文档介绍：武汉工程大学
课程设计
题目: 液氨储罐设计
院系: 化学工程学院
专业: 化学工程与工艺
班级:
姓名:
指导教师:
完成日期:2010年12月25日
设计任务书
设计题目: 液氨储罐设计
设计任务: 试设计一液氨储罐,完成主体设备的工艺设计和附属设备的选型设计。
包括筒体、封头、零部件的材料的选择及结构的设计;罐的制造施工及焊接形式等;设计计算及相关校核;各设计的参考标准;附CAD图。
已知工艺参数如下:
最高使用温度:T=50℃;
公称直径:DN=3000㎜;
筒体长度(不含封头):Lo=5900㎜。
任务下达时间:2010年11月19日
完成截止时间:2010年12月30日
目录
设计任务书
1 前言 1
2 设计选材及结构 2
工艺参数的设定 2
设计压力 2
筒体的选材及结构 2
封头的结构及选材 2
3 设计计算 4
筒体壁厚计算 4
封头壁厚计算 4
压力试验 5
4 附件的选择 6
人孔的选择 6
人孔补强的计算 7
进出料接管的选择 9
液面计的设计 10
安全阀的选择 10
排污管的选择 10
鞍座的选择 11
鞍座结构和材料的选取 11
容器载荷计算 12
鞍座选取标准 12
鞍座强度校核 13
5 容器焊缝标准 14
压力容器焊接结构设计要求 14
筒体与椭圆封头的焊接接头 14
管法兰与接管的焊接接头 14
接管与壳体的焊接接头 14
6 筒体和封头的校核计算 16
筒体轴向应力校核 16
由弯矩引起的轴向应力 16
由设计压力引起的轴向应力 17
轴向应力组合与校核 17
筒体和封头切向应力校核 18
7 总结 19
参考文献 20
1 前言
本设计是针对《化工设备机械基础》这门课程所安排的一次课程设计,是对这门课程的一次总结,要综合运用所学的知识并查阅相关书籍完成设计。
本设计的液料为液氨,它是一种无色液体。氨作为一种重要的化工原料,应用广泛。分子式NH3,,,熔点-℃,沸点-℃,℃,(℃)。蒸汽与空气混合物爆炸极限16~25%(最易引燃浓度17%)。氨在20℃水中溶解度34%,25℃时,在无水乙醇中溶解度10%,在甲醇中溶解度16%,溶于氯仿、乙醚,它是许多元素和化合物的良好溶剂。水溶液呈碱性。液态氨将侵蚀某些塑料制品,橡胶和涂层。遇热、明火,难以点燃而危险性较低; 但氨和空气混合物达到上述浓度范围遇明火会燃烧和爆炸,如有油类或其它可燃性物质存在,则危险性更高。
设计基本思路:本设计综合考虑环境条件、介质的理化性质等因素,结合给定的工艺参数,机械按容器的选材、壁厚计算、强度核算、附件选择、焊缝标准的设计顺序,分别对储罐的筒体、封头、人孔接管、人孔补强、接管、管法兰、液位计、鞍座、焊接形式进行了设计和选择。设备的选择大都有相应的执行标准,设计时可以直接选用符合设计条件的标准设备零部件,也有一些设备没有相应标准,则选择合适的非标设备。
各项设计参数都正确参考了行业使用标准或国家标准,这样让设计有章可循,并考虑到结构方面的要求,合理地进行设计。
2 设计选材及结构
工艺参数的设定
设计压力
根据《化学化工物性数据手册》查得50℃,可以判断设计的容器为储存内压压力容器,按《压力容器安全技术监察规程》规定,盛装液化气体无保冷设施的压力容器,其设计压力应不低于液化气50℃时的饱和蒸汽压力, MPa,属于中压容器。而且查得当容器上装有安全阀时,~; MPa的压力合适。属于中压容器[5]。
设计温度为50摄氏度,在-20~200℃条件下工作属于常温容器。
筒体的选材及结构
根据液氨的物性选择罐体材料,㎜/年以下,且又属于中压储罐,可以考虑20R和16MnR这两种钢材。如果纯粹从技术角度看,建议选用20R类的低碳钢板, 16MnR钢板的价格虽比20R贵,但在制造费用方面,同等重量设备的计价,16MnR钢板为比较经济。所以在此选择16MnR钢板作为制造筒体和封头材料。钢板标准号为GB6654-1996。
筒体结构设计为圆筒形。因为作为容器主体的圆柱形筒