【正文】 [6] [7] [11] 液面計是用以指示容器內(nèi)物料液面的裝置，其類型很多，大體上可分為四類，有玻璃板液面計、玻璃管液面計、浮子液面計和浮標液面計。在中低壓容器中常用的有玻璃板液面計和玻璃管液面計。它們都是外購的標準件，只需要選用。玻璃管液 面計適用工 19 作壓力小于 ，玻璃板液面計適用于 以上。并且： 1．玻璃板液面計和玻璃管液面計均適用于物料內(nèi)沒有結(jié)晶等堵塞固體的場合。板式液面計承壓能力強，但是比較笨重、成本較高。 2．玻璃板液面計一般選易觀察的透光式，只有當物料很干凈時才選反射式。 3．當容器高度大于 3m時，玻璃板液面計和玻璃管液面計的液面觀察效果受到限制，應改用其它適用的液面計。 油水為較干凈的物料，不會出現(xiàn)嚴重的堵塞現(xiàn)象所以根據(jù)選用表選用：在此選用玻璃管液面計，標準號 HG215921995。由儲罐公稱直徑 2800 選擇長 度為 1400 ㎜液面計兩支，保溫型，液面計接管為無縫鋼管。液面計的標準系列如下表 44。 表 44 液面計標準系列 名稱 公稱壓力MPa 使用溫度 ℃ 允許工作壓力 MPa 公稱長度 ㎜ 結(jié)構(gòu)型式 標準號 玻璃管液面計 0~200 ≤ 500， 600， 800，1000，1200,1400 普通型 保溫型 法蘭形式及其代號 C 型（長頸對焊突面管法蘭 JB/T47032021），液面計公稱壓力，使用溫度 0～ 200℃，液面計的主題材 料代號：鍛鋼（ 16Mn），結(jié)構(gòu)形式及其代號：普通型（無代號），公稱長度為 1400 ㎜，排污口結(jié)構(gòu)： V（排污口配螺塞）。 液面計標記為： AG Ⅰ W1400 壓力計 的設計 [11] 裝在鍋爐、壓力容器上的壓力表，其最大量程（表盤上刻度極限值）應與設備的工作壓力相適應。壓力表的量程一般為設備工作壓力的 1． 5～ 3 倍，最好取 2 倍。若選用的壓力表量程過大，由于同樣精度的壓力表，量程越大，允許誤差的絕對值和肉眼觀察的偏差就越大，則會影響壓力讀數(shù)的準確性；反之，若選用的壓力表量程過小，設備的工作壓 力等于或接近壓力表的刻度極限，則會使壓力表中的彈性元件長期處于最大的變形狀態(tài)，易產(chǎn)生永久變形，引起壓力表的誤差增大和使用壽命降低。另外，壓力表的量程過小，萬一超壓運行，指針越過最大量程接近零位，而使操作人員產(chǎn)生錯覺，造成更大的事故。因此，壓力表的使用壓力范圍，應不超過刻度極限的 60～ 70％。 測量精度壓力表的精度是以允許誤差占表盤刻度極限值的百分數(shù)來表示的。精度等級一般都標在表盤上，選用壓力表時，應根據(jù)設備的壓力等級和實際工作需要來確定精度。額定蒸汽壓力小于 的鍋爐和低壓容器所用的壓力表 ，其精度不應低于 20 級；額定蒸汽壓力大于 的鍋爐和中、高壓容器的壓力表，精度不應低于 級。 表盤直徑為了使操作人員能準確地看清壓力值，壓力表的表盤直徑不應過小。在一般情況下，鍋爐和壓力容器所用壓力表的表盤直徑不應小于 100mm，如果壓力表裝得較高或離崗位較遠，表盤直徑還應增大。就地壓力指示，當壓力在 到 時，可選用普通壓力表，又油體腐蝕性不是很大，所以綜合考慮選用彈簧管壓力表。技術指標為：精度等級： () 公稱直徑：Φ 50 接頭螺紋： G1 測量范圍： 安全閥 的設計 [11] 由操作壓力決定安全閥的公稱壓力，由操作溫度決定安全閥的使用溫度范圍，所以由本設計的溫度、壓力、介質(zhì)等基本參數(shù)可以查得標準型號 A21H40,公稱通徑 DN 取20 ㎜。與安全閥和接管連接的法蘭選擇平焊管法蘭 JB/T 47012021。安裝在離右封頭切線 1000 ㎜處。 容器支座的選擇 [1] 壓力容器靠支座支承并固定在基礎上，圓筒形容器和球形容器的支座不同。隨安裝位置不同，圓筒形容器支座分立式容器支座和臥式容器支座兩類，其中立式容器支座有腿式支座、支承式支座、耳式支座和裙式支 座四種；臥式容器支座有鞍座，圈座和支腿三種。而球形容器多采用柱式或裙式支座。鞍座是應用最廣泛的一種臥式支座，鞍座普遍使用雙鞍座支承。從應力分析看，承受同樣載荷且具有同樣截面幾何形狀和尺寸的梁采用多個支承比采用兩個支承優(yōu)越，因為多支承在粱內(nèi)產(chǎn)生的應力較小。所以，從理論上說臥式容器的支座數(shù)目越多越好。但在是實際上臥式容器應盡可能設計成雙支座，這是因為當支點多于兩個時，各支承平面的影響如容器簡體的彎曲度和局部不圓度、支座的水平度、各支座基礎下沉的不均勻性、容器不同部位抗局部矯形的相對剛性等等，均會影響支座反力的分 布。因此采用多支座不僅體現(xiàn)不出理論上的優(yōu)越論反而會造成容器受力不均勻程度的增加，給容器的運行安全帶來不利的影響。所以一般臥式儲罐最好采用雙鞍座支承。圈座一般用于大直徑薄壁容器和真空操作的容器。腿式支座簡稱支腿，因這種支座在與容器殼壁連接處會造成嚴重的局部應力，故只適合用于小型設備（ DN≤ 1600， L≤ 5m）。綜上考慮在此選擇雙個鞍座作為儲罐的支座 ,一個 S 型，一個 F 型 [2]。 另外，由材料力學可知，對于雙支座上受均布載荷的簡支梁，若梁的全長為 L,則當外伸長度為 ? 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，從而使上述兩截面處應力較為復雜，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 值，為此中國現(xiàn)行標準 JB 4731《鋼制臥式容器》規(guī)定取? ， A 值最大不得超過 。否則由于容器外伸端的作用將使支座截面處的應 21 力過大。其中 A 為封頭切線至支座中心線之距離， L 為兩封頭切線間之距離，此外，由于封頭的抗彎剛度大于圓筒的抗彎剛度，故封頭對于支座處圓筒的抗彎剛度具有局部的加強作用 [1] [12]。 圖 43 鞍式支座總體圖 承載核算 先粗略計算鞍座負荷。 貯罐總質(zhì)量： m=m1+m2+m3+m4 式中 m1罐體質(zhì)量； m2封頭質(zhì)量； m3初頂油質(zhì)量； m4附件質(zhì)量。 （ 1）罐體質(zhì)量 m1 筒節(jié) DN=2800 ㎜， 8n? ? ㎜ 的筒節(jié) ， 每米質(zhì)量為 909Kg。所以 1 9 0 9 7 .2 6 5 4 4 .8m ? ? ? ㎏ （ 2）封頭質(zhì)量 m2 橢圓形封頭 DN=2800 ㎜， 8n? ? ㎜ ，直邊高度 h=40 ㎜， 2q =。所以 m2=2 2q =2= （ 3）充水質(zhì)量 m3 m3＝ 50 100 0 500 00V ? ? ? ? ㎏ （ 4）附件質(zhì)量 m4 人孔約 117Kg，補強圈約 10Kg 其它接管總和按 100Kg 計， m4=227Kg 設備總重量 [1] [7] m=m1+m2+m3+m4=++50000+227== 鞍座的選擇 [1][14] 每個鞍座承約受 445KN 負 荷，選用包角為 120176。 的鞍座，輕型帶墊板焊 22 制 [2]。即： JB／ 鞍座 A2800— F h=250 4 10?? 40l? JB／ 鞍座 A2800— S h=250 4 10?? 40l? 表 45 鞍座尺寸表 ㎜ 公稱直徑 DN 允許載荷Q（ KN） 鞍座高度h 底板 腹板 筋板 墊板 螺栓連接尺寸 鞍座質(zhì)量（㎏） 1l 1b 1? 2? 3l 2b 3b 3? 弧長 4b 4? e 間距2l 螺孔 d 螺紋 M 弧長 l 2800 445 250 2040 300 14 10 320 268 360 8 3260 610 10 120 1800 24 M20 40 324 圖 44 鞍式支座結(jié)構(gòu)圖 密封裝置的設計 [1] 壓力容器的可拆密封裝置形式很多，如中低壓容器中的螺紋連接、承插式連接和螺栓法蘭連接等，其中以結(jié)構(gòu)簡單、裝配比較方便的螺栓法蘭連接用得最普遍。 螺栓法蘭連接主要有法蘭、螺栓和墊片組成。螺栓的作用有兩個：一是提供預緊力實現(xiàn)初始密封，并承擔內(nèi)壓產(chǎn)生的軸向力；二是使螺栓法蘭連接變?yōu)榭刹疬B接。墊片裝在兩個法蘭中間，作用是防止容器發(fā)生泄漏。法蘭上由螺栓孔，以容納螺栓。螺栓法蘭連接設計的一般目的是：對于已知的墊片特性，確定安全、經(jīng)濟的法蘭和螺栓尺寸，使接頭的泄漏率在工藝和環(huán)境允許范圍內(nèi)，使接頭內(nèi)的應力在材料允許范圍內(nèi)，即確保密封性和結(jié)構(gòu)完整性。 螺栓法蘭連接設計關鍵要解決兩個 問題：一是保證連接處 “ 緊密不漏 ” ；二是法蘭 23 應具有足夠的強度，不致因受力而破壞。實際應用中，螺栓法蘭連接很少因強度不足而破壞，大多因密封性能不良而導致泄漏。因此密封設計是螺栓法蘭連接中的重要環(huán)節(jié)，而密封性能的優(yōu)劣又與壓緊面和墊片有關 [1] [13]。 壓緊面主要應根據(jù)工藝條件、密封口徑以及墊片等進行選擇。常用的壓緊面形式有全平面［圖 45（ a）］、突面［圖 45（ b）］、凹凸面［圖 45（ c）］、榫槽面［圖 45（ d）］及環(huán)連接面（或稱 T 形槽）［圖 45（ e）］等，其中以突面、凹凸面、榫 槽面最為常用。本設計管法蘭壓緊面全部選擇突面。 圖 45 壓緊面的形式 墊片是螺栓法蘭連接的核心，密封效果的好壞主要取決于墊片的密封性能。設計時，主要應根據(jù)介質(zhì)特性、壓力、溫度和壓緊面的形狀來選擇墊片的結(jié)構(gòu)形式、材料和尺寸，通常兼顧價格、制造和更換是否方便等因素。基本要求是制作墊片的材料不污染工作介質(zhì)、耐腐蝕、具有良好的變形能力和回彈能力，以及在工作溫度下不易變質(zhì)硬化或軟化等。對于化工、石油、輕工、食品等生產(chǎn)中常用的介質(zhì)，可以參閱設備設計 143 頁墊片選用表 411 選用墊片，查得結(jié)果如下表。 可參考文獻 [1]143~144 頁。 表 46 墊片選用表 介質(zhì) 法蘭公稱壓力 MPa 工作溫度 ℃ 密封面 墊片 形式 材料 油水 ≤ 200 突 耐油墊 耐油橡膠石棉板 法蘭連接主要優(yōu)點是密封可靠、強度足夠及應用廣泛。缺點是不能快速拆卸、制造成本較高。壓力容器法蘭分平焊法蘭與對焊法蘭。平焊法蘭又分為甲型與乙型兩種。甲型平焊法蘭有 、 、 、 ，在較小范圍內(nèi)（ DN300 ㎜ ~2021㎜）適用溫度范圍為 20℃ ~300℃。乙型平焊法蘭用于 ~ 壓力等級中較大的直徑范圍，適用的全部直徑范圍為 DN300 ㎜ ~3000 ㎜，適用溫度范圍為 20℃ 24 ~350℃。對焊法蘭具有厚度更大的頸，進一步增大了剛性。用于更高壓力的范圍（ ~）適用溫度范圍為 20℃ ~45℃。法蘭設計優(yōu)化原則：法蘭設計應使各項應力分別接近材料許用應力值，即結(jié)構(gòu)材料在各個方向的強度都得到較充分的發(fā)揮。可參考文獻 [5]209~227 頁。 管法蘭設計時，參照 GB 9112~91252021 的規(guī)定。故本設計選用平焊管法蘭，標準號 GB/T 91122021；密封面的形式為突面密封，代號 RF[13]。 視鏡的選擇 根據(jù) HG 205831998 鋼制化工容器結(jié)構(gòu)設計規(guī)定，選擇視鏡時應盡量不選用帶頸視鏡，本設計需要觀察設備內(nèi)部情況，故選用兩個帶燈視鏡。查標準 HG/T 215751994，選擇 B 型帶燈有沖洗孔視鏡，公稱直徑為 100mm，公稱壓力為 。 溢流堰板的設計 由于本設計為低壓油氣水分離，工程上在 40℃ 時的滯留時間一般為 5~15min，本設計取 12min。初步選定溢流堰板設置在距右筒體環(huán)焊縫 1000mm 處，則此溢 流堰板距左端環(huán)焊縫的距離： 0 1 ? ? ? 設溢流堰板的高度為 0h ,由已知條件進料口的流量為 hm/30 3 ，則在滯留時間內(nèi)的累積體積為： 033 0 1 2 6 0 6Vm? ? ? ? 則溢流堰板以左空間所能囤積的原油量必須大于 0V ，解不等式 00A L V??板 得 0 ? 取 0 ? 。 所以溢流堰板所受最大壓力為 。 0 0. 3 0. 9 9. 8 0. 7 10 00 0. 30 6 0. 31cP p gh M P a M P a?? ? ? ? ? ? ? ? ?, 由公式 31得： =? 取與筒體一致厚度，則 8n mm? ? 。 25 5 筒體和封頭的強度及穩(wěn)定性校核 筒體的 彎矩 重量載荷作用的總長度： 4= 3L L H? ? （ 51） 設儲罐總重沿長度方向均勻分布，則作用在總長度上的單位長度均布載荷為 2243FFq L LH??? ?