液氨储罐课程设计

1、课程设计担当书1 .设计主题：液氨储罐的机械设计2、课程设计要求和原始数据(资料):(1)、课程设计要求：使用国家最新压力容器和换热器的标准、规范进行设计，掌握典型工艺设备设计的全过程。广泛查阅各种文献资料进行综合分析，进行设计方法和设计方案的可行性研究和论证。设计计算要求设计构想明确，计算数据准确可靠。设计说明书可以手写也可以印刷，工程图纸需要手动制作。.课程设计的所有工作都由学生本人独立完成。(2) .设计数据：技术特性公称容积(m3 )16公称直径DN(mm )2000媒体液态氨筒体长度L(mm )4700工作压力(MPa )2.07工作温度(0C )50工厂地址茂名推荐资料16MnR管

2、子仪表。编号名字公称直径(毫米)编号名字公称直径(毫米)a1-2油位计15e安全阀32乙级联赛进料管50f.f把管子打开25c.c原料管32g检修孔450德. d压力计h排出管503 .工艺条件图4、计算和说明的一部分内容(设计内容):第一章绪论：(1)液氨罐的设计背景(2)液氨罐的分类和选定(3)主要设计参数的确定和说明。第二章材料和结构的选择与论证(1)材料的选择和论证(2)结构选择与论证：密封类型的确定、人孔选择、法兰类型、液面计的选择、鞍座的选择确定。第三章工艺尺寸的确定第四章设计计算(1)计算筒体的壁厚(2)计算封头的壁厚(3)水压试验压力及其强度检查(4)选择人孔，计算开孔加强(5

3、)选择鞍座计算装载能力(6)选择液位计(7)期权进程的交接。设计总结参考文献5 .描绘部分的内容：总组装图1张(A1图纸)6 .设计期限：一周(2013年06月24日 2013年07月05日)7 .设计参考流程：(1)设计准备工作、容器的型号和材料的选定半天(2)设计计算筒体、封头，选择附件，计算孔加固等日(3)绘制组装图两天(4)制作计算书的一天(五)抗辩半天8 .参考资料：(一)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(二)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(金属化工设备零部件第四卷(四)中华人民共和国化工

4、部，中华人民共和国等待就业标准钢制管法兰、垫片、紧固件，1997(图书馆借书编号： TQ 05/51 )(6)狡玉纬王立业，化工设备机械基础课程设计指导书，大连理工大学出版社，2003年第5版(7)李多民俞惠敏，化工设备机械基础，中国石化出版社，2007(8)董大勤，化工过程设备机械基础，化学工业出版社，1994年第二版(9)汤善甫朱思明，化工设备机械基础，华东理工大学出版社，2004年第二版发给学生(签名): 导师：年月日(注：本任务书请附在完成的课程设计书封面上)目录第一章绪论，绪论，绪论。1.1液氨罐的设计背景61.2液氨罐的分类和选定61.2.(1)油箱的分类61.2.(2)油箱的选定

5、61.3设计温度和设计压力的确定7第二章材料和结构的选择和论证72.1材料的选择与论证82.1.(1)容器用钢2.2.(2)附件用钢2.2结构的选择和论证82.2.(1)封口形式的确定82.2.(1)检查井的选择2.2.(3)法兰形式2.2.(4)液面计的选择2.2.(5)鞍型支架的选择第十三章工艺尺寸的确定11第四章设计计算144.1计算罐体的壁厚设计4.2计算封头的壁厚144.3校正罐体和封头水压试验强度154.4选择井口计算孔的加固154.4(1)计算承受切削出的应力所需的金属截面164.4(2) .计算有效加强范围164.4(3) .计算有效加强金属截面积164.4(4) .必要的加强

6、截面积是174.4(5) .加强环设计4.5 .挑选鞍座计算装载能力174.5(1) .罐体的质量174.5(2) .封头的质量184.5(3) .水压试验时的水质184.5(4) .附件的质量18选择4.6水平计18.7选项程序的交接184.7(1) .液氨供给管4.7(2)液氨排出管4.7(3)排出管4.7(4) .开放管接口管194.7(5) .液面计的交接194.7(6) .安全阀的接口管、19设计要领、19设计要领、20参考文献、21第一章绪论：1.1 .液氨罐的设计背景化工和其他工艺工业的生产离不开容器。 所有化工设备的外壳都是一个容器，容器的应用波及所有行业，如航空、航海、机械制

7、造、轻工、动力等行业。 但是，化工容器有其自身的特点，不仅要适应化工过程所要求的压力和温度条件，还要受到化学介质的作用，能够进行长期的安全工作，保证良好的密封。 因此，容器的设计要综合考虑各方面因素，使其最佳化。液氨主要用于硝酸、尿素和其他化肥的生产，也作为医药和农药的原料。 防卫工业制造火箭和导弹的推进剂，既可以作为有机化学工业产品的氨气化原料，也可以作为制冷剂使用，分解氨，分解成氢氮混合气体的混合气体是良好的保护气体，广泛应用于半导体工业、冶金工业和需要保护气氛的其他工业和科学研究因为为了使连续生产成为可能，需要储藏液氨的容器，所以设计液氨储存罐是制造储存罐的必要步骤，是化工生产顺利进行的

8、前提。1.2 .液氨罐的分类和选定1.2.(1)油箱的分类水箱根据其形状分为方形和矩形容器、球形容器、圆筒形容器(纵型、卧式)。根据其受压性质分为内压和外压，内压容器分为低压、中压、高压、超高压四个压力等级。根据其工作温度环境，可分为低温、常温、中温、高温容器。根据制造商的材料有金属制和非金属制两种。根据其应用情况，可分为反应压力容器(r )、热交换压力容器(e )、分离压力容器(s )、储藏压力容器(c )等。1.2.(2)油箱的选定在本设计中，设计体积小(约16 m3 )，工作压力小(p0=1.6MPa )，所以可以采用卧式圆筒容器，方形和矩形容器多在小设计体积时采用，其受压能力小，使用材

9、料多的球形容器受压能力强，节约材料因为安装内部装饰品不方便的立式圆筒形容器受到自然原因引起的应力破坏的能力弱，所以选择圆筒形的卧式容器。卧式圆筒形液体氨罐通常由卧式圆筒形筒体和两端的椭圆形盖子构成，根据化学生产技术的要求设置供给口、排出口、排出口、压力计、安全阀和液面计等。 为了便于检查，开设了人孔，用鞍型支撑台支撑在混凝土基础上。2.3确定设计温度和设计压力罐中储存有被压缩机压缩后，用冷却水凝结的液氨，冷却水的温度根据气候而变化，因此，通常，氨被压缩到0.94MPa，用冷却水凝结。 罐通常放置在室外，罐内液氨的温度和压力直接受大气温度的影响，冬季达到-30，夏季罐暴露于阳光之后，液氨的温度达

10、到50，此时，氨的饱和蒸气压随气温而变化，罐的操作压力也断开表3-1 :液氨的饱和蒸气压和密度温度()50403020100-10-20-30饱和蒸气压(绝对压力，MPa )2.071.5531.1650.8560.6140.4280.2910.1900.120密度(千克/毫米3 )563580595610625639652665678液氨罐的操作温度通常优选为夏天的最高气温50(参照表3-2 )。 为了确保操作安全，中国劳动和社会保障部公布的化工设备机械基础第25条规定，临界温度高于50液氨、保温常温贮藏，必须在油箱上安装安全阀，施工中设计压力不低于安全阀开放压力(如表3-3所示， 安全阀开

11、放压力为1.051.10倍的工作压力)，通常规定为2.071.1=2.16 MPa (相当于与50的饱和蒸气压对应的设计压力)。表3-2设计温度介质工作温度设计温度.t-20介质的最低工作温度把介质的工作温度降低010- 20UUR15介质的最低工作温度把介质的工作温度降低510。t15介质的最高工作温度在介质的工作温度上加上1530。注：最高(低)工作温度不明时，用表中的确定。表3-3设计压力类型设计压力内压容器无安全泄漏装置工作压力是1.01.10倍有安全阀。在安全阀开阀压力以上(同等程度或以上) (安全阀开阀压力取1.051.10倍的工作压力)。里面有爆破片取爆破片设计爆破压力上限出口线

12、路上安装了安全阀在安全阀开放压力以上，施加了从容器流向安全阀的流体的压力下降两侧受压的压力容器设备一般将两侧的设计压力分别作为该设备的设计压力。 如果有切实措施，要同时确保两侧的压力，请采用两侧的最大压力差作为设计压力真空容器有安全阀控制时，取内外压力差的1.25倍或0.1MPa中的较小值。 没有安全阀控制装置时，为0.1MPa。第二章材料和结构的选择与论证2.1材料的选择和论证2.1.(1)容器用钢压力容器的使用情况(如温度、压力、介质特性和操作特性等)有很大差异，制造压力容器的钢的种类很多，还有碳钢、低合金高强度钢和低温钢、中温耐氢钢、不锈钢和耐热钢、复合钢板。一般的中低压设备可以采用屈服

13、极限245MPa345MPa级的钢材，直径大，压力高的设备必须采用普通的低合金高强度钢，强度等级最好在400MPa级以上，容器的操作温度超过400，则还需要考虑材料的蠕变强度和耐久强度。16MnR钢是屈服强度为350MPa级的普通低合金高强度钢，综合力学性能、焊接性能、工艺性能及低温冲击韧性良好。 焊接压力容器时碱焊棒(J507 )、15MnVR钢和18MnMoNbR钢是屈服强度分别为400，500 MP a级的普通低合金高强度钢，虽然具有高强度，但韧性、塑性都比C-Mn钢低，具有高的缺口敏感性和时效敏感性。 另外，这两种钢都比16MnR钢贵。因此，选择16MnR钢满足技术要求，节约资源，获得更好的经济价值。2.1.(2)附件用钢优质低碳钢强度低、塑性好、焊接性能好，在化工设备的制造中常被用作换热器列管、设备的嫁接管、法兰的包皮等。优质中碳钢强度高，韧性好，但焊接性能差，不作为接收用钢使用。接收管要求焊接性能好，塑性好。 因此，选择10号优质低碳钢的普通无缝钢管制作了各型号的接收管。