【文章內(nèi)容簡介】 重，如在常溫 20℃時(shí)，液態(tài)丙烷的比重為 ，液態(tài)丁烷的比重為 至 ，因此，液化石油氣的液態(tài)比重大體可認(rèn)為在 左右，即為水的一半。液化石油氣呈液態(tài)時(shí)的特點(diǎn)。(1)容積膨脹系數(shù)比汽油、煤油以及水等都大, 約為水的16 倍, 因此,往槽車、貯罐以及鋼瓶充灌時(shí)要嚴(yán)格控制灌裝量,以確保安全。(2)容重約為水的一半。因?yàn)橐夯蜌馐怯啥喾N碳?xì)浠衔锝M成的,所以液化石油氣的液態(tài)比重即為各組成成份的平均比重,如在常溫 20℃時(shí),液態(tài)丙烷的比重為 ,液態(tài)丁烷的比重為 至, 因此,液化石油氣的液態(tài)比重大體可認(rèn)為在 左右,即為水的一半。 液化石油氣儲(chǔ)罐的設(shè)計(jì)特點(diǎn)臥式液化石油氣儲(chǔ)罐也是一個(gè)儲(chǔ)存壓力容器, 也應(yīng)按 GB—150《鋼制壓力容器》進(jìn)行武漢工程大學(xué)郵電與信息工程學(xué)院《壓力容器與過程設(shè)備》課程設(shè)計(jì)說明書4制造、試驗(yàn)和驗(yàn)收，并接受勞動(dòng)部頒發(fā)《壓力容器安全技術(shù)監(jiān)察規(guī)程》(簡稱容規(guī)) 的監(jiān)督。液化石油氣儲(chǔ)罐, 不論是臥式還是球罐都屬第三類壓力容器。儲(chǔ)罐主要有筒體、封頭、人孔、支座以及各種接管組成。儲(chǔ)罐上設(shè)有液相管、液相回液管、氣相管、排污管以及安全閥、壓力表、溫度計(jì)、液面計(jì)等。第二章 工藝計(jì)算 設(shè)計(jì)題目10 液化石油氣儲(chǔ)罐的設(shè)計(jì)??3 設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)表 21 設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)序號(hào) 項(xiàng)目 數(shù)值 單位1 名稱 10 液化石油氣儲(chǔ)罐??32 用途 液化石油氣儲(chǔ)配站3 最大工作壓力 Mpa4 工作溫度 50 ℃5 公稱直徑 1800 mm6 容積 10 ??37 裝量系數(shù) 8 工作介質(zhì) 液化石油氣（易燃）9 其他要求 100%無損檢測 設(shè)計(jì)壓力、溫度設(shè)計(jì)壓力取最大工作壓力的 倍， ??工作溫度為 50℃，設(shè)計(jì)溫度取 55℃武漢工程大學(xué)郵電與信息工程學(xué)院《壓力容器與過程設(shè)備》課程設(shè)計(jì)說明書5 主要元件材料的選擇 筒體、封頭材料的選擇根據(jù) 表 2，選用筒體、封頭材料為低合金鋼 Q345R（鋼材標(biāo)準(zhǔn)為 GB713） 。Q345R 適用范圍：用于介質(zhì)含有少量硫化物，具有一定腐蝕性,壁厚較大（≥8mm）的壓力容。表 22 石油化工設(shè)備的腐蝕裕 mC，2腐蝕程度 極輕微腐蝕 輕微腐蝕 腐蝕 重腐蝕腐蝕速率 05.?~5. ~.?2.?腐蝕裕量 1~?6?通過表 22，取腐蝕余量 ，鋼板負(fù)偏差 。2mC??表 23 Q345R 在 1636mm 范圍下的許用應(yīng)力在下列溫度（℃）下的許用應(yīng)力（MPa）0?100 150 200 250Q345R185 185 153 143 130許用應(yīng)力：假設(shè)鋼板厚度在 16～36mm 之間，查表 23，得 ??=185tMPa?焊縫系數(shù) ：根據(jù)《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)罐應(yīng)視為第三?類壓力容器，筒體縱焊縫應(yīng)采用全焊透雙面焊縫，且 100%無損探傷，所以 。.0?? 鞍座材料的選擇根據(jù) JB/T4731,鞍座選用材料為 Q235A，其許用應(yīng)力 ??=147saP 地腳螺栓的材料選擇地腳螺栓選用符合 GB/T 700 規(guī)定 Q235 的許用應(yīng)力 saM?武漢工程大學(xué)郵電與信息工程學(xué)院《壓力容器與過程設(shè)備》課程設(shè)計(jì)說明書6第三章 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與材料選擇 筒體與封頭的壁厚計(jì)算 筒體壁厚的設(shè)計(jì)計(jì)算壓力 ：cP液柱靜壓力: ?????故液柱靜壓力可以忽略， 。.7acPM圓筒的厚度在 16 至 36mm 范圍內(nèi)，查 《固定式壓力容器第二部分》中表41，可得：在設(shè)計(jì)溫度 50 下，屈服極限強(qiáng)度 ， 許用應(yīng)力℃ s325P??利用中徑公式，筒體計(jì)算厚度： ??185tMPa???????????查標(biāo)準(zhǔn) HG20580HG205852022《鋼制化工容器相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)》表 A1 知，鋼板厚度負(fù)偏差為 。查表 23 取：鋼材的腐蝕裕量取 ，2C?則筒體的設(shè)計(jì)厚度： ??則筒體的名義厚度： 1374n?向上圓整后，取名義厚度 ，2?筒體的有效厚度 ?? 封頭壁厚的設(shè)計(jì)選用標(biāo)準(zhǔn)橢圓形封頭，其形狀系數(shù) K=1,封頭采用鋼板整體沖壓而成，焊接接頭系數(shù)取武漢工程大學(xué)郵電與信息工程學(xué)院《壓力容器與過程設(shè)備》課程設(shè)計(jì)說明書7，????????????同上，取 , 。則，封頭的設(shè)計(jì)厚度 ????則，封頭的名義厚度： 1317mn??向上圓整后，名義厚度 =12mm，??? 筒體和封頭的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 封頭的結(jié)構(gòu)尺寸根據(jù) JB/T47462022《鋼制壓力容器用封頭》中 EHA 橢圓形封頭內(nèi)表面積、容積。如表 31表 31 ：EHA 橢圓形封頭內(nèi)表面積、容積由 ，得??2hiDH??=25m4iD??如下圖 公稱直徑 DN /mm 總深度 H /mm 內(nèi)表面積 A/ 2m容積 /V封 31800 475 武漢工程大學(xué)郵電與信息工程學(xué)院《壓力容器與過程設(shè)備》課程設(shè)計(jì)說明書8圖 橢圓形封頭簡圖 筒體的長度計(jì)算根據(jù) ，充裝系數(shù)為 。??=??4??2????+2??封即可求得筒體長 ???封圓整后, =滿足在 2～5 范圍內(nèi)的要求，故選擇 DN=1800mm 是合理的選擇。? 鞍座選型和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 鞍座選型該臥式容器采用雙鞍式支座，材料選用 Q235A。估算鞍座的負(fù)荷： 儲(chǔ)罐總質(zhì)量 1234mm??——筒體質(zhì)量：??1 ???? kg??? ?????——單個(gè)封頭的質(zhì)量：查標(biāo)準(zhǔn) JB/T47462022《鋼制壓力容器用封頭》EHA 橢圓形封頭??2質(zhì)量可知， ?——充液質(zhì)量：??3 292 ????? ??????——附件質(zhì)量：??4 53mkg?綜上所述， 1234=+?則有： 每個(gè)鞍座承受的重量為 。武漢工程大學(xué)郵電與信息工程學(xué)院《壓力容器與過程設(shè)備》課程設(shè)計(jì)說明書9由此查 容器支座，選取輕型，焊制為 A,包角為 120176。，有墊板筋板數(shù)為 4 的鞍座。查 得鞍座結(jié)構(gòu)尺寸如下表 32：表 32：鞍式支座結(jié)構(gòu)尺寸公稱直徑 DN 1800 腹板 2?10 4b430允許載荷 Q/kN 295 3l295 4?10鞍座高度 h 250 2b190墊板e(cuò) 801l1280 3260 螺栓間距 2l1120b220筋板 ?8 螺孔 D 24底板 1?12 墊板 弧長 2100 螺紋 ????M20鞍座質(zhì)量 Kg 162 增加 100mm 高度，增加的質(zhì)量 16kg 鞍座位置的確定因?yàn)楫?dāng)外伸長度 A= 時(shí)，雙支座跨度中央的彎矩和支座截面處的彎矩絕對值相等。為了減小支座截面處的最大彎矩，使其應(yīng)力分布合理，一般取 ,其中 ?切線間的距離， 為鞍座中心線至封頭切線的距離。A故 ????==1mL?????鞍座的安裝位置如圖 所示： 武漢工程大學(xué)郵電與信息工程學(xué)院《壓力容器與過程設(shè)備》課程設(shè)計(jì)說明書10圖 鞍座示意圖此外，當(dāng)鞍座鄰近封頭師，則封頭對支座處筒體有剛性加強(qiáng)作用，為了充分利用這一加強(qiáng)效應(yīng)，在滿足 A≤ 的情況下應(yīng)盡量使，最好使 （ 為筒體中面半徑） 。?即 ia1802962nDRm????，取 A=450mm，綜上有：A=450mm (A ?的距離，L 為兩封頭切線間的距離) 接管、法蘭、墊片和螺栓的選擇 接管和法蘭液化石油氣儲(chǔ)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(jì)口，溫度計(jì)口，壓力表口，安全閥口，排空口。法蘭簡圖如圖 所示,接管和法蘭布置如圖 所示：圖 法蘭結(jié)構(gòu)簡圖圖 儲(chǔ)罐各管口示意圖武漢工程大學(xué)郵電與信息工程學(xué)院《壓力容器與過程設(shè)備》課程設(shè)計(jì)說明書11查 HG/T 205922022《鋼制管法蘭》中 PN10 帶頸對焊鋼制管法蘭(除人孔法蘭外)，選取各管口公稱直徑，查得各法蘭的尺寸、質(zhì)量，法蘭密封面均采用 FM 型式。表 33：接管和法蘭尺寸法蘭頸序號(hào) 名稱 公稱直徑(DN)鋼管外徑法蘭焊端外徑（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（個(gè)）螺栓 Th 法蘭厚度(C) N 　 S 1HR法蘭高度H法蘭質(zhì)量a 進(jìn)氣口 80 89 200 160 18 8 M16 20 105 10 6 50 4b 人孔 500 530 670 620 26 20 M24 28 562 16 12 90 c 出氣口 80 89 200 160 18 8 M16 20 105 10 6 50 4d 溫度計(jì)口 20 25 105 75 14 4 M12 18 40 6 4 40 1e 壓力表口 20 25 105 75 14 4 M12 18 40 6 4 40 1f 安全閥口 100 108 220 180 18 8 M16 20 131 12 8 52 k12 液位計(jì)口 32 38 140 100 18 4 M16 18 56 6 6 42 2g 排空口 50 57 165 125 18 4 M16 18 74 8 5 45 h 排污口 80 89 200 160 18 8 M16 20 105 10 6 50 4m 進(jìn)液口 80 89 200 160 18 8 M16 20 105 10 6 50 4S 出液口 80 89 200 160 18 8 M16 20 105 10 6 50 4 墊片查 HG/T 2059220635《鋼制管法蘭、墊片、緊固件》得：表 34 墊片尺寸表符號(hào) 管口名稱 公稱直徑 內(nèi)徑 D1 外徑 D2a 進(jìn)氣口 80 89 120b 人孔 500 530 575武漢工程大學(xué)郵電與信息工程學(xué)院《壓力容器與過程設(shè)備》課程設(shè)計(jì)說明書12c 出氣口 80 89 120d 溫度計(jì)口 20 27 50e 壓力表口 20 27 50f 安全閥口 100 115 149k12 液位計(jì)口 32 43 65g 排空口 50 61 87h 排污口 80 89 120m 進(jìn)液口 80 89 120S 出液口 80 89 120注：1：墊片型式為石棉橡膠板。2：填充材料為有機(jī)非石棉纖維橡膠板。3：人孔法蘭墊片厚度為 3mm，其他法蘭墊片厚度為 螺栓（螺柱）的選擇查 HG/T