容器参数

化学化工学院 课程设计 说明 关于失联党员情况说明岗位说明总经理岗位说明书会计岗位说明书行政主管岗位说明书 书 设计题目： 压 力 容 器 课 程 设 计 （40m3）液氨储罐的设计  学院、系：    化学工程与工艺系    专业班级：    化工1203班        学    号：    2012002386        学生姓名：      王美鑫            指导教师：      张铱鈖                  成    绩：                        2015年1月21日 目录 第一章  工艺设计 1.1存储量 1.2设备的选型及轮廓尺寸 第二章  机械设计 2.1结构设计 2.1.1筒体及封头设计 材料的选择 筒体壁厚的设计计算 封头壁厚的设计计算 2.1.2接管及接管法兰设计 接管尺寸选择 管口 表 关于同志近三年现实表现材料材料类招标技术评分表图表与交易pdf视力表打印pdf用图表说话 pdf 及连接 标准 excel标准偏差excel标准偏差函数exl标准差函数国标检验抽样标准表免费下载红头文件格式标准下载 接管法兰的选择 垫片的选择 紧固件的选择 2.1.3人孔的结构设计 密封面的选择  人孔的设计 2.1.4 核算开孔补强 2.1.5支座的设计 支座的选择 支座的位置 2.1.6液面计及安全阀选择 2.1.7总体布局 2.1.8焊接接头设计 2.2强度校核 参考文献 第一章工艺设计 序号 项目 数值 备注 1 名称 液氨储罐 2 用途 液氨储存 3 最高工作压力 1.93 由介质温度确定 4 工作温度   5 公称容积 40   6 工作压力波动情况   可不考虑 7 装量系数 0.85   8 工作介质 液氨（中度危害） 9 使用地点 太原市，室外         1.1 存储量 盛装液化气体的压力容器设计存储量 式中：W——储存量，t； f----装量系数 V——压力容器容积； ——设计温度下的饱和溶液的密度， ； 根据设计条件 = 1.2 设备的选型及轮廓尺寸 查表《容器参数》得：筒体计算体积：V计=40.3m3    公称直径D=2400mm  长度L=8000mm 第二章 机械设计 2.1 结构设计 2.1.1筒体及封头设计 .材料的选择 常见的压力容器用碳素钢和低合金钢钢板有Q245，Q345R，Q370R等；无缝钢管材料有10，20, 16Mn等。考虑到该容器的内径为2400mm，所以选用筒体由钢板卷制而成，由于低合金钢有较高的强度，良好的塑性，价格相对较低，所以选用Q345R。 .筒体壁厚设计计算 .设计压力 液氨储罐的工作温度-20℃——50℃，故选取设计温度t=50℃，由本次的《化工设备机械基础》课程设计指导书查得，该温度下液氨的绝对饱和蒸汽压为2.030MPa。由于通常的设计压力在没有说明的情况下，均指表压在本次设计中的液氨储罐上装有安全阀，通常认为设计压力为工作压力的1.05-1.10倍，所以安全阀的开启压力为pb＝1.1×（2.03-0.10）＝2.123MPa，因为p>pb,所以p=2.2MPa，公称压力选2.2MPa。 .液柱静压力 由《化工设备机械基础》课程设计指导书查得，液氨的密度为658㎏／ ，内径2400mm由《各地区重力加速度表》查的太原地区的 ，则根据公式 可得p=0.01547MPa。 .计算压力 因为 ，所以可忽略静压力的影响。即pc=p=2.20MPa .设计温度下材料的许用应力 为 ，假设筒体厚度为16～36mm，由《材料许用应力表》可得 的 =185MPa。 .焊接接头系数 本次液氨储罐的设计采用双面对接焊的全焊透对接接头，而液氨的临界温度为132.4℃，p﹥1.6MPa，为毒性中度危害的液体，所以为第一类介质，PV=8.8×103 ，属于第三类压力容器，因此 =1。 .内压容器的计算厚度 根据内压容器的计算厚度公式【2】： 取腐蚀裕量C2=2mm， 所以设计厚度 。 由于GB 713《锅炉和压力容器用钢钢板》和GB  3513《低温压力容器用低合金钢板》中列举的锅炉和压力容器专用钢板的厚允许偏差按GB/T 709中的B类要求，即厚度负偏差 。 另外取负偏差 ，  所以名义厚度 ，经过圆整后为18mm,在16～36mm之间，故假设是成立的。 .封头壁厚的设计计算 取腐蚀裕量C2=2mm， ，另外取负偏差 ，  所以名义厚度 ，经过圆整后为18mm,在16～36mm之间，故假设是成立的。 封头参数： 取公称直径DN=2400mm，总深度H=640mm，内表面积A=6.5453m2 ，容积V封=1.9905m3,直边高度h=40mm 2.1.2接管及接管法兰设计 1，本次设计所用的接管的尺寸表如下所示： 公称尺寸 外径 壁厚 用途或名称 理论质量 DN80 89×6 液氨进口管 5.0 DN70 76×6 排气管 4.0 DN100 108×6 备用口 6.5 DN25 32×6 压强表接口 1.0 DN80 89×6 安全阀接口 5.0 DN80 89×6 液氨出口管 5.0 DN70 76×6 放净口 4.0 DN20 25×4.5 液位计接口 1.0         2,本次设计所用的接管及管口表如下 表2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 A DN80 HG20595-2009 FM 液氨进口管 B DN100 HG20595-2009 FM 备用口 C DN25 HG20595-2009 FM 压强表接口 D DN70 HG20595-2009 FM 排气口 E DN80 HG20595-2009 FM 液氨出口管 F DN70 HG20595-2009 FM 放净口 L1.L2 DN20 HG20595-2009 RF 液位计接口 M1.M2 DN450     人孔 SV DN80 HG20595-2009 FM 安全阀接口           3接管法兰的选泽 查《压力容器中化学介质毒性危害和爆炸危害程度分类》HG-20660-2000得：液氨的毒性为中等危害，故采用带颈对焊法兰(WN)，密封面为凹面(FM)，带加强环的缠绕式垫片和专用级紧固件结合。根据设计压力为p=2.20MPa，操作温度为—20~50℃，故采用锻件，材料选16Mn，类别为1C1，由于设计压力为p=2.20MPa，查《中华人民共和国化工行业标准.》HG/T 20592-2009得，PN25材料16Mn为的钢制管法兰材料的最大允许工作压力25.0bar,因此该法兰的公称压力为PN25，由于PN≤40,但介质有毒，所以采用专用级全螺纹螺柱和 型六角螺母 接管的法兰结构如下： 表3  接管法兰结构尺寸表【3 序 号 名称或用途 公称直径DN 钢管外径 法兰外径 D 螺栓孔中心圆直径K 螺栓孔直径 L 螺栓孔数量 n 螺栓Th 法兰厚度 C 法兰颈 法兰 高度 H 法兰质量 (Kg)                     N S R           B             B           A 液氨进口管 80 89 200 160 18 8 M16 24 105 3.2 12 8 58 5.0 D 排气管 70 76 200 160 18 8 M16 24 105 3.2 12 8 58 4.0 B 备用口 100 108 235 190 22 8 M20 24 134 3.6 12 8 65 6.5 C 压强表接口 25 32 115 85 14 4 M12 18 46 2.6 6 4 40 1.0 SV 安全阀接口 80 89 200 160 18 8 M16 24 105 3.2 12 8 58 5.0 E 液氨出口管 80 89 200 160 18 8 M16 24 105 3.2 12 8 58 5.0 F 放净口 70 76 200 160 18 8 M16 24 105 3.2 12 8 58 5.0 L1 L2 液位计接口 20 25 95 65 14 4 M12 18 32 2.0 6 4 38 1.0                                 表5  接管法兰标记 名称 法兰标记 液氨进口管法兰 HG 20595 法兰 WN 50（B）-16 FM 20 液氨出口管法兰 排气管 HG 20595 法兰 WN 25（B）-16 FM 20 压强表 备用口 液面计接管法兰 HG 20595 法兰 WN 25(B)-16 FM 20 安全阀接管法兰     公称通径DN 垫片内径D1max 垫片外径D2 垫片厚度T 25 34 57 1.5 50 61 87 1.5 80 89 120 1.5 500 530 575 3         2.1.3人孔的结构设计 .密封面的选择 由于本次设计的介质是中度危害的，所以本次设计采用凹凸法兰密封面（MFM）。 .人孔的设计 本次设计的储罐设计压力为2.20MPa，根据 《钢制人孔和手孔》【3】，采用回转盖带颈对焊法兰人孔。 该人孔标记为：人孔   人孔和手孔统称为检查孔。压力容器开设检查孔是为了检查压力容器在使用过程中是否产生裂纹、变形、腐蚀等缺陷以及装拆设备的内部零件。人孔有圆形和长圆形两种。压力容器设人孔是为了检查设备内部空间以及装拆设备的内部零部件。人孔大小的设置原则是方便人的进出。因此人孔的公称直径规定为400~600mm,可根据容器直径及所处地区的冷暖程度来选择。当人孔需要经常打开时，可选用快开人孔。 容器的公称直径大于等于1000mm且筒体于封头为焊接连接时，容器应至少设置一个人孔。由于长度L=8000mm，故要开设两个人孔。 图3.1  人孔结构示意图 表3.1  人孔结构尺寸【3】 密封面型式 公称压力PN 公称直径DN dw S d D D1 H1 H2 b MFM 2.5 450 480 12 456 670 600 280 250 42 b1 b2 A B L d0 螺柱 螺母 螺柱 总质量 数量 直径 长度 41 46 375 175 250 24 20 40 M33 2 165 245                     2.1.4人孔的开孔补强计算 按照GB150壳体开孔满足以下要求时，可不另行 1，设计压力小于等于2.5MPa； 2，两相邻开孔中心的间距应不小于两孔直径之和的两倍； 3，接管的公称外径小于等于89mm； 4，接管厚度满足下表： mm 接管公称直径 25 32 38 45 48 57 65 76 89 最小壁厚 3.5 4.0 5.0 6.0                     由于除人孔外，其他接管的外径均小于89mm，故我们需要对人孔进行开孔补强。GB150采用等面积补强.。补强圈的宽度取为人孔宽度的2倍，补强圈的厚度为壳体的壁厚，材料与壳体相同，为Q345R，考虑到液氨的毒性程度为中度危害，补强圈的坡口形式选为D型，查JB/T  4736-2002知：DN450， =18mm时，该补强圈的质量为38.1㎏，可确定补强圈为： JB/T4736 2.1.5支座的设计 .支座的选择 鞍座结构 该卧式容器采用双鞍式支座，材料选用Q235B。 估算鞍座的负荷：                            储罐总质量 —筒体质量： =π×（2.4＋18×10-3）×8×7850×18×10-3＝8586.9kg —单个封头的质量： =911.3kg —充液质量：ρ水﹥ρ液氨，m3=(1.9905×2+π/4×2.42×8) × 103=40172.1kg —附件质量：人孔质量为245kg，有两个人孔，其他接管质量总和527.5+19.1981+20=566.7kg