30m3液氨储罐设计说明书

1、-. z.30m3液氨储罐设计说明书前言本说明书为30m3液氨储罐设计说明书。本文采用分析设计方法，综合考虑环境条件、液体性质等因素并参考相关标准，按工艺设计、设备构造设计、设备强度计算的设计顺序，分别对储罐的筒体、封头、鞍座、人孔、接收进展设计，然后采用1SW6-1998对其进展强度校核，最后形成合理的设计方案。目录第一章 绪 论.4一设计任务.4二设计思想.4三设计特点.4第二章 材料及构造的选择与论证4一材料选择.4二构造选择与论证.4第三章 设计计算6一计算筒体的壁厚.6二计算封头的壁厚.7三水压试验及强度校核.7四选择人孔并开孔确定补强.8五核算承载能力并选择鞍座.8六选择液面计.9

2、七选配工艺接收.9第四章 设计汇总.10第五章 完毕语.11第六章 参考文献11第一章 绪论一设计任务：针对化工厂中常见的液氨储罐，完成主体设备的工艺设计和附属设备的选型设计，绘制总装配图和零件图，并编写设计说明书。二设计思想：综合运用所学的机械根底课程知识，本着认真负责的态度，对储罐进展设计。在设计过程中综合考虑了经济性，实用性，平安可靠性。各项设计参数都正确参考了行业使用标准或国家标准，这样让设计有章可循，并考虑到构造方面的要求，合理地进展设计。三设计特点：容器的设计一般由筒体、封头、法兰、支座、接口管及人孔等组成。常、低压化工设备通用零部件大都有标准，设计时可直接选用。本设计书主要介绍了

3、液罐的的筒体、封头的设计计算，低压通用零部件的选用。各项设计参数都正确参考了行业使用标准或国家标准，这样让设计有章可循，并考虑到构造方面的要求，合理地进展设计。第二章 材料及构造的选择与论证一材料选择：纯液氨腐蚀性小,贮罐可选用一般钢材,但由于压力较大,可以考虑20R、16MnR这两种钢种。如果纯粹从技术角度看，建议选用20R类的低碳钢板， 16MnR钢板的价格虽比20R贵，但在制造费用方面，同等重量设备的计价，16MnR钢板为比拟经济，且16MnR机械加工性能、强度和塑性指标都比拟号，所以在此选择16MnR钢板作为制造筒体和封头材料。二构造选择与论证：1.封头的选择：从受力与制造方面分析来看

4、，球形封头是最理想的构造形式。但缺点是深度大，冲压较为困难；椭圆封头浓度比半球形封头小得多，易于冲压成型，是目前中低压容器中应用较多的封头之一。平板封头因直径各厚度都较大，加工与焊接方面都要遇到不少困难。从钢材耗用量来年：球形封头用材最少，比椭圆头节约，平板封头用材最多。因此，从强度、构造和制造方面综合考虑，采用椭圆形封头最为合理。2.人孔的选择：压力容器人孔是为了检查设备的部空间以及安装和拆卸设备的部构件。人孔主要由筒节、法兰、盖板和手柄组成。一般人孔有两个手柄。选用时应综合考虑公称压力、公称直径(人、手孔的公称压力与法兰的公称压力概念类似。公称直径则指其简节的公称直径)、工作温度以及人、手

5、孔的构造和材料等诸方面的因素。人孔的类型很多，选择使用上有较大的灵活性，其尺寸大小及位置以设备件安装和工人进出方便为原则。通常可以根据操作需要,在这考虑到人孔盖直径较大较重, 可选择回转盖对焊法兰人孔。3.法兰的选择：法兰连接主要优点是密封可靠、强度足够及应用广泛。缺点是不能快速拆卸、制造本钱较高。压力容器法兰分平焊法兰与对焊法兰。平焊法兰又分为甲型与乙型两种。甲型平焊法兰有PN0.25 MPa 0.6 MPa 1.0 MPa1.6 MPa，在较小围DN300 mm 2000 mm适用温度围为-20300。乙型平焊法兰用于PN0.25 MPa1.6 MPa压力等级中较大的直径围，适用的全部直径

6、围为DN300 mm 3000 mm，适用温度围为-20350。 对焊法兰具有厚度更大的颈，进一步增大了刚性。用于更高压力的围PN0.6 MPa6.4MPa适用温度围为-2045。法兰设计优化原则：法兰设计应使各项应力分别接近材料许用应力值，即构造材料在各个方向的强度都得到较充分的发挥。法兰设计时，须注意以下二点：管法兰、钢制管法兰、垫片、紧固件设计参照原化学工业部于1997年公布的钢制管法兰、垫片、紧固件标准HG20592HG20635-1997的规定。4.液面计的选择：液面计是用以指示容器物料液面的装置，其类型很多，大体上可分为四类，有玻璃板液面计、玻璃管液面计、浮子液面计和浮标液面计。在

7、中低压容器中常用前两种。玻璃板液面计有透光式和反射式两种构造，其适用温度一般在0250。但透光式适用工作压力较反射式高。玻璃管液面计适用工作压力小于1.6MPa，介质温度在0250的围。液面计与容器的连接型式有法兰连接、颈部连接及嵌入连接，分别用于不同型式的液面计。液面计的选用：1玻璃板液面计和玻璃管液面计均适用于物料没有结晶等堵塞固体的场合。板式液面计承压能力强，但是比拟笨重、本钱较高。2玻璃板液面计一般选易观察的透光式，只有当物料很干净时才选反射式。3当容器高度大于3m时，玻璃板液面计和玻璃管液面计的液面观察效果受到限制，应改用其它适用的液面计。液氨为较干净的物料，易透光，不会出现严重的堵

8、塞现象，所以在此选用玻璃管液面计。5.鞍座的选择：鞍式支座是应用最广泛的一种卧式支座。从应力分析看，承受同样载且具有同样截面几何形状和尺寸的梁采用多个支承比采用两个支承优越，因为多支承在粱产生的应力较小。所以，从理论上说卧式容器的支座数目越多越好。但在是实际上卧式容器应尽可能设计成双支座，这是因为当支点多于两个时，各支承平面的影响如容器简体的弯曲度和局部不圆度、支座的水平度、各支座根底下沉的不均匀性、容器不同部位抗局部交形的相对刚性等等，均会影响支座反力的分布。因此采用多支座不仅表达不出理论上的优越论反而会造成容器受力不均匀程度的增加，给容器的运行平安带来不利的影响。所以一台卧式容器支座一般情

9、况不宜多于二个。在此选择鞍式双支座，一个F型，一个S型。第三章 设计计算一计算筒体的壁厚：因为液氨的储量为30m3，按原化工部1985年公布实施的有关贮罐尺寸和质量的行业标准卧式椭圆形封头贮罐系列HG5-1580-85,取Di=2700mm Pc设计压力 储罐的最高工作温度为40，此时氨的饱和蒸汽压为1.55MPa ，取此压强的1.10倍作为设计压力，故在操作温度-540的围，估计筒体壁厚大约为16mm，在常用容器钢板管许用应力表中按设计温度40，板厚616mm间插值取得焊接接头采用V坡口双面焊接,采用全部无损检测,其焊接接头系数由焊接接头系数表查得=1.00钢板负偏差由钢板厚度负偏差表查得C

10、1=0.8 mm；液氨为轻微腐蚀，腐蚀裕量由(壳体、封头腐蚀裕量表)查得C2=2 mm。液氨储罐是压薄壁容器，按公式计算筒体的设计厚度为：考虑到钢板负偏差，所以筒体厚度应再加上C1，即13.515+0.8=14.315根据钢板的厚度规格，查钢板的常用厚度表，圆整为n=16mm二计算封头的壁厚：采用标准椭圆形封头，各参数与筒体一样。封头的设计厚度考虑到钢板负偏差，所以封头厚度应再加上C1，即12.515+0.8=14.315 mm根据钢板的厚度规格，查钢板的常用厚度表，圆整为n=16mm，可见跟筒体等厚。三水压试验及强度校核：先按公式确定水压试验时的压力为：，水压试验时的应力为查表得厚度为16m

11、m的16MnR钢板的钢材屈服极限故在常温水压试验时的许用应力为故 因此满足水压试验要求四选择人孔并确定开孔补强：根据储罐是在常温下及最高工作压力为1.705 MPa的条件下工作,人孔的标准按公称压力为2.5 MPa等级选取，考虑到人孔盖直径较大较重,应选用水平吊盖人孔(GH21524-2004)，公称直径450mm，突面法兰密封面。该人孔标记为：人孔RF (AG)450-2.5 GH21524-2004另外,还要考虑人孔补强,确定补强圈尺寸,由于人孔的筒节不是采用无缝钢管,故不能直接选用补强圈标准。本设计所选用的人孔筒节径为,壁厚=10mm查表得人孔的筒体尺寸为48010由标准查得补强圈尺寸为

12、：径Di=484外径Do=760 经过开孔补强的有关计算取补强圈厚度五核算承载能力并选择鞍座：首先粗略计算鞍座负荷储罐总质量： ，式中罐体的质量，Kg水压试验时水的质量，Kg附件的质量，Kg罐体质量W1：储罐公称容积为30，筒体公称直径=2700 mm，则每米长的容积为5.73 ，由材料与零部件查得封头容积=2.8055/m，则解得L=4.43，取L=4.5即取L=4500 罐体的自重由压力容器设计手册可查得，公称直径DN=2700，壁厚的筒体的重量为7238Kg，封头自重为1016Kg，故罐体自重水压试验时水的质量W2:储罐的总容积故水压试验时罐水重其他附件质量W3:人孔质量约为200Kg，

13、其他接收总和按350Kg计设备总质量W: 查压力容器设计手册得，公称直径为2800，高度H=250的A型鞍座单个允许载荷447kN403.9168Kn,故其承载能力足够。标记为：支座Dg2008 A /T 4712-1992 六选择液面计：液氨储罐常用玻璃液面计，由储罐公称直径2700mm选择长度为1000mm液面计二支，体材料(针形阀)为碳钢，体温型，液面计接收为无缝钢管。液面计相配的接口管尺寸为:，平焊管法兰HG 5010-58 Pg16Dg50 ，玻璃管液面计 AIDL-1200 HG 5-227-80。七选配工艺接收：本储罐设有如下接口管1.液氨进料管采用无缝钢管YB231-70 58

14、3.5mm ,管的一端伸入罐切成45,管长400 mm。配用平焊管法兰HG 5010-58 Pg16Dg702.液氨出料管采用可拆的压出管383.5mm,伸入到罐离罐底约100 mm,配用平焊管法兰HG 5010-58 Pg16Dg50。3.排污管在罐的右端最底部设个排污管，规格是583.5mm，管端焊有与截止阀相配的管法兰HG 5010-58 Pg16Dg70。4.平安阀接口管平安阀接口管尺寸由平安阀泄放量决定。本贮罐选用383.5mm的无缝钢管, 管法兰HG 5010-58 Pg16Dg50第四章 设计汇总技术特性表名称指标工作压力1.6MPa工作温度40物料名称液氨容积31.396m3接

15、收表符号连接法兰标准密封面形式用途a1-2HG 5010-58 Pg16Dg50平面液面计接口管b1-2HG 5010-58 Pg16Dg50平面液面计接口管cBll583-79 Pg16Dg450榫槽人孔dHG 5010-58 Pg16Dg50平面出料口eHG 5010-58 Pg16Dg70平面进料口fHG 5010-58 Pg16Dg50平面平安阀接口管gHG 5010-58 Pg16Dg50平面放空口hHG 5010-58 Pg16Dg70平面排污口第五章 完毕语经过几天的紧忙碌终于把这次设计做完了。经过这次设计懂得了很多机械设备设计的知识，思维变得更加缜密了，同时面对结果也感到十分欣慰。在这