【正文】 查標準并圓整取 Dn=2800mm，查標準 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，如下表 1 表 ： 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 2800 740 封VLDV n 24 239。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4 頭容易，所以選擇橢圓形封頭，結構由半個橢球面和一圓柱直邊段組成。 封頭的結構及選材 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構形式，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。 筒體結構設計為圓筒形。所以在此選擇 Q345R 鋼板作為制造筒體和封頭材料。 筒體的選材及結構 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 Q245R 和 Q345R 這兩種鋼材。νρ = 65 1000=3292 ㎏ 設計壓力 根據(jù)《化學化工物性數(shù)據(jù)手冊》查得 50℃蒸汽壓為 ，可以判斷設計的容器為儲存內(nèi)壓壓力容器，按《壓力容器安全技術監(jiān)察規(guī)程》規(guī)定，盛裝液化氣體無保冷設施的壓力容器，其設計壓力應不低于液化氣 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計壓力；所以 aMPP ????? ）（工作設 ， Mpa ?? 屬于中壓容器 [5]。 各項設計參數(shù)都正確參考了行業(yè)使用標準或國家標準，這樣讓設計有章可循，并考慮到結構方面的要求，合理地進行設計。 設計基本思路：本設計綜合考慮環(huán)境條件、介質(zhì)的理化性質(zhì)等因素，結合給定的工藝參數(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 ， 應用廣泛 。 4．主要參考文獻： [1] 國家質(zhì)量技術監(jiān)督局， GB1501998《鋼制壓力容器》，中國標準出版社， 1998 [2] 國家質(zhì)量技術監(jiān)督局，《壓力容器安全技術監(jiān)察規(guī)程》，中國勞動社會保障出版社， 1999 [3] 全國化工設備設計技術中心站，《化工設備圖樣技術要求》， 2021， 11 [4] 鄭津洋、董其伍、桑芝富，《過程設備設計》，化學工業(yè)出版社， 2021 [5] 黃振仁、魏新利，《過程裝備成套技術設計指南》，化學工業(yè)出版社， 2021 [6] 國家醫(yī)藥管理局上海醫(yī)藥設計院，《化工 工藝設計手冊》，化學工業(yè)出版社， 1996 [7] 蔡紀寧主編，《化工設備機械基礎課程設計指導書》，化學工業(yè)出版社， 2021 年 5．設計成果形式及要求： 1）完成課程設計說明書一份； 2）草圖一張（ A1 圖紙一張） 3）總裝配圖一張 (A1圖紙一張 )； 6．工作計劃及進度： 2021年 06月 16日 ：布置任務、 查閱資料并確定設計方法和步驟 06月 1 1 1 20日 ： 機械設計計算 （強度計算與校核）及技術條件編制 06月 21日 ～ 06月 24日 ：設計圖紙繪制（草圖和裝配圖） 06月 25日 ～ 06月 26日 ：撰寫設計說明書 06月 27日 ：答辯及成績評定 基層教學負責人審查意見： 簽字： 年 月 日 目錄 第一章 前言 存儲量……………………………………………………………… 設備的選型及輪廓尺寸…………………………………………… 第二章 機械設計 結構設計 筒體及封頭設計 材料的選擇……………………………………………………… 筒體壁厚的設計計算…………………………………………… 封頭壁厚的設計計算…………………………………………… 第三章 接管及接管法蘭設計 接管尺寸選擇…………………………………………………… 管口表及連接標準……………………………………………… 接管法蘭的選擇 ……………………………………………… 墊片的選擇 …………………………………………………… 緊固件的選擇 ………………………………………………… 第四章 人孔的結構設計 密封 面的選擇 ………………………………………………… 人孔的設計…………………………………………………… 核算開孔補強……………………………………………… 第五章 支座的設計 …………………………………………………… 支座的選擇……………………………………………………… 支座的位置…………………………………………………… 液面計及安全閥選擇………………………………………… 總體布局……………………………………………………… 焊接接頭設計………… ……………………………………… 第六章 強度校核………………………………………………………… 第七章 參考文獻 ……………………………………………………… 2 第一章 前言 本設計是針對《 過程設備設計 》這門課程所安排的一次課程設計，是對這門課程的一次總結，要綜合運用所學的知識并查閱相關書籍完成設計。 2．設計內(nèi)容和要求（包括原始數(shù)據(jù)、技術參數(shù)、條件、設計要求等）： 原始數(shù)據(jù) 設計條件表 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） 65 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 DN500 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 設計內(nèi)容 1）設備工藝、結構設計； 2）設備強度計算與校核； 3）技術條件編制； 4）繪制設備總裝配圖； 5）編制設計說明書。 掌握電算設計計算，要求設計思路清晰，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 課 程 設 計 說 明 書 學生姓名： 潘凱 學 號： 1102034232 學 院： 機械與動力工程學院 專 業(yè)： 過程裝備與控制工程 題 目： （ 65） M3 液氨儲罐設計 指導教師： 閆宏偉 、 孟江 職稱 : 專業(yè)課老師 2021年 06月 16日 中北大學 課程設計任務書 2021/2021 學年 第 二 學期 學 院： 機械與動力工程學院 專 業(yè)： 過程裝備與控制工程 學 生 姓 名： 潘凱 學 號： 1102034232 課程設計題目： （ 65） M3 液氨儲罐設計 起 迄 日 期： 06 月 16 日～ 06 月 27 日 課程設計地點： 校內(nèi) 指 導 教 師： 閆宏偉 、 孟江 基層教學組織負責人： 黃晉英 下達任務書日期 : 2021年 06月 16日 課 程 設 計 任 務 書 1．設計目的： 使用國家最新壓力容器標準、 規(guī)范進行設計，掌握典型過程設備設計的全過程。 掌握查閱和綜合分析文獻資料的能力，進行設計方法和設計方案的可行性研究和論證。 掌握工程圖紙的計算機繪圖。 3．設計工作任務及工作量的要求〔包括課程設計計算說明書 (論文 )、圖紙、實物樣品 等〕： 1）設計說明書： 主要內(nèi)容包括：封面 、 設計任務書 、 目錄 、 設計方案的分析和擬定 、 各部分結構尺寸的設計計算和確定 、 設計總結 、 參考文獻等 ； 2）總裝配圖 設計圖紙應遵循國家機械制圖標準和化工設備圖樣技術要求有關規(guī)定，圖面布置要合理，結構表達要清楚、正確，圖面要整潔，文字書寫采用仿宋體、內(nèi)容要詳盡，圖紙采用計算機繪制。 本設計的液料為液氨，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 。設備的選擇大都有相應的執(zhí)行標準，設計時可以直接選用符合設計條件的標準設備零部件，也有一些設備沒有相應標準，則選擇合適的非標設備。 3 第 二 章 設計選材及結構 工藝參數(shù)的設定 存儲量 由要求可初步確定儲罐需滿足儲存量 W=248。 設計溫度為 50 攝氏度，在 20～ 200℃條件下工作屬于常溫容器。如果純粹從技術角度看，建議選用 Q245R 類的低碳鋼板， Q345R 鋼板的價格雖比 20R 貴，但在制造費用方面，同等重量設備的計價， Q345R 鋼板為比較經(jīng)濟。鋼板標準號為 GB66542021。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，這類容器應用最廣。橢圓形封頭的應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。封頭取與筒體相同材料。 ?? ? 算出 L=11200mm 取 L=12021mm,L/DN=(在 3～ 6 之間 ) %5%39。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℃，許用應力 ??t? 列于下表： 表 Q345R 的 許用應力 鋼號 板厚 /㎜ 在下列溫度（℃）下的許用應力 / Mpa ≤ 20 100 150 200 250 300 Q345R 6～ 16 189 189 189 183 1