100m3卧式液氨储罐设计.ppt

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1、100m3卧式液氨储罐设计演讲：郭瑞生,河北科技大学继续教育学院过程装备与控制工程专业2015年5月,液氨储罐结构,设计参数、选材、计算,附件的选择,目录,1,2,3,焊缝标准,筒体和封头的校核计算,4,5,液氨的储存与氨罐,常压储存：压力100-500 mm H2O，温度-33 以下，一般罐体体积很大1000 m3以上，为了维持罐体压力和温度要配有一套冷冻冰机系统，造价昂贵，一般大型化工厂使用。2、带压储存：温度在10 以上，罐体体积小，有球罐、卧罐、立罐和储槽，属压力容器。,卧式液氨储罐的组成,液氨储罐属于化工常见的储运设备，卧式罐一般可分解为筒体，封头，法兰，人孔，手孔，支座及管口等几种

2、元件。储罐的工艺尺寸可通过工艺计算及生产经验决定。本毕业设计为：100 m3卧式液氨储罐。并对该储罐各组成部件的选材，结构，附件、焊缝标准进行了详细说明计算。,卧式液氨储存罐的图片,卧式液氨储罐的设计参数,工艺条件： 1、温度为46; 2、压力为1.96 Mpa; 3、容积100m3.,液氨储罐主要设计依据,1、JB/T4731-2005钢制卧式容器2、GB150-2011压力容器3、压力容器安全技术监察规程,使用材料的选择,考虑主要强度指标和塑性指标适合的材料有：A3R、20g、16MnR、15MnVR、20R。为了节省金属，属强度计算为主要中压设备的采用普通低合金钢为宜。因为屈服强度分别为

3、345 MPa和392 MPa的普通低碳合金刚，其材料价格与碳素钢差不多，但强度比碳素钢约高30%60%。故考虑20R和16MnR这两种钢材。如果纯粹从技术角度看，建议选用20R类的低碳钢板，16MnR钢板的价格虽比20R贵，但在制造费用方面，同等重量设备的计价，16MnR钢板比较经济。所以在此选择16MnR钢板作为制造筒体和封头的材料。钢板标准号为GB6654-1996.,封头的机构与选型,封头有多种形式，圆形、椭圆形、蝶形、锥形、球冠形、平板形等球形封头：缺点是深度大，直径小时，整体冲压困难，大直径采用分瓣冲压其拼焊工作量较大。蝶形封头：缺点有两处连接边界，受力不及椭圆形。平板封头：缺点用

4、料最多，是椭圆形封头的4倍多,椭圆形封头,从强度、结构和制造等方面综合考虑，采用椭圆形封头最为合理。查椭圆形封头标准（GB/T25198-2010）公称直径DN：3000；曲面高度h1：750直边高度h2：50；内表面积fi/m2： 10.2；容积v/m3：3.89 。,储罐直径、长度计算,公称直径3000 mm，由公称直径Di和筒体长度L的计算公式：L=13093液氨筒体的长径比值为29为合适值，所选的长径比为：L/Di = 13093/3000 = 4.36 在合适范围内,筒体壁厚计算,壁厚计算公式： mm钢板厚度负偏差C1 = 0.8，查材料腐蚀手册得46 下液氨对钢板的腐蚀速率小于0.

5、05 mm/a，所以双面腐蚀取腐蚀余量C2 = 2 mm。 所以设计厚度为： mm圆整后取名义厚度22 mm,封头壁厚计算,计算公式： mm设计厚度 d=+C2+C1 = 18.085+2+0.8 = 20.885 mm与筒体取同样厚度22mm,压力试验,压力试验一般采用液压试验或气压测试，在此选用水压试验。水压试验时的应力： 160.9 Mpa查压力容器材料使用手册-碳钢及合金钢可知22 mm的16MnR的常温强 S= 325 Mpa， 故设计的壁厚满足要求。,附件人孔选择,人孔的选择：水平吊盖带颈对焊法兰人孔（HG21524-2005)，公称压力PN2.5、公称直径DN500、H1=340

6、、RF型密封面、采用类20R材料、垫片采用外环材料为低碳钢、金属带为0Cr19Ni9、非金属带为柔性石墨、C型缠绕垫。标记为:人孔RFVI（W.C-1220)500-2.5HG21524-2005总质量320kg，法兰标准号为HGJ5053-91，垫片标准号为HGJ6972-91，法兰盖板标准HGJ6165-91材料为20R，螺柱螺母标准HGJ75-91，螺柱材料40Cr，螺母材料45，吊环转臂和材料Q235-A，垫圈标准为GB95-85材料100HV，螺母标准GB41-86，吊钩和环材料Q235-A.F，无缝钢管材料为20，支撑板材料为20R。,人孔补强的计算,开孔补强的形式有补强圈补强、厚

7、壁管补强、整体锻件补强三种。内压容器开孔后所需的补强面积：A=9312.18 mm2有效补强面积即已有的加强面积：Ae=1379.17 mm2 因 则采用补强圈补强,补强圈的选择,查化工容器及设备简明设计手册）。查标准JB/T4736-2002补强圈得补强圈外径D0=840，内径Di=d0+(35)=535mm标准补强圈厚度：18mm.补强圈质量为：46.6 kg,附件接管选择,进出料接管的选择材料：容器接管一般应采用无缝钢管，所以液体进料口接管材料选择无缝钢管，采用无缝钢管标准GB/T17395-2008。材料为16MnR。热轧无缝钢管的尺寸为8912 mm。钢管理论重量为22.79 kg/

8、m。,管法兰的选择,管法兰的选择：根据平焊法兰适用的压力范围较低（PN4.0 Mpa），选择突面板式平焊法兰，标记为：HG20592-2009法兰RF(A)80-2.5，其中D=190，管法兰材料钢号（标准号）：20（GB711)。根据钢制管法兰、垫片、紧固件选配表（HG20614-2009)选择：垫片型式为石棉橡胶板垫片，密封面型式为突面，密封面表面为密纹水线，紧固件型式为六角螺栓双头螺柱全螺纹螺柱。,液面计得选择,本设计选用浮球式液位计。浮球式液位计是用于直接指示各种敞开或承压式容器内液位高度的指针式仪表。该仪表与工业设备上常用的玻璃板液位计比较，它不怕破裂，示值更为清晰，尤其适用于对玻璃

9、管臂有粘滞作用的油污类液体介质或有毒有害的介质的直接指示。该仪表属纯机械结构，故在易燃仪表场所有本质安全性。安装方式有1型顶装式法兰连接，2型侧装式法兰连接，3型顶装式螺纹连接。液面计标记为：FQJ-3.0-4 （0-3米、PN2.5 DN100）,安全阀的选择,安装位置：再离左封头内切线1250处安装一安全阀。标准型号A42F-25C，公称直径DN取80 mm，质量约为80 kg。与安全阀和接管连接的法兰选择突面板式平焊法兰HG20592-2009法兰RF(A)80-2.5，与壳体连接的接管为无缝钢管GB9948-2013石油裂化用无缝钢管热压钢管，尺寸为8912 mm。,排污管的选择,安装

10、位置：在离右鞍座的的右侧1100 mm处安装一个排污管。选择无缝钢管GB9948-2013热轧钢为材料的排污管焊接在容器底部，尺寸为8912 mm。,鞍座的选择,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，它是应用的最为广泛的一种卧式容器支座。本设计采用鞍座。鞍座的材料（除加强板外）为Q235-AF，加强垫板的材料应于设备壳体的材料相同为16MnR。,鞍座选取标准,查的公称直径为3000 mm的容器选择重型（B），120 包角、焊制、六筋板、带垫板，高度为250 mm的鞍座，允许载荷2800KN1461.152KN，左鞍座标记为JB/T4712-2007鞍座B3000-F。右鞍座标记为JB/T4712-2007 鞍座3000-S。且经计算：选取的鞍符合要求。,容器的焊接,焊缝分散原则；避免焊缝多条相交原则；对称质心布置原则；避开应力复杂区域或应力峰值区原则；接头设计的开厂性原则；焊接坡口的设计原则（焊缝填充金属尽量少；避免产生缺陷；焊缝坡口对称；有利于焊接防护；焊工操作方便；复合钢板的坡口应有利于减少过渡层焊缝金属的稀释率）。,筒体和封头的校核计算,筒体轴向应力校核1、由弯矩引起的轴向应力2、由设计压力引起的轴向应力3、轴向应力组合与校核筒体和封头切向应力校核,感,谢,聆,听,*,*163.COM,m,