2022年课程方案任务书.docx

精选学习资料 - - - - - - - - - 个人资料整理 仅限学习使用中北高校课 程 设 计 说 明 书同学姓名：王飞学号： 0802034112 学 院：机械工程与自动化学院专 业：过程装备与掌握工程题 目： <55）M3液氯储罐设计指导老师：陆辉山 闫雄伟 高 职称 : 强2022年 06 月 12 日名师归纳总结 - - - - - - -第 1 页,共 14 页精选学习资料 - - - - - - - - - 个人资料整理 仅限学习使用中北高校课程设计任务书 2022/2022学年第 二 学期学 院：机械工程与自动化学院专 业： 过程装备与掌握工程学 生 姓 名：王飞学 号： 0802034112 课程设计题目： <55）M3液氯储罐设计起 迄 日 期： 06 月 13 日 06月24日课程设计地点：校内指 导 教 师：陆辉山 闫雄伟 高强名师归纳总结 系主任：姚竹亭第 2 页,共 14 页- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 个人资料整理 仅限学习使用下达任务书日期: 2022 年 06 月 12 日课 程 设 计 任 务 书1设计目的：设计目的1 使用国家最新压力容器标准、规范进行设计,把握典型过程设备设计的全过程；2 把握查阅和综合分析文献资料的才能,进行设计方法和设计方案的可行性讨论和论证；3 把握电算设计运算,要求设计思路清楚,运算数据精确、牢靠,且正确把握运算机操作和专业软件的使用；4 把握工程图纸的运算机绘图；2设计内容和要求 <包括原始数据、技术参数、条件、设计要求等）：1原始数据设计条件表序号项目数值单 位备注1 名称1.4327 液氯储罐2 用途液氯储存站3 最高工作压力MPa 由介质温度确定4 工作温度-20 45 公称容积 <Vg）3 M5 55 6 工作压力波动情形0.9 可不考虑7 装量系数 V> 8 工作介质液氯 <高度危害）9 使用地点室内10 安装与地基要求11 其它要求管口表接管代号公称尺寸连接尺寸标准连接面形式用途或名称液位计接口 空气进口管 空气出口管 液氯进口管 液氯出口管 安全阀接口 压力表接口名师归纳总结 人孔第 3 页,共 14 页- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 个人资料整理 仅限学习使用课 程 设 计 任 务 书2设计内容 1）设备工艺、结构设计；2）设备强度运算与校核；3）技术条件编制；4）绘制设备总装配图；5）编制设计说明书；3设计工作任务及工作量的要求包括课程设计运算说明书1）设计说明书：论文>、图纸、实物样品等：主要内容包括：封面、设计任务书、目录、设计方案的分析和拟定、各部分结构尺寸的设计运算和确 定、设计总结、参考文献等；2）总装配图 设计图纸应遵循国家机械制图标准和化工设备图样技术要求有关规定,图面布置要合理,结构表达要清 楚、正确,图面要干净,文字书写采纳仿宋体、内容要详尽,图纸采纳运算机绘制；名师归纳总结 - - - - - - -第 4 页,共 14 页精选学习资料 - - - - - - - - - 个人资料整理 仅限学习使用课 程 设 计 任 务 书4主要参考文献：1 国家质量技术监督局, GB150-1998钢制压力容器,中国标准出版社,1998 12 国家质量技术监督局,压力容器安全技术监察规程,中国劳动社会保证出版社,999 3 全国化工设备设计技术中心站,化工设备图样技术要求,2000,11 4 郑津洋、董其伍、桑芝富,过程设备设计,化学工业出版社,2001 5 黄振仁、魏新利,过程装备成套技术设计指南,化学工业出版社,2002 6 国家医药治理局上海医药设计院,化工工艺设计手册,化学工业出版社,1996 7 蔡纪宁主编,化工设备机械基础课程设计指导书,化学工业出版社,2003年5设计成果形式及要求：1）完成课程设计说明书一份；2）草图一张 <A1图纸一张）3）总装配图一张 A1 图纸一张 >；6工作方案及进度：2022 年 06 月 13 日：布置任务、查阅资料并确定设计方法和步骤06 月 13 日 06 月 17 日：机械设计运算 <强度运算与校核）及技术条件编制06 月 17 日 06 月 22 日：设计图纸绘制 <草图和装配图）06 月 22 日 06 月 24 日：撰写设计说明书06 月 24 日：答辩及成果评定系主任审查看法：签字：年月日名师归纳总结 - - - - - - -第 5 页,共 14 页精选学习资料 - - - - - - - - - 个人资料整理 仅限学习使用1. 筒体材料的挑选依据液氯的特性,查 GB150-1998挑选 16MnR；16MnR是压力容器专用钢,适用范畴：用于介质具有肯定腐蚀性 , 壁厚较大 <）的压力容器； 50时的许用应力 ,钢板标准 GB6645；2. 设计温度的确定名师归纳总结 - - - - - - -第 6 页,共 14 页精选学习资料 - - - - - - - - - 个人资料整理 仅限学习使用设计温度是指容器在正常的工作情形下,设定的元件的金属温度 <沿元件金 属截面的温度平均值）；当元件金属温度不低于0° C 时,设计温度不得低于元件金属可能达到的最高温度；当元件金属温度低于 0° C 时,其值不得高于元件金属可能达到的最低温度；考虑肯定的余量和相关标准的使用,这里选为 50；3. 筒体封头设计筒体直径一般由工艺条件打算,但是要符合压力容器的公称直径；标准椭圆型封头是中低压容器常常采纳的封头形式；封头公称直径必需与筒体的公称直径相一样；由公式 D L=55*1+5%> 取 =4,解得 D =2639mm,圆整至 2700mm；由 JBT4746-2002- 钢 制 压 力 容 器 用 封 头 查 得 , 总 深 H=740mm, 内 表 面 积A=8.8503m ,封头容积 V=3.1198mV =V+V,即DL=55*1.05-2*V, 代入参数得 L=8997mm 圆整至 9000mm 运算容积 V=DL+2*V=57.77m工作容积 V=V=0.9*57.77=51.993m4. 设计压力的确定设计压力为容器的设计载荷条件之一,其值不得低于最高工作压力,而最高工作压力指容器顶部在正常工作过程中可能产生的最高表压；装设安全阀的容器,考虑到安全阀开启动作的滞后,容器不能准时泄压,设计压力不得低于安全阀的开启压力,通常可取最高工作压力的 1.05 1.10 倍；运算压力是指在相应的设计温度下,用以确定元件最危急截面厚度的压力,其中包括液柱静压力；通常情形下,运算压力等于设计压力与液柱静压力之和,当元件所承担的液柱静压力小于 5%设计时,可忽视不计；名师归纳总结 - - - - - - -第 7 页,共 14 页精选学习资料 - - - - - - - - - 个人资料整理仅限学习使用,饱和蒸汽 压t=50 时 , 根 据压力容器介质手册可得液氯的密度是1.314Pv=1.4327MPa,大气压 Pa=0.1MPa设计压力 P=1.1*Pv=1.1*<1.4327-0.1）=1.466MPa 液柱静压力 = gD =1314*9.8*2.7=0.035<5%*P运算压力 P =P =1.466MPa 5. 厚度的运算,所以忽视液柱静压力；假设厚度范畴在 16-36mm,就 16MnR的许用应力 =163MPa 液氯为高度危害介质,所以进行100%无损检测,焊缝接头系数 =1 圆筒厚度 = =12.20mm 液氯有强的腐蚀性,所以取腐蚀余量C =4mm,厚度负偏差 C =-0.3mm 设计厚度 = +C =16.20mm 名义厚度 +0.8=17.00mm 圆整至 18mm 封头厚度 S= =12.20mm 名师归纳总结 名义厚度同样圆整至18mm 用途或名称第 8 页,共 14 页查JBT4746-2002 钢制压力容器用封头得,封头质量m=1145kg 直边段高度为 740-=65mm 6. 管口表接管代号公称尺寸公称压力连接尺寸标准连接面形式a DN100 PN1.6MPa HG20595-1997 MFM液氯进口管b DN100 PN1.6MPa HG21524-2005 MFM安全阀接口c DN500 PN1.6MPa MFM人孔- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - d DN50 PN1.6MPa 个人资料整理仅限学习使用空气进口管HG20595-1997 MFMge DN50 PN1.6MPa HG20595-1997 MFM空气出口管f DN32 PN1.6MPa HG20595-1997 MFM压力表接口h DN25 PN1.6MPa HG20595-1997 MFM液位计接口DN100 PN1.6MPa HG20595-1997 液氯出口管MFM一些接管详细设计如下：人孔依据HG21518-95 选回转盖带颈对焊法兰人孔,密封面为凹凸面MFM；详细数据如下：人孔接管高 H=290mm 名师归纳总结 - - - - - - -第 9 页,共 14 页精选学习资料 - - - - - - - - - 个人资料整理 仅限学习使用液氯进出口管进口管管端成45° 角可使液流集中,防止成滴水,对卧式容器插入深度为全高的,插入液体中对削减液面形成泡沫及稳固液面等都有利；接管高度和安全阀同为 150mm 液位计接管、空气进出口管、压力表接管高度均为 100mm 注: 接管补强数据见校核表 7. 法兰垫片的选用 接管法兰依据 HG20592-1997由相应接管公称直径选取 设计数据如下表：垫片挑选依据HG20592 法兰标准的规定,当压力等级1.6MPa且有剧毒介质时,挑选缠绕垫片；详细数据如下表名师归纳总结 公 称 通 径内环内径内径缠绕垫厚度内环厚度第 10 页,共 14 页DN 外径- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 25 34 43 个人资料整理仅限学习使用57 32 43 51 65 2.5 1.8 50 57 73 87 3.2 2.4 100 108 129 149 500 521 549 575 8. 鞍座的挑选 16MnR钢的密度为 7.85 × 10 kg/m筒体的质量 m =× 2.7 × 0.018 × 7.85 × 10 =1198.55kg 储存液氯的质量 m =67710.4kg 单个封头质量 m =1145kg 附件质量 m =500kg 总重 G=mm m m >g=717kN 单个鞍座承担的重量G=358.5kN 依据 JB/T4712-92 选取轻型鞍座 DN2800,许用载荷 447Kn,120° 包角,详细数据见下表名师归纳总结 - - - - - - -第 11 页,共 14 页精选学习资料 - - - - - - - - - 公称直鞍座底板个人资料整理仅限学习使用腹板筋板径 DN高度 h2040b12103202683588kg2800250300公称垫板螺栓连接尺寸鞍座质量 kg增加 100mm高度增加的质量直径弧长500865间距螺孔24螺纹 M孔长29128DN280032601800M2040鞍座位置通常取尺寸 A不超过 0.2L值,中国现行标准 JB 名师归纳总结 - - - - - - -第 12 页,共 14 页精选学习资料 - - - - - - - - - 个人资料整理 仅限学习使用4731钢制卧式容器规定 A0.2L=0.2<L+2h）, A最大不超过 0.25L.否就由于容器外伸端的 作用将使支座截面处的应力过大；A0.2 ×9.13=1.826m 由于封头的抗弯刚度大于圆筒的抗变钢度,故封头对于圆筒的抗弯钢度具有局部的加强作用；如支座靠近封头,就可充分利用罐体封头对支座处圆筒截面的加强作用；因此,JB 4731仍规定当满意 A0.2L时,应尽量使 A0.5R,即 A0.5 ×1.35=0.675m综上,取 A=600mm 9.焊接 容器各受压元件的组装通常采纳焊接；焊接接头是焊缝、融合线和热影响区的总称,焊 缝是焊接接头的主要部分；焊接接头的形式和坡口形式的设计直接影响到焊接的质量与容器 的安全；回转壳体与封头的焊接接头采纳对接接头,坡口形式选X型,结构尺寸如下表 18 a 60°b 1 p 2 带补强圈的接管筒体焊接结头采纳角接结构,坡口为 E型名师归纳总结 - - - - - - -第 13 页,共 14 页精选学习资料 - - - - - - - - - 个人资料整理 仅限学习使用参考资料1、中华人民共和国行业标准钢制管法兰、垫片、紧固件；2、压力容器与化工设备有用手册董大秦,袁凤隐,化学工业出版社,2000 3、 HGT 21523-2005 水平吊盖带颈平焊法兰人孔,中国天辰化学工程公司,2005 4、 GB150-1998钢制压力容器名师归纳总结 - - - - - - -第 14 页,共 14 页