50立方米液氨储罐设计_课程设计任务书 .docx

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1、精品名师归纳总结设计任务书设计 姓 名：职称：1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M课程设计题目：（ 50） M3 液氨储罐设计序号项目数值单 位备注1名称液氨储罐2用途液氨储存3最高工作压力1.55MPa由介质温度确定4工作温度-20 405公称容积（ Vg）5036工作压力波动情形可不考虑7装量系数 V0.858工作介质液氨（中度危害）9使用的点室外10 安装与的基要求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aDN65HG/T20592-2021FM液氨进口管bDN50HG/T20592-2021FM安全阀接口cDN

2、500HG/T21518-2005FM人孔dDN50HG/T20592-2021FM空气进口管eDN50HG/T20592-2021FM空气出口管fDN25HG/T20592-2021FM压力表接口gDN20HG/T20592-2021FM液位计接口hDN65HG/T20592-2021FM液氨出口管可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结设 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设计运算说明书 论文、图纸、样品等：1） 设计说明书：主要内容

3、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.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，4 郑津

4、洋、董其伍、桑芝富，过程设备设计，化学工业出版社，2000，1120015 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，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，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，200219962003 年5设计成果形式及要求：1） 完成设计说明书一份。2） 草图一张（ A1 图纸一张）3） 总装配图一张 A1 图纸一张 。第一章设计参数的挑选1、设计压力：液氨在 40的饱和蒸汽压为1.55 MPa，由于按压力容器安全技术监察规程规定，盛装液化气体无保冷设施的压力容器，其设计压力应不低于液化气40时的饱和蒸

5、汽压力Pv=1.55Mpa ，大气压 Pa=0.1Mpa. 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可取液氨容器的设计压力为最大工作压力的1.1 倍.即 P=1.55-0.11.1=1.6水压试验PT=1.25X1.6=2.0Mpa2、设计温度：设计温度系指容器在正常操作情形下，在相应设计压力下，设定受压元件的金属温度，其值不得低于元件金属可能达到的最高金属温度，对于0 。C 以下的金属温度，就设计温度不高于元件金属可能达到的最低金属温度，容器的设计温度是指壳体的设计温度，可知器设计温度选取的依据是：其值不得低于最高金属温度或不得高于最低金属温度（0 。C 以下） .湖南桃源

6、盘塘当的最高工作温度为37 38，就设计温度取40 。C .3、主要元件材料的挑选：3.1 筒体材料的挑选：可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结依据液氨的物性挑选罐体材料，碳钢对液氨有良好的耐蚀性腐蚀率在0.1 /年以下，且又属于中压储罐，可以考虑20R 和 16MnR这两种钢材，综合考虑经济因素，依据GB150-1998 表 4-1，选用筒体材料为低合金钢（16MnR ） Q345（钢材标准为GB6654 ）t=163Mpa.Q345 （ 16MnR ）适用范畴：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 .3.2 的脚螺栓的材料挑选：的脚螺栓选用符合

7、GB/T 700 规定的 Q235， Q235 的许用应力bt147MPa其次章 设备的结构与厚度设计1、筒体和封头的结构设计1.1 封头的结构尺寸（封头结构如下图1）由Di2 Hh2 ，得hHDi46902600440 mm查标准JB/T4746-2002 钢制压力容器用封头中表B.1 EHA椭圆形封头内表面积、容积，如下表 2：表 2 ：EHA 椭圆形封头内表面积、容积公称直径 DN /mm总深度 H /mm内表面积 A/ m2容积 V / m3封26006907.65452.51311.2 筒体的长度运算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

8、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.依据公式Di L2V公称150 04取L/DN=4得 Di=2556mm, 圆整得 Di=2600mm.可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结iVD 2L2V封 ，而充装系数为 0.85可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结4就： V 0.85DLi封22V4可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结即 500.852.62L422.5131可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结运算得 L=10.132m ，取 L=10m可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结L10000Di 26003.

9、84 在 36 之间 可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结2、圆筒厚度的设计2.1 运算压力 Pc运算压力是指在相应的设计温度下，用以确定组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，当组件所承担的液柱静压力小于 5% 设计时，可忽视不计 .经查压力容器安全技术监察规程（表3-3）得液氨的设计压力可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结P设1.1P工作1.102.0590.1）2.16Mpa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液柱静压力gh562.8719.826

10、000.0143Mpa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gh0.0143由于p设2.160.00660.66%5% ，可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结故液柱静压力可以忽视,运算压力与设计压力相等.,即 Pc =2.16 Mpa2.2 圆筒厚度该容器需 100%探伤，所以取其焊接系数为1.0 .可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结t圆筒的厚度在1636mm 范畴内，查 GB150-1998 中表 4-1，可得：在设计温度50 C 下，可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结可编辑资料 - - - 欢

11、迎下载精品名师归纳总结屈服极限强度s345MPa ， 许用应力163Mpa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利用中径公式，运算厚度：Pc Di2.16M pa260017.34 mm圆整至 18mm可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结2tPc21631.002.16可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结取 C10 . C2 =2可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结就筒体的设计厚度dC2C120mm可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结ndC120mm可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师

12、归纳总结筒体的有效厚度enC1C218mm可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结3、封头厚度的设计查 标 准 JB/T4746-2002 钢 制 压 力 容 器 用 封 头 中 表 1 ， 得 公 称 直 径DnDi2600 mm可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结选用标准椭圆形封头 ,型号代号为 EHA ，就Di2hi2 ，依据 GB150-1998 中椭圆形封头运算可编辑资料 - - - 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中式 7-1 运算：pcDi2.16pa260017.28mm圆整得18mm可编辑资料 - - - 欢迎下载精

13、品名师归纳总结t20.5 pc21.001630.52.16可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结腐蚀裕度 c2=2mm ，设计厚度 d= +C2=18+2=20mm对.于 16MnR, 钢板负偏差 c1=0可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结取名义厚度ndC120mm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有效厚度enC1C218mm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由于筒体的名义厚度与封头的名义厚度相近，所以可以统一去名义厚度为n20mm .可编辑资料

14、 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结选 择 封 头 的 数 据 ： DN=2600mm曲 面 高 h1 =690mm直 边 高 h0 =40mm内 表 面 积23=7.6545 m ,容积=2.5131m名义厚度 n=20mm质量 =1184.6kg.4、鞍座选型和结构设计可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结4.1 鞍座选型该卧式容器采纳双鞍式支座材料选用Q235-B ，其许用应力147MPa可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结sa查得 16MnR 密度7900Kg/m 3筒体总质量 M=m1+m2+m3+m4可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结m1:筒体

15、质量 m1DLn3.142.6200.027900Kg25798.24Kg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m2:封头质量 m221184.6Kg2369.2Kg可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结m3:液氨质量 m 3液氨V0.851000D 2 L42V封49500 Kg可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结m4:附件质量：人孔及其它附件质量总共估取400kg可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结Gm总g25798.242369.2495004009.8765.06KN可编辑资料 - - - 欢迎

16、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每个鞍座承担的压力FG/2505.02 / 2276.23KN可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结选鞍座 JB/T4712.1-2007 ，标准尺寸为： DN=2600mm, 许用载荷 435KN, 包角 120，带垫可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结板， A 型.由公称直径，查压力容器与化工设备有用手册得公称直径DN2600腹板答应载荷Q/kN440鞍座高度h250l11880筋板82b4610可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结l2951034可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归

17、纳总结b2268垫板e120可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结b3360螺栓间距l 21640可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结b3008螺孔 /孔长 /13底板螺纹D/l24/40 M20可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结14垫板弧长3030鞍座质量Kg29814.2 鞍座位置的确定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=0.207L时，跨度中心的弯矩与支座截面处的弯矩肯定值相等，从而使上述两截面上可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结保持等强度，所以一般近似取A0.2L,其中 L 取两封头切线间距

18、离，A 为鞍座中心线至可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结封头切线间距离 .考虑到支座截面处除弯矩以外的其他载荷，面且支座截面处应力较为复杂，故常取支座处圆筒的弯矩略小于跨距中间圆筒的弯矩，通常取尺寸A 不超过 0.2L 值， 为此中国现行标准JB 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.就可以取鞍座间距8000mm可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结由标准椭圆封头Di2, 有h=H- Di40mm可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结2 Hh4可编辑资料 -

19、- - 欢迎下载精品名师归纳总结故 A0.（2 L2h0.2130002402616mm可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结鞍座的安装位置如图3 所示：可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结图 3-10 鞍座此外，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.因可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结此， JB 4731 仍规定当满意 A0.2L 时，最好使 A0.5R m（R mRi） ,即n2可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结R m1300n13

20、10 mm2可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结A0.5Rm0.51310655mm，就可取 A=1000mm可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结综上有： A=1000mmA为封头切线至封头焊缝间距离，L 为筒体和两封头的总长 5、接管，法兰，垫片和螺栓的挑选5.1 、接管和法兰液氨储罐液面计接口、人孔、压力表孔、空气进口、安全阀接孔、放空口、温度计口、液体进口、液体出口、排污口.依据各接口的大小挑选相对应的法兰及垫片. 接管和法兰布置如图3 所示，法兰简图如下列图：查 HG/T 20592-2021 钢制管法兰中表8.2 3-1 PN10 带颈对焊钢制管法兰，选取各管

21、口公称直径，查得各法兰的尺寸.查 HG/T 20592-2021 钢制管法兰中附录D 中表 D-3PN10 法兰的质量 ,得各法兰的质量 .查 HG/T 20592-2021 钢制管法兰中表3.2.2，法兰的密封面均采纳MFM （凹凸面密封） .表 4：接管和法兰尺寸序号名称公称直径钢管外径法兰法兰外径螺栓孔中心圆螺栓孔直螺栓孔数量 n螺栓Th法兰厚度法兰颈法兰 法兰高度 质量DN焊端外D直径 K径 L（个）CNSH1RH可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结径a液 氨进6576B185145188M1618922.9106353.0口管b安 全阀5057B165125184M161

22、8742.986452.5接口c人 孔500530B6706202620M24285427.11612904d空 气进5057B165125184M1618742.986452.5口管e空 气出5057B165125184M1618742.986452.5口管f压 力表2532B11585144M1218402.364401接口g液 位计2025B10575144M1218402.364401接口h液 氨出6576B185145188M1618922.9106353.0口管5.2 垫片查 HG/T 20609-2021 钢制管法兰用金属包覆垫片表4.0.1 得：表 5 垫片尺寸表符号管口名称公

23、称直径内径 D1外径 D2a液氨进口管6597.5127b安全阀接口5077.5107c人 孔500561624d空气进口管5077.5107e空气出口管5077.5107f压力表接口255471g液位计接口2045.561h液氨出口管6597.5127注： 1：包覆金属材料为纯铝板，标准为GB/T 3880 ，代号为 L3.2：垫片厚度均为 3mm.5.3 螺栓（螺柱）的挑选查 HG/T 20613-2021 钢制管法兰用紧固件中表5.0.7-9 和附录中表A.0.1, 得螺柱的长度和平垫圈尺寸：可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结表 6 螺栓公称直径螺纹螺柱长紧固件用平垫圈mm

24、d1d2h可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结a65M168517303可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结b50M168517303c500M2412525444d50M249017303e50M169017303f25M127513242.5g20M127513242.5h65M1685173036 人孔的挑选依据 HG/T 21518-2005 回转盖带颈对焊法兰人孔，查表3-3 尺寸表，选用凹凸面的法兰，其明细尺寸见下表：表 7 人孔尺寸表单位： mm可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结密封面型式凹凸面MFMD730b143d030可编辑资料 - -

25、 - 欢迎下载精品名师归纳总结公称压力 PN MPa10D1660b248螺柱数量20可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结公称直径 DN500H1280A405螺母数量40可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结dws53012H 2123B200螺柱尺寸M 332170可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结d506b44L300总质量 kg302第三章开孔补强设计依据 GB150 中 8.3，当设计压力小于或等于2.5MPa 时，在壳体上开孔，两相邻开孔中心的间距大于两孔直径之和的两倍，且接管公称外径不大于89mm 时，接管厚度满意要求，不另行补强，故该储罐中只

26、有DN=500mm 的 人孔需要补强 .1 补强设计方法判别按 HG/T 21518-2005, 选用回转盖带颈对焊法兰人孔.可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结开孔直径ddi2C250022504mm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dD i2260021300mm可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结故可以采纳等面积法进行开孔补强运算.可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结接管材料选用10 号钢正火，其许用应力t113MPa可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结可编辑资料 - - - 欢

27、迎下载精品名师归纳总结依据 GB150-1998 中式 8-1， A=d2et1f r 可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结其中：壳体开孔处的运算厚度17.5mm可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结接管的有效厚度etntC1C220218mm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强度减弱系数 frtn r1081630.663可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结所以开孔所需补强面积为可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结A d2et 1f 504 18217.5 180.3373374mm2

28、可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结2 有效补强范畴12.2.1 有效宽度 B 的确定按 GB150 中式 8-7，得：B12d25041008mm可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结B 2d2 n2 nt504217.5220579mm可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结B maxB1, B21008mm12.2.2 有效高度的确定可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结1）外侧有效高度h1 的确定可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结依据 GB150 中式 8-8，得：可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结hd1nt50420

29、100.4mm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h1 接管实际外伸高度H1280mm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hminh , h 100.4mm可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结111可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结2）内侧有效高度h2 的确定可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结依据 GB150-1998 中式 8-9，得：可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结h1d nt50420100.4mm，h2 0 ，

30、h2min h2 , h2 0可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结3 有效补强面积可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结依据 GB150 中式 8-10 式 8-13，分别运算如下：AeA1A2A33.1 筒体多余面积可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结A1BdeA12 ete1f可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结100850417.517.34218 17.517.340.33778.69mm2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3.2 接管的余外面积接管厚度：PcDi2.165003

31、.323mm可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结2 t0.5 Pc21630.52.16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A22h1ettf2h2etC2f2可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结2100.4 183.3230.66301953.955mm可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结3.3 焊缝金属截面积焊角取 6.0mm可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结A16232236mm2可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结4 补强面积可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师

32、归纳总结AeA1A2A378.69361953.9552513mm2可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结由于 AeA3376mm ，所以开孔需另行补强可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结所需另行补强面积：A4AAe377625136289mm2可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结补强圈设计：依据DN500 取补强圈外径 D=840mm.由于 BD，所以在有效补强范畴.补强圈内径 d=530+2=532mm可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结补强圈厚度：A47215.66519.427 mm 圆整取名义厚度为20mm.可编辑资料 - - - 欢迎下

33、载精品名师归纳总结D d840532可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结第四章、视镜的选用选用不带颈视镜。不带颈视镜结构简洁，便于窥视，由于视镜接缘直接焊接在设备上，简洁在焊接后引起接缘上的密封面变形，所以应有牢靠的焊接工艺保证.选用视镜的数据： DN=80 PN=1.57 D=130 b1=36 b2=26 H=91螺柱：个数 n=8直径 d=M12重量 m=7.1kg标准：不锈钢HGJ501-86-15可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结图 3-7 视镜第五章、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看容器内部液面位置的变动情形