丙烯球罐的设计方案.docx

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1、丙烯球罐的设计方案一、球罐的设计条件设计参数：设计温度：50设计压力：1.96MPa工作压力：1.84Mpa液压试验压力：2.45Mpa容积：300m3球壳内直径：8306mm储存物质：CH3-CH=CH2物料密度：0.504kg/cm3充装系数：0.9地震设防烈度：7度基本风压值：350Pa基本雪压值：400N/m2球罐建造场地：II类、远震、B类地区二、罐体的设计1、球罐材料确实定参考球罐与大型储罐，储存丙烯的球罐球壳材料选用16MnR材料，最大许用应力为163MPa。7、温度计（1）在球罐上安装1个以上的温度计，此温度计可以测 量比最低使用温度低10的温度。（2）温度计的保护管1）保护管

2、的强度，应能承受设计压力1.5倍以上的外压, 并能充分承受使用过程中所加的最大载荷（流体阻力或外部 冲击）。2）保护管外径，由于强度所限而不能太大。保护管的插 入长度应对温度计的敏感原件是足够的。3）低温球罐或在寒冷地区装设的球罐，必须防止雨水、 湿气等流入测保护管内而结冰，从而影响正确的温度测定。温度仪表采用的通用标准及规范为：ZBY12383工业自动化仪表标度的一般规定；ZBY124 - 83工业自动化仪表检测仪表和显示仪表的 精度等级、基本误差及工作条件影响的表示方法；GBJ9386工业自动化仪表工程施工及验收规范；HGJ 51687自控安装图册；比拟常用的有WSS型防护型双金属温度计和

3、WTZ型压 力式温计。要求球罐上安装1个以上的温度计，此温度计可 以测量比最低使用温度低10的温度WSS型防护型双金属温度计有较好的防水性能，结构紧 凑且安装方便。这种温度计在罐外局部不易损坏，所以被广 泛采用。但目前WSS型防护型双金属温度计表头型式仅为 轴向与径向两种，又因温度计一般直接在球罐底部安装，致 使表盘的方向很不易进行观测，需要加以改进。WTZ型压力式温度计安装在特制的嵌装温度计表头的支 架上，因而可使安装的位置、表盘方向便于观测与维护。但 压力式温度计的罐体外是采用毛细管与表头相连，毛细管容 易受损，这种温度计安装也比拟复杂。8、防雷、防静电装置球罐的壁厚大于4毫米，不需加设独

4、立的防雷设施（如 避雷塔），可以在球罐顶部高点（如平安阀放散管、手动放 散管、顶部平台栏杆）上加装接闪器，并用导线与地极相连。 其接地电阻不得大于10欧姆。为防止在球壳及附件上产生静电聚集，在球罐支柱下部 设有接地栓，用导线与地极相连，按国家有关标准规范要求 其接地电阻不得大于100欧姆。一般把球罐防雷接地和静 电接地综合为一个整体，所以要求其接地电阻不得大于10 欧姆。2、罐体制造橘瓣式球壳的设计：橘瓣式球壳组装焊缝较为规那么，施工简便。多数采用偶 数支柱，分块分带对称，因此组装应力及焊接内应力较均匀, 较易保证球罐质量。当球壳按等强度设计，用不同的分带去 承受不同液柱高度的附加压力时，产生

5、不等厚的球片结构。橘瓣式结构较灵活，按照原材料的大小及压缩机跨度的 尺寸，可设计成不同球心夹角的分带和分块，以满足结构和 制造工艺的要求。橘瓣式结构也有其缺点：由于球片在各带位置尺寸大小 不一，只能在本带内或在上、下对称带之间进行互换;下料成 型较复杂，原材料利用率较低。橘瓣式结构适用于任何大小球罐，是世界各国普遍采用 的结构。根据球罐和大型储罐，300m3的球罐，由于体积小， 所以选用橘瓣式的球罐设计，并依据书中表格可得，球罐应 分为4带，上、下温带和赤道带。上下极带各三块板，上下 温带各12块板。三、球罐的附件1、附件的简介球罐的附件主要有平安阀、梯子平台、水喷淋装置、隔 热和保护设施、液

6、位计、压力表、温度计、防雷及防静电装 置等。在设计丙烯球罐的时候应考虑这些因素。2、平安阀(1)平安阀的种类、数量及可设置的位置平安阀按其结构和平衡内压的方式可分为弹簧式，杠杆 式和脉冲式。弹簧式平安阀结构紧凑、灵敏度也较高，但 对弹簧质量要求严格。杠杆式平安阀体积大，没有严密的排 气结构、泄放能力低且回座性能差。脉冲式平安阀结构复杂。 球罐通常采用弹簧式平安阀，所以这里采用弹簧式平安阀。按照平安阀阀瓣的最大开启高度与阀孔直径之比，平安 阀可以分为全启式和微启式。全启式平安阀阀瓣最大开启高 度等于或大于1/4阀孔直径，即在阀瓣最大开启高度时，阀 瓣与阀座的间隙面积等于或大于阀孔截面积。微启式是

7、指阀 瓣最大开启高度小于阀孔直径1/4的平安阀。全启式平安阀 排放能力大、灵敏度高，但结构复杂且加工调试要求严格； 采用全启式平安阀可以缩小球罐上平安阀接管口径，所以在 球罐上应用比拟广泛，此处也选用全启式平安阀。为防止球罐运转异常造成内压超过设计压力，应在气相 局部设置一个以上的平安阀，以便及时排出局部气相物料， 自动地将内压回复到设计压力以下。同时，在气相局部还要 设置一个以上的辅助的火灾平安阀，使得由于火灾而使罐内 物料温度及压力上升时，能自动发生作用，排泄物料，确保 球罐不超压。平安阀的型式通常采用直接载荷弹簧式。(2)平安阀性能和作用1)在球罐的正常工作压力下保持严密不漏，从而保证正

8、 常工作压力下的平安运行。2)在球罐内压力超过规定值时，平安阀自动开启并迅速 排出罐内气体。当平安阀的排放能力足够大时，那么可保证球 罐内压力保持在最高许用压力内，因而能在非常压力状态下 保持球罐不受破坏。3)在球罐内压力超过规定值下降到正常工作压力时，安 全阀自动关闭，球罐内介质停止外泄，可防止因介质不必要 外泄而造成的浪费，同时也保证了球罐运行的连续性。4)在平安阀泄放时，由于排出介质速度过高而发出声 响，即发出事故警报。由经验的人员还可以通过平安阀泄放 产生的声响变化，了解到球罐内压力变化的情况，采取应急 措施。(3)平安阀的选用一般平安阀的选择：由操作压力选定平安阀的公称压 力，由操作

9、温度决定平安阀的使用温度范围，由计算出的安 全阀的定压值决定弹簧的调压范围，再根据操作介质决定安 全阀的材质和结构型式，然后根据平安阀泄放量计算出平安 阀的喷嘴面积或喷嘴直径。当设置多个平安阀时，排泄量应为各个平安阀排泄量之 和。但备用平安阀的排泄量不算入所需排泄量。（4）平安阀的考前须知1）平安阀应选用弹簧式平安阀，不可采用低扬程的平安 阀。2）弹簧不可与介质及大气直接接触，在不得已的场合，应进行耐腐蚀处3）弹簧的调节螺丝不能松动，应有防止随意调整的印 封。4）平安阀应垂直安装，以保证容器和平安阀之间畅通无 阻。5）平安阀的安装位置尽可能布置在平台附近，以便检查 及维修。6）油气一般可排入大

10、气，其出口高度应比装置最高构筑 物搞3米7）单独排入大气平安阀，其出口管线管径按管线压力降 不大于其定压的10%确定，但不应小于平安阀的出口直径。8）容器上的平安阀的入口管线应尽量缩短，当管线较长 时，必须加以支撑，以防泄压时造成超压力。9） 一般情况下，平安阀的前后不装设隔断网。但在个别 情况下，如泄放介质中含有固体杂质，而影响平安阀在跳开 后不再能关严时，那么可以在平安阀前面安装带铅封的闸阀， 保证闸阀处于全开状态，并应在闸阀域平安阀之间装设一个 通大气的DN20检查阀。10）有保证设施以及设置在寒冷地区的球罐的安装阀， 应选防冻结构。11）备用平安阀应有明确其为备用的标志。12）平安阀的

11、排放管应向放空罐出倾斜，以排除凝液， 同时其结构应保证不发生影响到平安阀本体的振动。13）在向大气直接排放的场合，排放蒸气应垂直向上喷 出，并在端部设置保护罩，以防止雨水、铁屑、尘土等的堆 积。球罐外部设有顶部平台、中间平台以及为了从地面进入 这些平台的斜梯、直梯或盘梯。顶部平台位工艺操作作用的 平台。中间平台设置位操作人员上下顶部平台的中间休息， 或作为检查球罐赤道部位外部情况用的。球罐采用一个单独 的梯子。梯子结构分成：上部盘梯和下部斜梯二局部。4、水喷淋装置球罐上装设水喷淋装置是为了内盛的液化石油气、可燃性气体及毒性气体的隔热需要，同时也可起消防的保护作 用。但是，隔热和消防保护有不同的

12、要求，一般淋水装置的 构造为环形冷却水管或倒流式淋水装置。可燃、易燃气体及液体球罐、液化气体球罐都应设消防 喷淋水装置。因高温季节（日晒）或其他因素导致罐内温度 升高且必须加以控制的球罐，消防喷淋水装置也可以进行冷 却降温喷淋，而在喷淋水量上进行调节。球罐的上部装设喷淋喷嘴或溢流堰，同时，为了保证喷 淋强度，使喷淋水均匀地分布在球罐外表并形成水膜，而沿 球罐纬向设几代喷淋喷嘴，以提高喷淋效率和覆盖率。在球 罐的下部也应设喷淋喷嘴，以保护罐下部的阀门、附件及仪 表。喷淋水管、喷淋喷嘴与溢流堰的设计，应根据工艺条件 保证足够的喷淋强度和覆盖率。喷淋强度应符合国家有关标 准规范的规定。溢流堰河喷淋喷

13、嘴的布置还应考虑梯子平台 及球罐其他附件的位置。对焊后需进行整体热处理的球罐， 应在热处理前焊完喷淋管支撑垫板，喷淋水装置在热处理后 进行安装。为防止污垢堵塞喷淋喷头，喷淋水管一般可选用镀锌钢 管，管路附件也应考虑耐腐蚀材料。在投产前应进行喷淋装 置的喷淋试验，验收合格后方可正式投入使用。5、液位计盛装易燃、有毒、剧毒介质的球罐必须装设板式液面计 或自动液面指示器。液位计上应有防止液位计泄漏的装置和 保护罩，并标明允许的液位上限和下限。在寒冷地区对液位 计的导管还应加装防冻措施。采用玻璃板式的液面计，应根据球罐的设计压力和节支 特点选型。玻璃板式液面计的耐压试验压力应为球罐最高工 作压力的1.

14、5倍，试验合格后方可进行安装、使用。为了便 于检修和防止因液面计损坏造成泄漏，球罐的玻璃板式液面 计连接管上应装设截止阀。为保证在正常工作时截止阀处于 常开状态，应有明确的全开标志。液化气体球罐的板式液面计，在夏季易产生假液面；对 含污物的介质，玻璃板易挂料而无法观测。因而对工艺条件 严格或特殊介质的球罐，应装设适于介质性能的其他液位指 示剂，必要时还应有液位上下限报警装置。根据工艺要求， 一些球罐装有在仪表室集中观测的二次液位计。目前国内比拟常见的球罐用液位计有浮子钢带液位计、 磁力翻板液位计等，它们一般都具有就地观测和远传到仪表 室集中观测、报警等性能。在球罐上比拟常用的浮子钢带液位计为U

15、HZ-112型，可 用于液氨、液氮、液煌等介质，它具有良好的密封性能和防 爆性能。这种液面计的浮子有两根导向钢丝，因而在球罐上 部应设三个接管口，中间管口为钢带导管接口，两侧的管口 为导向钢丝固定口，在球罐下部应设导向钢丝支架。在安装 时应严格保证导向钢丝垂直度。为防止腐蚀性气体进入液位 计内腔，可向钢带导向系统和液位计内腔注入封液，一般选 用45#变压器油。液位计设置时要在高、低液位线有报警装置，防止装载 过量、抽空，以免发生事故，特别在装载液化气时更要慎重。6、压力表为了测量容器内压力，球罐应设置压力表。考虑到压力 表由于某种原因而发生故障，或由于仪表检查而取出等情 况，应在球壳的上部和下部各设一个以上的压力表。压力表的最大刻度为正常运转压力的1.5倍以上（不超 过3倍）。为使压力表读数尽可能正确，压力表的外表直径应大于 150mm。压力表前应安装截止阀，以便在仪表标校时可以取下压 力表。球罐应设置压力计。一般在球罐上设置就地观测的压力 表。压力表应与球罐气相空间相接。对大型球罐或重要介质 在工艺条件上由要求的球罐，除安装就地观测的压力表外， 应加装在仪表室集中观测、报警的二次压力计，其仪表管路 一般应与球罐相空间相接，特殊时也可取液相压力。