【正文】 著手開始設(shè)計(jì)的那段時(shí)間確實(shí)比較痛苦，感覺無從下手。查 JB 表 3 得鞍座尺寸如表 5，示意圖如下圖： 表 13 鞍座支座結(jié)構(gòu)尺寸 公稱直徑 DN 2600 腹板 δ 2 10 墊板 b4 500 允許載荷 Q/kN 440 筋板 l3 295 δ 4 10 鞍座高度 h 250 b2 268 e 120 底板 l1 1800 b3 290 螺栓間距 l2 1640 b1 300 δ 3 8 螺孔 /孔長(zhǎng) D/l 20/40 δ 1 14 弧長(zhǎng) 3030 重量 kg 298 圖 4 鞍座 10 鞍座選型和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 第 27 頁(yè) （共 32 頁(yè)） 鞍座位置的確定 因?yàn)楫?dāng)外伸長(zhǎng)度 A= 時(shí)，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(duì)值相等，從而使上述兩截 面上保持等強(qiáng)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(guó)現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn) 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。填充材料為非石棉纖維橡膠板，代號(hào)為 NAS，最高工作溫度為 290℃。按我國(guó)《壓力容器安全技術(shù)監(jiān)察規(guī)程》規(guī)定，液化石油氣儲(chǔ)罐的安全泄放量用下式計(jì)算： 5 0 .8 22 .5 5 1 0 FAGq??? （ 23） 式中： 50 液化石油氣儲(chǔ)罐設(shè)計(jì) 第 16 頁(yè) （共 32 頁(yè)） G? —— 液化石油氣儲(chǔ)罐的安全泄放量， kg/h； q —— 在泄放狀態(tài)下液化氣體的汽化潛熱， kJ/kg； F —— 系數(shù)，對(duì)于容器在地面上時(shí)， F =1； A —— 容器的受熱面積， m2； 2( 0 . 3 ) 2 7 0 0 + 1 9 2 [ 8 2 0 0 0 . 3 2 7 0 0 + 1 9 2 ) ]7 7 . 5 6 ooA D L Dm??? ? ? ? ? ? ? ? ?? （ ） （ （ 24） 對(duì)封頭為橢圓形的臥式容器安裝在地面上，無噴淋裝置，查有關(guān)手冊(cè)可得排放狀態(tài)，液化石油氣的汽化潛熱為 / kgq ? ，系數(shù) 1F? 。內(nèi)壓容器液壓試驗(yàn)2[ ]cit cPD P? ??? ?6 壁厚設(shè)計(jì) 第 9 頁(yè) （共 32 頁(yè)） 壓力規(guī)定為： 50TP = m ax{ 1 .2 5 P[ ]/[ ] P+ 0 .1 } = m ax{ 1 .2 5 1 .9 2 + 0 .1 } = 2 .4 M Pa???℃ ， （ 7） 式中： TP —— 試驗(yàn)壓力， aMP ； P —— 設(shè)計(jì)壓力， aMP ； []? —— 容器元件材料在試驗(yàn)溫度下的許用應(yīng)力， MPa ； []t? —— 容器元件材料在設(shè)計(jì)溫度下的許用應(yīng)力， MPa ；6LiP = D g = 2 .6 9 8 0 0 1 0 0 .0 2 5 4 8 M Pa 5 %P? ??水 ≈ ＜ ， 故 可 忽 略不計(jì) 應(yīng)力校核時(shí)應(yīng)計(jì)入液柱靜壓，由于壓力試驗(yàn)時(shí)容器承受的試驗(yàn)壓力 TP 高于其設(shè)計(jì)壓力 P ，因此在壓力試驗(yàn)時(shí)應(yīng)按式（ 33）對(duì)試驗(yàn)壓力下容器殼體的周向應(yīng)力 T? 進(jìn)行校核。 得 :L= 50 液化石油氣儲(chǔ)罐設(shè)計(jì) 第 6 頁(yè) （共 32 頁(yè)） 封頭設(shè)計(jì) 查標(biāo)準(zhǔn) JB/T474620xx《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 4 EHA 橢圓封頭內(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 2600 690 圖 1 橢圓形封頭 由 2V封 + 2D? L/4=50 （ 5） 得 L= 圓整得 L=8500mm 則 V計(jì) =2 V封 + 2D? L/4= m3 50m3 公稱容積誤差小于百分之五 且比較接近，所以結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)合理。 4 工藝設(shè)計(jì) 第 3 頁(yè) （共 32 頁(yè)） 4 工藝設(shè)計(jì) 液化石油氣參數(shù)的確定 液化石油氣的主要組成部分由于石油產(chǎn)地的不同，各地石油氣組成成分也不同。尤其是在安全性何方或防爆方面。在化工生產(chǎn)方面，液化石油氣經(jīng)過分離得到乙烯、丙烯、丁烯、丁二烯等，用來生產(chǎn)合塑料、合成橡膠、合成纖維及生產(chǎn)醫(yī)藥、炸藥、染料等產(chǎn)品。中國(guó)的能源結(jié)構(gòu)中，煤炭占據(jù)著很大的比例，石油液化氣作為一種較清潔能源，現(xiàn)在正被廣泛地使用。此儲(chǔ)罐容量小于 100 立方 米，根據(jù)經(jīng)驗(yàn)，選用臥式儲(chǔ)罐；根據(jù)液化石油氣大體的成分，初步計(jì)算出液化石油氣的設(shè)計(jì)壓力為 左右，故根據(jù)化工工藝設(shè)計(jì)手冊(cè)（下）常用設(shè)備系列， Pc4MP,承受內(nèi)壓的容器，常采用臥式橢圓形封頭容器。 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。 壁厚計(jì)算 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?。補(bǔ)強(qiáng)圈標(biāo)記為： 50 0 20 Q 34 5RNDC? ? ? / 4736JB T 圖 4 補(bǔ)強(qiáng)圈示意圖 8 安全閥和液面計(jì)選型 安全閥的選型 液化石油氣儲(chǔ)罐的設(shè)計(jì)壓力在 以上，屬于第三類壓力容器，必須設(shè)置 安全閥。 圖 8 帶頸平焊鋼制管法蘭 表 9 法蘭尺寸 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 法蘭內(nèi)徑 B1 坡口寬度 b 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 B 系列 液位計(jì)口 32 38 140 100 18 8 M16 18 30 60 39 5 放氣管 80 89 200 160 18 8 M16 24 40 118 91 6 安全 100 108 100 160 18 8 M16 24 40 118 91 6 9 接管， 法蘭，墊片和螺栓的選擇 第 21 頁(yè) （共 32 頁(yè)） 閥口 排污口 80 89 200 160 18 8 M16 24 40 118 91 6 液相出口 80 89 200 160 18 8 M16 24 40 118 91 6 液相進(jìn)口 80 89 200 160 18 8 M16 24 40 118 91 6 壓力表口 20 25 105 75 14 4 M12 16 26 45 26 4 溫度計(jì)口 20 25 105 75 14 4 M12 16 26 45 26 4 接管外徑的選用以 B 國(guó)內(nèi)沿用系列（公制管）為準(zhǔn)，對(duì)于公稱壓力 ≤ PN≤ 25MPa 的接管，查《壓力容器與化工設(shè)備實(shí)用手冊(cè)》普通無縫鋼管，選材料為 16MnR。 綜上述：總質(zhì)量 m=m1+2m2+m3+m4 =+2+ +400 =≈ (33) ∴ 每個(gè)鞍座承受的重量為 G/2=mg/2=(34) 由此查 JB 容器支座。從剛開始設(shè)計(jì)時(shí)的蒙頭蒼蠅到如今的靈活運(yùn)用。不過我在設(shè)計(jì)過程中也找了很多快樂，和大家討論時(shí)的積極勁兒，這讓我設(shè)計(jì)起來非常有動(dòng)力。若支座靠近封頭，則可充分利用罐體封頭對(duì)支座處圓筒截面的加強(qiáng)作用。選擇螺栓材料為 Q345。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(duì)；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(duì)比壓 rP / 1 .9 2 / 4 .2 6 0 .4 5cPP? ? ?；對(duì)比溫度r / 32 7 / 37 0 0. 88 4cT P P? ? ?。 ∴ 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。 （ 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。由上述條件選擇危險(xiǎn)溫度為設(shè)計(jì)溫度。 臥式圓柱形 石油液化氣貯罐 應(yīng)用也極為廣泛。本次設(shè)計(jì)的 50立方米液化石油氣儲(chǔ)罐常用于鄉(xiāng)鎮(zhèn)的液化石油氣加氣站儲(chǔ)存液化石油氣，對(duì)于生產(chǎn)生活具有重要意義。武鋼聯(lián)合有關(guān)單位自主研制的 WH610D2 鋼板不僅具有高強(qiáng)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(duì)于公稱容積小于 100立方的液化石油氣儲(chǔ)罐，目前國(guó)內(nèi)研究已趨向于成熟，因此，這次的設(shè)計(jì)相對(duì)于其他小型儲(chǔ)罐的設(shè)計(jì)沒有太大的區(qū)別。在大型油庫(kù)中也用來作為附屬油罐使用，如放空罐和計(jì)量罐等 。 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 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(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+% +% + （ 1） % +% +% +% = MPa 因?yàn)椋?P 異丁烷 （ ） P 液化氣 ()P 丙烷 （ ） 5 機(jī)械設(shè)計(jì) 第 5 頁(yè) （共 32 頁(yè)） 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