过程装备与控制工程课程设计-15立方米液氯储罐设计

过程装备与控制工程课程设计-15立方米液氯储罐设计内容摘要：

0mm ：顶部距左封头 焊缝 300mm 料管： 顶部距左封头 焊缝 2700mm 料管： 顶部距右封头 焊缝 2700mm ：顶部距左封头 焊缝 1500mm ：顶部距右封头 焊缝 2250mm ：顶部 距 右封头 焊缝 750mm ： 顶部距右封头 焊缝 1500mm ：筒体右侧封头表面 接管和法兰布置如图 3 所示， 法兰简图如图所示： 图 41 中北大学过程设备设计课程设计 15m179。 液氨卧式储罐 10 查 HG/T 205922020《钢制管法兰》中表 31 PN10 带颈对焊钢制管法兰，选取各管口公称直径，查得各法兰的尺寸。 查 HG/T 205922020《钢制管法兰》中附录 D 中表 D3PN10 法兰的质量 ,得各法兰的质量。 查 HG/T 205922020《钢制管法兰》中表 ，法兰的密封面均采用 FM（凹凸面密封）。 表 42 接管和法兰尺寸 各接管钢材的选择 在储罐底部设置一个排污管，规格是  40179。 ，管法兰 PN10 DN40。 采用  40179。 无缝钢管 ,管 法兰 PN10 DN40。 采用  50179。 5mm 无缝钢管。 管的一端切成 45176。 ,伸入储罐少许 .配用具有突面密封的序号 名称 公称直径DN 钢管外径法兰焊端外径 法兰外径D 螺栓孔中心圆直径 K 螺栓孔直径 L 螺栓孔数量 n（ 个） 螺栓Th 法兰厚度C 法兰颈 法兰高度H 法兰质量 N S  1H R a 排污口 40 45B 150 110 18 4 M16 18 64 7 6 45 b 放空口 40 45B 150 110 18 4 M16 18 64 7 6 45 c 液氨进口管 50 57B 165 125 18 4 M16 18 74 8 5 45 d 液氨出口 管 50 57B 165 125 18 4 M16 18 74 8 5 45 e 人孔 500 530B 670 620 26 20 M24 28 562 16 12 90 f 气氨出口 50 57B 165 125 18 4 M16 18 74 8 5 45 g 安全阀接口 80 89B 200 160 18 8 M16 20 110 10 6 50 h 压力表接口 20 25B 105 75 14 4 M12 18 40 6 4 40 i 液位计接口 32 38B 140 100 18 4 M16 18 56 6 6 42 中北大学过程设备设计课程设计 15m179。 液氨卧式储罐 11 平焊管法兰 :法兰 PN10 DN50。 采用可拆的压出管  50179。 5mm,法兰 (与氨输送管相连 )采用法兰 PN10 DN50。 采用  50179。 5mm 无缝钢管 ,管 法兰 PN10 DN50。 安全阀接口管尺寸由安全阀泄放量决定。 本贮罐选用  80179。 6mm 的无缝钢管 ,法兰PN10 DN80。 采用  20179。 3mm 无缝钢管 ,管 法兰 PN10 DN20。 液氨储罐常用玻璃管液面计，由储罐公称直径 iD =1700mm 根据 HG/T2155093，选择玻璃管液面计 AIW PN10,L=1450mm， HG522780 四支。 与其相配的接管尺寸为  32179。 ,管法兰为法兰 PN10 DN32。 垫片的选择 查 HG/T 206092020《钢制管法兰用金属包覆垫片》表 得： 表 43 垫片尺寸表 符号 管口名称 公称直径 内径 D1 外径 D2 a 排污口 40 75 103 b 排空口 40 75 103 c 液氨进口管 50 85 119 d 液氨出口管 50 85 119 e 人孔 500 580 624 f 气氨出口管 50 85 119 g 安全阀接口 80 120 154 中北大学过程设备设计课程设计 15m179。 液氨卧式储罐 12 h 压力表接口 20 45 72 i 液位计接口 32 65 88 注： 1：包覆金属材料为纯铝板，标准为 GB/T 3880，代号为 L3。 2: 填充材料为有机非石棉纤维橡胶板。 3：垫片厚度均为 3mm。 （螺柱）的选择 查 HG/T 206132020 《钢制管法兰用紧固件》中表 和附录中表 ,得螺柱的长度和平垫圈尺寸： 表 44 螺栓 紧固件用平垫圈 mm 公称直径 螺纹 螺柱长 1d 2d H a 40 M16 85 17 30 3 b 40 M16 85 17 30 3 c 50 M16 85 17 30 3 d 50 M16 85 17 30 3 e 500 M24 125 25 44 4 f 50 M16 85 17 30 3 g 80 M16 90 17 30 3 h 20 M12 75 13 24 i 32 M16 85 17 30 3 鞍座的选择 鞍座结构和材料的选取 卧式容器的支座有三种形式：鞍座、圈座、和支腿，常见的卧式容器 和大型卧式储罐、换热器等多采用鞍座。 置于支座上的卧式容器，其情况和梁相似，有材料力学分析可知，梁弯曲产生的应力与支点的数目和位置有关。 当尺寸和载荷一定时多支点在梁内产生的应力较小，因此支座数目似乎应该多些好。 但对于大型卧式容器而言，当采用多支座时，如果各支座的水平高度有差异或地基沉陷不均匀，或壳体不直不圆等微小差异以及容器不同部位受力挠曲的相对变形不同，是支座反力难以为个支点平均分摊，导致中北大学过程设备设计课程设计 15m179。 液氨卧式储罐 13 课题应力增大，因而体现不出多制作的优点，故一般情况采用双支座。 采用双支座时选取的原则如下： ① 双鞍座卧式容器的受 力状态可简化为受均布载荷的外伸梁，由材料力学知，当外伸长度 A= 时，跨度中央的弯矩与支座截面处的弯矩绝对值相等，所以一般近似取 .2L0A ,其中 L取两封头切线间距离， A 为鞍座中心线至封头切线间距离。 ② 当鞍座邻近封头时，则封头对支座处筒体有加强刚性的作用。 为了充分利用这一加强效应，在满足 .2L0A 下应尽量使  . 此外，卧式容器由于温度或载荷变化时都会产生轴向的伸缩，因此容器两端的支座不能 都固定在基础上，必须有一端能在基础上滑动，以避免产生过大的附加应力。 通常的做法是将一个支座上做成 F 型，另一个做成 S 型 ,如下图。 所以本设计就采用这种支座结构。 根据设备的公称直径和容器的重量参照鞍座标准 JB/T47121992 选取鞍座结构及尺寸。 鞍座的材料（除加强垫板除外）为 Q235A178。 F，加强垫板的材料应与设备壳体材料相同为 16MnR。 图 42 中北大学过程设备设计课程设计 15m179。 液氨卧式储罐 14 图 43 容器载荷计算 筒体的质量 1m ： 1m = 5 1 97 8 5 00 1  DL kg 封头的质量 2m : 根据封头的名义厚度查 国家标准 JB/T47462020表 44标准椭圆形封头理论质量为 ㎏。 2m = 水压试验时水的质量 3m ： 由常用压力容器手册查得公称直径 1700mm,的标准椭圆封头的容积为 3m ,则容器容积为： ***2 2  筒体封头 VVV3m 水重 3m ： 3m =179。 1000=15000 ㎏。 附件的质量 4m ：人孔重 321kg,人孔补强重 ,附件总质量约为 500kg. 所以设备总质量 m： 9 7 2 85 0 01 5 0 0 0 5 1 94321  mmmmm kg 鞍座选取标准 选公称直径为 1700mm 的容器选择轻型 (A),120176。 包角、焊制、四筋、带垫板，高度为 250mm 的鞍座，允许载荷 Q275kN,为使封头对鞍座处的圆筒起加强作用，中北大学过程设备设计课程设计 15m179。 液氨卧式储罐 15 可取 A≤ m（2Rm niR ） ,即 8572  nim RR mm，  mRA mm 则可取 A=420mm 左鞍座标记为 JB/T47122020 鞍座 记为 JB/T47122020 鞍座 A1700S。 具体尺寸如下表： 表 45 鞍座的规格 公称直径DN 允许载荷Q kN 鞍座高度 h 底板 腹板 垫板 螺栓间距2l 鞍座质量 kg 1l 1b 2b 0b 弧长 rb sb re 1700 275 250 1200 200 12 8 1900 390 8 70 1040 122 鞍座强度校核 鞍座腹板的水平分力： FKF 9S 查得鞍座包角 120176。 对应系数  支座反力：  mgF KN 鞍座腹板有效界面内的水平方向平拉应力：rerbb   0SS9 H F SH 计算高度，取鞍座实际高度和 3mR 两者中的较小值 : min{250,2500/3}=250mm 0b 鞍座腹板厚度 :10mm rb 鞍座腹板有效宽度，取垫板宽度 4b 与圆筒体的有效宽度 emRbb   两者中的较小值， 500mm re 鞍座垫板有效厚度， 10mm 则 1050010250    rrs s bbH FMpa 中北大学过程设备设计课程设计 15m179。 液氨卧式储罐 16 应力校核：鞍座材料 Q235A178。 F的许用应力   Mpasa 125 ，则   pasa   sa 329  视镜的选用 选用不带颈视镜； 不带颈视镜结构简单，便于窥视，由于视镜接缘直接焊接在设备上，容易在焊接后引起接缘上的密封面变形，所以 应有可靠的焊接工艺保证。 选用视镜的数据： DN=80 PN= D=130 b1=36 b2=26 H=91 螺柱：个数 n=8 直径 d=M12 重量 m= 标准：不锈钢 HGJ5018615 图 44 视镜 液面计的选用 透光式玻璃面液面计，型号 T；利用连通器原理，通过液面计的玻璃板视窗可以观察容器内部液面位置的变动情况。 结构形式：保温型 W,钢板 =900,标准. 中北大学过程设备设计课程设计 15m179。 液氨卧式储罐 17 图 45 磁性液面计 液氨： A44H160 对于高压容器和安全泄放量达的中低压容器，最好采用全启式安全阀，考虑泄放的介质质量是否易燃、有毒、污染环境，确定采用封闭式安全阀。 所以选用弹簧封闭全启式（带扳手）安全阀。 图 46 安全阀 焊接接头的设计 采用 Y型对接接头和手工电弧焊，综合考虑材料选用 16MnR. 焊条类型： E5018 —— 铁粉低氢钾型 中北大学过程设备设计课程设计 15m179。 液氨卧式储罐 18 图 47 Y 型坡口 筒体和封头的焊接：δ =6~20 α =60~70 b=0~2 p=2~3 图 48 带补强圈焊接接头结构 接管与筒体的焊接：β 1 =50176。 +5176。 2 ＝ 30176。 177。 2176。 b1 =2+ 2b ＝ 5177。 1 1K。