【正文】 a；補強圈厚度應(yīng)小于或等于殼體壁厚的 倍；殼體名義厚度 38?n? ㎜；設(shè)計壓力 Mpa4? ；設(shè)計溫度 350? ℃。 表 不另外補強的接管最小厚度 接管公稱外徑 25 32 38 45 48 57 65 76 89 最小厚度 補強設(shè)計方法判別 按 HG/T21582021，選用回轉(zhuǎn)蓋帶頸對焊法蘭人孔。補強材料采用 Q345R。 壓力容器開孔補強的計算方法有多種，為了計算方便，采用等面積補強法，即殼體截面因開孔被削弱的 承載面積，必須由補強材料予以等面積的補償。在一般用途、條件不苛刻的條件下，可采用補強圈補強形式。其尺寸下表 表 人孔標準尺寸表 密封面型式 凹凸面MFM D 730 1b 46 0d 48 公稱壓力PN MPa 4 1D 660 2b 57 螺柱數(shù)量 20 公稱直徑DN 500 1H 280 A 435 螺母數(shù)量 40 wds? 530 12? 2H 128 B 400 螺柱尺寸 33 2 170M ?? d 506 b 44 L 300 總質(zhì)量 kg 302 8 圖 2 人孔結(jié)構(gòu)圖 開孔補強的計算 開孔補強結(jié)構(gòu)：壓力容器開孔補強常用的形式可分為補強圈補強、厚壁管補強、整體鍛件補強三種。 綜合考慮選擇回轉(zhuǎn)蓋 帶頸對焊法蘭人孔（ HG/T215182021） , Φ 500179。 人孔標準 HG2152495 規(guī)定 PN≥ 時只能用帶頸平焊法蘭人孔或帶頸對焊法蘭人孔。從人孔所用法蘭類 型來看，承壓人孔有板式平焊法蘭人孔、帶頸平焊法蘭人孔和帶頸對焊法蘭人孔，在人孔法蘭與人孔蓋之間的密封面，根據(jù)人孔承壓的高低、介質(zhì)的性質(zhì)，可以采用突面、凹凸面、榫槽面或環(huán)連接面。 人孔的結(jié)構(gòu)：既有承受壓力的筒節(jié)、端蓋、法蘭、密封墊片、緊固件等受壓元件，也有安置與啟閉端蓋所需要的軸、銷、耳、把手等非受壓件。 水壓試驗時的壓力 6 ? ?? ? Mpap t T ???? ?? 水壓試驗的應(yīng)力校核： 水壓試驗時的應(yīng)力 ： ? ? )(ee MDP iTT ?? ????? ? ?? 水壓試驗時的許用應(yīng)力為 M p as ?????? ST ??? ＜ 故筒體滿足水壓試驗時的強度要求 [1]。然后將壓力降至規(guī)定試驗壓力的 80%，并保持足夠長的時間以便對所有焊接接頭和連接部位進行檢查。 圖 1 橢圓封頭 壓力試驗 水壓試驗，液體的溫度不得低于 5℃； 試驗方法：試驗時容器頂部應(yīng)設(shè)排氣口，充液時應(yīng)將容器內(nèi)的空氣排盡，試驗過程中，應(yīng)保持容器外表面的干燥。 所以設(shè)計厚度為： ???? CC?? 圓整后取名義厚度 18 ㎜。 2700= 而ρ gh ∕ =% 5% 所 以 可 以 忽 略 。液柱靜壓力ρ gh=179。查 《壓力容器材料使用手冊 碳鋼及合金鋼》得 Q345R的密度為，熔點為 1430℃，許用應(yīng)力 ??t? 列于下表： 表 Q345R 的 許用應(yīng)力 鋼號 板厚 /㎜ 在下列溫度（℃）下的許用應(yīng)力 / Mpa ≤ 20 100 150 200 250 300 Q345R 6～ 16 189 189 189 183 167 153 16～ 36 185 185 183 170 157 143 36～ 60 181 181 173 160 147 133 60～ 100 181 181 167 150 137 123 圓筒的計算壓力為 Mpa,容器筒體的縱向焊接接頭和封頭的拼接接頭都采用雙面焊或相當于雙面焊的全焊透的焊接接頭，取焊接接頭系數(shù)為 ,全部無損探傷。 ??? ? 得出 L=9504mm 取 L=9600mm %5%39。封頭取與筒體相同材料。橢圓形封頭的應(yīng)力情況不如半球形封頭均勻，但對于標準橢圓形封頭與厚度 相等的筒體連接時，可以達到與筒體等強度。因為作為容器主體的圓柱形筒體，制造容易，安裝內(nèi)件方便，而且承壓能力較好，這類容器應(yīng)用最廣。鋼板標準號為 GB66541996。如果純粹從技術(shù)角度看，建議選用 20R類的低碳鋼板， Q345R鋼板的價格雖比 20R 貴，但在制造費用方面，同等重量設(shè)備的計價， Q345R 鋼板為比較經(jīng)濟。 設(shè)計溫度為 50 攝氏度，在 20～ 200℃條件下工作屬于常溫容器。 179。νρ =179。 各項設(shè)計參數(shù)都正確參考了行業(yè)使用標準或國家標準，這樣讓設(shè)計有章可循，并考慮到結(jié)構(gòu)方面的要求，合理地進行設(shè)計。 設(shè)計基本思路：本設(shè)計綜合考慮環(huán)境條件、介質(zhì)的理化性質(zhì)等因素，結(jié)合給定的工藝參數(shù)，機械按容器的選材、壁厚計算、強度核算、附件選擇、焊縫標準的設(shè)計順序，分別對儲罐的筒體、封頭、人孔接管、人孔補強、接管、管法蘭、液位計、鞍座、焊接形式進行了設(shè)計和選擇。液態(tài)氨將侵蝕某些塑料制品 ,橡膠和涂層 。蒸 汽 與空氣混合 物爆炸極限為 16~25%（最易引燃濃度為 17%） 氨在 20℃ 水中溶解度 34%,25℃ 時 ,在無水乙醇中溶解度 10%,在甲醇中溶解度 16%,溶于氯仿、乙醚 ,它是許多元素和化合物的良好溶劑。氨作為一種重要的化工原料 ， 應(yīng)用廣泛 。 2．設(shè)計內(nèi)容和要求（包括原始數(shù)據(jù)、技術(shù)參數(shù)、條件、設(shè)計要求等）： 原始數(shù)據(jù) 設(shè)計條件表 序號 項 目 數(shù) 值 單 位 備 注 1 名 稱 液氨儲罐 2 用 途 液氨儲存 3 最高工作壓力 MPa 由介質(zhì)溫度確定 4 工作溫度 20～ 48 ℃ 5 公稱容積（ Vg） 60 M3 6 工作壓力波動情況 可不考慮 7 裝量系數(shù) (φ V) 8 工作介質(zhì) 液氨（中度危害） 9 使用地點 太原市室外 10 安裝與地基要求 11 其它要求 管口表 接管代號 公稱尺寸 連接尺寸標準 連接面形式 用途或名稱 a DN65 HG/T20592 RF 液氨進口管 b DN20 HG/T20592 RF 排污閥接口 c DN450 HG/T21518 RF 人 孔 d DN50 HG/T20592 RF 空氣進口管 e DN40 HG/T20592 RF 安全閥接管 f DN20 HG/T20592 RF 壓力表接口 g DN25 HG/T20592 RF 液位計接口 h DN65 HG/T20592 RF 液氨出口管 2 前言 本設(shè)計是針對《 過程設(shè)備設(shè)計 》這門課程所安排的一次課程設(shè)計，是對這門課程的一次總結(jié)，要綜合運用所學(xué)的知識并查閱相關(guān)書籍完成設(shè)計。 掌握電算設(shè)計計算，要求設(shè)計思路清晰，計算數(shù)據(jù)準確、可靠，且正確掌握計算機操作和專業(yè)軟件的使用。 中北大學(xué) 課 程 設(shè) 計 說 明 書 學(xué)生姓名： 范向東 學(xué) 號： 1102034231 學(xué) 院： 機械與動力工程學(xué)院 專 業(yè)： 過程裝備與控制工程 題 目： （ 60） M3液氨儲罐設(shè)計 指導(dǎo)教師： 王福杰 、 高強 職稱 : 專業(yè)課老師 2021年 06月 16日 中北大學(xué) 課程設(shè)計任務(wù)書 2021/2021 學(xué)年 第 二 學(xué)期 學(xué) 院： 機械與動力工程學(xué)院 專 業(yè)： 過程裝備與控制工程 學(xué) 生 姓 名： 范向東 學(xué) 號： 1102034231 課程設(shè)計題目： （ 60） M3液氨儲罐設(shè)計 起 迄 日 期： 06 月 16 日～ 06 月 27 日 課程設(shè)計地點： 校內(nèi) 指 導(dǎo) 教 師： 王福杰、高強 基層教學(xué)組織負責人： 黃晉英 下達任務(wù)書日期 : 2021年 06月 16日 設(shè)計任務(wù)書 1．設(shè)計目的： 使用國家最新壓力容 器標準、規(guī)范進行設(shè)計，掌握典型過程設(shè)備設(shè)計的全過程。 掌握查閱和綜合分析文獻資料的能力，進行設(shè)計方法和設(shè)計方案的可行性研究和論證。 掌握工程圖紙的計算機繪圖。 本設(shè)計的液料為液氨，它 是一種無色液體。 分子式 NH3，分子量 ， 相對密度 ， 熔點 ℃， 沸點 ℃， 自燃點 ℃， 蒸 汽 壓(℃ )。水溶液呈堿性。遇熱、明火，難以點燃而危險性極低，但氨和空氣混合物達到上述濃度范圍遇火和燃燒或爆炸，如有油類或其它可燃物存在則危險 性極高 。設(shè)備的選擇大都有相應(yīng)的執(zhí)行標準，設(shè)計時可以直接選用符合設(shè)計條件的標準設(shè)備零部件，也有一些設(shè)備沒有相應(yīng)標準，則選擇合適的非標設(shè)備。 3 第一章 設(shè)計選材及結(jié)構(gòu) 工藝參數(shù)的設(shè)定 存儲量 由要求可初步確定儲罐需滿足儲存量 W=248。 60179。 1000= ㎏ 設(shè)計壓力 根據(jù)《化學(xué)化工物性數(shù)據(jù)手冊》查得 50℃蒸汽壓為 ，可以判斷設(shè)計的容器為儲存內(nèi)壓壓力容器，按《壓力容器安全技術(shù)監(jiān)察規(guī)程》規(guī)定，盛裝液化氣體無保冷設(shè)施的壓力容器，其設(shè)計壓力應(yīng)不低于液化氣 50℃時的飽和蒸汽壓力，而且查得當容器上裝有安全閥時，取 ～ 倍的工作壓力作為設(shè)計壓力；所以 3 MPP ???? ）（工作設(shè) ， M p aPM ?? 屬于中壓容器 [5]。 筒體的選材及結(jié)構(gòu) 根據(jù)液氨的物性選擇罐體材料，碳鋼對液氨有良好的耐蝕性腐蝕率在 ㎜ /年以下，且又屬于中壓儲罐，可以考慮 20R 和 Q345R這兩種鋼材。所以在此選擇 Q345R 鋼板作為制造筒體和封頭材料。 筒體結(jié)構(gòu)設(shè)計為圓筒形。 封頭的結(jié)構(gòu)及選材 封頭有多種形式，半球形封頭就單位容積的表面積來說為最小，需要的厚度是同樣直徑圓筒的二分之一，從受力來看，球形封頭是最理想的結(jié)構(gòu)形式，但缺點是深度大，直徑小時，整體沖壓困難，大直徑采用分瓣沖壓其拼焊工作量也較大。它吸取了蝶形封頭深度淺的優(yōu)點，用沖壓法易于成形，制造比球形封頭容易，所以選擇橢圓形封頭，結(jié)構(gòu)由半個橢球面和一圓柱直邊段組成。 4 3 設(shè)計計算 筒體尺寸的計算 LD i24??? 取 L/DN=4