等条件，人孔M1选用公称压力为1.6MPa的垂直吊盖板式平焊法兰人孔（HG21502-2005）,人孔公称直径选定为600mm，采用突面密封（RF型）和石棉橡胶板垫片，人孔结构如图2-1所示，人孔各部件名称见表2-1。该垂直吊盖板式平焊法兰人孔的标记为：人孔 RF(A G)600-1.6 280 HG21520-2005表2-1 人孔PN1.6 DN600明细表序号标准号名称数量材料尺寸1713-2008筒节12HG20592法兰13HG20592垫片1石棉橡胶板4HG20592法兰盖15HG20613螺柱20M3321606HG206

10、13螺母40M337吊环18转臂1995-2000垫圈201100HV106170-2000螺母2025级11吊钩112环1138163-2008无缝钢管12014支撑板15.2人孔补强 本设计选用的人孔筒节内径，壁厚，壁厚附加量 （1）计算消去的承受应边所需的金属截面积由压力容器设计手册查得补强圈开孔直径，内径，外径。已知壳体的计算厚度 所以需要补强的金属面积为 （2）多余截面积 有效区范围 壳体多余截面积 接管的计算长度 接管多余截面积 焊缝截面积不予考虑，于是截面积 .因为，故不用补强。5.3人孔的选取 根据溶解槽的设计温度，最高工作压力，材料，介质及使用要求等条件人孔选用公称压力为1.

11、6Mpa的回转盖板式平焊法兰人孔（HG21516-2005），人孔公称直径选定为400mm，采用凸面密封（RF型）和石棉橡胶板垫片，人孔结构如图2-2所示，人孔个零件名称，材料及尺寸见表2-2。该回转盖板式平焊法兰人孔的标记为 入孔 400-1.6 230 HG21516-2005 入孔LPN1.6 DN400明细表序号标准号名称数量材料尺寸1筒节12HG20613螺柱163HG20613螺母324HG20592法兰15把手16HG20592垫片1石棉橡胶板7端盖18轴19销210垫圈201100HV11盖轴耳212法兰轴耳25.4人孔补强 本设计选用的人孔筒节内径，壁厚，厚度附加量，故补强圈

12、尺寸确定如下：由压力容器设计手册查得补强圈内经，外径。（1）计算削去的承受应力所需的金属截面积 开孔直径 已知壳体的计算厚度 所以，需要补强的金属面积为 （2）多余截面积 有效区范围 壳体多余截面积 接管的计算厚度 接管多余截面积 焊缝截面积不予考虑，于是多余截面积 由此可知，所以该人孔无需补强6.盘管的选取 查压力容器设计手册知盘管采用材料，公称直径DN=50mm的无缝钢管的外径，壁厚。7接口管的选取7.1 液体进口管，回流液体进口管的选取 、采用无缝钢管，配用凸面密封的带颈平焊法兰管：HG20592法兰S020-1.6 RF ，HG20592 法兰 S010-1.6 RF。应为壳体开孔满足

13、设计压力，两相邻开孔中心间距不小于两孔直径之和的两倍，接管外径小于89mm，接管厚度。、无需开孔补强。7.2液体出口管液体计口管 口， 口 ，采用无缝钢管，管的一端切成，伸入槽内少许。配用凸面密封的带颈平焊法兰管：HG20592 法兰S040-1.6 RF 。因为该接管为，厚度小于4mm，故该接管开孔可能需要补强。 由压力容器设计手册查得补强圈内径，外径 （1）计算削去的承受应力所需的金属截面积 开孔直径 已知壳体的计算厚度 所以，需要补强的金属面积为 （2）多余截面积 有效区范围 壳体多余截面积 接管的计算厚度 接管多余截面积 焊缝截面积不予考虑，于是多余截面积 . 由此可知，所以该.无需补

14、强7.3回流口管回流液体出口的选取 ，采用无缝钢管，配用凸面密封的带颈平焊法兰管：HG20592 法兰S025-1.6 RF ，HG20592 法兰 S050-1.6 RF 因为壳体开孔满足设计压力，两相邻开孔中心间距不小于两孔直径之和的两倍，接管外径小于89mm，外管厚度。故，无需开孔补强。7.4LS进口管，LS出口管的选取 ，采用无缝钢管，配用凸面密封的带颈平焊法兰管：HG20592 法兰 S025-1.6 RF 。因为恰提开孔满足设计压力，两相邻开孔中心间距不小于两孔直径之和的两倍，接管外径小于89mm，接管厚度。故，无需开孔补强。7.5放空口管，的选取 ，采用无缝钢管，管的一端切成，伸

15、入槽内少许。配用凸面密封的带颈平焊法兰管：HG20592 法兰S050-1.6 RF 。因为该接管为，厚度小于5mm，故该接管开孔需要补强。 由压力容器设计手册查得补强圈内经，外径（1）计算削去的承受应力所需的金属截面积 开孔直径已知壳体的计算厚度 所以，需要补强的金属面积为 （2）多余截面积 有效区范围 壳体多余截面积 接管的计算厚度 接管多余截面积 焊缝截面积不予考虑，于是多余截面积由此可知，所以该.无需补强8.附图9.符号说明 -容器元件在设计温度下得许用应力。Mpa-容器元件在试验温度下的许用力，MPa-圆筒材料在试验温度下的屈服点，MPa-计算压力,Mpa -试验压力,MPa P-设

16、计压力,MP-圆筒的设计厚度，mm -圆筒的计算厚度（壁厚）,mm-圆筒的名义厚度，mm -圆筒有效壁厚，mm- 腐蚀裕量，mm - 钢板厚度的负偏差，mm C- -厚度附加量，mmK-椭圆形封头的形状系数 -圆筒的名义厚度，mm-圆筒内直径，mm 设计终结这次设计是在大学三年全部课程的基础上，通过老师讲解，查阅了相关资料的基础上进行的。是一次理论与实践相结合的综合性训练。两个星期以来，我们在指导教师的热心指导下，经过个人的努力，顺利完成了本次设计任务。设计需要选择适用合理、经济的结构形式，同时满足制造、检修、装配、等要求；而强度计算的内容包括氯气缓冲罐的材料，确定主要结构尺寸，满足强度、刚度

17、和稳定性等要求，根据设计压力确定壁厚，使氯气缓冲罐有足够的腐蚀裕度，该设计分析包括内压薄壁圆筒与封头的强度设计、容器零部件的设计，包括法兰连接、容器支座、容器开口及补强、容器附件的设计。最终确定缓冲罐的标准。从而使设计结果达到最优化组合。最后就是绘图和论文的编排与打印。设计是一个从无到有的过程，其中有很多因素都必须考虑到，因此需要一定的耐心和细心才能够完得成。在这次的课程设计过程中，使我学到了很多知识，把以前的理论知识联系到实际当中，通过这一阶段的毕业设计，我受益匪浅，不仅锻炼了良好的逻辑思维能力，而且培养了弃而不舍的求学精神和严谨作风。回顾此次毕业设计，是我所学知识很好的总结。此次设计不仅重

18、温了过去所学知识，而且学到了很多新的内容。相信这次毕业设计对我今后的工作会有一定的帮助。所以，我很用心的把它完成。在设计中体味艰辛，在艰辛中体味快乐。但是，由于时间和自己掌握的知识有限，在设计的过程中难免有错误，衷心希望老师指正。最后，我要感谢我的指导老师郭老师，他对我的毕业设计进行了多次的修改，我的毕业设计才得以顺利完成。同样我也要衷心的感谢教育过和指导过我的老师，感谢给予我帮助的朋友们，谨献上我最真挚的祝福致谢本设计是在薛峰老师的悉心指导下完成的。老师扎实的专业知识，严谨的治学态度，精益求精的工作作风和诲人不倦的高尚师德，严以律己，宽以待人的崇高风范，朴实无华，平易近人的人格魅力对我影响深远。不仅是我树立了远大的学术目标，掌握了基本的研究方法，还是我明白了许多待人接物与为人处事的道理。本设计从