部分可参考资料

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1、目录1液氨贮罐的设计背景32液氨贮罐的分类及选型42.1 贮罐的分类42.2贮罐的选型43设计温度和设计压力的确定54材料用钢的选取64.1容器用钢64.2附件用钢65工艺尺寸的确定76强度计算106.1筒体的壁厚设计106.2封头的壁厚设计106.3水压试验106.4人孔设计116.4.1人孔的选取116.4.2人孔补强的确定146.5支座166.5.1支座的选取166.5.2鞍座的计算306.5.3鞍座的安装位置346.6液面计的选配356.7接管和法兰的选配387设备总装配图487.1化工设备的图示表达特点487.2化工设备图的主要内容487.3化工设备图中的简化画法497.4化工设备总

2、图的绘制507.5计算机绘图（AutoCAD）537.6图纸的折叠装订54设计小结55参考文献56课程设计要求57化工容器设计举例581 液氨贮罐的设计背景化学工业和其它流程工业的生产都离不开容器。所有的化工设备的壳体都是一种容器，容器的应用遍及各行各业，诸如航空、航海、机械制造、轻工、动力等行业。然而化工容器又有其本身特点，不仅要适应化学工艺过程所要求的压力和温度条件，还要承受化学介质的作用，要能长期的安全工作且保证良好的密封。因此在容器的设计中应综合考虑个方面的因素，使之达到最优。液氨主要用于生产硝酸、尿素和其它化学肥料，还可用作医药和农药的原料。在国防工业中用于制造火箭、导弹的推进剂，可

3、用作有机化工产品的氨化原料，还可用作冷冻剂，将氨进行分解，分解成氢氮混合气体这种混合气体是一种良好的保护气体，可以广泛地应用于半导体工业、冶金工业以及需要保护气氛的其它工业和科学研究中。为能够进行连续的生产，需要有储存液氨的容器，因此设计液氨贮罐是制造贮罐的必备步骤，是化工生产能够顺利进行的前提。2 液氨贮罐的分类及选型2.1 贮罐的分类贮罐按其形状可分为方形和矩形容器、球形容器、圆筒形容器（立式、卧式）。按其承压性质可分为内压和外压，内压容器又可分为低压、中压、高压、超高压4个压力等级。按其工作的温度环境可分为低温、常温、中温、高温容器。按制造器的材料可分为金属制和非金属制两类。按其应用情况

4、可分为反应压力容器（R）、换热压力容器（E）、分离压力容器（S）、储存压力容器（C）等。2.2贮罐的选型在本设计中由于设计体积较小（约为 m3）且工作压力较小（p0=1.6MPa）可采用卧式圆筒形容器，方形和矩形容器大多在很小设计体积时采用，因其承压能力较小且使用材料较多；而球形容器虽承压能力强且节省材料，但制造较难且安装内件不方便；立式圆筒形容器承受自然原因引起的应力破坏的能力较弱，故选用圆筒形卧式容器。卧式圆筒形液氨储罐通常由卧式圆筒形筒体和两端的椭圆形封头组成，按照化学生产工艺的要求设置进料口、出料口、放空口、排污口、压力表、安全阀和液面计等。为了检修方便，还要开设人孔，用鞍式支座支承于

5、混凝土基座上。3 设计温度和设计压力的确定罐储存的是经过压缩机压缩后，被冷却水冷凝的液态氨，由于冷却水的温度随气候变化而波动，通常氨被压缩到0.94MPa才能被冷却水冷凝。储罐通常置于室外，罐内液氨的温度和压力直接受到大气温度的影响，在冬季可达-30，在夏季储罐经太阳曝晒后，液氨的温度可达50，这时候氨的饱和蒸汽压随着气温的变化，储罐的操作压力也在不断改变（参考下表3-1）。表3-1：液氨的饱和蒸汽压和密度温度（）50403020100-10-20-30饱和蒸汽压（绝压，MPa）2.071.5531.1650.8560.6140.4280.2910.1900.120密度（kg/m3）56358

6、0595610625639652665678液氨储罐的操作温度通常可取夏季的最高气温50（参考表3-2所示）。为了确保操作安全，我国劳动和社会保障部颁布的压力容器安全技术监察规程第25条规定：临界温度高于50的液氨，无保温常温储存，储罐必须安装安全阀，工程中其设计压力不低于安全阀开启压力（参考表3-3所示，安全阀开启压力取1.051.10倍工作压力），通常选取为2.071.12.16MPa（相当于取50时饱和蒸汽压对应的设计压力）。表3-2设计温度介质工作温度设计温度t-20介质最低工作温度介质工作温度减010-20t15介质最低工作温度介质工作温度减510t15介质最高工作温度介质工作温度加

7、1530注：当最高（低）工作温度不明确时，按表中的确定。表3-3设计压力类 型设计压力内压容器无安全泄放装置1.01.10倍工作压力装有安全阀不低于（等于或稍大于）安全阀开启压力（安全阀开启压力取1.051.10倍工作压力）装有爆破片取爆破片设计爆破压力的上限出口管线上装有安全阀不低于安全阀的开启压力加上流体从容器流至安全阀处的压力降两侧受压的压力容器元件一般应以两侧的设计压力分别作为该元件的设计压力。当有可靠措施确保两侧同时受压时，可取两侧最大压力差作为设计压力真空容器当有安全阀控制时，取1.25倍的内外压力差，或0.1MPa两者中的较小值。当没有安全阀控制装置时，取0.1MPa。4 材料用

8、钢的选取4.1 容器用钢压力容器的使用工况（如温度、压力、介质特性和操作特点等）差别很大，制造压力容器所用的钢种类很多，既有碳素钢、低合金高强度钢和低温钢，也有中温抗氢钢、不锈钢和耐热钢，还有复合钢板。一般中低压设备可采用屈服极限为245MPa345MPa级的钢材；直径较大、压力较高的设备，均应采用普通低合金高强度钢，强度级别宜用400MPa级或以上；如果容器的操作温度超过400，还需考虑材料的蠕变强度和持久强度。16MnR钢是屈服强度350MPa级的普通低合金高强度钢，具有良好的综合力学性能、焊接性能、工艺性能以及低温冲击韧性。在焊接压力容器时采用碱性焊条（J507），15MnVR钢和18M

9、nMoNbR钢是屈服强度分别为400、500MPa级普通低合金高强度钢，虽然有较高的强度，但韧性、塑性都较C-Mn钢低，且有较高的缺口敏感性和时效敏感性。并且这两类钢均较16MnR钢昂贵。因此选用16MnR钢既符合工艺要求，也节约资源，以便获得更好的经济价值。4.2 附件用钢优质低碳钢的强度较低，塑性好，焊接性能好，因此在化工设备制造中常用作热交换器列管、设备接管、法兰的垫片包皮等。优质中碳钢的强度较高，韧性较好，但焊接性能较差，不宜用作接管用钢。由于接管要求焊接性能好且塑性好。故选择10号优质低碳钢的普通无缝钢管制作各型号接管。由于本贮罐使用地点为：茂名，在夏季最高温度可达50，这时氨的饱和

10、蒸气压为2.07MPa（绝对压力)。由于法兰必须具有足够大的强度和刚度，以满足连接的条件，使之能够密封良好，故选用普通低合金高强度钢16MnR（新钢号名称已统一为Q345R）。5 工艺尺寸的确定以公称（设计）体积，公称直径为例：l 设计体积：，公称直径：。l 采用标准椭圆形封头（图5-1），按JB/T 4746-2002规定：取直边高度。则由表5-1、表5-2可得1) 单个封头容积：2) 封头总容积： ，则3) 筒体部份容积为：，则4) 筒体长度：5) 取整后（按百位数）筒体实际长度：6) 所以储罐实际容积为：。表5-1筒体的容积、面积及质量（钢制：JB/T 4746-2002）公称直径DN1

11、m高的容积V/1m高的内表面积Fi/1 m 高 筒 节 质 量 值/kg壁厚/mm3456810121416182022242628303500.0961.102635444000.1261.263040506079991194500.1591.41344556675000.1961.51375062751001251501755500.2381.74415568826000.2831.88456075901211501802116500.3322.046581971307000.3852.2069871051401762132508000.5032.517999119159200240280

12、9000.6362.838911213417922427031536340810000.7853.1412414919924929634839945050311000.9503.4613616421827412001.1313.7714917823829835841847954060266213001.3274.0916119325832314001.5394.40173208278348418487567630700770840914986105815001.7674.7118622329737244616002.0175.0319823831739747655663672080088096

13、010401124120618002.5455.66267356446536627716806897987108011701263135320003.1426.282963974955966957958959951095120013001400150122003.8016.8132243654565571487498410931204131814291540165024004.5247.55356475596714834960108011941314143515561677179826005.3098.1751464477490310301160129014221553168418151946

14、28006.1588.805546938319701110125013901531167118121953209430007.0309.4359374288110401190133814901640179019402091224232008.05010.0563279195011081267142515871745190820692229239034009.07510.686728411008117713461517168718572027219723672538360010.18011.32711890107012461424160617851965214523252505268638001

15、1.14011.837519391126131515141693188420742263245326432834400012.56621.577909881186138315821980198021852380258527852985表5-2EHA椭圆形封头内表面积、容积（钢制：JB/T 4746-2002）序号公称直径DN（mm）总深度H（mm）内表面积A（）容积V（）序号公称直径DN（mm）总深度H（mm）内表面积A（）容积V（）13001000.12110.00533126006907.65452.513123501130.16030.00803227007158.24152.80553

16、4001250.20490.01153328007408.85033.119844501380.25480.01593429007659.48073.456755001500.31030.021335300079010.13293.817065501630.37110.027736310081510.80674.201576001750.43740.035337320084011.50214.611086501880.50900.044238330086512.21935.046397002000.58610.054539340089012.95815.5080107502130.66860.

17、066340350091513.71865.9972118002250.75660.079641360094014.50086.5144128502380.84990.094642370096515.30477.0605139002500.94870.111343380099016.13037.6364149502631.05290.1300443900101516.97758.24271510002751.16250.1505454000104017.84648.88021611003001.39800.1980464100106518.73709.54981712003251.65520.

18、2545474200109019.649310.25231813003501.93400.3208484300111520.583210.98831914003752.23460.3977494400114021.538911.75882015004002.55680.4860504500116522.516212.56442116004252.90070.5864514600119023.515213.40602217004503.26620.6999524700121524.535914.28442318004753.65350.8270534800124025.578215.200324

19、19005004.06240.9687544900126526.642216.15452520005254.49301.1257555000129027.728017.14792621005655.04431.3508565100131528.835318.18112722005905.52291.5459575200134029.964419.25502823006156.02331.7588585300136531.115220.37042924006406.54531.9905595400139032.287621.52813025006657.08912.241760550014153

20、3.481722.7288注：对于封头直边高度h的取值，JB/T4746-2002规定：当DN2000时，取h=25mm；当DN2000时，取h=40mm。总深度Hhh1，h1为封头内曲面高度。图5-1标准椭圆形封头5.1 人孔设计5.1.1 人孔的选取为了检查和修理容器内部，在液氨储罐上需要设置人孔。人孔已标准化，按材料可分为碳钢人孔、低合金钢人孔和不锈钢人孔。有多种结构形式和法兰密封面形式以适应不同的公称压力和使用场合。圆形人孔的公称直径有DN400、DN450、DN500、DN600种。设置情况见（表6-5）。卧式容器筒体长度6000mm时，为了气体置换、采光、检验人员进行内外部检验和出

21、入方便，应考虑在两端各设置1个人孔。人孔不应该设置在鞍座截面和跨中截面上，也不宜在封头上设置人孔。人孔尺寸应根据容器直径大小、压力等级、容器内部可拆构件尺寸等因素决定，一般情况下：l 容器直径大于或等于9001000mm时，选用DN400人孔；l 容器直径大于10001600mm时，选用DN450人孔；l 容器直径大于16003000mm时，选用DN500人孔；l 容器直径大于3000mm时，选用DN600人孔。表6-5人孔的设置容器公称直径DN/mm有内部构件时无内部构件时300DN900设置设备法兰设置一个人孔或设置1-2个检查孔900DN2600设置一个人孔设置一个人孔DN2600设置二

22、个人孔设置一个人孔卧式液氨储罐常用碳钢水平吊盖人孔，这种人孔使用方便，压紧垫片可靠，开启时人孔盖悬挂于吊杆下，避免搬动较重的人孔盖。碳钢水平吊盖人孔的尺寸、材料和性能可查HG 2152221524-2005标准。下图6-1、表6-6为碳钢水平吊盖带颈对焊法兰人孔（HG21524-2005）相关参数：图6-1碳钢水平吊盖带颈对焊法兰人孔结构图5.1.2 人孔补强的确定为了满足各种工艺和结构上的要求，不可避免的要在容器的筒体或封头上开孔并安装接管。开孔后，壳壁因除去了一部分承载的金属材料而被削弱，而出现应力集中现象。为保证容器安全运行，对开孔必须采取适当的措施加以补强，以降低峰值应力。这里采用补强

23、圈补强，因其结构简单、制造方便、使用经验丰富。储罐开设人孔，对筒壁的强度削弱很大。GB150-1998钢制压力容器规定在压力容器上开孔适用的开孔范围为：1. 圆筒（1） 当其内径时，开孔最大直径，且；（2） 当其内径时，开孔最大直径，且。2. 凸形封头或球壳的最大开孔直径；3. 锥壳（或锥形封头）的最大开孔直径，为开孔中心处的锥壳内直径。4. 在椭圆形或碟形封头过渡部分开孔时，其孔的中心线宜垂直于封头表面。壳体开孔满足下述全部要求时，可不另行补强：1. 设计压力；2. 两相邻开孔中心间距（对曲面间距以弧长算）应不小于两孔直径之和的两倍；3. 接管外径；4. 接管最小壁厚满足下表6-7要求。表6

24、-7接管最小厚度接管外径mm253238454857657689最小壁厚3.53.53.54.04.05.05.06.06.0注：钢材的标准抗拉强度下限值时，接管与壳体的连接宜采用全焊透结构型式；接管的腐蚀裕量为1mm。当开孔对壳体强度削弱较大，需另行补强时，只要满足下述规定，通常可在筒体外焊接补强圈的方法来补强。 钢材的标准抗拉强度下限值； 补强圈厚度（为壳体开孔处的名义厚度，mm）； 壳体名义厚度。补强圈的参数可由JB/T 4736-2002查取（结构、参数见图6-2、表6-8），尺寸包括内直径、外径、壁厚及内侧的坡口尺寸，表6-8列出了各种不同接管直径所配用的补强圈外径及质（重）量。关于

25、补强圈内侧的坡口型式，JB/T 4736-2002给出了五种（见图6-2）。由教材的公式计算补强圈的厚度。其它接管的直径较小，一般对筒壁的削弱较小，可查教材后确定是否需要另行补强。图6-2补强圈结构型式表6-8补强圈尺寸系列（JB/T 4736-2002）接管公称直径dN/mm外径/mm内径/mm厚度/mm4681012141618202224262830质量/kg50130按图6-2中的形式确定0.320.480.640.800.961.121.281.431.591.751.912.072.232.57651600.470.710.951.181.421.661.892.132.372.6

26、02.843.083.313.55801800.590.881.171.461.752.042.342.632.923.223.513.814.104.381002000.681.021.351.692.032.372.713.053.383.724.064.404.745.081252501.081.622.162.703.243.774.314.855.395.936.477.017.558.091503001.562.353.133.914.695.486.267.047.828.609.3810.210.911.71753502.233.344.465.576.697.808.9210

27、.011.112.313.414.515.616.62004002.724.085.446.808.169.5210.912.213.614.916.317.719.020.42254403.244.876.498.119.7411.413.014.616.217.819.521.122.724.32504803.795.687.589.4711.413.315.217.018.920.822.724.626.528.43005504.797.189.5812.014.416.819.221.624.026.328.731.133.536.03506205.908.8511.814.817.7

28、20.623.626.629.532.435.438.341.344.24006806.8410.313.717.120.524.027.431.034.237.641.044.548.051.44507608.4712.716.921.225.429.633.938.142.346.550.855.059.263.550084010.415.620.725.931.136.341.546.751.857.062.267.472.577.760098013.820.627.534.441.348.255.162.068.975.782.689.596.4103.3我的大学爱情观目录：1、 大学

29、概念2、 分析爱情健康观3、 爱情观要三思4、 大学需要对爱情要认识和理解5、 总结1、什么是大学爱情：大学是一个相对宽松，时间自由，自己支配的环境，也正因为这样，培植爱情之花最肥沃的土地。大学生恋爱一直是大学校园的热门话题，恋爱和学业也就自然成为了大学生在校期间面对的两个主要问题。恋爱关系处理得好、正确，健康，可以成为学习和事业的催化剂，使人学习努力、成绩上升；恋爱关系处理的不当，不健康，可能分散精力、浪费时间、情绪波动、成绩下降。因此，大学生的恋爱观必须树立在健康之上，并且树立正确的恋爱观是十分有必要的。因此我从下面几方面谈谈自己的对大学爱情观。2、什么是健康的爱情：1) 尊重对方，不显示

30、对爱情的占有欲，不把爱情放第一位，不痴情过分；2) 理解对方，互相关心，互相支持，互相鼓励，并以对方的幸福为自己的满足; 3) 是彼此独立的前提下结合；3、什么是不健康的爱情：1)盲目的约会，忽视了学业;2)过于痴情，一味地要求对方表露爱的情怀，这种爱情常有病态的夸张;3)缺乏体贴怜爱之心，只表现自己强烈的占有欲;4)偏重于外表的追求;4、大学生处理两人的在爱情观需要三思：1. 不影响学习：大学恋爱可以说是一种必要的经历，学习是大学的基本和主要任务，这两者之间有错综复杂的关系，有的学生因为爱情，过分的忽视了学习，把感情放在第一位；学习的时候就认真的去学，不要去想爱情中的事，谈恋爱的时候用心去谈

31、，也可以交流下学习，互相鼓励，共同进步。2. 有足够的精力：大学生活，说忙也会很忙，但说轻松也是相对会轻松的！大学生恋爱必须合理安排自身的精力，忙于学习的同时不能因为感情的事情分心，不能在学习期间，放弃学习而去谈感情，把握合理的精力，分配好学习和感情。3、 有合理的时间；大学时间可以分为学习和生活时间，合理把握好学习时间和生活时间的“度”很重要；学习的时候，不能分配学习时间去安排两人的在一起的事情，应该以学习为第一；生活时间，两人可以相互谈谈恋爱，用心去谈，也可以交流下学习，互相鼓励，共同进步。5、大学生对爱情需要认识与理解，主要涉及到以下几个方面：（1） 明确学生的主要任务“放弃时间的人，时

32、间也会放弃他。”大学时代是吸纳知识、增长才干的时期。作为当代大学生，要认识到现在的任务是学习学习做人、学习知识、学习为人民服务的本领。在校大学生要集中精力，投入到学习和社会实践中，而不是因把过多的精力、时间用于谈情说爱浪费宝贵的青春年华。因此，明确自己的目标，规划自己的学习道路，合理分配好学习和恋爱的地位。（2） 树林正确的恋爱观提倡志同道合、有默契、相互喜欢的爱情：在恋人的选择上最重要的条件应该是志同道合，思想品德、事业理想和生活情趣等大体一致。摆正爱情与学习、事业的关系：大学生应该把学习、事业放在首位，摆正爱情与学习、事业的关系，不能把宝贵的大学时间，锻炼自身的时间都用于谈情说有爱而放松了

33、学习。 相互理解、相互信任，是一份责任和奉献。爱情是奉献而不时索取，是拥有而不是占有。身边的人与事时刻为我们敲响警钟，不再让悲剧重演。生命只有一次，不会重来，大学生一定要树立正确的爱情观。（3） 发展健康的恋爱行为 在当今大学校园，情侣成双入对已司空见惯。抑制大学生恋爱是不实际的，大学生一定要发展健康的恋爱行为。与恋人多谈谈学习与工作，把恋爱行为限制在社会规范内，不致越轨，要使爱情沿着健康的道路发展。正如马克思所说：“在我看来，真正的爱情是表现在恋人对他的偶像采取含蓄、谦恭甚至羞涩的态度，而绝不是表现在随意流露热情和过早的亲昵。”（4） 爱情不是一件跟风的事儿。很多大学生的爱情实际上是跟风的结

34、果，是看到别人有了爱情，看到别人幸福的样子（注意，只是看上去很美），产生了羊群心理，也就花了大把的时间和精力去寻找爱情（5） 距离才是保持爱情之花常开不败的法宝。爱情到底需要花多少时间，这是一个很大的问题。有的大学生爱情失败，不是因为男女双方在一起的时间太少，而是因为他们在一起的时间太多。相反，很多大学生恋爱成功，不是因为男女双方在一起的时间太少，而是因为他们准确地把握了在一起的时间的多少程度。（6） 爱情不是自我封闭的二人世界。很多人过分的活在两人世界，对身边的同学，身边好友渐渐的失去联系，失去了对话，生活中只有彼此两人；班级活动也不参加，社外活动也不参加，每天除了对方还是对方，这样不利于大学生健康发展，不仅影响学习，影响了自身交际和合作能力。总结：男女之间面对恋爱，首先要摆正好自己的心态，树立自尊、自爱、自强、自重应有的品格，千万不要盲目地追求爱，也不宜过急追求爱，要分清自己的条件是否成熟。要树立正确的恋爱观，明确大学的目的，以学习为第一；规划好大学计划，在不影响学习的条件下，要对恋爱认真，专一，相互鼓励，相互学习，共同进步；认真对待恋爱观，做健康的恋爱；总之，我们大学生要树立正确的恋爱观念，让大学的爱情成为青春记忆里最美的风景，而不是终身的遗憾！