【正文】 9 108 2 液面計(jì)的選型 根據(jù)容器的工作溫度為 20~480C,設(shè)計(jì)壓力為 Pc=，密度為 580kg/m3，查《化工容器及設(shè)備設(shè)計(jì)簡(jiǎn)明手冊(cè)》玻璃管液面計(jì)適用于工作壓力小于 ；選擇磁性液面計(jì)：測(cè)量范圍 30010000mm,工作壓力：（高壓性） =, 介質(zhì)溫度：9 接管，法蘭，墊片和螺栓的選擇 第 19 頁(yè) （共 32 頁(yè)） （標(biāo)準(zhǔn)型） 200C1500C， 3450 /kg m? ?? 。液化石油氣的分子量約為 ? 。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(chēng)直徑與流道直徑表 公稱(chēng)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 ( )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 / / ? ? ?；對(duì)比溫度r / 3 2 7 / 3 7 0 0 .8 8 4cT P P? ? ?。將數(shù)據(jù)帶入公式可得儲(chǔ)罐的安全泄放量為： 5 0 . 8 2 5 0 . 8 22 . 5 5 1 0 2 . 5 5 1 0 1 7 7 . 5 6 2 1 1 5 . 9 9 /4 2 7 . 1FAG kg hq? ? ? ? ?? ? ? ? （ 25） 安全閥額定排量可按下式計(jì)算： do MG CP A X ZT? （ 26） 式中： G —— 安全閥的額定排量， kg/h； dP —— 安全閥的排放壓力（絕對(duì)）， MPa； T —— 安全閥的排氣溫度， K； M —— 介質(zhì)的分子量， /g mol ； oA —— 安全閥的排氣面積， 2mm ； X —— 氣體的特性系數(shù)； 已知丙烷的絕熱指數(shù) ? ，則其特性系數(shù)為 1 1 . 1 3 11 1 . 1 3 1223 9 . 4 8 ( ) 3 9 . 4 8 1 . 1 3 ( ) 2 5 . 0 51 1 . 1 3 1kkXkk????? ? ? ? ??? （ 27） 8 安全閥和液面計(jì)選型 第 17 頁(yè) （共 32 頁(yè)） 全啟式安全閥的公稱(chēng)直徑與流道直徑如下表 所示。 50℃時(shí)液化石油氣的飽和蒸汽壓最高為 (表壓 )，安全閥的排放壓力： 44 2 ( )dP MPa? ? ? ? 絕 對(duì) （ 22） 選擇型號(hào)為 A42Y16C 的彈簧式全啟封閉型安全閥，密封面材料為硬質(zhì)合金，閥體為碳鋼，公稱(chēng)壓力為 （ 25kg/cm2）。補(bǔ)強(qiáng)圈標(biāo)記為： 500 20 Q345 RNDC? ? ? / 4736JB T 圖 4 補(bǔ)強(qiáng)圈示意圖 8 安全閥和液面計(jì)選型 安全閥的選型與校核 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(lèi)壓力容器，必須設(shè)置安全閥。 補(bǔ)強(qiáng)圈的計(jì)算與選型 補(bǔ)強(qiáng)圈的計(jì)算如下： 補(bǔ)強(qiáng)圈材料選用與殼體相同材料，即 16MnR 應(yīng)該增加的補(bǔ)強(qiáng)面積 按《 JB/T 47362021 補(bǔ)強(qiáng)圈》 標(biāo)準(zhǔn)中 C 型 15176。 對(duì)接管，按 GB/150 標(biāo)準(zhǔn)， t[ ] =185 at MP? ， [ ] =185 at MP? ，則 1 10% 10% 12 ntC mm?? ? ? ? 12 1 .2 2 3 .2ttC C C mm? ? ? ? ? []m in { , 1 } m in {1 , 1 } 1[] ttr tf ??? ? ? 開(kāi)孔直徑接管計(jì)算厚度 2 2 530 2 12 2 512 .4o t td d C mm?? ? ? ? ? ? ? ? ? （ 13） 接管有效厚度 10 t nt tC mm??? ? ? ? ? （ 14） 開(kāi)孔所需要的補(bǔ)強(qiáng)面積 22 ( 1 ) 5 1 2 .4 1 6 8 1 9 8 .4et rA d f m m? ? ?? ? ? ? ? ? （ 15） 有效補(bǔ)強(qiáng)范圍確定如下 有效補(bǔ)強(qiáng)寬度 22 ( 1 ) 5 1 2 .4 1 6 8 1 9 8 .4et rA d f m m? ? ?? ? ? ? ? ? （ 16） 外側(cè)有效補(bǔ)強(qiáng)高度 1 m i n { , 3 0 0 } m i n { 5 1 2 .4 1 2 , 3 0 0 } 7 8 .4 1nthd ?? ? ? ? （ 17） 內(nèi)側(cè)有效補(bǔ)強(qiáng)高度 2 m in { , 0} 0nthd??? 在有效補(bǔ)強(qiáng)范圍以?xún)?nèi)，殼體的多余補(bǔ)強(qiáng)面積為 1 .9 2 (5 3 0 2 1 2 ) 2 .6 42 [ ] 2 1 8 5 1 .0 1 .9 2it tPd mmP? ?? ? ? ?? ? ?? ? ? ?50 液化石油氣儲(chǔ)罐設(shè)計(jì) 第 14 頁(yè) （共 32 頁(yè)） 1 ( ) ( ) 2 ( ) ( 1 )e e t e rA B d f? ? ? ? ?? ? ? ? ? ? （ 18） 2512 .4 ( 16 ) 126 mm? ? ? ? 在有效補(bǔ)強(qiáng)范圍以?xún)?nèi)，接管的多余補(bǔ)強(qiáng)面積為 2 1 2 22 ( ) 2 ( )e t t r e t t rA h f h C f? ? ?? ? ? ? （ 19） 22 7 8 .4 1 ( 1 2 2 .6 4 ) 1 4 6 7 .8 4 mm? ? ? ? ? 在有效補(bǔ)強(qiáng)范圍內(nèi)，焊縫面積為 2 2 23 1 2 1 4 4A mm? ? ? ?（焊縫腰高 ? 取較薄板的厚度）。配套法蘭與上面的法蘭類(lèi)型相同，根據(jù) HG/T 215182021《回轉(zhuǎn)蓋帶頸對(duì)焊法蘭人孔》，查表 31，由 PN= 選用凹凸面的密封形式 MFM， 級(jí) 35CrMoA 等長(zhǎng)雙頭螺柱連接。 設(shè)計(jì)溫度下的應(yīng)力校核 在設(shè)計(jì)溫度下 根據(jù)公式可得： ( ) 1. 92 ( 26 00 16 )2 2 1615 9. 6 [ ] 18 5c i etetP D ttM Pa M Pa??? ? ????? ? ? （ 12） 滿(mǎn)足要求 7 開(kāi)孔補(bǔ)強(qiáng)和人孔的設(shè)計(jì) 人孔設(shè)計(jì)選型 圖 2 水平吊蓋人孔 查《壓力容器與化工設(shè)備實(shí)用手冊(cè)》，因筒體長(zhǎng)度 85009000mm，只需開(kāi)一個(gè)人孔，可選水平吊蓋人孔。 ∴ 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。 ()2T i eT ePD ?? ??? （ 8） 式中： T? —— 試驗(yàn)壓力下的筒壁周向薄膜應(yīng)力， aMP ； TP —— 試驗(yàn)壓力， MPa ； iD —— 圓筒內(nèi)直徑， mm ； e? —— 圓筒的有效厚度， mm ； 水壓試驗(yàn)下的筒壁周向薄膜應(yīng)力 圓筒的有效厚度 12 18 0 2 16en C C mm??? ? ? ? ? ? ? (9) 50 液化石油氣儲(chǔ)罐設(shè)計(jì) 第 10 頁(yè) （共 32 頁(yè)） 所以筒體壁厚滿(mǎn)足水壓試驗(yàn)時(shí)的強(qiáng)度要求。 式中： ? —— 筒體的計(jì)算厚度， mm； cP —— 計(jì)算壓力， MPa； ? —— 焊接接頭系數(shù)； iD —— 筒體的內(nèi)直徑， mm； []t? —— 設(shè)計(jì)溫度下筒體材料的許用應(yīng)力， MPa； MPa? ， 1?? ， 2600iD? ， [ ] 185t MPa? ? 筒體水壓試驗(yàn)校核 對(duì)于 Q345R 材料，試驗(yàn)時(shí)水溫應(yīng)高于 5℃，其常溫許用應(yīng)力和在試驗(yàn)壓力下的許用應(yīng)力 [ ] [ ] =163 at MP??? ，屈服點(diǎn) y=325Mpa? ，臥置試壓。 筒體壁厚設(shè)計(jì)計(jì)算 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)幚怼? 表 5 16~35鋼板許用應(yīng)力 16MnR 在下列溫度（℃）下的許用應(yīng)力（ MPa） 20? 100 185 185 50 液化石油氣儲(chǔ)罐設(shè)計(jì) 第 8 頁(yè) （共 32 頁(yè)） （ 8）鋼板負(fù)偏差 C1：對(duì)于低碳鋼和低合金鋼，需滿(mǎn)足腐蝕裕度 C2≥ 1mm，取 C2=2mm 查標(biāo)準(zhǔn) HG205801998《鋼制化工容器設(shè)計(jì)基礎(chǔ)規(guī)定》表 71知，鋼板厚度負(fù)偏差 C1=。 P 靜（ max） =ρ gh max≤ρ gD=580 = 3m ax 61 4 . 0 5 1 0/ 1 0 0 % 0 . 5 6 % 5 %2 . 1 4 1 7 1 0cPP ?? ? ? ??靜可以忽略不記。 （ 5）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(lèi)壓力容器，筒體縱焊縫應(yīng)采用全焊透雙面焊縫，且 100%無(wú)損探傷，所以 ?? 。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。 （ 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。 5 0 . 1 3 2 3 5 0 0 . 3 % 5 %50e ?? ? ?6 壁厚設(shè)計(jì) 第 7 頁(yè) （共 32 頁(yè)） 6 壁厚設(shè)計(jì) 各項(xiàng)參數(shù) （ 1）設(shè)計(jì)溫度 T=50℃。 筒體和封頭的選形 筒體設(shè)計(jì) 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(jì)，此處取 L/D=4 （ 3） 所以 2 504DL? ? （ 4） 連解得： D= 。 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。對(duì)于設(shè)置有安全泄放裝置的儲(chǔ)罐，設(shè)計(jì)壓力應(yīng)為 ~ 倍的最高工作壓力。因此， 不需要設(shè)保溫層。 設(shè)計(jì)壓力 該儲(chǔ)罐用于液化石油氣儲(chǔ)配供氣站，因此屬于常溫壓力儲(chǔ)存。所以，取最高設(shè)計(jì)溫度 t=50℃，最低設(shè)計(jì)溫50 液化石油氣儲(chǔ)罐設(shè)計(jì) 第 4 頁(yè) （共 32 頁(yè)） 度 t=﹣ 25℃。由上述條件選擇危險(xiǎn)溫度為設(shè)計(jì)溫度。取其大致比例如下： 表 1 液化石油氣成分 組成成分 異辛烷 乙烷 丙烷 異丁烷 正丁烷 異戊烷 正戊烷 乙炔 各成分百分比 2 對(duì)于設(shè)計(jì)溫度下各成分的飽和蒸氣壓力如下： 表 2 各溫度下各組分的飽和蒸汽壓 溫度，℃ 飽和蒸汽壓力， MPa 異辛烷 乙烷 丙烷 異丁烷 正丁烷 異戊烷 正戊烷 乙 炔 25 0 0 20 0 0 0 0 0 20 0 0 50 0 7 設(shè)計(jì)溫度 根據(jù)本設(shè)計(jì)工藝要求，使用地點(diǎn)為荊州市的室外，用途為液化石油氣儲(chǔ)配站 工作溫度為 20— 48℃，介質(zhì)為易燃易爆的氣體。缺點(diǎn)： 容量一般較小，用的數(shù)量多，占地面積大 。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，