文档介绍：化工装备问题与对策
压力容器设计的经济合理性分析
纪庆伟(山东旭洋机械集团股份有限公司,临沂)
潘清泉(大连东方亿鹏设备制造有限公司,大连)
摘要:在设计条件一定的前提下,根据《钢制压力容器》的有关规定,在保证压力
容器安全运行的条件下,选择一种最佳设计方案,降低设备造价,以取得最佳的经济效益。
关键词:压力容器质量造价经济效益
在压力容器的设计及使用过程中,除保证压可使设备质量最小,从而降低设备造价。同时,如
力容器产品本身的安全可靠性和使用性以外,还果压力容器的设计温度低于或等于℃,还需考
需考虑如何降低成本,也就是既要经济,又要合虑是否处于低温低应力工况若处于低温低应力工
理。本文从结构和材料选择两方面分析了压力容况,且其设计温度加℃后高于℃,则其设计
器设计的经济合理性。时,不必遵循低温压力容器的规定,所以选材时,
不必选取价格比较昂贵的低温用钢,从而降低了
压力容器的造价
设备造价以取得最佳的经济效益。
压力容器的造价一般取决于设备的材质及设
备的总质量。在设备总质量中壳体的质量占有比实例
较大的比例,特别是内容积比较大的储罐,其壳体一台的丙烯储罐在其正常工况下,设
质量在设备总质量中所占比例可达~ ,如计压力为设计温度为℃,低温工况下其
果在保证使用要求的情况下,在选材时,选择价格设计压力为设计温度为℃,罐体腐
比较低的材料代替一些价格比较高的材料可以降蚀裕量为焊接接头系数为φ。
低设备的材料成本和制造成本;另外,合理地选择主要结构尺寸设计
压力容器的结构尺寸也可降低壳体的质量,进而在正常工况进行设计,确定该储罐的材料为
降低整台设备的费用支出从而达到降低设备造价根据《钢制压力容器》的规定,
的目的最终达到设备的设计既经济又合理。得出筒体的壁厚δ封头的厚度δ,封头的质
量参见,根据以上参数计算得到的
结构及材料
丙烯储罐在不同直径时的质量大小见表。
压力容器的主要结构尺寸大多由相关专业提
从表中可以看出内径取的丙烯储
出,其壳体尺寸不尽合理,对特定的压力容器,在
罐壳体质量最小与内径取的储罐相比
设计压力、设计温度、内体积、腐蚀裕量和焊接接
其壳体的名义厚度δ没有变化而筒体长度却减
头系数一定的条件下,在一定范围内改变壳体的
少了。从壳体质量和安装空间等综合因素
内径,可相应的得到不同筒体长度(筒体与两
考虑, 丙烯储罐选择内径为最为
封头焊缝间距离)和筒体壁厚。因此,在满足压力
经济合理。
容器使用条件下,选择不同的壳体尺寸,可以得到
不同的设备质量,从中选择最佳的结构尺寸组合,
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化工装备问题与对策
表不同直径时的丙烯储罐计算结果
内径筒体长度筒节厚度δ封头厚度δ筒节质量封头质量总质量

低温工况下设计后,高于℃时,不必遵循附录
容器壳体在低温状况下的一次薄膜应力: 的规定), 确定此丙烯储罐不必遵循
δ( δ)(δ)×( ) 附录的规定。因此,该设备的壳体材料可以选
( × ) 用,不必选用价格比较高的低温用钢
,从而降低了材料费用的支出,降低了设
< 备造价。
式中——设计压力下圆筒的环向应力, 根据, 条,本台丙烯储罐内径选
; 择,壳体材料