化工设备基础课程设计报告书

《化工设备基础课程设计报告书》由会员分享，可在线阅读，更多相关《化工设备基础课程设计报告书（9页珍藏版）》请在装配图网上搜索。

1、化工设备基础课程设计第一章 设计方案的确定 错 误! 未定义书签1.1 液氨储罐选型 错 误! 未定义书签1.2 液氨储罐选材 错 误! 未定义书签第二章 储罐的工艺设计 错误! 未定义书签2.1 筒体壁厚设计 错 误! 未定义书签2.2 筒体封头设计 错 误! 未定义书签2.3 校核罐体及封头的水压试验强度 错误! 未定义书签2.4 人孔设计 错 误! 未定义书签2.5 人孔补强 错 误! 未定义书签2.6 接口管 错误! 未定义书签2.6.1 液氨进料管 错 误! 未定义书签2.6.2 液氨出料管 错 误! 未定义书签2.6.3 排污管 错误! 未定义书签2.6.4 液面计接管 错 误!

2、未定义书签2.6.5 放空接口管 错 误! 未定义书签2.7 鞍座 错 误! 未定义书签2.7.1 罐体质量 错 误! 未定义书签2.7.2 封头质量 错 误! 未定义书签2.7.3 液氨质量 错 误! 未定义书签2.7.4 附件质量 错 误! 未定义书签第三章 设备总装配图 错误! 未定义书签3.1 设备总装配图 错误! 未定义书签3.2 储罐技术要求： 错 误! 未定义书签3.3 设计技术特性表 错 误! 未定义书签第四章 设计总结 错误! 未定义书签参考文献 错 误! 未定义书签第一章 设计方案的确定1.1 液氨储罐选型工业的压力容器种类很多，按形状主要分以下几类： （ 1）方型或矩形容

3、 器 （2）球型容器 （ 3）圆筒型容器 。本设计采用圆筒型容器，方型或矩形容 器虽制造简单，但承压能力差，四角的边缘应力较大， 容易失效且封头设计较厚， 故不选用。球型容器，虽单位容积所用的材料最少且受力最佳，承载力好，但对 中小型储罐来说安装件不方便，制造难度较大，成本相对较高，不选用。而圆 筒型容器， 制造容易，选用适当的长径比之后， 安装、检修方便，承载能力较好。 因此本设计采用圆筒型容器。1.2 液氨储罐选材储罐的经济性与实用性重要方面就是材料的选择。根据实际条件，本设计采用16MnR主要有几下方面原因：（1）容器的使用条件，如温度、压力等。当容器温度低于0C时，不得选用Q235系列

4、的钢板，因其塑性变脆。虽 20R的 碳素钢满足，但其制造要求较高且强度底。而16MnF在常温-40 C 200E下，具有良好的力学性能和足够的强度。 （2）综合经济 市场调查（ 2009年） 20R 碳素钢价格：2600元/吨，低合金钢16MnR介格：2680元/吨，两者价格相差不 大，但16MnF制造的储罐比碳素钢的质量轻1/3，同时减少了壁厚。综上所述，本设计用钢选用 16MnR。第二章 储罐的工艺设计2.1 筒体壁厚设计采用径Di=2200mm,储罐长度L （不包含封头）=5000mrtl勺工艺尺寸。其 长径之比L/Di=2.27，满足一般卧式容器长径比在 2 6的围之。本设计采用 50

5、 C设计温度，这时氨的饱和蒸汽压为 2.07 MPa 2。P表压=P绝对大气压-P大气压=2.07-0.10103=1.969 Mpa储罐上安装安全阀 故P=1.969 1.1=2.16 Mpa设计壁厚公式:PD it2C2项目Di (mm)P设计（MPa（双面，100%探伤）Q(mm)尺寸22002.161631.01.0其上式中相关参数如表2-1 :d2.16 220012 163 12.16=15.67mm3由表 3-13 查得：C1=0.8mm-=15.67+0.8=16.47mmd圆整后n=18mm故筒壁用18mm勺16MnF钢板制2.2 筒体封头设计从工艺操作要求考虑，对封头没有特

6、殊要求。从定性角度分析可知：平板 封头四角处在较大边缘应力且厚度较大，故不采用；半球形封头受力最好、壁厚 最薄、重量轻，但深度大，制造较难，中、低压设备不宜选用；蝶形封头母线曲 率不连续，存在局部应力，受力不如椭圆形封头；标准椭圆形封头已系列化，制 造容易，受力比蝶形好，故选用此封头。设计壁厚n :d半6其中 =120.5 P-=16.43mmd圆整之后n=18mm考虑减少材料间的线性膨胀系数，故采用18mn厚 16Mn矗冈板制造的标准椭圆形圭寸头。2.3 校核罐体及封头的水压试验强度由水压实验公式:Pt Di2 e0.96 sPt 1.25 P 1.25 2.16 2.7MPa18 1.8

7、16.2mm325MPa0.96325 0.9292.5MPa272200 值2184.7MPa2 16.2 1可见：0.96 s所以满足水压试验，强度足够。2.4 人孔设计根据储罐的设计温度、工作压力、材质及使用要求等条件，选用公称压力PN=2.5Mpa的水平吊盖带颈对焊法兰人孔，其公称直径选定为DN=450mm采用榫槽密封面（T.G）型和石棉橡胶板垫片（A.G）。人孔各零件名称、材质及尺寸见 表2-2，结构见1-1图。该水平吊盖带颈对焊法兰人孔的标记:人孔 TGI (A.G) 450-2.5 HG21524-95人孔 PN2.5 DN450 ( HG21524-95 明细表 2-2代号名称

8、数量材料尺寸/mm1筒节116MnRdWS=480 12H仁 3202法兰116Mn4法兰盖116Mnb=39 b1=447吊环1Q235-A.F8转臂1Q235-A.Fd=3611吊勾1Q235-A.F14支撑板116Mn其图见后附图1-12.5 人孔补强人孔开孔补强采用补强圈结构，材质为16MnR根据补强经验，补强圈的厚度与筒体壁厚相等，其补强强度足够,故补强圈厚度取18mm2.6接口管本储罐有以下接管2.6.1液氨进料管采用流速为1.5m/s ,3 . 8小时流到16. 5m3 (22 0.75)，故 Qv,h=4.34m3/h4竺360032mm3.14 1.5采用38mm 3.5mm

9、的无缝钢管，管的一端切成45，深入储罐少许，配用图面板式平焊管法兰，法兰标记：HG20592法兰 PL32-2.5RF16MnR。因该38mm 3.5mm其设计压力等于2.5MPa,接管公称外径小于89mn且接管最小壁 厚满足表3-31呵，所以不用补强。2.6.2 液氨出料管采用可拆的压出管25mm 3mm，将它用法兰固定在接口管38mm 3.5mm。罐体的接口管法兰采用 HG20592法兰PL32-2.5 RF 16Mn,与该法兰相配并焊接在压出管的法兰上，其连接尺寸和厚度与法兰HG20592法兰PL32-2.5 RF 16Mn相同，其径为25mm压出管深入储罐 2.1m。2.6.3 排污管

10、储罐右端最低部，安设排污管一个，管子规格57mm 3.5mm，管端装有一与截止阀J41W-16相配的管法兰：HG20592法兰PL50-2.5 RF 16Mn2.6.4 液面计接管本储罐采用玻璃防霜面计 AI2.5 1260 50 HG/T2155-93两只。其中： AI 防霜面计类型2.5公称压力等级， MPa1260 液面计的公称长度50 防霜翅片高度， mmHG/T2155-93 液面计的标准图号2.6.5 放空接口管采用 32mm 3.5mm无缝钢管，管法兰 HG20592 法 PL25-2.5 RF 16Mn2.7 鞍座储罐总质量 :m=m1+m2+m3+m4式中： m1 罐体质量m

11、 2 封头质量m3- 液氨质量m 4 附件质量2.7.1 罐体质量DN=2200mm,n =18mn筒件。每米质量 qi=984kg/m （见附表 4）故 m1= q 1 L=984 5=4920kg2.7.2 封头质量DN=2200mm, n=18mm直角高度40mni的标准椭圆形圭寸头。其质量m=782kg（附表6）2.7.3 液氨质量m= V式中： -装填系数，取0.75V-储罐体积V=V 封+V筒=22.08m3-液氨在-20 C时密度665kg/m3m3=0.75 22.08 665=11012.4kgDN(mm)数量（个）法兰理论质量（kg）2521.123231.865012.7

12、7附件质量人孔质量约重200kg ；法兰质量列如下表:法兰总质量=10.59kg m 4=200+250+10.59=460.59kg设备总质量：m= m+m+ m3+ mu=4920+1564+11012.4+460.59=17956.99kgF=皿=17956.99 9.81 =88.08kN2 2即每个鞍座只承受约88.08kN负荷，根据附录165表40,可以选用轻型带垫板、 包角为120的鞍座。故选用： JB/T4712-92鞍座 A2200-FJB/T4712-92鞍座 A2200-S第三章设备总装配图3.1 设备总装配图示见附图2-2，各零部件的名称、规格、尺寸、材料等见明 细表。3.2 储罐技术要求储罐技术要求：(1) 本设备按GB150-1998钢制压力容器进行制造、试验和验收(2) 焊接材料、对接焊接接头形式及尺寸可按GB985-80中规定(设计焊接接 头系数为1)(3) 焊接采用电弧焊，焊条牌号为 E4303(4) 壳体焊缝应进行无损探伤检查，探伤长度为100%(5) 设备制造完毕后，以2 MPa表压进行水压试验(6) 管口方位按本图3.3设计技术特性综上计算过程，其结果如技术特性表:序号名称结果1设计压力2.16MPa2工作温度50 C3物料名称液氨4容积22.08 m35人孔DN=450mm