1、n更多企业学院: 中小企业管理全能版183套讲座+89700份资料总经理、高层管理49套讲座+16388份资料中层管理学院46套讲座+6020份资料国学智慧、易经46套讲座人力资源学院56套讲座+27123份资料各阶段职员培训学院77套讲座+ 324份资料职员管理企业学院67套讲座+ 8720份资料工厂生产管理学院52套讲座+ 13920份资料财务管理学院53套讲座+ 17945份资料销售经理学院56套讲座+ 14350份资料销售人员培训学院72套讲座+ 4879份资料化工设备基础课程设计 第一章 设计方案确实定1.1 液氨储罐选型 工业压力容器种类很多,按形状关键分以下几类:(1)方型或矩形
2、容器 (2)球型容器 (3)圆筒型容器 。本设计采取圆筒型容器,方型或矩形容器虽制造简单,但承压能力差,四角边缘应力较大,轻易失效且封头设计较厚,故不选择。球型容器,虽单位容积所用材料最少且受力最好,承载力好,但对中小型储罐来说安装内件不方便,制造难度较大,成本相对较高,不选择。而圆筒型容器,制造轻易,选择合适长径比以后,安装、检修方便,承载能力很好。所以本设计采取圆筒型容器。1.2 液氨储罐选材储罐经济性和实用性关键方面就是材料选择。依据实际条件,本设计采取16MnR,关键有几下方面原因:(1)容器使用条件,如温度、压力等。当容器温度低于0时,不得选择Q235系列钢板,因其塑性变脆。虽20R
3、碳素钢满足,但其制造要求较高且强度底。而16MnR在常温-40200下,含有良好力学性能和足够强度。(2)综合经济 市场调查()20R碳素钢价格:2600元/吨,低合金钢16MnR价格:2680元/吨,二者价格相差不大,但16MnR制造储罐比碳素钢质量轻1/3,同时降低了壁厚。总而言之,本设计用钢选择16MnR。 第二章 储罐工艺设计2.1 筒体壁厚设计 采取内径Di=2200mm ,储罐长度L(不包含封头)=5000mm工艺尺寸。其长径之比L/Di=2.27,满足通常卧式容器长径比在26范围之内1。本设计采取50设计温度,这时氨饱和蒸汽压为2.07MPa 2。 P表压=P绝对大气压-P大气压
4、=2.07-0.10103=1.969 Mpa储罐上安装安全阀 故P=1.9691.1=2.16 Mpa设计壁厚公式: 其上式中相关参数如表2-1:项目Di(mm)P设计(MPa)(双面,100%探伤)C2(mm)尺寸22002.161631.01.0 =15.67mm由表3-133查得:C1=0.8mm =15.67+0.8=16.47mm圆整后 =18mm 故筒壁用18mm16MnR钢板制2.2 筒体封头设计 从工艺操作要求考虑,对封头没有特殊要求。从定性角度分析可知:平板封头四角处于较大边缘应力且厚度较大,故不采取;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
5、宜选择;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,制造轻易,受力比蝶形好,故选择此封头。设计壁厚: 其中=1 =16.43mm圆整以后 =18mm考虑降低材料间线性膨胀系数,故采取18mm厚16MnR钢板制造标准椭圆形封头。2.3 校核罐体及封头水压试验强度由水压试验公式: 可见 : 所以满足水压试验,强度足够。2.4 人孔设计 依据储罐设计温度、工作压力、材质及使用要求等条件,选择公称压力PN=2.5Mpa水平吊盖带颈对焊法兰人孔,其公称直径选定为DN=450mm。采取榫槽密封面(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-
6、2,结构见1-1图。该水平吊盖带颈对焊法兰人孔标识: 人孔TG(A.G) 450-2.5 HG21524-95 4 人孔PN2.5 DN450(HG21524-95)明细表2-2代号名称数量材料尺寸/mm1筒节116MnRdWS=48012H1=3202法兰116Mn4法兰盖116Mnb=39 b1=44 7 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 人孔开孔补强采取补强圈结构,材质为16MnR。依据补强经验,补强圈厚度和筒体壁厚相等,其补强强度足够,故补强圈厚度取18mm。2.6 接口管 本储罐有
7、以下接管2.6.1 液氨进料管采取流速为1.5m/s ,3.8小时流到16.5m3(220.75),故Qv,h=4.34m3/h 采取无缝钢管,管一端切成45,深入储罐内少许,配用图面板式平焊管法兰,法兰标识:HG20592 法兰PL32-2.5RF16MnR 。因该其设计压力等于2.5MPa,接管公称外径小于89mm且接管最小壁厚满足表3-315,所以不用补强。2.6.2 液氨出料管采取可拆压出管,将它使用方法兰固定在接口管内。罐体接口管法兰采取HG20592 法兰PL32-2.5 RF 16Mn,和该法兰相配并焊接在压出管 法兰上,其连接尺寸和厚度和法兰HG20592 法兰PL32-2.5
8、 RF 16Mn相同,其内径为25mm。压出管深入储罐2.1m。2.6.3 排污管 储罐右端最低部,安设排污管一个,管子规格,管端装有一和截止阀J41W-16相配管法兰:HG20592 法兰PL50-2.5 RF 16Mn 2.6.4 液面计接管本储罐采取玻璃防霜面计AI2.5126050 HG/T2155-93两只。其中: AI防霜面计类型 2.5公称压力等级,MPa 1260液面计公称长度 50防霜翅片高度,mm HG/T2155-93液面计标准图号2.6.5 放空接口管 采取无缝钢管,管法兰 HG20592 法PL25-2.5 RF 16Mn 2.7 鞍座 储罐总质量:m=m1+m2+m
9、3+m4式中:m1-罐体质量 m2-封头质量 m3-液氨质量 m4-附件质量2.7.1 罐体质量 DN=2200mm, =18mm筒件。每米质量q1=984kg/m (见附表4)4 故m1= q1L=9845=4920kg2.7.2封头质量 DN=2200mm, =18mm 直角高度40mm标准椭圆形封头。 其质量m2=782kg(附表6)42.7.3液氨质量 m3=V 式中: -装填系数,取0.75 V-储罐体积 V=V封+V筒=22.08m3 -液氨在-20时密度665kg/m3 m3=0.7522.08665=11012.4kg2.7.4附件质量 人孔质量约重200kg ; 法兰质量列以
10、下表:DN(mm)数量(个)法兰理论质量(kg)2521.1232 31.865012.77法兰总质量=10.59kg m4=200+250+10.59=460.59kg设备总质量:m= m1+m2+ m3+ m4=4920+1564+11012.4+460.59 =17956.99kg F=88.08kN即每个鞍座只承受约88.08kN负荷,依据附录165 表40,能够选择轻型带垫板、包角为120鞍座。 故选择: JB/T4712-92 鞍座 A2200-F JB/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中要求(设计焊接接头系数为1)(3)焊接采取电弧焊,焊条牌号为E4303(4)壳体焊缝应进行无损探伤检验,探伤长度为100%(5)设备制造完成后,以2 MPa表压进行水压试验(6)管口方位按本图3.3 设计技术特征综上计算过程,其结果如技术特征表:序号 名称结果1设计压力2.16MPa2工作温度503物料名称液氨4容积22.08 m35人孔DN=450mm