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卧式储罐课程设计.doc

卧式储罐课程设计

赵新琦
2018-09-15 0人阅读 举报 0 0 暂无简介

简介:本文档为《卧式储罐课程设计doc》,可适用于工程科技领域

卧式储罐课程设计目录第一章石脑油特性第二章设计参数的选择第三章容器的结构设计圆筒厚度的设计封头厚度的计算筒体和封头的结构设计人孔的选择错误~未定义书签。接管法兰垫片和螺栓(柱)接管和法兰垫片螺栓(螺柱)的选择鞍座选型和结构设计鞍座选型鞍座的安装位置第四章开孔补强设计错误~未定义书签。补强设计方法判别错误~未定义书签。有效补强范围错误~未定义书签。有效宽度B错误~未定义书签。外侧有效高度错误~未定义书签。内侧有效高度错误~未定义书签。有效补强面积错误~未定义书签。补强面积错误~未定义书签。第五章强度计算水压试验应力校核圆筒轴向弯矩计算圆筒中间截面上的轴向弯矩鞍座平面上的轴向弯矩圆筒轴向应力计算及校核圆筒中间截面上由压力及轴向弯矩引起的轴向应力由压力及轴向弯矩引起的轴向应力计算及校核圆筒轴向应力校核切向剪应力的计算及校核圆筒切向剪应力的计算圆筒被封头加强()时其最大剪应力A,R,ah切向剪应力的校核圆筒周向应力的计算和校核在横截面的最低点处:在鞍座边角处鞍座垫板边缘处圆筒中的周向应力周向应力校核鞍座应力计算及校核腹板水平分力及强度校核鞍座压缩应力及强度校核地震引起的地脚螺栓应力倾覆力矩计算由倾覆力矩引起的地脚螺栓拉应力由地震引起的地脚螺栓剪应力参考文献第一章空气特性中文名称:空气化学品英文名称:air空气是一种多组分混合气体其主要组分是氧、氮、氩、二氧化碳还有微量的稀有气体(氖、氦、氪、氙)、甲烷及其它碳氢化合物、氢、臭氧等。此外空气中还有量少而不定的水蒸气及灰尘等。外观与性状:常温下的空气是无色无味的气体密度:通常情况下即摄氏度时取kgm闪点():溶解性:不溶于水。健康危害:无害环境危害:对环境无污染。燃爆危险:本品不易燃无刺激性。第二章设计参数的选择、设计题目:卧式压缩空气储罐、设计压力:MPa:C、设计温度:、介质名称及特性(无毒):压缩空气m、全容积:、公称直径:根据筒体全容积粗定筒体公称直径为mm。、主要元件材料的选择:根据GB表选用筒体材料为MnR(钢材标准为GB)。根据JBT,鞍座选用材料为QB其许用应力。地脚螺栓选用符合GBT规定的QQ的许用应力,,,,MPasa,,,,MPabt第三章容器的结构设计圆筒厚度的设计假设圆筒的厚度在~mm范围内查GB中表可得:疲劳极限强度屈服极限强度下的许用应,,MPa,,MPabst力为,,利用中径公式,,MPapDi,(,,mm,mmt,,,,,,p则筒体的名义厚度,,mmmm,mmn圆整后取为,,mmn封头厚度的计算查标准JBT得公称直径DN,D,mmi选用标准椭圆形封头长短轴比值为根据中椭圆形封头计算中式()pDci,,,,mmt,,,,,,pc()则封头的名义厚度为,,mmmm,mmn圆整后取为,,mmn筒体和封头的结构设计Di,查标准JBT由封头长短轴之比为即得hiDih,,mm,mmi椭圆形封头内表面积、容积质量见表和图。,V,DLVi封取装料系数为则V,,DLVi封,即,L算得L,m圆整后取为L,m表封头尺寸表公称直径DN总深度H内表面积A容积质量mmmmKgmm图椭圆形封头接管、法兰、垫片和螺栓(柱)接管和法兰该石脑油储罐应设置气体进口、气体出口、、排污口、安全阀口。初步确定各口方位如图:图各管口方位查HGT中表PN带颈对焊法兰查得各法兰的尺寸。查中附录D中表D,得各法兰的质量。查中表法兰的密封面均采用MFM(凹凸面密封)。将查得的各参数整理如表局部无损检测=单面焊对接接头(沿焊缝根部全长有紧贴基本金属的垫板):垫片查HGT得各管口的垫片尺寸如表:表垫片尺寸表管口名称公称直径内径D外径D口气体出口气体进口安全阀口排污口注::包覆金属材料为纯铝板标准为GBT代号为L。:填充材料为有机非石棉纤维橡胶板。:垫片厚度均为mm。表各管口法兰尺寸表名称公称钢管外法兰外螺栓孔螺栓螺栓螺栓法兰厚法兰颈法兰法兰直径径法兰径D中心圆孔直孔数Th度C高度质量SNRHDN焊端外直径K径L量n,,(个)径ABM气体进口BM气体出口BM安全阀接口BM排污口BM螺栓(螺柱)的选择查HGT中表和附录中表A,得螺柱的长度和平垫圈尺寸如表:表螺栓及垫片名称紧固件用平垫圈mmH公称直径螺纹螺柱长ddM气体进口M气体出口M排污口M安全阀口M鞍座选型和结构设计鞍座选型该卧式容器采用双鞍式支座初步选用轻型鞍座材料选用QB。估算鞍座的负荷:储罐总质量()m,mmmm筒体质量:m,,DL,,,,kgm单个封头的质量mm,kg充液质量:,,,水压试验充满水故取介质密度为m水空气,,kgmm,,V水水,,V,VV,DLV,,mi筒封封m,,V,kg,kg则水附件质量:其他接管总和为kg即mm,kg综上所述m,mmmm,,kgkgkN则每个鞍座承受的质量为即为。查JB表优先选择轻型支座。查中表得出鞍座尺寸如表:表鞍座尺寸表DN公称直腹板,b径垫板Q允许载l,kN荷筋板he鞍座高b度螺栓间距llb底板K鞍座质量b,gK垫板弧增加,g长mm增加的高度鞍座的安装位置根据中规定应尽量使支座中心到封头切线的距离A小于等于Ra当无法满足A小于等于时A值不宜大于L。为圆筒的平均内径。RRaaD,inR,,,mmaL,Lh,L(H,h),(,),mmi即A,R,,mma取A,m鞍座的安装位置如图所示:图鞍座安装第五章强度计算水压试验应力校核试验压力P,P,,MPaT,P(D)()Tie,,,,MPa圆筒的薄膜应力为T,e,,,,MPas即所以水压试验合格,,,,sT圆筒轴向弯矩计算D,in圆筒的平均半径为R,,,mmamg鞍座反力为F,,,N圆筒中间截面上的轴向弯矩根据中式得:(R,h)(,)ai,,,,FLAL,,M,,,,,,hL,,i,,,,,,L,N,mm鞍座平面上的轴向弯矩根据中式得:R,h,Aai,,,,,,LAL,,M,,FA,,,,,,h,,i,,,,,,L,,N,mm图(a)筒体受剪力图图(b)筒体受弯矩图圆筒轴向应力计算及校核圆筒中间截面上由压力及轴向弯矩引起的轴向应力根据中式至式计算最高点处:pRMca,(),,,,,MPa,,,Reae最低点处:pRMca,(),,,MPa,,,Reae由压力及轴向弯矩引起的轴向应力计算及校核鞍座平面上由压力及轴向弯矩引起的轴向应力按下式计算:RaA,a)当圆筒在鞍座平面上或靠近鞍座处有加强圈或被封头加强(即)时轴向应力位于横截面最高点处,,,,取鞍座包角查表(JBT)得则K,,K,pRM,ca,,,,,,MPa,,,KReaeb)在横截面最低点处的轴向应力:,pRM,ca,,,,MPa,,,KReae圆筒轴向应力校核A,,,()R,ieE,查图得,则B,EA,,MPa,,,,,,,,,,,,,,MPamaxmax,,,,Bac满足条件,,,,,,,maxac切向剪应力的计算及校核圆筒切向剪应力的计算根据中式计算查中表得:K,K,KF,,,,MPa(),Rae圆筒被封头加强()时其最大剪应力A,R,ah根据中式计算得:KF,,,,MPa()h,Rahe切向剪应力的校核t,,,圆筒的切向剪应力不应超过设计温度下材料许用应力的倍即。,,t封头的切向剪应力应满足,,,,,,,hht而,,,,MPa,,,,MPa故圆筒满足强度要求。根据中式,,D,,i,,,,K(),,,,,,,,,h,,,,i,,,,KpDci,,,,MPa则()h,het,,,,MPa,,,,,,,MPahh故封头满足强度要求圆筒周向应力的计算和校核根据鞍座尺寸表知:b,mmbR,,,mmanb,bR,即所以此鞍座垫片作为加强用的鞍座。an在横截面的最低点处:根据中式kKF,,,其中k,(容器焊在支座上)(),,bere查中表知K,,,,,MPa,则在鞍座边角处由于根据中式:LR,,,aKFRFa,,,,,,bL,,ereere由于查中表知则K,AR,,,a,,,,,,MPa()鞍座垫板边缘处圆筒中的周向应力由于根据中式LR,aKFRF'a,,,,,,,,,MPa,b,Lee周向应力校核根据中式t,,MPa,,,,,MPat,,MPa,,,,,,MPa't,,,,MPa,,,,MPa故圆筒周向应力强度满足要求。鞍座应力计算及校核腹板水平分力及强度校核根据中表,,,鞍座包角查中表得:。则K,F,KF,,Ns垫板起加强作用则:Fs,,Hbb,srreRaH,,,mm其中,,mm,,mm,b,b,mmrerR,,a则H,minH,,mm,,s,,则,,,MPa查中表得:则,,,MPa,,,,,MPasasa所以其强度满足要求。由于,,,,,sa鞍座压缩应力及强度校核根据中表取,,f,则钢底板对水泥基础的F,,mg,,NEv则mgf,,N,FEv所以压应力应按中式计算:FHFHFEvEvv,,,,,()saAZAL,Asarsa其中筋板面积H,RH,,mmvA,b,,,mm腹板面积:A,(l,),,,,mmA,AA,,mmsalx,,,,,,l,,,,,,mm,Z,x,,mmZ,Zl,,mm形心:Ab,y,,,mmcAsab,'y,,y,,,mmccbl,,,I,AZZ,,y,,,,,,,mmbl,,,'I,AxyAy,,zcc,,,,,,,mm腹板与筋板组合截面断面系数:b,,,,,mm,maxlZ,,,,,mmmaxIyZ,,,mmryZmaxIzZ,,,mmrzZmax,,Z,minZ,Z,mmrryrzFHFHFEvEvv,,,,,代入公式得saAZAL,AsarsaFHFHFEvEvv,,,,,,,,,saAZAL,A,sarsa,,MPaFFfHt,,,,,,,,,MPasaAZsar取则K,K,,,,,MPasa根据中式进行校核,,,MPa,K,MPa,,sasat,,MPa,,,,,MPasasa即满足强度要求。地震引起的地脚螺栓应力倾覆力矩计算,M,FH,,N,mmEvEvV由倾覆力矩引起的地脚螺栓拉应力根据中式计算,MEv(),,btnlAbt其中n为承受倾覆力矩的地脚螺栓个数为筒体轴线两侧的螺栓间距n,l,,为每个地脚螺栓的横截面面积AA,d,,mml,l,mmbtbt则,MEv,,,,MPabtnlAbt取载荷系数则,,K,,,,,MPaK,,,MPabtbt由于所以强度符合要求。,,,,K,btbt由地震引起的地脚螺栓剪应力根据中式计算FEv,,()bt'nAbt,,''nn,其中为承受剪应力的地脚螺栓个数A,d,,mmbtFEv,,,,MPa则bt'nAbt,,,,,MPabt由于,,,,,btbt故符合强度要求。参考文献GB,《钢制压力容器》JBT,《钢制卧式压力容器》HG,《钢制化工容器设计基础规定》JBT,《钢制压力容器用封头》HGT,《回转盖带颈平焊法兰人孔》HGT,《钢制管法兰》HGT,《钢制管法兰用金属包覆垫片》HGT,《钢制管法兰用紧固件》JB,《鞍式支座》郑津洋等《过程设备设计》北京:化学工业出版社,

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