【正文】 .......................... 5 ........................................................ 5 ........................................................ 5 第 四 章 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) ........................................................ 7 ........................................................ 7 .................................................... 7 ................................................ 8 ................................................ 9 ....................................................... 10 ....................................................... 14 ，法蘭，墊片和螺栓的選擇 ..................................... 15 ................................................... 15 ................................................... 18 （螺柱）的選擇 ........................................... 19 ....................................................... 20 ................................................... 20 ............................................... 22 ............................................... 24 ..................................................... 24 的確定 ............................................... 26 .................................................. 27 ............................................ 27 ............................................ 27 第 五 章 校核 ........................................................... 29 sw61998概述 ................................................. 5 sw61998校核結(jié)果 ............................................. 5 結(jié)束語(yǔ) ................................................................ 51 參考文獻(xiàn) .............................................................. 52 中北大學(xué) 大學(xué)過(guò)程設(shè)備設(shè)計(jì) 課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書 2 第一章 概述 液化石油氣貯罐是盛裝液化石油氣的常用設(shè)備 , 由于該氣體具有易燃易爆的特點(diǎn) , 因此在設(shè)計(jì)這種貯罐時(shí) , 要注意與一般氣體貯罐的不同點(diǎn) , 尤其是安全與防火 , 還要注意在制造、安裝等方面的特點(diǎn)。球形貯罐和圓筒形貯罐相比 : 前者具有投資少 , 金屬耗量少 , 占地面積少等優(yōu)點(diǎn) , 但加工制造及安裝復(fù)雜 , 焊接工作量大 , 故安裝費(fèi)用較高。 而圓筒形貯罐具有加工制造安裝簡(jiǎn)單 , 安裝費(fèi)用少等優(yōu)點(diǎn) , 但金屬耗量大占地面積大 , 所以在總貯量小于 500m 3, 單罐容積小于 100m 3 時(shí)選用臥式貯罐比較經(jīng)濟(jì)。在一般中、小型液化石油氣站內(nèi)大多選用臥式圓筒形貯罐 , 只有某些特殊情況下 (站內(nèi)地方受限制等 ) 才選用立式。 液化石油氣呈液態(tài)時(shí)的特點(diǎn)。(2) 容重約為水的一半。 臥式液化石油氣貯罐設(shè)計(jì)的特點(diǎn)。 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(jiǎn)稱容規(guī) ) 的監(jiān)督。貯罐主要有筒體、封頭、人孔、支座以及各種接管組成?，F(xiàn)取新疆克拉瑪依油田所產(chǎn)液化石油氣標(biāo)準(zhǔn)： 表 21液化石油氣組成成分 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 對(duì)于設(shè)計(jì)溫度下各成分的飽和蒸氣壓力如下： 表 22各溫度下各組分的飽和蒸氣壓力 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)為太原市的室外，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。 由上述條件選擇危險(xiǎn)溫度為設(shè)計(jì)溫度。所以，取最高設(shè)計(jì)溫度 t=50℃，最低設(shè)計(jì)溫度 t=﹣ 25℃。 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。因此，不需要設(shè)保溫層。 0+%179。 +%179。+%179。 +%179。 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。 =。 中北大學(xué) 大學(xué)過(guò)程設(shè)備設(shè)計(jì) 課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書 5 第 三 章 工藝計(jì)算 對(duì)于承受內(nèi)壓，且設(shè)計(jì)壓力 Pc=4MPa 的壓力容器，根據(jù)化工工藝設(shè)計(jì)手冊(cè)（下）常用設(shè)備系列，采用臥式橢圓形封頭容器。 所以 1042 ?LD?② 。 圓整得 D=1500mm 封頭設(shè)計(jì) 查標(biāo)準(zhǔn) JB/T47462021《鋼制壓力容器用封頭》中表 EHA 橢圓形封頭內(nèi)表面積、容積得： 表 31， EHA橢圓形封頭內(nèi)表面積、容積 公稱直徑 DN /mm 總深度 H /mm 內(nèi)表面積 A/ 2m 容積 V封 / 3m 1500 400 圖 31橢圓形封頭 封頭的結(jié)構(gòu)尺寸 由 2)(2 ??hHDi得 mmDHh i 2541 5 0 04 0 04 ????? 由 2V封 + 2D? L/4=10得 L= 圓整得 L=5200mm 則 L/D= 3 符合要求 . 中北大學(xué) 大學(xué)過(guò)程設(shè)備設(shè)計(jì) 課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書 6 則 V 計(jì) =2 V 封 + 2D? L/4= 3 10m 3 且%5%%1 0 0*101 6 vv ???計(jì) ， 所以結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)合理。 P 靜（ max） =ρ gh max≤ρ gD=510179。 =7497pa= 靜PM P a0 9 8 9 %5 ???cP 則 P靜可以忽略不記。根據(jù) GB1501998 表 41，選用筒體材料為低合金鋼 16MnR（鋼材標(biāo)準(zhǔn)為 GB6654） [? ]t=170MPa。根據(jù) GB150，初選厚度為 6~16mm，最低沖擊試驗(yàn)溫度為 20℃，熱軋?zhí)幚?。 ∴ δ d=δ +C2=+2= ， δ n=δ d+C1=+= 圓整后取名義厚度δ n=14mm ， [? ]t 沒(méi)有變化，故取名義厚度 14mm 合適。 = 有效厚度： mmCCne ??????? ?? 水壓試驗(yàn)的應(yīng)力 M p aDPeeitt 7 )](1 5 0 0[ ][ ??? ?????? ?? ?? 16MnR 鋼制容器在常溫水壓實(shí)驗(yàn)時(shí)許可應(yīng) ? ? M P ast ???? ?? 因?yàn)?][ tt ?? ? ，故筒體厚度滿足水壓實(shí)驗(yàn)時(shí)強(qiáng)度要求。 ∴ mmPDPctic 7 02 1 5 0 ][2 ????? ???? ??? 同理，選取 C2=2 mm ， C1=0 .8mm 。 開(kāi)孔和選取法蘭分 析 液化石油氣儲(chǔ)罐應(yīng)設(shè)置排污口，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。 查《化工工藝手冊(cè)》表 255 液化石油氣儲(chǔ)罐的具體尺寸，選取開(kāi)孔流速為u=20m/s，流量 Q=45L/s,根據(jù)公式 42udQ ?? ，算出管子內(nèi)徑 d=59mm,根據(jù)強(qiáng)度校核和管子外徑規(guī)格，選用管子的外徑為 89，厚度為 15，具體校核在后續(xù)章節(jié)給出。在安全閥的計(jì)算和選型時(shí)，首先確定防止設(shè)備超壓所需的最大泄放量，然后根據(jù)最大泄放量計(jì)算安全閥的噴嘴面積，計(jì)算過(guò)程需要很多參數(shù)。 1)安全閥最大泄 放量的計(jì)算 一般造成設(shè)備超壓的原因主要有三種：一是操作故障；二是火災(zāi)三是動(dòng)力故障。根據(jù)資料，對(duì)于易燃液化氣體如液化石油氣，在發(fā)生火災(zāi)時(shí)，安全閥的泄放量最大。泄放量決定于火災(zāi)時(shí)單位時(shí)間內(nèi)傳人設(shè)備的熱量和液體的氣化潛熱。 對(duì)橢圓形封頭的臥式儲(chǔ)罐， Ar = )( 00 DlD ?? 。為儲(chǔ)罐外徑； l 為臥式儲(chǔ)罐總長(zhǎng)，單位均為 m。即根據(jù)安全閥出口壓力 (背壓 )的大小不同，安全閥的排氣能力應(yīng)按臨界條件和亞臨界條件兩種狀況進(jìn)行計(jì)算： 中北大學(xué) 大學(xué)過(guò)程設(shè)備設(shè)計(jì) 課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書 12 臨界條件下 )1/(0 )12( ??? kkd kpp 亞臨界條件下 )1/(0 )12( ??? kkd kpp 式中： 0p —— 安全閥 的出口側(cè)壓力 (絕壓 )， MPa； sp —— 安全閥的定壓， MPa； dp —— 安全閥的排放壓力 (絕壓 )， MPa；取 Pd=Pc= k —— 絕熱系數(shù)，對(duì)于液化石油氣， )12( )1/( ??? ?kkkk 液化石油氣儲(chǔ)罐安全閥放空氣體一般排入火炬系統(tǒng)或直接高空排放，其出口側(cè)壓力 (背壓 )P0很小，即 P0／ Pd，因此安全閥的排氣能力可按臨界條件計(jì)算，即： ZTMc KPWAd ??? 式中： Ws—— 安全閥的排放能力， kg/h。 M—— 氣體的摩爾質(zhì)量， kg／ kmol。ND 39。1D 39。6D 1b 1f 1d 0d ≈H 1Z 80 170 150 195 22 100 215 180 155 121 20 3 18 50 588 8 65 進(jìn)口 HG 501658 凸面 出口按閥配 中北大學(xué) 大學(xué)過(guò)程設(shè)備設(shè)計(jì) 課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書 14 圖 43 安全閥 安全閥法蘭的確定 查 HG 501658知安全閥進(jìn)口法蘭的型號(hào)為凹凸面對(duì)焊法蘭，其尺寸參數(shù)如下： 公稱直徑 管子 法蘭 重量 雙頭螺栓 橡膠石棉墊 ND Hd D 1D 2D 4D 6D b h 凸面 凹面 數(shù)量 直徑 /長(zhǎng)度 外徑 內(nèi)徑 厚度 80 89 195 160 138 120 121 24 58 2 4 8 8516?M 120 90 （ ） 液面計(jì)設(shè)計(jì) 根據(jù)容器的工作溫度 20~48℃，設(shè)計(jì)壓力 Pc=，介質(zhì)密度 3/510 mkg?? ,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)適用工作工作壓力小于， L5770T 頂裝式磁性 液面計(jì)：測(cè)量范圍 30010000mm，工作壓力：（高壓型） ， 介質(zhì)溫度：（標(biāo)準(zhǔn)型） 20℃ 150℃，介質(zhì)密度 3/450 mkg?? 。 2 56 40 730 700 48 300 J 氣相 管 80 89 200 160 18 8 M16 24 40 118 91 6 150 K 液相回流管 80 89 200 160 18 8 M16 24 40 118 91 6 150 接管外徑的選用以 B國(guó)內(nèi)沿用系列（公制管）為準(zhǔn)，對(duì)于公稱壓力 ≤ PN≤ 25MPa 的接管，查《壓力容器與化工設(shè)備實(shí)用手 冊(cè)》普通無(wú)縫鋼管，選材料為 16MnR。 圖 45凹凸面型墊片 表 43墊片尺寸 中北大學(xué)