第5章 储存设备.ppt

1、,第五章 储存设备,第一节 概述,第二节 卧式储罐,第三节 球形储罐,过程设备设计,宁夏化工厂一化肥装置,在任何结构中，绝没有偶然的和多余的东西，所有结构的产生都有一定的原因。学会分析设备的结构，能找出为什么采取这种结构的原因，应该是本课程的基本任务之一。,学习基本要求及考核方式,（1）巩固和加强机械制图、化工制图的基础知识，提高读图和制图的能力。 （2）教与学有机结合，多想多问。 （3）课后及时复习，答疑。 （4）学习过程中的问题及时和教师沟通、反馈，提出好的建议。 （5）按时交作业，及时纠正错误。 （6）成绩评定：平时成绩和课堂提问2030%， 期末考试7080%。,第5章 储存设备,储存

2、设备设计应考虑的因素：, 工艺条件 材料 场地条件和施工条件 液化气体的充装量,卧式储罐,支座型式,JB/T 4712-92鞍式支座,鞍式支座的最佳位置： 在保证A0.2L的条件下，尽量使A0.5Ri,地下卧式储罐,双鞍座卧式储罐 受力分析,受力分析,筒体有效承载范围：,轴向应力校核注意事项,应校核危险工况下可能产生的最大应力。 不同工况（操作、液压试验）下，储罐的载荷和应力情况不同。 内压容器，K1= K2=1，且M1 M2时，只需校核跨中截面的轴向应力，Lmax为操作工况下的2， Ymax为非操作工况下的1 。 K1 K2时，则需校核跨中截面和支座截面的轴向应力。,计算示例,切向切应力,1

3、、支座截面有加强圈 未被封头加强,2、支座截面无加强圈 未被封头加强,3、支座被封头加强,4、封头中的附加拉伸应力,切向切应力校核,计算示例,周向弯曲应力,周向弯矩,周向压缩应力,计算示例,加强圈结构,鞍座强度校核,计算示例,卧 式 储 罐 计 算 程 序,球形储罐,5-3 球形储罐,5.3.1 罐体,5.3.1 支座,5.3.1 人孔和接管,5.3.4 附件,过程设备设计,多数,桔瓣式,足球瓣,混合式,支柱式支座,筒形或锥形裙式支座,球壳组合方案,过程设备设计,典型结构示例,圆球形单层纯桔瓣式 赤道正切球罐,支柱,拉杆,操作平台,盘梯,人孔、接管、液面计 压力计、温度计、 安全泄放装置等,上

4、下极板、 温带板、 赤道板,附件,罐体,过程设备设计,5.3.1 罐体,作用,储罐主体，储存物料、承受物料工作压力和液柱静压力,按其组合方式分,纯桔瓣式罐体,足球瓣式罐体,混合式罐体,过程设备设计,（1）纯桔瓣式罐体,球壳全部按桔瓣片 形状进行分割成型 后再组合,过程设备设计,特点,缺点,应用,球壳拼装焊缝较规则，施焊组装容易，加 快组装进度并实施自动焊；便于布置支座， 焊接接头受力均匀，质量较可靠。,球瓣在不同带位置尺寸大小不一，互换有 限；下料成型复杂，板材利用率低；球极 板尺寸往往较小，人孔、接管等容易拥挤， 有时焊缝不易错开。,适用于各种容量的球罐。,过程设备设计,（2）足球瓣式罐体,

5、由四边形或六边形组成,过程设备设计,特点,缺点,应用,每块球壳板尺寸相同，下料成型规格化， 材料利用率高，互换性好，组装焊缝较 短，焊接及检验工作量小。,焊缝布置复杂，施工组装困难，对球壳 板的制造精度要求高。,容积小于120m3的球罐。,过程设备设计,过程设备设计,（3）混合式罐体,1-上极 2-赤道带 3-支柱 4-下极,图5-18 混合式球罐,特点,赤道带、温带桔瓣式 极板足球瓣式 材料利用率高 焊缝长度缩短 球壳板数量减少 适用于大型球罐,球罐支座与球壳板焊接接头 避免搭在一起，球壳应力分布均匀,极板尺寸 比纯桔瓣式大，易布置人孔及接管,过程设备设计,过程设备设计,过程设备设计,桔瓣式

6、和混合式罐体基本参数见 - GB/T17261- 钢制球形储罐型式与基本参数,过程设备设计,5.3.2 支座,作用,用以支承本体重量和物料重量的重要结构部件,分 类,柱式支座,裙式支座,赤道正切柱式支座结构特点： 多根圆柱状支柱在球壳赤道带等距离布置， 支柱中心线与球壳相切或相割而焊接起来。 相割时，支柱的中心线与球壳交点同球心连线 与赤道平面的夹角约为100200。 柱式之间设置连接拉杆稳定（风载、地震）,优点受力均匀，弹性好，能承受热膨胀的 变形，安装方便； 缺点球罐重心高，相对而言，稳定性差。,过程设备设计,图5-19 支柱结构图,1-球壳 8-可熔塞 2-上部支柱 9-接地凸缘 3-内

7、部筋板 10-底板 4-外部端板 11-下部支耳 5-内部导环 12-下部支柱 6-防火隔热层 13-上部支耳 7-防火层夹子,支柱的结构,支柱的结构,支柱,底板,端板,单段式,双段式,单段式,由一根圆管或卷制圆筒组成，其上端与球壳相接的圆弧形状通常由制造厂完成，下端与底板焊好，然后运到现场与球罐进行组装和焊接。 主要用于常温球罐。,过程设备设计,双段式,适用于低温球罐（设计温度为-200 -100）；深冷球罐（设计温度-100）等特殊材质的支座。 上段支柱-必须选用与壳体相同的低 温材料，一般在制造厂内与球瓣进行组 对焊接，并对连接焊缝进行焊后消除应 力热处理，其设计高度一般为支柱总高 度的

8、3040%左右； 下段支柱-可采用一般材料； 上下两段支柱采用相同尺寸的圆管或圆 筒组成，在现场进行地面组对.,双段式支柱结构较为复杂，但它与球 壳相焊处的应力水平较低，故得到广泛应用。,过程设备设计,我国GB12337钢制球形储罐标准还规定,支柱应采用钢管制作； 分段长度不宜小于支柱总长的1/3，段间环向 接头应采用带垫板对接接头，应全焊透； 支柱顶部应设有球形或椭圆形的防雨盖板； 支柱应设置通气口； 储存易燃物料及液化石油气的球罐，还应设置 防火层； 支柱底板中心应设置通孔； 支柱底板的地脚螺栓孔应为径向长圆孔。,过程设备设计,支柱与球壳 的连接,直接连接结构形式,加托板的结构型式,U形柱

9、结构型式,支柱翻边结构型式,过程设备设计,直接连接结构形式,加托板的结构型式,对大型球罐 比较合适,可解决由于 连接部下端 夹角小，间 隙狭窄难以 施焊的问题,过程设备设计,U形柱结构型式,支柱翻边结构型式,不但解除了连接 部位下端施焊的 困难，确保了焊 接质量，而且对 该部位的应力状 态也有所改善， 但由于翻边工艺 问题，故尚未被 广泛采用。,特别适合低温球 罐对材料的要求,过程设备设计,拉杆,作用,类型,用以承受风载荷与地震载荷作用， 增加球罐的稳定性,可调式,固定式,a.单层交叉可调式拉杆,b.双层交叉可调式拉杆,c.相隔一柱单层交叉可调式拉杆,过程设备设计,可调式,a 单层交叉可调式拉

10、杆,b 双层交叉可调式拉杆,每根拉杆的两段之间采用可调 螺母连接，以调节拉杆的松紧度,可以改善拉杆的受力状况， 从而获得更好的球罐稳定性,过程设备设计,C 相隔一柱单层交叉可调式拉杆,A,A,A-A,图5-23 相隔一柱单层交叉可调式拉杆,过程设备设计,固定式,拉杆常用钢管制作，管状拉杆必 须开设排气孔。拉杆一端焊在支 柱加强板上，另一端焊在交叉节 点的中心固定板上。也可取消中 心板将拉杆直接十字焊接。,固定式拉杆的优点： 制作简单、施工方便，但不可调 节。拉杆可承受拉伸和压缩载荷， 大大提高了支柱的承载能力，近 年来国外已在大型球罐上应用。,图5-24 固定式拉杆 1-补强板 2-支柱 3-

11、拉杆 4-中心板,5.3.3 人孔和接管,1.人孔,作 用,工作人员进出球罐进行检验和维修 球罐在施工过程中，罐内通风、排烟除尘 脚手架的搬运，内件的组装等 若球罐需进行消除应力整体热处理， 球罐上人孔调节空气和排烟， 下人孔 通进柴油和放置喷火嘴,过程设备设计,要求,位置及个数人孔的位置应适当，球罐应开设 两个人孔，分别设置在上下极板上； 大小人孔直径必须保证工作人员能携带工具 进出球罐方便。球罐人孔直径以DN500为宜，小 于DN500人员进出不便；大于DN500，削弱较 大，导致补强元件结构过大。 若球罐必须进行焊后整体热处理，人孔应设置在 上下极板的中心。 人孔的材质应根据球罐的不同工

12、艺操作条件选取。,过程设备设计,结构,在球罐上最好采用带整体锻件凸缘补强的回转盖或水平吊盖型式,在有压力情况下人孔法兰一般采用带颈对焊法兰，密封面大都采用凹凸面形式,过程设备设计,2.接 管,强度的薄弱环节,接管结构 ：一般用厚壁管或整体锻件凸缘等补强措施提高其强度,材料：最好选用与球壳相同或相近的材质；低温球罐应选用 低温配管用钢管，并保证在低温下具有足够的冲击韧性； 布管位置：球罐接管除工艺特殊要求外，尽量布置在上下极 板上，以便集中控制，并使接管焊接能在制造厂完成制作和 无损检测后统一进行焊后消除应力热处理； 加强筋：球罐上所有接管均需设置加强筋，小接管群可采用 联合加强，单独接管需配置3块以上加强筋，将球壳、补强凸 缘、接管和法兰焊在一起，增加接管部分的刚性； 连接面：球罐接管法兰应采用凹凸面法兰。,过程设备设计,5.3.4 附件,梯子和平台的目的,水喷淋装置以及 隔热或