卧式储罐设计

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1、摘要核心词： 第一章 绪论1.1 设计任务：针对化工厂中常用的液氨储罐，完毕主体设备的工艺设计和附属设备的选型设计，绘制总装配图，并便携设计阐明书。1.2设计思想：综合运用所学的机械基本课程知识，本着认真负责的态度，对储罐进行设计。在设计过程中综合考虑了经济性，实用性，安全可靠性。各项设计参数都对的参考了行业使用原则或国标，这样设计有章可循，并考虑到构造方面的规定，综合的进行设计。1.3 设计特点：容器的设计一般由筒体,封头，法兰，支座，接管等构成。常，低压化工设备通用零部件大均有原则，设计师可直接选用。本设计书重要简介了液罐的筒体，封头的设计计算，低压通用零部件的选用。各项设计参数都对的参照

2、了行业使用原则或国家使用原则，这样让设计有章可循，并考虑到构造方面的规定，合理的进行设计。第二章 材料及构造的选择与论证2.1材料选择纯液氨腐蚀性小,贮罐可选用一般钢材,但由于压力较大,可以考虑20R、16MnR.这两种钢种。如果纯正从技术角度看，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。因此在此选择16MnR钢板作为制造筒体和封头材料。2.2构造选择与论证2.2.1 封头的选择从受力与制造方面分析来看，球形封头是最抱负的构造形式。但缺陷是深度大，冲压较为困难；椭圆封头浓度比半球形封头小得多，易于冲压成型，是

3、目前中低压容器中应用较多的封头之一。平板封头因直径各厚度都较大，加工与焊接方面都要遇到不少困难。从钢材耗用量来年：球形封头用材至少，比椭圆开封头节省，平板封头用材最多。因此，从强度、构造和制造方面综合考虑，采用椭圆形封头最为合理。2.2.2容器支座的选择容器支座有鞍座,圈座和支腿三种,用来支撑容器的重量。鞍式支座是应用最广泛的一种卧式支座。从应力分析看，承受同样载且具有同样截面几何形状和尺寸的梁采用多种支承比采用两个支承优越，由于多支承在粱内产生的应力较小。因此，从理论上说卧式容器的支座数目越多越好。但在是事实上卧式容器应尽量设计成双支座，这是由于当支点多于两个时，各支承平面的影响如容器简体的

4、弯曲度和局部不圆度、支座的水平度、各支座基本下沉的不均匀性、容器不同部位抗局部交形的相对刚性等等，均会影响支座反力的分市。因此采用多支座不仅体现不出理论上的优越论反而会导致容器受力不均匀限度的增长，给容器的运营安全带来不利的影响。因此一台卧式容器支座一般状况不适宜多于二个。圈座一般对于大直径薄壁容器和真空操作的容器。腿式支座简称支腿，因这种支座在与容器壳壁连接处会导致严重的局部应力，故只合用于小型设备（DN1600，L5m）。综上考虑在此选择双个鞍式支座作为储罐的支座。2.3法兰型式法兰连接重要长处是密封可靠、强度足够及应用广泛。缺陷是不能迅速拆卸、制导致本较高。压力容器法兰分平焊法兰与对焊法

5、兰。平焊法兰又分为甲型与乙型两种。甲型平焊法兰有PN0.25 MPa 0.6 MPa 1.0 MPa1.6 MPa，在较小范畴内（DN300 mm - mm）合用温度范畴为-20-30。乙型平焊法兰用于PN0.25 MPa-1.6 MPa压力级别中较大的直径范畴，合用的所有直径范畴为DN300 mm -3000 mm，合用温度范畴为-20-350。 对焊法兰具有厚度更大的颈，进一步增大了刚性。用于更高压力的范畴（PN0.6 MPa-6.4MPa）合用温度范畴为-20-45。法兰设计优化原则：法兰设计应使各项应力分别接近材料许用应力值，即构造材料在各个方向的强度都得到较充足的发挥。法兰设计时，须

6、注意如下二点：管法兰钢制管法兰、垫片、紧固件设计参照HG20592HG20635的规定。2.4液面计的选择液面计是用以批示容器内物料液面的装置，其类型诸多，大体上可分为四类，有玻璃板液面计、玻璃管液面计、浮子液面计和浮标液面计。在中低压容器中常用前两种。玻璃板液面计有透光式和反射式两种构造，其合用温度一般在0250。但透光式合用工作压力较反射式高。玻璃管液面计合用工作压力不不小于1.6MPa，介质温度在0250的范畴。液面计与容器的连接型式有法兰连接、颈部连接及嵌入连接，分别用于不同型式的液面计。液面计的选用2.4.1玻璃板液面计和玻璃管液面计均合用于物料内没有结晶等堵塞固体的场合。板式液面计

7、承压能力强，但是比较笨重、成本较高。2.4.2玻璃板液面计一般选易观测的透光式，只有当物料很干净时才选反射式。2.4.3当容器高度不小于3m时，玻璃板液面计和玻璃管液面计的液面观测效果受到限制，应改用其他合用的液面计。液氨为较干净的物料，易透光，不会浮现严重的堵塞现象因此在此选用玻璃管液面计。第三章 构造设计3.1壁厚的拟定根据壁厚公式在设计温度下，液氨的饱和压力为0.3Mpa（绝对压力），因此除灌装有点放空口，故取设计及计算压力为Pc=1.3，容器的内径Di=1000mm,在设计温度下，材料的许用应力为=137 通体材料在实验温度下的屈服强度为，采用双面焊对接接头，100%无损建材焊接接头系

8、数液氨为轻微腐蚀性，腐蚀裕量由筒体封头腐蚀裕量表查取C2=2mm(C21mm)波及厚度为根据,由钢板厚度负偏差得：C1=0.25mm该值不不小于名义厚度得6%，因此钢板厚度负偏差不可省略故取名义厚度圆整为5mm拟定选用壁厚为5mm得06Gr19Ni10高合金钢板制作罐体3.2封头厚度设计采用原则椭圆封头图3-1 椭圆形封头3.2.1计算封头厚度根据公式焊接接头系数取=1，钢板最大宽度为3m,而此储罐直径为1m,取封头需将钢板焊接后冲压成型于是封头厚度取C=C1+C2=0.25+2=2.25mm故+C=1.1+2.25=3.35mm圆整后取拟定选用=5mm厚的06Gr19Ni10制作封头3.2.

9、2水压实验及强度校核先按公式拟定水压实验时的压力为PT=1.25P=1.250.3=0.375Mpa查表得： 根据式; 则而 由于因此水压实验强度足够3.3储罐零部件的选用3.3.1储罐支座此容器为卧式储罐压力容器，可以选用鞍式支座一方面粗略计算鞍座的负荷储罐总质量mM=m1+m2+m3+m4m1-罐体质量m2-封头质量m3-液氨质量m4-附件质量3.3.2 罐体质量 =5mm L=1200的筒节3.3.3封头质量公称直径DN=1000mm 壁厚,选用直边高度为h=75mm的原则椭圆封头，进一步高度H=325mm 容积0.2545m3其质量 因此m2=2=263.5=127kg3.3.4液氨质

10、量 装量系数液氨密度V容器体积装量系数取=0.977储罐容积V=2V封+V筒液氨-20的密度为665kg/ m3则容积质量m33.3.5附件质量无人孔 手孔 其他接管质量按100kg计则储罐总质量m每个鞍座只承受14.4KN的负荷根据鞍座负荷，选择鞍座，可以选择轻型带垫板，包角为120的鞍座鞍座形式为JB/T4712-92 鞍座 BI1020-FJB/T4712-92 鞍座 BI1000-F符号阐明C1 钢板负偏差mm 焊接接头系数 P 设计压力Mpa 体积m3Pw 工作压力 Mpa 密度g/cm3 圆筒材料在实验温度下的屈服强度Mpa 筒体设计厚度mm 圆筒材料在实验温度下的许用应力Mpa 轴向许用应力 Mpa 容器元件材料在实验温度下的许用应力 Mpa 实验压力 Mpa 筒体计算厚度 mm 设计温度下的许用应力 MPa 筒体有效厚度 mm 筒体名义厚度 mm 腐蚀裕量 mm 计算压力 Mpa 注：由于部分符号在计算过程之前或者计算过程之后进行了阐明，此外在另行阐明 总结参照文献