【文章內(nèi)容簡介】 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 洛陽理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） 8 由 2V封 + 2D? L/4=38 得 L=8303mm 圓整得 L=8400mm 則 L/D= 符合要求 . 則 V計 =2 V封 + 2D? L/4= m3 35m3 且比較接近，所以結(jié)構(gòu)設(shè)計合理。 人孔的選擇 查《壓力容器與化工設(shè)備實用手冊》，因筒體長度 7600mm6000mm，需開兩個人孔，可選回轉(zhuǎn)蓋帶頸對焊法蘭人孔 。 由使用地為太原市室外， 確定人孔的公稱直徑 DN=500mm，以方便工作人員的進(jìn)入檢修。配套法蘭與上面的法蘭類型相同，根 HG/T215182020《回轉(zhuǎn)蓋帶頸對焊法蘭人孔》，查表 31，由 PN= 選用凹凸面的密封形式 MFM，采用 級 35CrMoA 等長雙頭螺柱連接。其明細(xì)尺寸見下表： 圖 22 回轉(zhuǎn)蓋帶頸對焊法蘭人孔 洛陽理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） 9 表 22 人孔尺寸表 密封面形式 公稱壓力 公稱直徑 d S d D D1 H1 H2 b b1 b2 A B L d0 螺柱數(shù)量 螺母數(shù)量 螺柱尺寸 總質(zhì)量 凹凸面 Mpa 500 530 12 500 730 660 270 134 48 54 55 405 200 300 30 20 40 M36 180 331 通用件的選用 接管和法蘭 液化石油氣儲罐應(yīng)設(shè)置排污口，氣相平衡口，氣相口，出液口，進(jìn)液口，人孔，液位計口，溫度計口，壓力表口，安全閥口，排空口。 根據(jù)《壓力容器與化工設(shè)備實用手冊》 PN= 時，可選接管公稱通徑 DN=80mm。 根 據(jù)設(shè)計壓力 PN=，查 HG/T 2059297《鋼制管法蘭》，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。選擇密封面型式為凹凸面（ MFM），壓力等級為 ~，接管法蘭材料選用 16MnR。根據(jù)各接管公稱通徑，查得各法蘭的尺寸 如下： 圖 23 帶頸平焊鋼制管法蘭 洛陽理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） 10 表 23 法蘭尺寸 序號 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 法內(nèi)蘭徑B1 坡口寬度b 法蘭理論質(zhì)量 Kg 法蘭 外徑 D D 螺栓孔中心圓直徑 K 螺栓孔直徑 L 螺栓孔數(shù)量 n 螺栓通徑 a 液位計口 32 38 140 100 18 8 M16 18 30 60 39 5 b 放氣管 80 89 200 160 18 8 M16 24 40 118 91 6 d 安全閥口 80 89 200 160 18 8 M16 4 40 118 91 6 e 排污口 80 89 200 160 18 8 M16 24 40 118 91 6 f 液相出口 80 89 200 160 18 8 M16 24 40 118 91 6 g 液相回流管 80 89 200 160 18 8 M16 24 40 118 91 6 h 液相進(jìn)口 80 89 200 160 18 8 M16 24 40 118 91 6 i 氣相管 80 89 200 160 18 8 M16 24 40 118 91 6 j 壓力表口 20 25 105 75 14 4 M12 16 26 45 26 4 k 溫度計口 20 25 105 75 14 4 M12 16 26 45 26 4 洛陽理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） 11 圖 24 筒體整體、接管、人孔分布圖 接管外徑的選用以 B 國內(nèi)沿用系列（公制管）為準(zhǔn)，對于公稱壓力≤PN≤25MPa 的接管，查《壓力容器與化工設(shè)備實用手冊》普通無縫鋼管，選材料為 16MnR。對應(yīng)的管子尺寸如下表： 表 24 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 伸長量質(zhì)量（ kg） a 液位計管 32 38 2 100 b 放氣管 80 89 1 150 4 d 安全閥 80 89 1 150 4 e 排污口 80 89 1 150 4 f 液相出口 80 89 1 150 4 g 液相回流管 80 89 1 150 4 h 液相進(jìn)口 80 89 1 150 4 i 氣相管 80 89 1 150 4 j 壓力表口 20 25 1 100 3 k 溫度計口 20 25 1 100 3 洛陽理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） 12 墊片 查《鋼制管法蘭、墊片、緊固件》， 知 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）。金屬材料為純鋁板 L3，標(biāo)準(zhǔn)為 GB/T 3880，最高工作溫度 200℃ ，最大硬度 40HB。填充材料為非石棉纖維橡膠板，代號為 NAS，最高工作溫度為 290℃ 。得對應(yīng)墊片尺寸如表： 圖 25 凹凸面型墊片 表 25 墊片尺寸 符號 管口名稱 公稱直徑DN(mm) 內(nèi)徑 D1(mm) 外徑 D2(mm) 厚度 δ(mm) a 液位計口 32 82 3 b 放氣管 80 120 142 3 c 人孔 500 530 575 3 d 安全閥 80 120 142 3 e 排污口 80 120 142 3 f 液相出口 80 120 142 3 g 液相回流管 80 120 142 3 h 液相進(jìn)口 80 120 142 3 i 氣相管口 20 61 3 j 壓力表 20 61 3 k 溫度計 20 61 3 洛陽理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） 13 螺栓（螺柱）的選擇 根據(jù)密封所需壓緊力大小計算螺栓載荷，選擇合適的螺柱材料。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。選擇螺栓材料為 Q345。 查《鋼制管法蘭、墊片、緊固件》得螺柱的長度和平墊圈尺寸： 圖 26 雙頭螺柱 圖 27 螺母 表 26 螺栓及墊圈尺寸 名稱 管口名稱 公稱直徑 螺紋 螺柱長 緊固件用平墊圈 mm d1 d2 h a 液位計管 32 M16 85 17 30 3 b 放氣管 80 M16 100 17 30 3 d 安全閥 80 M16 100 17 30 3 e 排污口 80 M16 100 17 30 3 f 液相出口 80 M16 100 17 30 3 g 液相回流管 80 M16 100 17 30 3 h 液相進(jìn)口 80 M16 100 17 30 3 i 氣相管 80 M16 100 17 30 3 j 壓力表口 20 M12 75 13 24 k 溫度計口 20 M12 75 13 24 洛陽理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） 14 鞍座選型和結(jié)構(gòu)設(shè)計 鞍座選型 該臥式容器采用雙鞍座式支座，根據(jù)工作溫度為 20~48℃ ，按 JB/T 47312020 選擇鞍座材料為 16MnR，使用溫度為 20~250℃ ，許用應(yīng)力為[σ]sa= 170MPa。 估算鞍座的負(fù)荷：計算儲罐總重量 m=m1+2m2+m3+m4 （ 29） 其中： m1 為筒體質(zhì)量：對于 16MnR 普通碳素鋼，取 ρ=103kg/m3 L=πDLδρ= = （ 28） m2 為單個封頭的質(zhì)量：查標(biāo)準(zhǔn) JB/T 47462020 《鋼制壓力容器用封頭》中橢圓形封頭質(zhì)量，可知 m2= m3 為充液質(zhì)量： ρ 液化石油氣 ρ 水 故 m3（ ma x） =ρ 水 V=1000V== kg （ 210） m4 為附件質(zhì)量：選取人孔后，查得人孔質(zhì)量為 331 kg，其他接管質(zhì)量總和估為 400 kg。 m=m1+2m2+m3+m4=≈134344kg （ 211） 每個鞍座承受的重量為 G/2=mg / 2=134344由此查 JB 容器支座。選取輕型，焊制 A，包角為 120176。，有墊板的鞍座，筋板數(shù)為 6。查 JB 表 3 得鞍座尺寸如下： 表 27 鞍座支座結(jié)構(gòu)尺寸 公稱直徑 DN 2300 腹板 δ2 10 墊板 b4 500 允許載荷 Q/kN 410 筋板 l3 255 δ4 10 鞍座高度 h 250 b2 208 e 100 底板 l1 1660 b3 290 螺栓間距 l2 1460 b1 240 δ3 8 螺孔 /孔長 D/l 24/40 δ1 14 弧長 2680 重量 kg 215 洛陽理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） 15 鞍座的安裝位置 因為當(dāng)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(biāo)準(zhǔn) JB 4731 《鋼制臥式容器》規(guī)定 A≤=（ L+2h），A 最大不超過 大。 由標(biāo)準(zhǔn)橢圓封頭 2)(2 ??hHDi （ 212） 有 h=HDi / 4=6152300 / 4=40mm 故 A≤(L+2h)=(8400+240)=1696mm 由于接管比較多，所以固定支座位于儲罐接管較多的左端。 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。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。 因此， JB 4731 還規(guī)定當(dāng)滿足 A≤ 時，最好使 A≤ m（ Rm=Ri+δn/2），即 Rm=1150+18/2=1159mm 。 A≤ =1159= mm ,取 A=570 mm 。 綜上述： A=570 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） 人孔補強圈設(shè)計 圖 28 補強圈 洛陽理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） 16 查《壓力容器與化工設(shè)備實用手冊》，人孔接管直徑為 500mm，選取補強圈外徑 840mm，內(nèi)徑 510mm，補強圈厚度為 16mm,質(zhì)量 。 查《鋼制管法蘭、墊片、緊固件》得人孔法蘭 。 其他附件的設(shè)計 液面計的設(shè)計 儲罐總高 H=h+D=40+2300=2340＜ 3000m，容器盛裝液化石油氣，物料沒有結(jié)晶等易堵塞固體，所以選用玻璃管式液面計。液面計通過法蘭與設(shè)備連接在一起。 安全閥的設(shè)計 由操作壓力 P=，工作溫度為 20~48℃ ，盛放介質(zhì)為液化石油氣體。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。公稱直徑 DN=80mm。 洛陽理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） 17 第 3 章 應(yīng)力校核 水壓試驗應(yīng)力校核 試驗壓力 試驗壓力： PT= 1 8 ][ ][ ==tσσ MPa （ 31） 圓筒的薄膜應(yīng)力： 55 3162 )1623 00(39 )( ?? ????? e eiTT DP ? ?? 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