【正文】 mm 最小厚度 ?min = mm 名義厚度 ?n = mm 結(jié)論 滿足最小厚度要求 重量 Kg 壓 力 計 算 最大允許工作壓力 [Pw]= 2 0 5[ ] .? ???t ei eKD? = MPa 結(jié)論 合格 18 右封頭計算 計算單位 計算條件 橢圓封頭簡 圖 計算壓力 Pc MPa 設(shè)計溫度 t ? C 內(nèi)徑 Di mm 曲面高度 hi mm 材料 Q345R(正火 ) (板材 ) 試驗溫度許用應(yīng)力 ??? MPa 設(shè)計溫度許用應(yīng)力 ???t MPa 鋼板負偏差 C1 mm 腐蝕裕量 C2 mm 焊接接頭系數(shù) ? 厚度及重量計算 形狀系數(shù) K = 16 2 2 2???? ???????????Dhii = 計算厚度 ? = KPD Pc it c2 0 5[ ] .? ?? = mm 有效厚度 ?e =?n C1 C2= mm 最小厚度 ?min = mm 名義厚度 ?n = mm 結(jié)論 滿足最小厚度要求 重量 Kg 壓 力 計 算 最大允許工作壓力 [Pw]= 2 0 5[ ] .? ???t ei eKD? = MPa 結(jié)論 合格 19 臥式容器（雙鞍座） 計算單位 計 算 條 件 簡 圖 計算壓力 pC MPa 設(shè)計溫度 t 50 ℃ 圓筒材料 Q345R(正火 ) 鞍座材料 Q345R 圓筒材料常溫許用應(yīng)力 [?] 170 MPa 圓筒材料設(shè)計溫度下許用應(yīng)力[?]t 170 MPa 圓筒材料常溫屈服點 ?? 345 MPa 鞍座材料許用應(yīng)力 [?]sa 170 MPa 工作時物料密度 O? 1000 kg/m3 液壓試驗介質(zhì)密度 ?T 1000 kg/m3 圓筒內(nèi)直徑 Di 1200 mm 圓筒名義厚度 ?n 12 mm 圓筒厚度附加量 C 2 mm 圓筒焊接接頭系數(shù) ? 1 封頭名義厚度 hn? 12 mm 封頭厚度附加量 Ch 2 mm 兩封頭切線間距離 L 4050 mm 鞍座墊板名義厚度 ?rn 6 mm 鞍座墊板有效厚度 ?re 6 mm 鞍座軸向?qū)挾? b 170 mm 鞍座包角 θ 120 176。 焊接方法與材料 對于一般的壓力容器焊接，方法均為手工電弧焊。 容器焊接接頭坡口設(shè)計 殼體對接接頭的坡口設(shè)計 因為筒體的厚度δ =12mm∈（ 3,20），所以選用殼體的縱焊縫為內(nèi)外壓對稱的Y 形坡口，殼體的環(huán)焊縫為內(nèi)外不對稱的 Y形坡口，且內(nèi)側(cè)較小。=L+2h+4H/3=4000+2 25+4 300/3=4450mm。選擇安全閥的公稱壓力 PN=25kg/cm2，最高工溫度為 150℃，材料為可鍛鑄件的彈簧 微啟式安全閥，型號為 A41H25。若支座靠近封頭，則可充分利用罐體封頭對支座處圓筒截 面的加強作用。 ∴ 每個鞍座承受的重量為 G/2=mg / 2=7162 10/2= 圖六 根據(jù) 規(guī)定查表一可得鞍座的參數(shù)如下表十二： 表十二 鞍座參數(shù)表 公稱直徑 允許載荷KN 鞍座高度 底板 腹板 筋板 墊板 螺栓間距 鞍座質(zhì)量 增加100mm高度增加的質(zhì)量 L1 B1 Δ1 L2 B2 B3 δ3 弧長 B4 Δ 4 e l 1200 145 200 880 170 10 6 200 140 200 6 1410 320 6 55 720 56 7 14 （ 2）鞍座位置的選擇： 因為當外伸長度 A= 時 因為當外伸長度 A= 時，雙支座跨距中間截面的最大彎矩和支座截面處的彎矩絕對值相等，從而使上述兩截面上保持等強度，考慮到支座截面處除彎矩以外的其他載荷，面且支座截面處應(yīng)力較為復(fù)雜，故常取支座處圓筒的彎矩略小于跨距中間圓筒的彎矩，通常取尺寸 A不超過 值，為此中國現(xiàn)行標準 JB 4731《鋼制臥式容器》規(guī)定 A≤ =（ L+2h）， A最大不超過 的作用將使支座截面處的應(yīng)力過大。 m1 為筒體質(zhì)量：對于 Q345R 普通碳素鋼，取ρ = 103kg/m3 ∴ m1=π DLδρ = 4 12 103 103= m2為單個封頭的質(zhì)量：查標準 JB/T 47462020 《鋼制壓力容器用封頭》中標 EHA 橢圓形封頭質(zhì)量，可知 m2= 。 表六 接管法蘭尺寸 序號 名稱 公稱直徑 DN 管子外 徑 B 連接尺寸 法蘭厚度 C 法蘭 理論質(zhì)量 kg 法蘭外徑 D 螺栓孔中心圓直徑 K 螺栓孔直徑 L 螺栓孔數(shù)量 n 螺栓 Th a 排污口 50 57 165 126 18 4 M16 20 b 氣相平 衡口 50 57 165 126 18 4 M16 20 c 氣相口 50 57 165 126 18 4 M16 20 d 出液口 50 57 165 126 18 4 M16 20 e 進液口 50 57 165 126 18 4 M16 20 f 人孔 500 530 730 660 36 20 M33 2 56 g12 液位計 口 20 25 105 75 14 4 M12 16 0,68 h 溫度計 口 20 25 105 75 14 4 M12 16 m 壓力表 口 20 25 105 75 14 4 M12 16 n 安全閥 口 50 57 165 126 18 4 M16 20 s 排空口 50 57 165 126 18 4 M16 20 查 GB816387可得，容器的接管選用 20 號鋼，接管尺寸如下： 11 表七 接管尺寸 序號 名稱 公稱直徑 管子外徑 數(shù)量 管口伸出量 管子壁厚 管子理論質(zhì)量 kg a 排污口 50 57 1 150 b 氣相平衡口 50 57 1 150 c 氣相口 50 57 1 150 d 出液口 50 57 1 150 e 進液口 50 57 1 150 f 人孔 500 530 1 300 9 g12 液位計口 20 25 2 100 3 h 溫度計口 20 25 1 100 3 m 壓力表口 20 25 1 100 3 n 安全閥口 50 57 2 150 s 排空口 50 57 1 150 壓力容器法蘭墊片的選擇 儲罐盛裝液化石油氣，根據(jù)介質(zhì)性質(zhì)選擇耐油石棉橡膠墊片，其結(jié)構(gòu)尺寸如下表八： 表八 墊片尺寸表 公稱壓力 PN， MPa 公稱直徑 DN， mm D d 1200 1365 1220 接管法蘭墊片的選擇 儲罐盛裝液化石 油氣，根據(jù)介質(zhì)性質(zhì)選擇耐油石棉橡膠墊片，在 PN= 查資料由 GBT 19006。 通過查 GB205921997 接管法蘭標準中，當公稱壓力 PN= 時，取公稱通徑 DN=50mm，選用帶頸對焊法蘭，密封面式為凹凸面密封。 人孔可根據(jù) HG/T215142020 查表可選擇封閉形式為凹凸面，其外形如下圖一： 圖一 在公稱壓力 PN= 情況下，法蘭蓋參數(shù)如下表二： 9 表二 法蘭蓋參數(shù)表 公稱通徑 DN 法蘭蓋外徑 D 螺栓孔中心圓直徑 K 螺栓孔直徑 L 螺栓孔數(shù)量 n 螺紋 Th 法蘭蓋厚度 C 法蘭蓋理論重量 (kg) 50 165 125 18 4 M16 20 500 730 660 36 20 M33*2 48 人孔蓋的參數(shù)如下表三： 表三 人孔蓋的參數(shù)表 公稱直徑 Dw*s D D1 A H1 H2 b B1 B2 d N*l Th 質(zhì)量 500 530*10 705 650 397 320 219 48 46 48 36 20 M30*130 265 視鏡用凸緣構(gòu)成的不帶頸視鏡。 ∴ δ n=δ +C1+C2+Δ =++2=11 mm 跟筒體一樣，選擇厚度為 12mm 的 Q345R 為材料沖壓成型。 7 ∴ δ = 1 2 0 ]σ[2 ??? ??ct ic PDPmm3mm ∵ 對于 Q345R ，需滿足腐蝕裕度 C2≥ 1mm，取 C2=2mm， C1=。 P 靜（ max） =ρ gh max≤ρ gD=580 = 103 pa %5%% 63m a x ??????cPP ）靜（ 則 P 靜 可以忽略不記。 筒體和封頭的選形 筒體設(shè)計： 根據(jù)《容規(guī)》，壓力容器的 L/D=3～ 6。Vρ t=*5*580= 第三章 主體材料的確定 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)道爾頓分壓定律，我們不難計算出各種溫度下液化石油氣中各種成分的飽和蒸氣分壓，如表三： 表三 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 組成成分 異辛烷 乙烷 丙烷 異丁烷 正丁烷 異戊烷 正戊烷 乙炔 各成分百分比 5 20 0 0 50 0 0 有上述分壓可計算在設(shè)計溫度 t=50℃時，總的高和蒸汽壓力 P=ini ipy∑81===% 0+% 7+% +% +%+% +% +% = MPa 因為： P 異丁烷 （ ） P 液化氣 ()P 丙烷 （ ） 當液化石油氣在 50℃時的飽和蒸汽壓力高于異丁烷在 50℃時的飽和蒸汽壓力時，若無保冷設(shè)施，則取 50℃時丙烷的飽和蒸汽壓力作為設(shè)計壓力。根據(jù)儲罐所處環(huán)境，最高溫度為危險溫度，所以選 t=50℃為設(shè)計溫度。 從表中我們可以明顯看出 ,溫度從 50℃降到 25℃時 ,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)力水平不會很高。設(shè)計時，要注意安全與防火，還要注意在制造、安裝等方面的特點。 臥式液化石油氣貯罐也是一個儲存壓力容器 , 也應(yīng)按 GB150《鋼制壓力容器》進行制造、試驗和驗收 。由于該氣體具有易燃易爆的特點，因此在設(shè)計這種儲罐時，要注意與一般氣體儲罐的不同點，尤其要注意安全問題，還要注意在制造、安裝方面的特點。圓筒形貯罐按安裝方式可分為臥式和立式兩種。 課 程 設(shè) 計 任 務(wù) 書 4．主要參考文獻： [1] 國家質(zhì)量技術(shù)監(jiān)督局， GB1501998《鋼制壓力容器》，中國標準出版 社， 1998 [2] 國家質(zhì)量技術(shù)監(jiān)督局，《壓力容器安全技術(shù)監(jiān)察規(guī)程》，中國勞動社會保障出版社， 1999 [3] 全國化工設(shè)備設(shè)計技術(shù)中心站，《化工設(shè)備圖樣技術(shù)要求》， 2020， 11 [4] 鄭津洋、董其伍、桑芝富，《過程設(shè)備設(shè)計》，化學(xué)工業(yè)出版社， 2020 [5] 黃振仁、魏新利，《過程裝備成套技術(shù)設(shè)計指南》，化學(xué)工業(yè)出版社， 2020 [6] 國家醫(yī)藥管理局上海醫(yī)藥設(shè)計院，《化工工藝設(shè)計手冊》，化學(xué)工業(yè)出版社， 1996 [7] 蔡紀寧主編，《化工設(shè)備機械基礎(chǔ)課程設(shè)計指導(dǎo)書》，化學(xué)工業(yè)出版社， 2020 年 5．設(shè)計成果形式及要求： 1）完成課程設(shè)計說明書一份； 2）草圖一張（ A1 圖紙一張） 3）總裝配圖一張 (A1圖紙一張 )； 6．工作計劃及進