方卧式油罐课程设计

1、精选优质文档-倾情为你奉上 管道及储罐强度设计课程设计 题 目 5m3 卧式油罐图 所在院（系） 专业班级 学号 学生姓名 指导教师 完成时间 课程设计任务书题 目5m3卧式油罐图学生姓名学号专业班级设计内容与要求一、原始数据1适用范围及设计条件 油罐用于储存工业或民用设施中常用的燃料油。（1）设计压力 常压（2）设计温度 -19t200（3）设计寿命 15年（4）焊接接头系数 0.85（5）水压试验压力 盛水试漏（6）腐蚀裕量 1.5mm（7）装量系数 0.9（8）介质 燃料油2设计基本参数和尺寸5m3卧式油罐的基本参数尺寸见表一。表一：5m3卧式油罐基本参数和尺寸公称容积（m3）筒体主要尺

2、寸封头壁厚（mm）壳体材料设备金属总质量（kg）直径×长度×壁厚51200×4500×6620R1175二、设计要求1了解卧式油罐的基本结构和局部构件；2根据给定油罐大小，查阅相关标准确定相应构件的规格尺寸；3学会使用AUTOCAD制图；4相关技术要求参考有关规范。三、完成内容15m3卧式油罐图纸一张(2#)；2课程设计说明书一份。起止时间200 年 月 日 至 200 年 月 日指导教师签名年 月 日系（教研室）主任签名年 月 日学生签名年 月 日目录设计说明书1.1 适用范围.41.3 5 m3卧式油罐加工基本参数和尺寸.41.2 设计、制造遵循的主

3、要规范.41.4 安全.41.5 设计遵循 参照的主要规范.41.6 设计范围.41.6.1 防雷电与防静电措施.41.6.2 防火措施.51.6.3 油罐接管.61.6.4 油罐接管.6计算说明书2.1 设计的基本参数.72.2 罐体壁厚计算.72.2.1 筒体壁厚计算.72.2.2 封头壁厚计算.82.3 鞍座的选择计算.82.3.1 罐体重Q182.3.2 封头重Q282.3.3 水重Q382.3.4 附件重Q4.92.4 鞍座作用下的应力计算.92.4.1 筒体轴向弯矩.92.4.2 筒体轴向应力计算.102.4.3 筒体周向应力计算.112.4.4 周向压缩应力计算.112.4.5

4、周向总应力的计算和校核.12 设计说明书1.1 适用范围本文适用于储存工业或民用设施中常用的燃料油的5 m3卧式油罐。 压力：常压温度：-19 200介质：燃料油1.2 设计、制造遵循的主要规范(1) 钢制压力容器 GB 150 (2) 钢制焊接常压容器 JB/T 4735 (3) 钢制压力容器焊接规程 JB/T 4709 (4) 气焊、手工电弧焊及气体保护焊焊缝坡口的基本形式与尺寸 GB985-88(5) 压力容器无损检测 JB 4730 1.3 5 m3卧式油罐加工基本参数和尺寸： 1200（直径）× 4500（长度）× 6（壁厚）（单位：mm）； 封头壁厚：6 mm；

5、 壳体材料：20R； 设备金属总质量：1175 kg；1.4 安全油罐应有避雷、防静电措施，具体措施如下：1.5 设计遵循 参照的主要规范(1)爆炸和火灾危险环境电力装置设计规范 （GB50058）(2)石油与石油设施雷电安全规范 （GB15599）(3)汽车加油加气站设计与施工规范 （GB50156）(4)锅楼房设计规范 （GB50041）(5)防止静电事故通用规则 （GB12158）(6)石油化工企业设计防火规则 （GB50160）(7)石油库设计规范 （GBJ 74）1.6 设计范围(1)防雷电与防静电措施 (2)防火措施1.6.1 防雷电与防静电措施(1)可燃气体、 液化烃、 可燃液体

6、的钢罐，必须设防雷接地，并应符合下列规定：装有阻火器的甲B 乙类可燃液体地上固定顶罐，当顶板厚度等于或大于4mm时，可不设避雷针，线；丙类液体储罐，可不设避雷针、线，但必须设防感应雷接地；压力储罐不设避雷针、线，但应作接地；(2)本图集罐体均采用厚度4mm的金属材料，不设避雷措施，但当罐体置于建筑物、构筑物内时必须作可靠接地，其接地点不应少与两处，其间弧形距离不应大于30m；当金属油罐在室外设置时必须作环形防雷接地，其接地点不应少与两处，其间弧形距离不应大于30m；接地体距罐壁距离应大于3m(3)将油罐系统流程有关的设备、设施的防雷接地、防静电接地和电气设备接地共用同一接地装置，接地电阻4欧

7、。接地连接线均采用多股铜芯线，截面不应小于16mm2。(4)可燃液体储罐的温度、液位等测量装置，应采用铠装电缆或钢管配线，电缆外皮或配线钢管与罐体应作电气连接。(5)操作井立柱角钢与垫板、垫板与储油罐外壁、立柱角钢与操作井盖板均应作电器通路。盖板与加油车或输入装置作防静电连接。(6)根据不同的防护区（爆炸危险区）确定相应的防护措施：电源线路的敷设与连接，防静电连接、防雷接地的连接（共用接地连接） (7)油罐底座应与油罐作可靠电气连接，在油罐底座预留接地端子。当接地端子间沿油罐外围距离大与30m时，需增加接地端子。接地端子的设置位置由设计人员确定。(8)由接地端子至接地体采用BV-1X25mm2

8、导线穿PVC40管。接地体应用直径不小于16mm的镀锌圆钢或截面不小于40×4 mm2的镀锌扁钢制成。1.6.2 防火措施(1)可燃液体火灾宜采用低倍数泡沫灭火系统。扑救可燃气体、可燃液体和电器设备及烷烃金属化合物等的火灾，宜选用钠粉。当干粉与氟蛋白泡沫灭火系统联用时，应选用硅化钠盐干粉。(2)油罐区的火灾应采用干粉车。(3)油罐储量100 m3或设有隔热层的可不设固定消防水冷却水系统，单移动式消防冷却水系统应能满足消防冷却总容量的要求。(4)建筑物、构筑物内的可燃气体泄露危险场所应采用可燃气体探测器报警系统。(5)消防措施，根据工程实际情况由选用单位与环卫措施等统一考虑。1.6.3

9、 油罐接管(1)本图所示工艺接管的规格、数量及位置，可根据工程实际情况由选用单位行调整。(2)与油罐相连通的进油管，通气管横管及回油管均应坡向油罐，其坡度不应小于2。(3)通气管管口应高出地面4m及以上。沿建筑物的墙柱向上敷设的通气管管口，应高出建筑物的顶面1.5m及以上。通气管的公称直径不应小于50mm且应安装阻火器。1.6.4 油罐接管船舶运输，一般油罐的总容积应根据油的运输方式和供应周期等因素确定。对于火车和不小于 2030 天的设备最大消耗量；对于汽车运输一般不小于 510 天的设备最大消耗量；对于油管道输送一般不小于 35 天的设备最大消耗量；对于以办公为主的建筑，燃油设备的日运行时

10、间取 1012 小时；以普通住宅为主的建筑，日运行时间为取 1216 小时；以高档住宅和宾馆为主的建筑，日运行时间取 1624 小时。    设计计算说明书2.1 设计的基本参数 设计压力 P0.1MPa 设计温度 T2000C 介 质 燃料油 焊缝系数 0.85腐蚀裕量 C21.5mm筒体内径 Di1=1200mm筒体长度 L=4500mm封头内径 Di2=1200mm主体材料 20R其设计温度下许用应力 水压试验压力 PT=0.125MPa钢板厚度负偏差 C1=0.6mm2.2 壳体壁厚计算2.2.1 筒体壁厚计算由设计书中的公式(2-1)计算筒体壁厚壁厚附加

11、量 CC1C20.61.52.1mm由于最小壁厚规定并且所以C2.42.14.5mm圆整后，实选壁厚=6mm2.2.2 封头壁厚计算由设计书中的公式(2-2)计算封头壁厚由于最小壁厚规定并且壁厚附加量C=C1C20.61.52.1mmC2.42.14.5mm圆整后实选壁厚6mm2.3 鞍座的选择计算储罐的总重QQ1+Q2+Q3+Q4式中：Q1罐体重 Q2封头重Q3汽油重 Q4附件重2.3.1 罐体重Q1筒体DN1200，=6mm，主体材料为20R时，2.3.2 封头重Q2封头EHA1200×6，主体材料为20R时，其重量q2=76.4kg所以Q12q2=153kg2.3.3 水重Q3

12、Q3=其中充料系数，取0.9V储罐体积 V = 5.6m3水在200C时的比重为1000kg/m3于是kg2.3.4 附件重Q4人孔（A.0）500约重55.4kg，其余附件总重按56.1计，于是Q455.4+56.1=112kg所以设备总重QQ1+Q2+Q3+Q4803+153+5040+1126108kg每个支座需承受约3054kg重，负荷相当大，所以选公称直径为1200mm的A1200-F型鞍座。2.4 鞍座作用下筒体应力计算2.4.1 筒体轴向弯矩计算双支座支撑的的卧式容器壳视为双支点的外伸梁，在容器轴向存在两个最大弯矩，一个在鞍座处，一个在容器两支座间跨距中点处。F = mg = 3

13、054×9.8 =29929.2N跨距中点处的弯矩按下式计算：M1支座处的弯矩按下式计算：式中Ri-筒体内半径，mA支座中心线至封头切线的距离，m，选取A0.405 = L + 2×25 = 4550mmH = 5231-400-4500-25-6 = 300mmC2系数，C3系数，所以，= = =19.99Nm2.4.2 筒体轴向应力计算在跨距中点处横截面上，由压力及弯矩所引起的轴向应力之和见下图：图3-2 筒体轴向应力分析图 1、在横截面的最高点处： = = 3.16 MPa 2、在横截面的最低点处： = = 12.23 MPa以上两式中：P设计压力MPa容器壁厚，mm

14、（不计附加壁厚）= = 3.9 在支座处的轴向应力：此应力取决于支承面上筒体的局部刚性。当在载荷作用下筒体不能保持圆形时，其横截面上部的一部分对承受轴向弯矩不起作用。当筒体有加强圈时，在筒体最高点处的轴向应力用下式计算： = = 10.19 MPa3、在筒体横截面的最低点处的轴向应力用下式计算： = = 6.298 MPaK1 ，K2为参数，查化工设备机械基础表76得K10.107，K20.1922.4.3 筒体周向应力计算2.4.5.1 周向弯矩计算 = = 606mm因鞍座截面处无加强圈，且A>0.5Rn，所以按化工容器中公式5-55：M=K6FRn计算。式中：K6系数，由承压容器中图8-8查得：当= 0.67时，=0.02其它参数同上。则M=K6FRn2.4.4 周向压缩应力计算因鞍座截面处无加强圈，且A>0.5Rn，所以按化工容器中公式5-57：Tmax计算。式中：K5系数，由化工容器中查得：鞍座包角º时K50.760则Tmax = N而在鞍座轴边角处的周向压缩应力T值为：T= 2.4.5 周向总应力的计算和校核