【正文】 伸出量 管子壁厚 伸長量質(zhì)量（ kg） 液位計管 32 38 2 100 放氣管 80 89 1 150 4 安全閥 100 108 1 150 4 排污口 80 89 1 150 4 液相出口 80 89 1 150 4 液相進口 80 89 1 150 4 50 液化石油氣儲罐設(shè)計 第 22 頁 （共 32 頁） 壓力表口 20 25 1 150 3 溫度計口 20 25 1 100 3 墊片的選擇 查《鋼制管法蘭、墊片、緊固件》，表 凹凸面法蘭用 MFM 型墊片尺寸，根據(jù)設(shè)計壓力為 Pc=，采用金屬包覆墊片，選擇法蘭的密封面均采用 MFM（凹凸面密封）。鞍式支座適用于較重的大設(shè)備， 由一塊鞍形板、兩塊支撐板、一塊底板及一塊豎板組成。選取輕型，焊制 A，包角為 120176。 50 液化石油氣儲罐設(shè)計 第 28 頁 （共 32 頁） 11 焊接接頭的設(shè)計 筒體和封頭的焊接： 6~20?? 60~70?? b=0~2 p=2~3 采用 Y型對接焊接頭和手工電弧焊，綜合考慮材料選用 16MnR 焊條類型： E5018 —— 鐵粉低氫鉀型 圖 5 Y 型坡口 接管與 筒體的焊接： 001 45 5? ?? b=2+ p=2+ 1Ht?? 1kt?? 2k ( 8)cc??? ?? 3k 0. 7 ( 8)cc???? 圖 6 帶補強圈焊接接頭結(jié)構(gòu) 12 主要參數(shù)匯總表 表 14 儲罐各項參數(shù) 鋼制臥式 容器 設(shè)計人 楊雪靜 13 總結(jié) 第 29 頁 （共 32 頁） 計算條件 簡圖 設(shè)計壓力 P MP 設(shè)計溫度 50 0C 筒體材料名稱 16MnR(正火 ) 封頭材料名稱 16MnR(熱軋 ) 封頭類型 橢圓形 筒體內(nèi)徑 2600 mm 筒體長度 8500 mm 筒體名義厚度 18 mm 筒體厚度附加量 C 2 mm 筒體焊接頭系數(shù) 1 封頭名義厚度 18 mm 筒體質(zhì)量 kg 封頭質(zhì)量 kg 封頭厚度附加量 2 mm 鞍座材料名稱 16MnR 鞍座寬度 500 mm 鞍座包角 120 0C 鞍座高度 H 250 mm 支座形心至封頭切線距離A 860 mm 支座墊板名義厚度 14 mm 儲罐底壁坡度 ~ 13 總結(jié) 壓力容器的用途十分廣泛。在設(shè)計期間我鍛煉了很多，也收獲了很多！首先，通過液化石油氣儲罐的設(shè)計，我全面綜合的了解了液化石油氣的組成成分和各參數(shù)的確定?？傊@次的設(shè)計讓我們收獲的不只是知識，同時也是各種能力的提升與鍛煉。 不管是筒體、封頭、鞍座、法蘭、接管還是螺栓螺柱，每一種結(jié)構(gòu)的設(shè)計都需要有相關(guān)工具書作指導(dǎo)和標(biāo)準(zhǔn)的參考，設(shè)計起來的工作量很大。壓力容器由于密封、承壓及介質(zhì)等原因，容易發(fā)生 爆炸 、燃燒起火而危及人員、設(shè)備和財產(chǎn)的安全及污染環(huán)境的事故。此外，由于封頭的抗彎剛度大于圓筒的抗彎剛度，故封頭對于圓筒的抗彎剛度具有局部的加強作用。所以本次設(shè)計選擇鞍式支座。計算螺栓直徑與個數(shù)，按螺紋和螺栓標(biāo)準(zhǔn)確定螺栓尺寸。 根據(jù)設(shè)計壓力 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。可得 100DN 的全 啟式安全閥（ ），流道直徑為 80od mm? 。 在有效補強范圍內(nèi)，總有效補強面積 21 2 3 1 2 6 5 . 6 3 1 4 6 7 . 8 4 1 4 4 2 8 7 7 . 4 7eA A A A m m? ? ? ? ? ? ? （ 20） 因為 222 8 7 7 . 4 7 8 1 9 8 . 4eA m m A m m? ? ? 所以 開孔后需要補強。 封頭計算 厚度按下列公式計算： 2[ ] cKP D P? ??? ? (10) 式中： K —— 系數(shù)，對標(biāo)準(zhǔn)橢圓形封頭 1K? ； ? —— 封頭的計算厚度， mm； cP —— 設(shè)計壓力， MPa； ? —— 焊接接頭系數(shù)； iD —— 封頭的內(nèi)直徑， mm； []t? —— 設(shè)計溫度下筒體材料的許用應(yīng)力， MPa； 將數(shù)據(jù) MPa? ， 1?? ， 2600iD? ， 帶入（ 10）式， 同理，選取 C2=2 mm ， C1=0 mm 。 （ 7）許用應(yīng)力：假設(shè)鋼板厚度在 16~35mm 之間，查表 得 50[ ] =185 aMP? ℃ 。 （ 2）差得液化石油氣的密度約為 580Kg/m3,設(shè)計壓力 P=，液體靜壓力2LP = g h = 5 8 0 9 .8 2 .7 = 1 5 3 4 .6 8 Pa 5 %P= 9 .6 1 0 Pa? ? ? ?水 ＜，由計算可知液體靜壓力可以忽略不計。 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： 表 3 各成分在相應(yīng)溫度下的飽和蒸汽壓 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 5 3 0 20 0 6 4 9 0 0 0 9 9 6 0 20 0 8 0 50 0 3 8 0 有上述分壓可計算再設(shè)計溫度 t=50℃時，總的高和蒸汽壓力 P=ini ipy∑81===% 0+% 7+% +% + （ 1） % +% +% +% = MPa 因為： P 異丁烷 （ ） P 液化氣 ()P 丙烷 （ ） 5 機械設(shè)計 第 5 頁 （共 32 頁） 當(dāng)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最高 工作壓力。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。在大型油庫中也用來作為附屬油罐使用，如放空罐和計量罐等 。在一般中、小型液化石油氣站內(nèi)大多選用臥式圓筒形石油液化氣貯罐 ,因為圓筒形石油液化氣貯罐具有加工制造安裝簡單 , 安裝費用少等優(yōu)點。武鋼聯(lián)合有關(guān)單位自主研制的 WH610D2 鋼板不僅具有高強度、高韌性 ,而且具有優(yōu)良的焊接性能 ,尤其是能夠適用于大線能量焊接工藝條件 對于公稱容積小于 100立方的液化石油氣儲罐，目前國內(nèi)研究已趨向于成熟，因此，這次的設(shè)計相對于其他小型儲罐的設(shè)計沒有太大的區(qū)別。因此，液化石油氣的儲存安全性、可靠性、實用性、經(jīng)濟性就自然被作為設(shè)計液化石油氣儲罐的基本考慮因素。本次設(shè)計的 50立方米液化石油氣儲罐常用于鄉(xiāng)鎮(zhèn)的液化石油氣加氣站儲存液化石油氣，對于生產(chǎn)生活具有重要意義。安全性和經(jīng)濟性作為設(shè)計的兩大準(zhǔn)則。 臥式圓柱形 石油液化氣貯罐 應(yīng)用也極為廣泛。本課題所設(shè)計的液化石油氣儲罐對于日常生活生產(chǎn)具有重要意義。由上述條件選擇危險溫度為設(shè)計溫度。對于設(shè)置有安全泄放裝置的儲罐，設(shè)計壓力應(yīng)為 ~ 倍的最高工作壓力。 （ 3）材料選擇：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。 表 5 16~35 鋼板許用應(yīng)力 16MnR 在下列溫度（℃）下的許用應(yīng)力（ MPa） 20? 100 185 185 50 液化石油氣儲罐設(shè)計 第 8 頁 （共 32 頁） （ 8）鋼板負(fù)偏差 C1：對于低 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)計基礎(chǔ)規(guī)定》表 71知，鋼板厚度負(fù)偏差 C1=。 ∴ δ n=δ +C1+C2=+2+0= 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。 補強圈的計算與選型 補強圈的計算如下： 補強圈材料選用與殼體相同材料，即 16MnR 應(yīng)該增加的補強面積 按《 JB/T 473620xx 補強圈》 標(biāo)準(zhǔn)中 C 型 15176。所以安全閥的流道面積為： 2 2 211 8 0 5 0 2 6 . 5 544ooA d m m??? ? ? ? （ 28） 表 7 全啟式安全閥的公稱直徑與流道直徑表 公稱直徑（ mm） 20 25 32 40 50 80 100 150 流道直徑 mm 全啟式 , 20 25 32 50 65 100 PN10 20 25 32 40 50 80 PN16,32 15 20 , 16 20 25 32 40 65 80 微啟式 PN16 12 32 14 查有關(guān)數(shù)據(jù)可得液化石油氣的臨界壓力 4. 26 ( )cP M Pa? 絕 對；臨界溫度370cTK? ；飽和蒸汽壓為 的液化石油氣，其飽和溫度約 327 (54 )K ℃ 排放狀態(tài)的液化石油氣，其對比壓 rP / 1 .9 2 / 4 .2 6 0 .4 5cPP? ? ?；對比溫度r / 32 7 / 37 0 0. 88 4cT P P? ? ?。選擇密封面型式為突面（ RF），壓力等級為 ~，接管法蘭材料選用16MnR。選擇螺栓材料為 Q345。 根據(jù)工作溫度為 20~48℃，按 JB/T 473120xx 表 51 選擇鞍座材料為 16MnR，使用溫度為 20~250℃，許用應(yīng)力為 [? ]sa= 170MPa。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。目前，世界各國均將其列為重要的監(jiān)檢產(chǎn)品，由 國家 指定的專門機構(gòu)，按照國家規(guī)定的法規(guī)和標(biāo)準(zhǔn)實施監(jiān)督檢查和 技術(shù)檢驗 。不過我在設(shè)計過程中也找了很多快樂，和大家討論時的積極勁兒，這讓我設(shè)計起來非常有動力。到畫草圖和 CAD 制圖時我們又迎來了新的挑戰(zhàn) ，這次 CAD 的制圖，讓我們的 CAD 制圖技術(shù)得到了很大提高。從剛開始設(shè)計時的蒙頭蒼蠅到如今的靈活運用。 A≤ = 1716=858 mm ,取 A=860 mm 綜上述： A=860 mm （ A為封頭切線至封頭焊縫間距離， L為筒體和兩封頭直邊段的總長） 注：接管和法蘭按最大重量的選取。 綜上述：總質(zhì)量 m=m1+2m2+m3+m4 =+2+ +400 =≈ (33) ∴ 每個鞍座承受的重量為 G/2=mg/2=(34) 由此查 JB 容器支座。鞍式