课程方案任务书(M液氯储罐方案)

个人资料整理 仅限学习使用中北大学课程设计说明书学生姓名：王飞学 号：0802034112学 院：机械工程与自动化学院专 业：过程装备与控制工程题 目：<55）M3液氯储罐设计指导教师： 陆职辉称山:闫宏伟高 强2018年06月12日个人资料整理 仅限学习使用中北大学课程设计任务书2018/2018学年第 二学期学 院：机械工程与自动化学院专 业：过程装备与控制工程学生姓名：王飞学号：0802034112课程设计题目：<55）M3液氯储罐设计起迄日期：课程设计地点：指导教师：系 主 任：

06月13日～06月24日校内陆辉山闫宏伟高强姚竹亭个人资料整理 仅限学习使用下达任务书日期 :2018年06月12日课程设计任务书1．设计目的：设计目的使用国家最新压力容器标准、规范进行设计，掌握典型过程设备设计的全过程。掌握查阅和综合分析文献资料的能力，进行设计方法和设计方案的可行性研究和论证。掌握电算设计计算，要求设计思路清晰，计算数据准确、可靠，且正确掌握计算机操作和专业软件的使用。掌握工程图纸的计算机绘图。2．设计内容和要求<包括原始数据、技术参数、条件、设计要求等）：1．原始数据设计条件表序号项目数值单位备注1名称液氯储罐2用途液氯储存站3最高工作压力1.4327MPa由介质温度确定4工作温度-20～45℃5公称容积<V）553Mg6工作压力波动情况可不考虑7装量系数(φ>0.9V8工作介质液氯<高度危害）9使用地点室内10安装与地基要求11其它要求管口表接管代号公称尺寸连接尺寸标准连接面形式用途或名称液位计接口空气进口管空气出口管液氯进口管液氯出口管安全阀接口压力表接口人孔个人资料整理 仅限学习使用课程设计任务书2．设计内容1）设备工艺、结构设计；2）设备强度计算与校核；3）技术条件编制；4）绘制设备总装配图；5）编制设计说明书。3．设计工作任务及工作量的要求〔包括课程设计计算说明书 (论文>、图纸、实物样品等〕：1）设计说明书：主要内容包括：封面、设计任务书、目录、设计方案的分析和拟定、各部分结构尺寸的设计计算和确定、设计总结、参考文献等；2）总装配图设计图纸应遵循国家机械制图标准和化工设备图样技术要求有关规定，图面布置要合理，结构表达要清楚、正确，图面要整洁，文字书写采用仿宋体、内容要详尽，图纸采用计算机绘制。个人资料整理 仅限学习使用课程设计任务书4．主要参考文献：国家质量技术监督局，GB150-1998《钢制压力容器》，中国标准出版社，1998[2]国家质量技术监督局，《压力容器安全技术监察规程》，中国劳动社会保障出版社， 1999全国化工设备设计技术中心站，《化工设备图样技术要求》，2000，11郑津洋、董其伍、桑芝富，《过程设备设计》，化学工业出版社，2001黄振仁、魏新利，《过程装备成套技术设计指南》，化学工业出版社，2002国家医药管理局上海医药设计院，《化工工艺设计手册》，化学工业出版社，1996蔡纪宁主编，《化工设备机械基础课程设计指导书》，化学工业出版社，2003年5．设计成果形式及要求：1）完成课程设计说明书一份；2）草图一张<A1图纸一张）3）总装配图一张 (A1图纸一张>；6．工作计划及进度：2018年06月13日：布置任务、查阅资料并确定设计方法和步骤06月13日～06月17日：机械设计计算<强度计算与校核）及技术条件编制06月17日～06月22日：设计图纸绘制<草图和装配图）06月22日～06月24日：撰写设计说明书06月24日：答辩及成绩评定系主任审查意见：签字：年月日个人资料整理 仅限学习使用筒体材料的选择根据液氯的特性，查 GB150-1998选择16MnR。16MnR是压力容器专用钢，适用范围：用于介质具有一定腐蚀性 ,壁厚较大< ）的压力容器。50℃时的许用应力 ,钢板标准GB6645。设计温度的确定个人资料整理 仅限学习使用设计温度是指容器在正常的工作情况下，设定的元件的金属温度 <沿元件金 属截面的温度平均值）。当元件金属温度不低于 0°C时，设计温度不得低于元件金属可能达到的最高温度；当元件金属温度低于 0°C时，其值不得高于元件金属可能达到的最低温度。考虑一定的余量和相关标准的使用，这里选为 50℃。3.筒体封头设计筒体直径一般由工艺条件决定，但是要符合压力容器的公称直径。标准椭圆型封头是中低压容器经常采用的封头形式。封头公称直径必须与筒体的公称直径相一致。由公式 D L=55*(1+5%>取=4，解得D=2639mm，圆整至2700mm。由《JBT4746-2002--钢制压力容器用封头》查得，总深 H=740mm，内表面积A=8.8503m，封头容积V=3.1198mV =V +V ，即 D L=55*1.05-2*V,代入参数得L=8997mm圆整至9000mm计算容积V = D L+2*V=57.77m工作容积V = V =0.9*57.77=51.993m设计压力的确定设计压力为容器的设计载荷条件之一，其值不得低于最高工作压力，而最高工作压力指容器顶部在正常工作过程中可能产生的最高表压。装设安全阀的容器，考虑到安全阀开启动作的滞后，容器不能及时泄压，设计压力不得低于安全阀的开启压力，通常可取最高工作压力的1.05——1.10倍。计算压力是指在相应的设计温度下，用以确定元件最危险截面厚度的压力，其中包括液柱静压力。通常情况下，计算压力等于设计压力与液柱静压力之和，当元件所承受的液柱静压力小于5%设计时，可忽略不计。个人资料整理 仅限学习使用t=50℃时,根据《压力容器介质手册》可得液氯的密度是 1.314 ，饱和蒸 汽压Pv=1.4327MPa,大气压Pa=0.1MPa设计压力P=1.1*Pv=1.1*<1.4327-0.1 ）=1.466MPa液柱静压力=ρgD=1314*9.8*2.7=0.035<5%*P ，所以忽略液柱静压力。计算压力P=P=1.466MPa厚度的计算假设厚度范围在 16-36mm，则16MnR的许用应力[σ]=163MPa液氯为高度危害介质，所以进行 100%无损检测，焊缝接头系数 Φ=1圆筒厚度δ==12.20mm液氯有强的腐蚀性，所以取腐蚀余量 C=4mm，厚度负偏差C=-0.3mm设计厚度 =δ+C=16.20mm名义厚度 +0.8=17.00mm圆整至18mm封头厚度S==12.20mm名义厚度同样圆整至 18mm查《JBT4746-2002 钢制压力容器用封头》得，封头质量 m=1145kg直边段高度为740-=65mm6.管口表接管代号公称尺寸公称压力连接尺寸标准连接面形式aDN100PN1.6MPaHG20595-1997MFMbDN100PN1.6MPaHG21524-2005MFMcDN500PN1.6MPaMFM

用途或名称液氯进口管安全阀接口人孔个人资料整理 仅限学习使用dDN50PN1.6MPaHG20595-1997MFMeDN50PN1.6MPaHG20595-1997MFMfDN32PN1.6MPaHG20595-1997MFMgDN25PN1.6MPaHG20595-1997MFMhDN100PN1.6MPaHG20595-1997MFM一些接管具体设计如下：

空气进口管空气出口管压力表接口液位计接口液氯出口管①人孔根据HG21518-95选回转盖带颈对焊法兰人孔，密封面为凹凸面MFM。具体数据如下：人孔接管高H=290mm个人资料整理 仅限学习使用②液氯进出口管进口管管端成 45°角可使液流集中，避免成滴水，对卧式容器插入深度为全高的 ，插入液体中对减少液面形成泡沫及稳定液面等都有利。接管高度和安全阀同为150mm③液位计接管、空气进出口管、压力表接管高度均为 100mm注:接管补强数据见校核表法兰垫片的选用①接管法兰根据 HG20592-1997由相应接管公称直径选取设计数据如下表：②垫片选择根据HG20592法兰标准的规定，当压力等级≤1.6MPa且有剧毒介质时，选择缠绕垫片。具体数据如下表公称通径 内环内径 缠绕垫 内环厚度DN内径 外径 厚度个人资料整理 仅限学习使用25344357324351652.51.8505773871001081291493.22.4500521549575鞍座的选择16MnR钢的密度为7.85×10kg/m筒体的质量m= = = ×2.7×0.018×7.85×10=1198.55kg储存液氯的质量m==67710.4kg单个封头质量m=1145kg附件质量m=500kg总重G=(m＋m＋m＋m>g=717kN单个鞍座承受的重量 G′= =358.5kN根据JB/T4712-92选取轻型鞍座DN2800,许用载荷447Kn,120°包角，具体数据见下表个人资料整理 仅限学习使用公称直径DN

鞍 座 底板 腹板 筋板高度hb2800 250 2040 300 12 10 320 268 358 8公称垫板螺栓连接尺寸鞍座质量kg增加100mm高度增加的质量kg直径弧长间距螺孔螺纹M孔长DN2800 3260 500 8 65 1800 24 M20 40 291 28鞍座位置通常取尺寸A不超过0.2L值，中国现行标准JB个人资料整理 仅限学习使用4731《钢制卧式容器》规定 A≤0.2L=0.2<L+2h），A最大不超过0.25L.否则由于容器外伸端的作用将使支座截面处的应力过大。∴A≤0.2×9.13=1..826m由于封头的抗弯刚度大于圆筒的抗变钢度，故封头对于圆筒的抗弯钢度具有局部的加强作用。若支座靠近封头，则可充分利用罐体封头对支座处圆筒截面的加强作用。因此， JB4731还规定当满足A≤0.2L时，应尽量使A≤0.5R，即A≤0.5×1.35=0.675m综上，取A=600mm9.焊接容器各受压元件的组装通常采用焊接。焊接接头是焊缝、融合线和热影响区的总称，焊缝是焊接接头的主要部分。焊接接头的形式和坡口形式的设计直接影响到焊接的质量与容器的安全。回转壳体与封头