【正文】 20 公稱(chēng)直徑Dn 500 1H 250 A 375 螺母數(shù)量 40 wds? 48 12 2H 121 B 175 螺柱尺寸 M33 2 170 d 506 b 42 L 250 總質(zhì)量 kg 302 8 圖 2 人孔結(jié)構(gòu)圖 開(kāi)孔補(bǔ)強(qiáng)的計(jì)算 開(kāi)孔補(bǔ)強(qiáng)結(jié)構(gòu)：壓力容器開(kāi)孔補(bǔ)強(qiáng)常用的形式可分為補(bǔ)強(qiáng)圈補(bǔ)強(qiáng)、厚壁管補(bǔ)強(qiáng)、整體鍛件補(bǔ)強(qiáng)三種。從人孔蓋的開(kāi)啟方式及開(kāi)啟后人孔蓋的所處位置看，人孔又可分為回轉(zhuǎn)7 蓋人孔、垂直吊蓋人孔和水平吊蓋人孔三種。 第四章 附件選擇 人孔的選擇 人孔的作用：為了檢查壓力容器在使用過(guò)程中是否產(chǎn)生裂紋、變形、腐蝕等缺陷。試驗(yàn)時(shí)壓力應(yīng)緩慢上升，達(dá)到規(guī)定試驗(yàn)壓力后，保壓時(shí)間一般不少于 30min。故筒體壁厚 ][2 ???? ???? ct ic pDp ??? 查得鋼板厚度負(fù)偏差 ,查材料腐蝕手冊(cè)得 50℃下液氨對(duì)鋼 板的腐蝕速率小于 ㎜ /年，所以雙面腐蝕取腐蝕裕量 2C2? ㎜。 ???V VV 滿足要求。它吸取了蝶形封頭深度淺的優(yōu)點(diǎn)，用沖壓法易于成形，制造比 球形封4 頭容易，所以選擇橢圓形封頭，結(jié)構(gòu)由半個(gè)橢球面和一圓柱直邊段組成。 筒體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)為圓筒形。 筒體的選材及結(jié)構(gòu) 根據(jù)液氨的物性選擇罐體材料，碳鋼對(duì)液氨有良好的耐蝕性腐蝕率在 ㎜ /年以下，且又屬于中壓儲(chǔ)罐，可以考慮 Q245R 和 Q345R 這兩種鋼材。 各項(xiàng)設(shè)計(jì)參數(shù)都正確參考了行業(yè)使用標(biāo)準(zhǔn)或國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，這樣讓設(shè)計(jì)有章可循，并考慮到結(jié)構(gòu)方面的要求，合理地進(jìn)行設(shè)計(jì)。液態(tài)氨將侵蝕某些塑料制品 ,橡膠和涂層 。氨作為一種重要的化工原料 ， 應(yīng)用廣泛 。 2．設(shè)計(jì)內(nèi)容和要求（包括原始數(shù)據(jù)、技術(shù)參數(shù)、條件、設(shè)計(jì)要求等）： 原始數(shù)據(jù) 設(shè)計(jì)條件表 序號(hào) 項(xiàng) 目 數(shù) 值 單 位 備 注 1 名 稱(chēng) 液氨儲(chǔ)罐 2 用 途 液氨儲(chǔ)存 3 最高工作壓力 MPa 由介質(zhì)溫度確定 4 工作溫度 20～ 48 ℃ 5 公稱(chēng)容積（ Vg） 65 M3 6 工作壓力波動(dòng)情況 可不考慮 7 裝量系數(shù) (φ V) 8 工作介質(zhì) 液氨（中度危害） 9 使用地點(diǎn) 太原市室外 10 安裝與地基要求 11 其它要求 管口表 接管代號(hào) 公稱(chēng)尺寸 連接尺寸標(biāo)準(zhǔn) 連接面形式 用途或名稱(chēng) a DN65 HG/T20592 RF 液氨進(jìn)口管 b DN20 HG/T20592 RF 排污閥接口 c DN500 HG/T21518 RF 人 孔 d DN50 HG/T20592 RF 空氣進(jìn)口管 e DN40 HG/T20592 RF 安全閥接管 f DN20 HG/T20592 RF 壓力表接口 g DN25 HG/T20592 RF 液位計(jì)接口 h DN65 HG/T20592 RF 液氨出口管 設(shè)計(jì)內(nèi)容 1）設(shè)備工藝、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)； 2）設(shè)備強(qiáng)度計(jì)算與校核； 3）技術(shù)條件編制； 4）繪制設(shè)備總裝配圖； 5）編制設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)。 中北大學(xué) 課 程 設(shè) 計(jì) 說(shuō) 明 書(shū) 學(xué)生姓名： 潘凱 學(xué) 號(hào)： 1102034232 學(xué) 院： 機(jī)械與動(dòng)力工程學(xué)院 專(zhuān) 業(yè)： 過(guò)程裝備與控制工程 題 目： （ 65） M3 液氨儲(chǔ)罐設(shè)計(jì) 指導(dǎo)教師： 閆宏偉 、 孟江 職稱(chēng) : 專(zhuān)業(yè)課老師 2021年 06月 16日 中北大學(xué) 課程設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū) 2021/2021 學(xué)年 第 二 學(xué)期 學(xué) 院： 機(jī)械與動(dòng)力工程學(xué)院 專(zhuān) 業(yè)： 過(guò)程裝備與控制工程 學(xué) 生 姓 名： 潘凱 學(xué) 號(hào)： 1102034232 課程設(shè)計(jì)題目： （ 65） M3 液氨儲(chǔ)罐設(shè)計(jì) 起 迄 日 期： 06 月 16 日～ 06 月 27 日 課程設(shè)計(jì)地點(diǎn)： 校內(nèi) 指 導(dǎo) 教 師： 閆宏偉 、 孟江 基層教學(xué)組織負(fù)責(zé)人： 黃晉英 下達(dá)任務(wù)書(shū)日期 : 2021年 06月 16日 課 程 設(shè) 計(jì) 任 務(wù) 書(shū) 1．設(shè)計(jì)目的： 使用國(guó)家最新壓力容器標(biāo)準(zhǔn)、 規(guī)范進(jìn)行設(shè)計(jì)，掌握典型過(guò)程設(shè)備設(shè)計(jì)的全過(guò)程。 掌握工程圖紙的計(jì)算機(jī)繪圖。 本設(shè)計(jì)的液料為液氨，它 是一種無(wú)色液體。水溶液呈堿性。設(shè)備的選擇大都有相應(yīng)的執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)，設(shè)計(jì)時(shí)可以直接選用符合設(shè)計(jì)條件的標(biāo)準(zhǔn)設(shè)備零部件，也有一些設(shè)備沒(méi)有相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)，則選擇合適的非標(biāo)設(shè)備。 設(shè)計(jì)溫度為 50 攝氏度，在 20～ 200℃條件下工作屬于常溫容器。鋼板標(biāo)準(zhǔn)號(hào)為 GB66542021。橢圓形封頭的應(yīng)力情況不如半球形封頭均勻，但對(duì)于標(biāo)準(zhǔn)橢圓形封頭與厚度相等的筒體連接時(shí)，可以達(dá)到與筒體等強(qiáng)度。 ?? ? 算出 L=11200mm 取 L=12021mm,L/DN=(在 3～ 6 之間 ) %5%39。液柱靜壓力 ? gh= 5 2800= 而ρ gh∕ =% 5%所以可以忽略。 圖 1 橢圓封頭 6 壓力試驗(yàn) 水壓試驗(yàn)，液體的溫度不得低于 5℃； 試驗(yàn)方法： 試驗(yàn)時(shí)容器頂部應(yīng)設(shè)排氣口，充液時(shí)應(yīng)將容器內(nèi)的空氣排盡，試驗(yàn)過(guò)程中，應(yīng)保持容器外表面的 干燥。 水壓試驗(yàn)時(shí)的壓力 ? ?? ? Mpap t T ???? ?? 水壓試驗(yàn)的應(yīng)力校核： 水壓試驗(yàn)時(shí)的應(yīng)力 MpaDp e eiTT )( )( ?? ????? ? ?? 水壓試驗(yàn)時(shí)的許用應(yīng)力為 M p as ?????? ST ??? ＜ 故筒體滿足水壓試驗(yàn)時(shí)的強(qiáng)度要求 [1]。從人孔所用法蘭類(lèi)型來(lái)看，承壓人孔有板式平焊法蘭人孔、帶頸平焊法蘭 人孔和帶頸對(duì)焊法蘭人孔，在人孔法蘭與人孔蓋之間的密封面，根據(jù)人孔承壓的高低、介質(zhì)的性質(zhì)，可以采用突面、凹凸面、榫槽面或環(huán)連接面。 綜合考慮選擇回轉(zhuǎn)蓋帶頸對(duì)焊法蘭人孔（ HG/T215182021） , Φ 480 12 公稱(chēng)壓力、公稱(chēng)直徑 Dn450、 1H =250、 MFM 型密封面、采用 Q345R 材料。但必須滿足規(guī)定的條件。根據(jù) GB150 中，當(dāng)設(shè)計(jì)壓力小于或等于 時(shí)，在殼體上開(kāi)孔，兩相鄰開(kāi)孔中心的間距大于兩孔直徑之和的兩倍，且接管公稱(chēng)外徑不大于 89mm 時(shí)，接管厚度滿足表 要求時(shí)，不9 另行補(bǔ)強(qiáng)。1 ???? ? ， mmH 250h 11 ?? （實(shí)際外伸高度） 故 1h =Max( 139。按照根據(jù)焊接接頭分類(lèi)，接管、人孔等與殼體連接的接頭，補(bǔ)強(qiáng)圈與殼體 連接的接頭取 D 類(lèi)焊縫。 接管及附件的選擇 接管選擇： 容器接管一般應(yīng)采用無(wú)縫鋼管，所以本設(shè)計(jì)筒體上接管材料均選擇無(wú)縫鋼管 20（ GB9948） 。 接管公稱(chēng)外徑小于或等于 89 ㎜。 表 接管尺寸表 序號(hào) 接管名稱(chēng) 公稱(chēng)直徑 DN(mm) d s 材料 a 液氨進(jìn)出口管 65 76 14 20（ GB9948） b 空氣進(jìn)出口管 50 57 12 20（ GB99948） c 液位計(jì)接管 25 32 8 20(GB9948) d 壓力表接管 20 25 6 20(GB9948) e 人孔接管 450 480 12 Q345（ HG/T215182021） g 排污管 20 25 6 20(GB9948) F 安全閥接管 40 45 10 20(GB9948) 可見(jiàn)以上所選接管都滿足不需另行補(bǔ)強(qiáng)的要求。 根據(jù)設(shè)計(jì)要求選定法蘭后，則會(huì)得到與螺栓配套的螺栓。 化工行業(yè)所用的壓力表有多種型號(hào)，根據(jù)液氨的性質(zhì)查《化工工藝設(shè)計(jì)手冊(cè)》常用的壓力表型號(hào)為 YA100,管螺紋 M20 ,壓力表一端與帶有相應(yīng)螺紋的接管一端旋合，接管另一端焊接在筒體適合的位置。其尺寸如表 表 墊片尺寸表 符號(hào) 法蘭公稱(chēng)直徑 mm 墊片內(nèi)徑 D1 墊片外徑 D2 密封形式 墊片材料 墊片厚度 mm a 20 25 58 RF 石棉橡膠 b 25 32 68 RF 石棉橡膠 C 40 45 88 RF 石棉橡膠 d 50 57 102 RF 石棉橡膠 e 65 76 122 RF 石棉橡膠 f 450 478 555 RF 石棉橡膠 3 15 圖 4 墊片結(jié)構(gòu)圖 安全閥的選擇 查《化工工藝設(shè)計(jì)手冊(cè)》知液氨常用安全閥有 A21H40 其公稱(chēng)直徑是 15mm 到25mm 公稱(chēng)壓力為 使用溫度 t≤ 200℃和 A41H40 其公稱(chēng)直徑為 32mm 到48mm 公稱(chēng)壓力為 到 ,使用溫度 t≤ 300℃。玻璃板液面計(jì)有三種：透光式玻璃板液面計(jì)、反射式玻璃板液面計(jì)、視鏡式玻璃板液面計(jì)。當(dāng)尺寸和載荷一定時(shí)多支點(diǎn)在梁內(nèi)產(chǎn)生的應(yīng)力較小，因此支座數(shù)目似乎應(yīng)該17 多些好。 所以本設(shè)計(jì)就采用這種支座結(jié)構(gòu)。 A≤ =﹙ 12021+25 2)=2410 當(dāng)鞍座鄰近封頭時(shí)，則封頭對(duì)支座處筒體有加強(qiáng)剛性的作用。故 2m =? 2= 水壓試驗(yàn)時(shí)水的質(zhì)量 3m ：由常用壓力容器手冊(cè)查得公稱(chēng)直徑 2800mm 厚 20mm 的標(biāo)準(zhǔn)橢圓封頭的容積為 3m ,則容器容積為： 2 ???????? ?筒體封頭 VVV 3m 水重 3m = 1000=80090 ㎏。 筒體與橢圓封頭的焊接接頭 壓力容器受壓部分 的焊接接頭分為 A、 B、 C、 D 四類(lèi)，查得封頭與圓筒連接的環(huán)向接頭采用 A 類(lèi)焊縫。坡口形式為 Y 型坡口。選擇全焊透工藝，可用于交變載荷，低溫及有較大溫度梯度工況。 2? ＝ 30176。 1, 1K ＝δ t , 1K = c? ﹙ c? ≤ 8) k2 ＝ c? 6 各附件接管的布局 為了便于操作及考慮到開(kāi)孔的安全性要求，本設(shè)計(jì)中將安全閥接管、進(jìn)料接管、壓力表接管、人孔接管、放空口接管成直線依次布局在筒體上方，其中安全閥、壓力表、進(jìn)料管以及左右接管和筒體左右直邊間的距離均為 800mm，人孔接管與 放空管間距離為 2021mm,壓力表與人孔接管間距離為 2800mm。 補(bǔ)強(qiáng)圈面積 A4 mm2 A(A1+A2+A3) mm2 結(jié)論 : 補(bǔ)強(qiáng)滿足要求 ,不需另加補(bǔ)強(qiáng)。 補(bǔ)強(qiáng)圈面積 A4 mm2 A(A1+A2+A3) mm2 結(jié)論 : 補(bǔ)強(qiáng)滿足要求 ,不需另加補(bǔ)強(qiáng)。 補(bǔ)強(qiáng)圈面積 A4 mm2 A(A1+A2+A3) mm2 結(jié)論 : 補(bǔ)強(qiáng)滿足要求 ,不需另加補(bǔ)強(qiáng)。 補(bǔ)強(qiáng)圈面積 A4 mm2 A(A1+A2+A3) mm2 結(jié)論 : 補(bǔ)強(qiáng)滿足要求 ,不需另加補(bǔ)強(qiáng)。 補(bǔ)強(qiáng)圈面積 A4 3920 mm2 A(A1+A2+A3) 2021 mm2 結(jié)論 : 補(bǔ)強(qiáng)滿足要求。 設(shè)計(jì)時(shí)要有一個(gè)明確的思路，要考慮多種因素包括環(huán)境條件和介質(zhì)的性質(zhì)等再選擇合適的設(shè)計(jì)參數(shù)，對(duì)罐體的材料和結(jié)構(gòu)確定之后還要進(jìn)行一 系列校核計(jì)算，包括筒體、封頭的應(yīng)力校核，以及鞍座的載荷和應(yīng)力校核。在設(shè)計(jì)的最后附有 CAD 設(shè)備圖，在繪圖的整個(gè)過(guò)程中，我對(duì)制圖軟件的操作更加