過程裝備與控制工程課程設(shè)計(jì)-35m3液化石油氣儲(chǔ)罐設(shè)計(jì)-文庫吧
2025-10-01 03:26 本頁面
【正文】 對(duì)于設(shè)計(jì)溫度下各成分的飽和蒸氣壓力如下： 表 12 各溫度下各組分的飽和蒸氣壓力 溫度，℃ 飽和蒸汽壓力， MPa 異辛烷 乙烷 丙烷 異丁烷 正丁烷 異戊烷 正戊烷 乙炔 25 0 0 20 0 0 0 0 0 20 0 0 50 0 7 設(shè)計(jì)溫度 根據(jù)本設(shè)計(jì)工藝要求，使用地點(diǎn)為太原市的室外，用途為液化石油氣儲(chǔ)配站工作溫度為20— 48℃，介質(zhì)為易燃易爆的氣體。 從表中我們可以明顯看出 ,溫度從 50℃降到 25℃時(shí) ,各種成分的飽和蒸氣壓力下降的很厲害 ,可以 推斷 ,在低溫狀態(tài)下 ,由飽和蒸氣壓力引起的應(yīng)力水平不會(huì)很高。 由上述條件選擇危險(xiǎn)溫度為設(shè)計(jì)溫度。為保證正常工作，對(duì)設(shè)計(jì)溫度留一定的富裕量。所以，取最高設(shè)計(jì)溫度 t=50℃，最低設(shè)計(jì)溫度 t=﹣ 25℃。根據(jù)儲(chǔ)罐所處環(huán)境，最高溫度為危險(xiǎn)溫度，所以選 t=50℃為設(shè)計(jì)溫度。 設(shè)計(jì)壓力 該儲(chǔ)罐用于液化石油氣儲(chǔ)配供氣站，因此屬于常溫壓力儲(chǔ)存。工作壓力為相應(yīng)溫度下的飽和蒸氣壓。因此，不需要設(shè)保溫層。 根據(jù)道爾頓分壓定律，我們不難計(jì)算出各種溫度下液化石油氣中各種成分的飽和蒸氣分壓，如表： 表 13各種成分在相應(yīng)溫度下 的飽和蒸氣分壓 溫度 , ℃ 飽和蒸氣分壓 , MPa 異辛烷 乙烷 丙烷 異丁烷 正丁烷 異戍烷 正戍烷 乙烯 25 0 0 20 0 0 0 0 0 20 0 0 50 0 0 有上述分壓可計(jì)算再設(shè)計(jì)溫度 t=50℃時(shí)，總的高和蒸汽壓力 P=ini ipy∑81===% 0+% 7+% +% +% +% +% +% = MPa 因?yàn)椋?P 異丁烷 （ ） P 液化氣 ()P 丙 烷 （ ） 當(dāng)液化石油氣在 50℃時(shí)的飽和蒸汽壓力高于異丁烷在 50℃時(shí)的飽和蒸汽壓力時(shí)，若無保冷設(shè)施，則取 50℃時(shí)丙烷的飽和蒸汽壓力作為最高工作壓力。 對(duì)于設(shè)置有安全泄放裝置的儲(chǔ)罐，設(shè)計(jì)壓力應(yīng)為 ~ 倍的最高工作壓力。所以有 Pc= =。 設(shè)計(jì)儲(chǔ)量 參考相關(guān)資料，石油液化氣密度一般為 500600Kg/m3 ，取石油液化氣的密度為580Kg/m3，盛裝液化石油氣體的壓力容器設(shè)計(jì)儲(chǔ)存量為： W=248。Vρ t= 580= 第二章 機(jī)械設(shè)計(jì) 筒體和封頭的設(shè)計(jì)： 對(duì)于承受內(nèi)壓，且設(shè)計(jì)壓力 Pc=4MPa 的壓力容器，根據(jù)化工工藝設(shè)計(jì)手冊(cè)（下）常用設(shè)備系列，采用臥式橢圓形封頭容器。 筒體和封頭的選形 a、 筒體設(shè)計(jì) ： 查 GB1501998，為了有效的提高筒體的剛性，一般取 L/D=3~6，為方便設(shè)計(jì)，此處取 L/D=4 ① 。 所以 354 2 ?LD? ② 。 由 ① ② 連解得： D==2233mm 。 圓整得 D=2300mm b、封頭設(shè)計(jì)： 查標(biāo)準(zhǔn) JB/T47462020《鋼制壓力容器用封頭》中表 EHA 橢圓形封頭內(nèi)表面積、容積得： 表 21， EHA 橢圓形封頭內(nèi)表面積、容積 公稱直徑 DN /mm 總深度 H /mm 內(nèi)表面積 A/ 2m 容積 V封 / 3m 2300 615 圖 21 橢圓形封頭 由 2V封 + 2D? L/4=35 得 L=7577mm 圓整得 L=7600mm 則 L/D= 符合要求 . 則 V計(jì) =2 V封 + 2D? L/4= m3 35m3 且比較接近，所以結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)合理。 第三章 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 液 柱靜壓力： 根據(jù)設(shè)計(jì)為臥式儲(chǔ)罐，所以儲(chǔ)存液體最大高度 h max≤ D=2300mm。 P 靜（ max） =ρ gh max≤ρ gD=580 = %5%% 63m a x ??????cPP 則 P 靜 可以忽略不記。 圓筒厚度的設(shè)計(jì)： 根據(jù)介質(zhì)的易燃易爆、有毒、有一定的腐蝕性等特性，存放溫度為 20~48℃，最高工作壓力等條件。根據(jù) GB1501998 表 41，選用筒體材料為低合金鋼 16MnR（鋼材標(biāo)準(zhǔn)為GB6654） [σ]t=170MPa。選用 16MnR 為筒體材料，適用于介質(zhì)含有少量硫化物，具有一定腐蝕性，壁厚較大（ ≥ 8mm）的壓力容器。 根據(jù) GB150，初選厚度為 6~25mm，最低沖擊試驗(yàn)溫度為 20℃，熱軋?zhí)幚怼? ∴ δ = 91 8 23 0 091 8 ]σ[2 ???? ??ct ic PDPmm ∵ 對(duì)于低碳鋼和低合金鋼，需滿足腐蝕裕度 C2≥ 1mm，取 C2=2mm 查標(biāo)準(zhǔn) HG205801998《鋼制化工容器設(shè)計(jì)基礎(chǔ)規(guī)定》表 71 知，鋼板厚度負(fù)偏差C1=。而當(dāng)鋼材的厚度負(fù)偏差不大于 ，且不超過名 義厚度的 6%時(shí)，負(fù)偏差可以忽略不計(jì)，故取 C1=0。 ∴ δ d=δ +C2=+2= ， δ n=δ d+C1=+0= 圓整后取名義厚度δ n=18mm ， [σ]t 沒有變化，故取名義厚度 18mm 合適。 橢圓封頭厚度的設(shè)計(jì)： 為了得到良好的焊接工藝，封頭材料的選擇同筒體設(shè)計(jì)，同樣采用 16MnR。 ∴ δ = ][2 ???? ???? ct ic PDP?= mm 同理，選取 C2=2 mm ， C1=0 mm 。 ∴ δ n=δ +C1+C2=+2+0= mm 圓整后取名義厚度為δ n=18mm 跟筒體一樣，選擇厚度為 18mm 的 16MnR 材料合適。 接管，法蘭，墊片和螺栓的選擇 、接管和法蘭 液化石油氣儲(chǔ)罐應(yīng)設(shè)置排污口，氣相平衡口，氣相口，出液口，進(jìn)液口，人孔，液位計(jì)口，溫度計(jì)口，壓力表口，安全閥口，排空口。 根據(jù)《壓力容器與化工設(shè)備實(shí)用手冊(cè)》 PN= 時(shí)，可選接管公稱通徑 DN=80mm。 根據(jù)設(shè)計(jì)壓力 PN=，查 HG/T 2059297《 鋼制管法蘭》表 44，選用 帶頸平焊法蘭（ SO），由介質(zhì)特性和使用工況，查密封面型式的選用，表 。選擇密封面型式為凹凸面（ MFM），壓力等級(jí)為 ~，接管法蘭材料選用 16MnR。根據(jù)各接管公稱通徑，查表 44 得各法蘭的尺寸。 圖 31 筒體整體、接管、人孔分布圖 圖 32 帶頸平焊鋼制管法蘭 法蘭尺寸如表： 表 31 法蘭尺寸 序號(hào) 名稱 公稱通徑 DN 鋼管外徑 B 連接尺寸 法蘭厚 度 C 法蘭高度 H 法蘭頸
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