文档介绍：化工设备机械基础课程设计
——液氨储罐设计
17小组
化工12-2班
化工12-3
化工12-1班
化工12-3班
1
课程设计说明书
设计目的:应用《化工设备机械基础》所学相关知识,利用化机课程设计这一有效途径,将化学工艺专业所学相关知识有机的结合起来,巩固并升华所学《化工设备机械基础》基本知识和基本理论。
设计要求:设计时要有比较详尽的设计过程及步骤,并将其编辑为一份内容比较规范详细的设计说明书。主要内容包括如下几项:
一、封面
二、前言
三、各部分的结构尺寸的确定和设计计算
四、设计小结
五、参考文献
与此同时,还应附有一份结构图纸一张,手绘。
2
设计题目
要求:容积16m3。
本储罐最高工作温度为40℃,。
设计内容:材料,罐体的规格(内径、长度),形状(卧式、立式),罐体厚度,封头形状及厚度,支座的选择,人孔及接管,开孔补强,设备装配图(A2)。
3
本章符号说明
英文字母
a———容器的设计寿命,年;
Di———贮罐内径,mm;
[σ]t———钢板的许用应力 MPa
P———液氨的饱和蒸汽压 MPa
C1———钢板厚度负偏差, mm;
C2———介质的腐蚀裕量,mm;
希腊字母
δ———罐体计算厚度, mm;
δd———罐体设计厚度, mm;
δn———罐体的名义厚度, mm;
δe———罐体的有效厚度, mm;
△———圆整值 mm
λ———腐蚀速率(mm/a)
f———焊接接头系数
4
设计步骤
一、确定容器的材质
根据液氨贮罐的工作压力、工作温度和介质的性质可知该设备为一中压常温设备,介质对碳钢的腐蚀作用很小。
16MnR的机械加工性能、强度和塑性指标都比较好,综合金属的强度、刚度、温度、抗腐蚀能力等方面考虑,选用16MnR制作罐体和封头。
二、确定罐体的形状及内径
(1)由于此容器为液氨贮存性容器,所以此容器选用罐身为圆筒形,两端均用标准椭圆形封头的立式(卧式)容器。
(2)内径和圆筒长度L的计算
取Di=2000,2200,2300经计算,Di=2200时,L=3401mm,此时Di/
所以次容器的罐身的长度L=3401mm,公称直径Di=2200mm
5
三、罐体壁厚设计
(1)计算厚度δ=
=
(2)设计壁厚δd = +C2
C2----腐蚀余量, 取C2=
得设计厚度δd =
(3)名义厚度δn=δ+C1+ C2+Δ
所以δn=δ+C1+C2+Δ
=+++Δ=14mm
取C1=(见表8-11),圆整后取δn=14mm厚的16MnR钢板制作罐体。
(4)有效厚度δe=δ+Δ=δn-C1- C2
所以δe=(--)mm
= mm
卧式容器C2=
名义厚度不变
6
四、封头壁厚的设计(标准椭圆形封头)
1、设计壁厚δd按(8-8)式计算:
δd = +C2
= +
=㎜
考虑钢板厚度负偏差及冲压减薄量,圆整后取δn=14mm厚的16MnR钢板制作封头。
2、校核罐体与封头水压试验强度:
式中: PT==×≈
δe=δn-C=12-=
σs=345 MPa
σt=
=
水压试验满足强度要求。
7
五、耳式支座
(一)、结构,形式与尺寸
首先粗略计算支座负荷。
贮罐总质量:m=m1+m2+m3+m4
式中 m1-罐体质量; m2-封头质量;
m3-液氨质量; m4-附件质量。
1、罐体质量m1
DN=2200mm,dn=14mm的筒节,每米质量为q1=714Kg/m
故 m1=q1L=714× =2428(Kg)
2、封头质量m2
(查附录)质量为q2=616Kg/m,故 m2=2q2=2×616
=1232 (Kg)
8
3、液氨的质量m3
M3=αVρ
式中 V- m3,
ρ-氨的密度为665Kg/m3
m3=×16×665=9576Kg
4、附件质量m4
人孔约重200Kg,其它接管的总和按300Kg计,故 m4=500Kg
设备总重量 m=m1+m2+m3+m4=2428+1232+9576+500=13736kg≈
9
(二)、耳式支座的选用
利用公式
=
<[Q]=150KN
所以选择此支座是没有问题的。
10