【正文】 力表口 20 25 1 100 3 I 人孔 500 530 1 300 9 J 氣相管 80 89 1 150 4 K 液相回流管 80 89 1 150 4 墊片的選擇 查《過程設(shè)備設(shè)計》第三版表 411 墊片的選用，根據(jù)介質(zhì)為液化石油氣、公稱壓力為 、工作溫度為 500oC以及密封面為凸面得出墊片的形式可以選用纏繞墊、柔性石墨復(fù)合墊，其材料可以選用 0Cr1鋼帶 石棉板、石墨 0Cr13等骨架。 25? 中北大學(xué) 大學(xué)過程設(shè)備設(shè)計 課程設(shè)計說明書 15 圖 44磁性液面計 ，法蘭，墊片和螺栓的選擇 接管和法蘭 中北大學(xué) 大學(xué)過程設(shè)備設(shè)計 課程設(shè)計說明書 16 中北大學(xué) 大學(xué)過程設(shè)備設(shè)計 課程設(shè)計說明書 17 法蘭尺寸如表： 表 41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 法蘭內(nèi)徑 B1 坡口寬度 b 法蘭理論質(zhì)量 kg 管口伸出高度mm 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 A 液位計口 20 25 105 75 14 4 M12 16 40 45 40 4 100 B 液相進 口管 80 89 200 160 18 8 M16 24 40 118 91 6 150 C 液相出口管 80 89 200 160 18 8 M16 24 40 118 91 6 150 D 安全閥口 80 89 200 160 18 8 M16 24 40 118 91 6 150 E 排污 口 80 89 200 160 18 8 M16 24 40 118 91 6 150 F 放氣 管 80 89 200 160 18 8 M16 24 40 118 91 6 150 G 溫度計口 20 25 105 75 14 4 M12 16 40 45 40 4 100 H 壓力表口 20 25 105 75 14 4 M12 16 40 45 40 4 100 I 人孔 500 530 730 660 36 20 M33179。2D 39。D 39。摩爾質(zhì)量 M? 50 kg／ kmol 得出安全閥噴嘴 面積為 22 9 9 mmZTMc KPWAds ??? ? 最后得出安全閥的內(nèi)徑 42dA ?? 得 d=36mm 3)安全閥的選型 查《化工管路手冊》上冊 444 頁，（九）安全閥， 1 各種安全閥的產(chǎn)品名稱、型號、技術(shù)數(shù)據(jù)，根據(jù)介質(zhì)為石油氣，發(fā)現(xiàn)無公稱壓力為 的安全閥，所以選用公稱壓力為 的安全閥 ,型號為 A40Y40 A40Y40I，其尺寸參數(shù)如下表： 公稱通徑ND 主要外形尺寸（ mm） 重量 kg 配法蘭 標(biāo)準號 L 1L D b 39。 K—— 安全閥的排放系數(shù)，與安全閥的結(jié)構(gòu)型式有關(guān)，應(yīng)根據(jù)試驗數(shù)據(jù)確定，無參考數(shù)據(jù)時，可按下述規(guī)定選?。? 對全啟式安全閥， K=0． 6～ 0． 7； 對帶調(diào)節(jié)圈的微啟式安全閥， K=0． 4～ 0． 5； 對不帶調(diào)節(jié)圈的微啟式安全閥， K=0． 25～ 0． 35； 液化石油氣儲罐設(shè)置的安全閥，需要有較大的排氣能力，應(yīng)選用全啟式安全閥，取 K=0． 65； A—— 安全閥的噴嘴面積， mm2； C—— 氣體的特性系數(shù)，僅與氣體的 絕熱系數(shù) k有關(guān)，可按下式算： )1/()1()12(520 ???? kkkkC 對于液化石油氣，絕熱指數(shù) k? ，計算得 C=332； 中北大學(xué) 大學(xué)過程設(shè)備設(shè)計 課程設(shè)計說明書 13 Z—— 安全閥進口處氣體的壓縮系數(shù)，液化石油氣的壓縮系數(shù) Z? ； T—— 安全閥進口處介質(zhì)的熱力學(xué)溫度， K；安全閥排放溫度 T=323～ 343 K。 ??? niDD ?20 ???? nHLl ?22 ??? )( 00 DlDA r ? 則 sW =14613 kg/h 2)安全閥噴嘴面積的計算 液化石油氣儲罐安全閥起跳排放出的是氣體，其噴嘴面積可按一般氣體安全閥噴嘴面積通用公式計算，安全閥的排氣能力決定于安全閥的噴嘴面積。以上計算 Ar的公式中： D。一般情況下，液化石油氣儲罐不保溫，儲罐安全泄放量可按式計算： q FAW rS ?? 式中： WS—— 液化石油氣儲罐的安全泄放量， kg／ h； q—— 液相液化石油氣的蒸發(fā)潛熱， kJ／ kg；液化石油氣的汽化潛熱 q=300(kJ／ kg)( 500C) F—— 系數(shù) 儲罐在地面上，取 F=1 Ar—— 儲罐的受熱面積， m2。在火災(zāi)情況下，設(shè)備吸熱，液相迅速汽化，引起設(shè)備的壓力升高，這種情況下液相的汽化量即為安全閥的泄放量。在計算安全閥時，最大泄放量應(yīng)根據(jù)工藝過程的具體情況確定，并按可能發(fā)生的最危險情況考慮。本文針對液化石油氣的性質(zhì)，參考《煉油技術(shù)與工程》第 34 卷第 7 期液化石油氣儲罐安中北大學(xué) 大學(xué)過程設(shè)備設(shè)計 課程設(shè)計說明書 11 全閥的工藝計算。 圖 41筒體整體、接管、人孔分布圖 法蘭的選擇 查《鋼制管法蘭、墊片、緊固件》 HG 205922063597 表 法蘭類型與密封面型式，按照公稱壓力由低到高的原則，首先選用板式平焊法蘭（ PL），得到如下表： 法蘭類型 密封面型式 壓力等級 PN（ MPa） 板式平焊法蘭（ PL） 凸面（ RF） 全平面（ FF） 又根據(jù)上表和設(shè)計壓力 Pc=，應(yīng)該選用公稱壓力為 的凸面板式平焊法蘭（ PL） 中北大學(xué) 大學(xué)過程設(shè)備設(shè)計 課程設(shè)計說明書 10 圖 42板式平焊鋼制管法蘭 安全閥設(shè)計 液化石油氣儲罐的設(shè)計壓力在 1． 6 MPa 以上，屬于 第二 類壓力容器，必須設(shè)置安全閥。 根據(jù)工藝設(shè)計，應(yīng)使進出口、排污口、放空口滿足同一工藝條件。 ∴ δ n=δ +C1+C2=+2+= mm 圓整后取名義厚度為中北大學(xué) 大學(xué)過程設(shè)備設(shè)計 課程設(shè)計說明書 9 n? =14mm 跟筒體一樣，選擇厚度為 14mm 的 16MnR 材料合適。 橢圓封頭厚度的設(shè)計 為了得到良好的焊接工藝，封頭材料的選擇同筒體設(shè)計，同樣采用16MnR。 水壓試驗校核壓力的確定 取 [δ ]≈ [? ]t 試驗壓力： PT= =179。 ∴ mmPDPctic 7 02 1 5 0 ][2 ???? ???? ??? ∵ 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 HG205801998《鋼制化工容器設(shè)計基礎(chǔ)規(guī)定》表 71 知，鋼板厚度中北大學(xué) 大學(xué)過程設(shè)備設(shè)計 課程設(shè)計說明書 8 負偏差 C1=。選用 16MnR 為筒體材料，適用于介質(zhì)含有少量硫化物，具有一定腐蝕性，壁厚較大（≥ 8mm）的壓力容器。 圓筒厚度的設(shè)計 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。 179。 采用對接不但減小了結(jié)構(gòu)應(yīng)力集中程度，而且方便了無損檢測，查《工程設(shè)備設(shè)計》表 43，采用單面焊對接接頭時接頭系數(shù) ?? ? ? 3 ???????? 設(shè)計儲存量； 工工計工 ?? 中北大學(xué) 大學(xué)過程設(shè)備設(shè)計 課程設(shè)計說明書 7 第 四 章 結(jié)構(gòu)設(shè)計 液柱靜壓力 根據(jù)設(shè)計為臥式儲罐，所以儲存液體最大高度 h max≤ D=1500mm。 由 ① ② 連解得： D==1471mm 。 筒 體設(shè)計 查 GB1501998，為了有效的提高筒體的剛性，一般取 L/D=3~6，為方便設(shè)計，此處取 L/D=4 ① 。 查《工程設(shè)備設(shè)計》表 411，取法蘭公稱壓力 P= 設(shè)計儲量 表 24液化石油氣主要成分在 50℃的密度 Kg/m3 溫度 ℃ 丙烷 異丁烷 正丁烷 50 446 520 542 參考化工原理相關(guān)資料，根據(jù)公式 5 4 22 1 9 2 02 3 4 4 64 9 3 1 ???? ??i iim w?? 得到 ρ m= 取石油液化氣的密度為 510Kg/m3，盛裝液化石油氣體的壓力容器設(shè)計儲存量為： Kgvw t 4 5 9 05 1 ????? ?? 參考化工設(shè)備相關(guān)資料，儲罐選型為臥式圓柱形儲罐。所以有 Pc=179。 = MPa 因為： P 異丁烷（ ） P液化氣 ()P 丙烷（ ） 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。 +%179。 +%179。 7+%179。 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： 中北大學(xué) 大學(xué)過程設(shè)備設(shè)計 課程設(shè)計說明書 4 表 23各種成分在相應(yīng)溫度下的飽和蒸氣分壓 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 0 20 0 0 0 0 0 20 0 0 50 0 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= iniipy∑ 81== =%179。 工作壓力為相應(yīng)溫度下的飽和蒸氣壓。根據(jù)儲罐所處環(huán)境，最高溫度為危險溫度，所以選 t=50℃為設(shè)計溫度。為保證正常工作，對設(shè)計溫度留一定的富裕量。 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。貯罐上設(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、液面計等 中北大學(xué) 大學(xué)過程設(shè)備設(shè)計 課程設(shè)計說明書 3 第 二 章 儲罐設(shè)計參數(shù)確定 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。液化石油氣貯罐 , 不論是臥式還是球罐都屬第三類壓力容器。臥式液化石油氣貯罐也是一個儲存壓力容器 , 也應(yīng)按 GB150《鋼制壓力容器》進行制造、試驗和驗收 。因為液化石油氣是由多種碳氫化合物組成的 , 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 , 液態(tài)丙烷的比重為 0. 50, 液態(tài)丁烷的比重為 0. 56 0. 58, 因此 , 液化石油氣的液態(tài)比重大體可認為在 0. 51 左右 , 即為水的一半。 (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要嚴格控制灌裝量 , 以確保安全 。本文主要討論臥式圓筒形液化石油氣貯罐的設(shè)計。圓筒形 貯罐按安裝方式可分為臥式和立式兩種。一般貯存總量大于 500m 3 或單罐容積大于 200m 3時選用球形貯罐比較經(jīng)濟 。 目前我國普遍采用常溫壓力貯罐 , 常溫貯罐一般有兩種形式 : 球形貯罐和圓筒形貯罐。中北大學(xué) 大學(xué)過程設(shè)備設(shè)計 課程設(shè)計說明書 1 目錄 第一章 概述 ................................................ 錯誤 !未定義書簽。 第二章 儲罐設(shè)計參數(shù)確定 ................................................ 3 .............................................. 3 .......................................................... 3 .......................................................... 3 .......................................................... 4 第 三 章 工藝計算 ..............................