15立方米液化石油气储罐设计 .docx

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1、精品名师归纳总结中北高校课 程 设 计 说 明 书学院：机械工程与自动化学院专业：过程装备与掌握工程题目：（ 15） M3 液化石油气储罐设计可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结毕业设计（论文）原创性声明和使用授权说明原创性声明本人正式承诺：所呈交的毕业设计（论文），是我个人在指导老师的指导下进行的研 究工作及取得的成果 .尽我所知，除文中特殊加以标注和致谢的的方外，不包含其他人或组织已经发表或公布过的争论成果，也不包含我为获得及其它训练机构的学位或学历而使用过的材料 .对本争论供应过帮忙和做出过奉献的个人或集体，均已在文中作了明确的说明并表示了谢意 .作 者 签 名：日期： 指导

2、老师签名：日期：使用授权说明本人完全明白高校关于收集、储存、使用毕业设计（论文）的规定，即：依据学校要求提交毕业设计（论文）的印刷本和电子版本。学校有权储存毕业设计（论文）的印 刷本和电子版，并供应目录检索与阅览服务。学校可以采纳影印、缩印、数字化或其它复 制手段储存论文。在不以赢利为目的前提下，学校可以公布论文的部分或全部内容.作者签名：日期：可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结学位论文原创性声明本人正式声明：所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行争论所取得的争论成果.除了文中特殊加以标注引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品 .对本文的争论做出重

3、要奉献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明.本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担.作者签名：日期：年 月日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全明白学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家 有关部门 或机构送 交论 文的复印 件和电子 版， 答应论文 被查阅和借阅 . 本人授权高校可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采纳影印、缩印或扫描等复制手段储存和汇编本学位论文.涉密论文按学校规定处理.作者签名：日期： 年 月日导师签名：日期：年月 日可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结中北高校课程设计任务书2021/2021学年 第 二 学期学专

4、院：业：机械工程与自动化学院过程装备与掌握工程学生 姓 名：学 号： 1002034231课程设计题目：（ 15） M3 液化石油气储罐设计起 迄 日 期：06 月 08 日 06 月 22 日课程设计的点：校内下达任务书日期 :2021 年 06 月 08 日可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结课 程 设 计 任 务 书1. 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、综合分析文献资料的才能，进行设计方法和方案的可行性争论和论证.3) 把握电算设计运算，要求设计思路清晰，运算数据精确、牢靠，且正确把握运算机操作和专业软件的

5、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）：可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结1. 原始数据设计条件表可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结1名称液化石油气储罐2用途液化石油气储配站3最高工作压力1.77MPa由介质温度确定4工作温度-20 485公称容积（ Vg）10/20/25/40/5036工作压力波动情形可不考虑7装量系数 V0.98工作介质液化石油气（易燃）序号项目数值单 位备注M9使用的点室外10 安装与的基要求11 其它要求储罐底壁坡度0.01 0.02管口表接管代号公称尺寸连接尺寸标准连接面形

6、式用途或名称a1、a220HG20592-1997MFM液位计接口f80HG20592-1997MFM放气管b500MFM人孔e1、e280HG20592-1997MFM安全阀接口g50HG20592-1997MFM排污管j80HG20592-1997MFM液相出口管h80HG20592-1997MFM液相回流管k80HG20592-1997MFM液相进口管i80HG20592-1997MFM气相管d20HG20592-1997MFM压力表接口c20HG20592-1997MFM温度计接口课 程 设 计任 务 书可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结2. 设计内容1） 设备工艺、结构

7、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论文 、图纸、实物样品等：1） 设计说明书：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，结构表达要清晰、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.课 程 设 计 任 务 书4. 主要参考文献：可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结1 国家质量技术

8、监督局， GB150-1998 钢制压力容器，中国标准出版社，19982 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，19993 全国化工设备设计技术中心站，化工设备图样技术要求，2000，114 郑津洋、董其伍、桑芝富，过程设备设计，化学工业出版社，20015 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，20026 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，19967 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

9、） 总装配图一张 A1 图纸一张 。6. 工作方案及进度：2021 年 06 月 08 日：布置任务、查阅资料并确定设计方法和步骤06 月 09、13、14、15 日：机械设计运算（强度运算与校核）及技术条件编制06 月 16 日 06 月 19 日：设计图纸绘制（草图和装配图）06 月 20 日 06 月 21 日：撰写设计说明书06 月 22 日：答辩及成果评定系主任审查看法：签字：年月日第一章 储罐设计介绍及介质特性1、液化石油气储罐介绍液化石油气储罐是盛放液化石油气的常用设备，常用储罐一般有两种形式：球形储罐和圆筒形储罐 .球形贮罐和圆筒形贮罐相比: 前者具有投资少, 金属耗量少 ,

10、占的面积少等优点, 但加工制造及安装复杂, 焊接工作量大 , 故安装费用较高 .一般贮存总量大于500m 3 或单罐容积大于 200m 3 时选用球形贮罐比较经济。而圆筒形贮罐具有加工制造安装简洁, 安装费用少等优点 , 但金属耗量大占的面积大, 所以在总贮量小于500m 3, 单罐容积小于 100m 3可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结时选用卧式贮罐比较经济.圆筒形贮罐按安装方式可分为卧式和立式两种.在一般中、小型液化石油气站内大多项用卧式圆筒形贮罐, 只有某些特殊情形下站内的方受限制等 才选用立式.本文主要进行卧式圆筒形贮罐的设计.2、液化石油气的进展及应用随着石油化学工业的

11、进展，液化石油气作为一种化工基本原料和新型燃料，已愈来愈受到人们的重视 .在化工生产方面，液化石油气经过分别得到乙烯、丙烯、丁烯、丁二烯等，用来生产合塑料、合成橡胶、合成纤维及生产医药、炸药、染料等产品.用液化石油气作燃料，由于其热值高、无烟尘、无炭渣，操作使用便利，已广泛的进入人们的生活领域. 此外，液化石油气仍用于切割金属，用于农产品的烘烤和工业窑炉的焙烧等.液化石油气具有污染少、发热量高、易于运输、压力稳固、储存设备简洁、供应方式敏捷等特点，所以被广泛用作工业、商业和民用燃料.但液化石油气中含有危害污染物质较多对人体、环境都 有很大的损害，所以对液化石油气储罐的要求也很严格.因而，提高液

12、化石油气储罐的技术水平对安全储备液化石油气具有重要意义.3、液化石油气的组成及物理特性常温下对自然石油气或石油炼制过程中产生的石油气施加压力，使其以液体状态存在时称液化石油气 .液化石油气是以丙烷、丁烷为主要成分的多组分有机混合物，其组成部分由于石油产的的不同，各的石油气组成成分也不同.取其大致比例如下：表 1组成成分异辛烷乙烷丙烷异丁烷正丁烷异戊烷正戊烷乙炔各成分百分比0.012.2549.323.4821.963.791.190.02对于设计温度下各成分的饱和蒸气压力如下：表 2 各温度下各组分的饱和蒸气压力温饱和蒸汽压力， MPa度，异辛烷乙烷丙烷异丁烷正丁烷异戊烷正戊烷乙炔-2501.

13、30.20.060.040.0250.0070-2001.380.270.0750.0480.030.0090002.3550.4660.1530.1020.0340.02402003.7210.8330.2940.2050.0760.058050071.7440.670.50.20.160.0011液化石油气常温常压下呈气体状态，适当提高压力或降低温度即可转变为液体，体积将缩小 200 倍300 倍.气态液化石油气比空气重且易燃易爆，比重是空气的1.5 倍，爆炸极限仅为 2%. 为便利运输、储存和安排，通常采纳常温常压以保持体积较小的液化状态，所以液化石油储罐为压力容器.可编辑资料 - -

14、- 欢迎下载精品名师归纳总结液化石油气液体的密度以单位体积的质量表示，即kg/m3. 它随着温度和压力的不同而发生变化 .因此，在表示液化石油气气体的密度时，必需规定温度和压力的条件.它的密度受温度影响较大，温度上升密度变小,同时体积膨胀 .由于液体压缩性很小，因此压力对密度的影响也很小，可以忽视不计.4、储罐的设计问题以及设计难点液化石油气作为一种化工基本原料和新型燃料，已愈来愈受到大家的重视.由于该气体具有易燃易爆的特点，因此在设计这种储罐时，要留意与一般气体储罐的不同点，特殊要留意安全问题，仍要留意在制造、安装方面的特点.储罐主要有筒体、封头、人孔、支座以及各种接管组成 .储罐上设有液相

15、管、液相回液管、气相管、排污管以及安全阀、压力表、温度计、液面计等 .所以对液化石油气的储罐要求也很严格.卧式液化石油气贮罐也是一个储存压力容器 , 也应按 GB150 钢制压力容器进行制造、试验和验收。并接受劳动部颁发压力容器安全技术监察规程简称容规 的监督 .本文主要争论卧式圆筒形液化石油气贮罐的设计.在设计过程中，采纳整体设计确定卧式液化石油气储罐的主要尺寸，同时要采纳有效措施提高储罐的耐腐性和耐热性，并且要防止介质的泄漏 .设计时，要留意安全与防火，仍要留意在制造、安装等方面的特点.有效提高液化石油气储罐的技术水平对安全储备液化石油气具有重要意义.可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名

16、师归纳总结1、设计温度5 储罐设计参数的确定可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结依据本设计工艺要求，使用的点为太原市的室外，用途为液化石油气储配站工作温度为- 20 48，介质为易燃易爆的气体.从表中我们可以明显看出,温度从 50降到 -25时 ,各种成分的饱和蒸气压力下降的很厉害,可以推断 ,在低温状态下 ,由饱和蒸气压力引起的应力水平不会很高.由上述条件挑选危急温度为设计温度.为保证正常工作，对设计温度留肯定的富有量.所以，取最高设计温度t=50 ，最低设计温度t= 25 .依据储罐所处环境，最高温度为危急温度，所以选t=50 为设计温度 .2、设计压力该储罐用于液化石油气储配

17、供气站，因此属于常温压力储存.工作压力为相应温度下的饱和蒸气压 .因此，不需要设保温层.依据道尔顿分压定律，我们不难运算出各种温度下液化石油气中各种成分的饱和蒸气分压，如表：温度 , 饱和蒸气分压 , MPa表2-1各种成分在相应温度下的饱和蒸气分压异辛烷乙烷丙烷异丁烷正丁烷异戍烷正戍烷乙烯-2500.0290.09460.0140.00880.000950.0000830-2000.0310.1270.01760.01050.001140.0001090000.0530.22040.03590.02240.001290.00025602000.0840.3940.0690.0450.0028

18、80.0006305000.1580.08250.15730.10980.007580.00190有上述分压可运算再设计温度t=50 时，总的高和蒸汽压力可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结n=8P= yi pii =1=0.01% 0+2.25% 7+47.3% 1.744+23.48%0.67+21.96%0.5+3.79% 0.2+1.19% 0可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结.16+0.02% 0.0011=1.25901 MPa由于： P 异丁烷（ 0.2）P 液化气 1.25901P 丙烷（ 1.744）当液化石油气在 50时的饱和蒸汽压力高于异丁烷在5

19、0时的饱和蒸汽压力时，如无保冷设施，就取 50时丙烷的饱和蒸汽压力作为最高工作压力.依据 HG20580-1998 钢制化工容器设计基础规定，对于在规定的充装系数范畴内为，常温下盛装液化石油气容器设计压力的确定，确定此时设计压力为Pc=1.77 MPa.由过程设备设计表4-11，可得出此时液化石油气法兰公称压力为2.5MPa.3、设计储量参考相关资料，石油液化气密度一般为500-600Kg/m3 ，取石油液化气的密度为580Kg/m3 ，盛装液化石油气体的压力容器设计储存量为： W=.V t=0.9 15 580=7.83t第三章 主体材料的确定依据介质的易燃易爆、有毒、有肯定的腐蚀性等特性，

20、存放温度为-2048，最高工作压力等条件 .依据 GB150-1998表 4-1 以及材料的经济性，选用筒体材料为低合金钢16MnR （钢材标准为GB6654 ） t=170MPa选. 用 16MnR 为筒体材料，适用于介质含有少量硫化物，具有肯定腐蚀性，壁厚较大（8mm）的压力容器 .第四章 工艺运算1、筒体和封头的设计：对于承担内压，且设计压力Pc=1.77MPa15m3、圆筒厚度的设计： 液柱静压力：依据设计为卧式储罐，所以储存液体最大高度h max D=1700mm. P 静（ max） = gh max gD=580 9.8 1.7=9.663Kpa可编辑资料 - - - 欢迎下载精

21、品名师归纳总结P静max）/ Pc9.6631.77103106100%0.546%5%就 P 静可以忽视不记 .可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结选用筒体材料为低合金钢16MnR （钢材标准为 GB6654 ） t=170MPa选. 用 16MnR 为筒体材料，适用于介质含有少量硫化物，具有肯定腐蚀性，壁厚较大（8mm）的压力容可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结器.依据 GB150 ，初选厚度为 625mm，最低冲击试验温度为-20，热轧处理 .可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结 =PcDi1.7717009.89 mm可编辑资料 - - - 欢迎下

22、载精品名师归纳总结c2 t - P21700.91.77可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结 对于低碳钢和低合金钢，需满意腐蚀裕度C21mm，取 C2=2mm可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结由常用钢板厚度负偏差表可查的，在C10.25mm .GB6654的钢板标准下16 MnR的负偏差可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结 d=+C2=+2=11.89mm， n=d+C1=11.89+0.25=12.14mm圆整后取名义厚度n=14mm ， t没有变化，故取名义厚度14mm 合适 .水压试验校核压力的确定可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结t取

23、 实验压力： PT=1.25P =1.25水压试验的应力1.77=2.21MPa可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结Pt Die2.211700t142.25178.9Mpa可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结2 e211.750.9可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结16MnR 钢制容器在常温水压试验时许可应力可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结t0.9s0.9345310.5Mpa可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结由于tt ，故筒体厚度满意水压试验时强度要求.可编辑资料 - - -

24、 欢迎下载精品名师归纳总结4、椭圆封头厚度的设计：为了得到良好的焊接工艺，封头材料的挑选同筒体设计，同样采纳16MnR.可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结 =PcDit1.771700=9.86 mm可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结20.5Pc21700.90.51.77可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结同理，选取 C2=2 mm ， C1=0.25 mm . n= +C1+C2=9.86+2+0.25=12.11 mm圆整后取名义厚度为 n=14mm跟筒体一样，挑选厚度为14mm 的 16MnR 材料合适 .第五章 结构设计1、接管，法兰，垫片和螺

25、栓的挑选1）、接管和法兰查化工工艺手册表25-5 液化石油气储罐的具体尺寸，选取开孔流速为u=20m/s，d 2 uQ可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结流量 Q=45L/s, 依据公式4格，可以选用管子的外径为80mm.，算出管子内径 d=59mm, 依据强度校核和管子外径规可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结液化石油气储罐应设置排污口，气相平稳口，气相口，出液口，进液口，人孔，液位计口，温度计口，压力表口，安全阀口，排空口.可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结依据压力容器与化工设备有用手册PN=2.5MPa 时，确定选接管公称通径为DN=80mm.接管外

26、径的选用以B 国内沿用系列（公制管）为准，对于公称压力0.25 PN25MPa 的接管，查压力容器与化工设备有用手册一般无缝钢管，选材料为20R.对应的管子尺 寸如下如表 :序号名称a1、 a2f be1、 e2 gj h k i dc液位计接口放气管人孔 安全阀接口排污管液相出口管液相回流管液相进口管气相管压力表接口温度计接口表 5-1 接管尺寸公称直径管子外径数量管口伸出量管子壁厚管子理论质量 kg202521003.50.2448089115061.265005301300917.348089115061.26505711503.50.6948089115061.268089115061

27、.268089115061.268089115061.26202521003.50.244202521003.50.244由于除人孔外的全部接管均满意以上要求，所以其他接管无需补强.人孔补强运算将在下面给出 .依据法兰公称压力为PN=2.5MPa ，查 HG/T 20592-1997 钢制管法兰、垫片、紧固件 标准 表 4-4，选用 PN=2.5MPa 带颈对焊法兰（ WN ），由介质特性和使用工况，查密可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结封面型式的选用，表3.0.2. 挑选密封面型式为凹凸面（MFM ），压力等级为 1.016.0MPa ， 接管法兰材料选用Q345R. 依据各接

28、管公称通径，查表4-4 得各法兰的尺寸 .依据工艺需要开有不同的孔，对应孔所选用的法兰具体参数及相关标准如下：可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结法兰尺寸如表：图 3 接管法兰结构表 5-2 接管法兰结构尺寸表【 3】可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结钢管 法兰 螺栓外径 外径 孔中螺 螺栓 螺栓 法兰栓 孔数 Th厚度法兰颈法兰高度法兰质量Kg可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结序号a1、a2 fbe1、e2 gj hkiH1RH名公称直径A1D心圆直径孔直量nC称DNK径NLB液位计口2025105751

29、44M1216放气管8089200160188M1624安全阀口8089200160188M1624排污口5057165125184M1620液相出口8089200160188M1624液相回流管8089200160188M1624液相进口8089200160188M1624气相管8089200160188M1624压力表口202510575144M1216温度计口202510575144M1216SB可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结403.264401.051105.6126585.031105.6126585.0374485483.111105.6126585.031105

30、.6126585.031105.6126585.031105.6126585.03403.264401.05403.264401.05dB、垫片的挑选垫片选用查阅课本P143 表 4-11 垫片选用表，依据介质液化石油气，公称压力可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结COPN=2.5MPa 及工作温度 50选用垫片形式为缠绕垫、柔性石墨复合垫，查钢制管法可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结兰、垫片、紧固件，表4.0.2-1，依据设计压力为Pc=2.5MPa，采纳金属缠绕式垫片带内 环形（代号为B ），挑选法兰的密封面均采纳MFM （凹凸面密封） .缠绕金属为 304 不锈

31、钢，填充材料为柔性石墨或石棉.可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结对应垫片尺寸如表：得对应垫片尺寸如表：可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结符管口名称公称直表 5-3 垫片尺寸内环内径缠绕垫内环厚度可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结号径D1mm内径外径厚度T1mm可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结DNmmD2D3Ta液位计口202736502.51.8b放气管80861061202.51.8c人孔5005125495753.22.4d安全阀80861061202.51.8e排污口505773872.51.8可编辑资料 - - - 欢迎下载精品

32、名师归纳总结f液相出口80861061202.51.8g液相回流管80861061202.51.8h液相进口80861061202.51.8i气相管80861061202.51.8j压力表口202736202.51.8k温度计口202736202.51.8C、 螺栓（螺柱）的挑选依据密封所需压紧力大小运算螺栓载荷，挑选合适的螺柱材料.运算螺栓直径与个数， 按螺纹和螺栓标精确定螺栓尺寸.挑选螺栓材料为 Q345R.螺母的材料选用及具体尺寸应符合以下要求：查 HG/T 20592-1997 钢制管法兰、垫片、紧固件中表5.0.07-9 和附录中标A.0.1 ， 得螺柱的长度和平垫圈尺寸：螺母的选用要与法兰专用螺栓协作使用，螺母的相关尺寸应满意以下要求:螺母的材料选用及具体尺寸应符合以下要求：可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结名称管口名称螺纹螺柱长径d1d2ha液位计管20M127513242.5b放气管80M169017303d安全阀80M169017303e排污口50M169017303f液相出口80M1610017303g液相回流管80M1610017303h液相进口80M1610017303i气相管80M1610017303j压力表口20M127013242.5k温度计口20M127013242.5表 5-4 螺栓及垫圈尺寸公称直紧固件用平垫圈mm4、人孔的设计