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文檔簡介
1目錄一、 設計概述和液氯特性(3)1.1 任務說明1.2 液氯(CL 2)的性質1.3 液氯工業(yè)用途1.4 設計基本思路二、 設計參數的確定(5)2.1 設計壓力2.2 設計溫度2.3 液氯設計溫度下對應參數三、 主要元件材料的選擇(7)3.1 筒體材料的選擇:3.2 鋼管材料的選擇:3.3 壓力容器類別確定四、 工藝計算(9)4.2 確定筒體厚度、封頭厚度4.1 儲罐筒體公稱直徑,筒體長度以及橢圓封頭結構型式尺寸的確五、 壓力容器結構設計(11)5.1 接管管口及其法蘭設計5.2 補強圈設計5.3 墊片、螺栓等的設計5.4 支座選型5.6 焊接接頭設計25.7 水壓試驗六、 壓力容器校核(26)6.1 筒體校核6.2 左封頭校核6.3 右封頭校核6.4 鞍座校核6.5 補強校核七、 制造要求(40)7.1 無損檢測要求7.2 結論7.3 參考文獻3一、 設計概述和液氯特性1.1 任務說明設計一個容積為 15 的液氯儲罐,采用常規(guī)設計方法,綜合考慮環(huán)境條件、液體性質3m等因素并參考相關標準,按工藝設計、設備結構設計、設備強度計算的設計順序,分別對儲罐的筒體、封頭、鞍座、人孔、接管進行設計,然后采用 SW6-1998 對其進行強度校核,最后形成合理的設計方案。1.2 液氯(CL 2)的性質分子量 70.91,黃綠色有刺激性氣味的氣體。密度:相對密度(水=1)1.307;相對密度(空氣=1)2.48;穩(wěn)定性:穩(wěn)定; 危險標記:6(有毒氣體);在工業(yè)上,液氯是一種很有用的化學物質。氯可用于造紙、紡織工業(yè)的漂白;用作水和廢水的消毒、殺菌劑;且可用于制造無機、有機氯化物,如:金屬氯化物、氯溶劑、染料中間體、殺蟲劑、合成橡膠、塑料等。但由于液氯屬高毒性,是一種強烈的刺激性氣體。它對人體、環(huán)境都有很強的危害,因此液氯的存儲、運輸都是一個值得深思的問題。設計儲存設備,首先必須滿足各種給定的工藝要求,考慮存儲介質的性質、容量、鋼材的耗費量等等。而且液化氣體必須考慮它的膨脹性和壓縮性,液化氣體的體積會因溫度的改變而變化,所以必須嚴格控制儲罐的充裝量(指裝量系數與儲罐實際容積和設計溫度下介質的飽和液體密度的乘積) 。目前我國普遍采用常溫壓力貯罐一般有兩種形式:球形貯罐和圓筒形貯罐。因為圓筒形貯罐加工制造安裝簡單,安裝費用少, 但金屬耗量大占地面積大, 所以在總貯量小于 500 ,單罐容積小于 100 時選用臥式貯罐比較經濟。3m3m1.3 液氯工業(yè)用途用 途:氯可用于造紙、紡織工業(yè)的漂白;用作水和廢水的消毒、殺菌劑;且可用于制造無機、有機氯化物,如:金屬氯化物、氯溶劑、染料中間體、殺蟲劑、合成橡膠、塑料等。殺菌、消毒、漂白與制漿,是化工、醫(yī)藥、塑料、橡膠、紡織、造紙等工業(yè)的重要原料。廣泛用于金屬冶金、漂白制漿、制造有機、無機氯化物、塑料、增塑劑、合成橡膠、合成4纖維、農藥、醫(yī)藥品、制冷劑、合成甘油等。1.4 設計基本思路本設計綜合考慮環(huán)境條件、介質的理化性質等因素,對液氯儲罐的工藝條件,結構條件進行設計。1、首先進行筒體基本計算,確定筒體,接管的材料和類別,確定厚度,長度,公稱直徑,結構尺寸等參數。2、筒體上連接其他部分的接管計算:液位計,空氣出入口,液氯出入口,安全閥,人孔等。3、計算以上各設備是否需要補強,若需要計算補強圈相關參數。4、各個接管墊片、螺栓的選取。5、支座選型和位置計算。5二、 設計參數的確定表 1:設計參數表序號 項 目 數 值 單 位 備 注1 名 稱 液氯儲罐2 用 途 液氯儲存站3 最高工作壓力 1.414 MPa 由介質溫度確定4 工作溫度 -2045 5 公稱容積(V g) 15 M36 公稱直徑 1700 MM7 裝量系數( V) 0.98 工作介質 液氯(高度危害)9 使用地點 室內10 工作介質 液氯11 其它要求 100%無損檢測2.1 設計壓力根據液氯飽和蒸汽壓力圖首先確定 50對應的最高工作壓力為 1.414MPa。而設計壓力為壓力容器的設計載荷條件之一,其值不得低于最高工作壓力,通??扇∽罡吖ぷ鲏毫Φ?.051.1 倍。經過查壓力容器安全技術監(jiān)察規(guī)程,取設計壓力為 1.62Mpa。計算容積 15.M3 工作容積為計算容積與裝量系數的乘積 13.5M3 ,計算壓力是指在相應的設計溫度下,用以確定元件最危險截面厚度的壓力,其中包括液柱靜壓力。通常情況下,計算壓力等于設計壓力與液柱靜壓力之和,當元件所承受的液柱靜壓力小于 5%設計時,可忽略不計。設計壓力:P 設 =(1.414-0.1)1.1=1.62 MPa液柱靜壓: 1=4709.810.245MghPa,可忽略。/.25/.6%P計算壓力:Pc=P 設 =1.62MPa2.2 設計溫度6設計溫度也是壓力容器的設計載荷條件之一,指容器在正常工作情況下,設定元件的金屬溫度。當元件金屬溫度不低于 0時,設計溫度不得低于元件可能達到的最高溫度;當元件金屬溫度低于 0時,其值不得高于元件金屬可能達到的最高溫度。所以設計溫度選擇為 50。2.3 液氯設計溫度下對應參數液氯 50對應的粘度 0.3510-3Pa.S 密度 1.511t/m3沸點-34.6熔點-103,在 15時比重為 1.4256。7三、 主要元件材料的選擇3.1 筒體材料的選擇:根據液氯的特性,查 GB713-2008 選擇 Q345R。Q345R 是壓力容器專用鋼,適用范圍:用于介質具有一定腐蝕性,壁厚較大( )的壓力容器。50時的許用應力為 189Mpa,8m鋼板標準 GB713。圖為 150-2011鋼制壓力容器的性能變化3.2 鋼管材料的選擇:根據 JB/T4731,鋼管的材料選用 20 鋼,其許用應力 13saMP83.3 壓力容器類別確定由于常溫壓力容器其容器內的物料溫度隨季節(jié)溫度變化,工作壓力為相應溫度下的飽和蒸汽壓,工作壓力 Pw 取液氯 t=50時的飽和蒸汽壓(表壓) ,查表得:液氯 50時的飽和蒸汽壓為 13.03Bar(絕壓) ,則 Pw=13.03/10-0.10 =1.218 MPa =1307kg/ m3在有安全閥的情況下:Pc=(1.051.10)Pw=(1.28-1.34)MPa,取 Pc=P=1.34MPa由于 ,所以此容器屬于低壓容器,又由于介質為高度危害,容積為MPaca6.11.015 ,根據壓力容器分類圖查得該容器為第類容器。3m9四、 工藝計算4.1 儲罐筒體公稱直徑,筒體長度以及橢圓封頭結構型式尺寸的確定選用標準橢圓形確定橢圓形封頭的公稱直徑、深度、容積和筒體的長度 筒體的公稱直徑 有標準選擇,而它的長度 L 可以根據容積要求來決定。Di根據公式 取 L/D=4 23154Lm將 L/D=4 代入得: m。.69i圓整后, 170i采用標準橢圓封頭,查標準 JB/T4746-2002 鋼制壓力容器用封頭中表 1,得公稱直徑 ,封頭深度 H=450mm,容積為 0.6999 。iDN= 3m根據上圖,可算出封頭直邊長度 h=H-Di/4=25mm根據 g1.05V筒 封20.69.4DiL10得 ,圓整得 mm6.3mL筒 630筒在 36 之間,設計合理。0.71gD234.04gV筒筒 3215.698mV筒 封所以計算容積為 15.6998 ,工作容積為 15.6998 0.9=14.13m誤差為: 0.95%V邏實 邏誤差很小,可忽略。最終確定:DN1700 mm,取 L6300mm4.2 確定筒體厚度、封頭厚度:液柱靜壓力: 1P=4709.810.245MghP
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