壓力容器開題報告

1、畢業(yè)設(shè)計（論文）開題報告設(shè)計題目500立方立式圓筒形儲罐設(shè)計計算與制造學(xué)生姓名 學(xué) 號專 業(yè) 材料成型與控制工程院 (系) 機電工程系指導(dǎo)教師2014年 3 月 12日畢業(yè)設(shè)計(論文)開題報告社會化生產(chǎn)的能力：目前發(fā)達國家的壓力容器生產(chǎn)的專業(yè)化程度極高，標(biāo)準(zhǔn)零部件供應(yīng)、熱處理和無損檢測分包已經(jīng)是壓力容器制造廠普遍采用的市場模式。這樣可以使其產(chǎn)品的生產(chǎn)流程縮短，設(shè)備利用率提高，也易于實現(xiàn)計算機自動化管理，集中力量發(fā)展自己的拳頭技術(shù)。與國外的同類廠家相比較，我國的壓力容器制造廠專業(yè)化程度較低，小而全、大而全現(xiàn)象較為普遍，普遍存在設(shè)備利用率低、機構(gòu)臃腫、生產(chǎn)成本高等一系列問題。當(dāng)然，我國壓力容器行業(yè)

2、中目前也已經(jīng)出現(xiàn)了專業(yè)化的趨勢，如：專業(yè)的封頭制造廠、管件制造廠、熱處理公司和無損檢測公司等，而且大都具有專利技術(shù)。這是市場經(jīng)濟發(fā)展的必然結(jié)果，也是提高競爭力的有效途徑，壓力容器制造廠也應(yīng)走專業(yè)化的道路。鑒于此，在標(biāo)準(zhǔn)和法規(guī)的制訂中應(yīng)予以適當(dāng)考慮，在標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)容中也應(yīng)對其資格、構(gòu)成、設(shè)備等各方面進行必要的規(guī)定，以促進壓力容器行業(yè)的專業(yè)化進程。整個中國工業(yè)的質(zhì)量意識還停留在以國家標(biāo)準(zhǔn)為生產(chǎn)準(zhǔn)則的水平，有的企業(yè)甚至把國家標(biāo)準(zhǔn)視為緊箍咒，缺乏企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)或者企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)水平普遍較低的現(xiàn)象依然嚴重，尤其缺乏國家標(biāo)準(zhǔn)是最低標(biāo)準(zhǔn)、企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)嚴于國家標(biāo)準(zhǔn)的意識。1.本課題的目的及意義，國內(nèi)外研究現(xiàn)狀分析1.1 課題的目

3、的及意義立式圓筒儲罐一般可分解為筒體，封頭，法蘭，人孔，手孔，支座及管口等幾種元件。儲罐的工藝尺寸可通過工藝計算及生產(chǎn)經(jīng)驗決定。儲罐是一種用于儲存液體或氣體的密封容器，主要用于儲存燃料油的設(shè)備。隨著我國經(jīng)濟的迅速發(fā)展，工業(yè)的進步，壓力容器已經(jīng)廣泛的以用于石油、化工等工業(yè)部門以及日常生活當(dāng)中。在化工行業(yè)中，越來越多的新型、高效節(jié)能的設(shè)備得到應(yīng)用，許多裝置對壓力容器要求非常高，其操作介質(zhì)多為高溫、高壓、易燃、易爆、有毒、強腐蝕等，具有相當(dāng)大的危險性。在壓力容器的使用中，小到不足一立方米的氣瓶，大到成千上萬甚至幾十萬、幾百萬立方米的大型壓力容器，都與人們的生活息息相關(guān)，稍有不慎，就可能對人民的生命財

4、產(chǎn)帶來災(zāi)難性的后果。因此，在壓力容器的設(shè)計、制造、檢驗、安裝、使用、維修、退役等方面都必須有嚴格的要求?，F(xiàn)有壓力容器制造過程由七大部分組成，即設(shè)計、機加工和鉚接、材料、焊接、無損探傷、計量理化和檢驗，它貫穿于壓力容器制造的整個過程，這七大部分相互聯(lián)系、相互協(xié)調(diào)、相互制約共同完成壓力容器產(chǎn)品的制造。壓力容器是以小批量、單件的生產(chǎn)方式為主的產(chǎn)品，長期以來高成本、較長的加工周期困擾著企業(yè)，使企業(yè)為此付出了代價。隨著科學(xué)技術(shù)的飛速發(fā)展，產(chǎn)品的生命周期不斷縮短，客戶往往因為不能忍受長時間的等待而離去，使企業(yè)失去了一些客戶的信任；再加上壓力容器制造企業(yè)設(shè)備投入大，生產(chǎn)成本居高不下，產(chǎn)品的生產(chǎn)周期長，這些嚴

5、重制約了企業(yè)的發(fā)展，削弱了企業(yè)的核心競爭力。所以要提升壓力容器制造企業(yè)的核心競爭力就必須對現(xiàn)有壓力容器產(chǎn)品的制造過程進行剖析，從而找出引起壓力容器產(chǎn)品生產(chǎn)高成本、長交貨期的根源所在，對癥下藥有的放矢的采取有效的方法達到解決長期困擾企業(yè)的兩難問題。1.2 研究半水煤氣分離器的目的和意義1.2.1分離器的概念及應(yīng)用概念：把混合的物質(zhì)分離成兩種或兩種以上不同的物質(zhì)的機器。應(yīng)用：分離器要能保持良好的分離效果，需對其液位和壓力進行控制。傳統(tǒng)分離器液位和壓力的控制采用定壓控制技術(shù)。在分離器的變壓力液面控制中，利用浮子液面控制器帶動油和氣調(diào)節(jié)閥，使其聯(lián)合動作，控制原油和天然氣的液量，完成對分離器中液位的調(diào)節(jié)

6、，而不對分離器的壓力進行控制。變壓力的液面控制方法可以最大程度地減小油氣出口閥的節(jié)流，減小分離器的壓力，提高分離效果。油氣分離器和油氣水三相分離器在油田接轉(zhuǎn)站和聯(lián)合站中有著廣泛的應(yīng)用。分離器要能保持良好的分離效果，需要對其液位和壓力進行控制。本文從減小工藝流程中的節(jié)流損失、節(jié)能降耗、提高分離效率的角度，分析了傳統(tǒng)分離器液面和壓力的控制工藝，提出了一種簡單可靠、降低能耗的分離器變壓力液面控制方法。（一）傳統(tǒng)分離器液位和壓力的控制1.1 油氣兩相分離器油氣兩相分離器將油氣混合物來液分離成單一相態(tài)的原油和天然氣，壓力由天然氣出口處的壓力控制閥控制，液面由控制器控制的出油閥調(diào)節(jié)。天然氣出口處的壓力控制

7、閥通常是自力式調(diào)節(jié)閥或配套壓力變送器、控制器、氣源的氣動薄膜調(diào)節(jié)閥等。出油閥通常為配套液位傳感器、控制器、氣源的氣動薄膜調(diào)節(jié)閥或浮子液面調(diào)節(jié)器操縱的出油調(diào)節(jié)閥等。有的油氣兩相分離器是用氣動薄膜調(diào)節(jié)閥控制分離器的壓力，用浮子液面調(diào)節(jié)器操縱出油閥控制分離器液面。1.2 油氣水三相分離器油氣水三相分離器在油井產(chǎn)物進行氣液分離的同時，還能將原油中的部分水分離出來。隨著油田的開發(fā)，油井產(chǎn)出液的含水量逐漸增多，三相分離器的應(yīng)用也逐漸增多。結(jié)構(gòu)不同，三相分離器的控制方法也不同。兩種典型分離器的控制原理如下：(1)油氣水混合物進入分離器后，進口分流器把混合物大致分成汽液兩相，液相進入集液部分。集液部分有足夠的

8、體積使自由水沉降至底部形成水層，其上是原油和含有較小水滴的乳狀油層。原油和乳狀油從擋板上面溢出。擋板下游的油面由液面控制器操縱出油閥控制于恒定的高度。水從擋板上游的出水口排出，油水界面控制器操縱排水閥的開度，使油水界面保持在規(guī)定的高度。分離器的壓力由設(shè)在天然氣管線上的閥門控制。(2)分離器內(nèi)設(shè)有油池和擋水板。原油自擋油板溢流至油池，油池中油面由液面控制器操縱的出油閥控制。水從油池下面流過，經(jīng)擋水板流入水室，水室的液面由液面控制器操縱的出水閥控制。（二）傳統(tǒng)分離器液位和壓力控制中存在的問題分離器定壓控制中，天然氣管線上的壓力控制閥對天然氣進行一定程度的節(jié)流，以保證分離器內(nèi)壓力的穩(wěn)定。氣量減小或者

9、氣出口處壓力降低時，閥門節(jié)流程度增加；反之，閥門節(jié)流程度減小。分離器液面控制中，油水出口閥門也對液體進行節(jié)流。液量增大時，節(jié)流程度減??；液量小時，節(jié)流程度加強，以使液面保持穩(wěn)定。為保證液量較大的情況下能夠正常排液，分離器具有較高的壓力。但是在液量減小時，必須通過油水出口閥對液體節(jié)流，使液面不至于降低。因此生產(chǎn)中，分離器一般在較高的壓力下工作，液相閥門處于節(jié)流狀態(tài)。分離器壓力過高影響分離器的進液，使中轉(zhuǎn)站或計量站的輸出口以及井口回壓增高，不利于輸油。目前，我國的油井多為機械采油，井口回壓升高，增加了采油的能源消耗。此外，在較高壓力下油中含有的飽和溶解氣，在出油閥節(jié)流后，壓力下降時，從油中分離出來

10、，易使下游流程中的油泵產(chǎn)生氣濁。因此較高的分離器壓力不但影響油氣的分離效率，增加生產(chǎn)能耗，而且影響安全生產(chǎn)。（三）變壓力液面控制浮子液面控制器帶動兩個調(diào)節(jié)閥，一個調(diào)節(jié)閥控制天然氣，另一個調(diào)節(jié)閥控制原油，實現(xiàn)原油和天然氣出口處閥門的聯(lián)合調(diào)節(jié)。當(dāng)浮子上升時，連桿機構(gòu)使氣路調(diào)節(jié)閥的開口減小，油路調(diào)節(jié)閥的開口增大；反之，當(dāng)浮子下降時，連桿機構(gòu)將使氣路調(diào)節(jié)閥的開口增大，油路調(diào)節(jié)閥的開口減小。通過改變調(diào)節(jié)閥的開度，改變天然氣和原油的相對流量，對分離器的液面進行控制。這種控制方法不對分離器的壓力進行定值控制，分離器的壓力為天然氣出口處或液體出口處的壓力與天然氣調(diào)節(jié)閥或液體調(diào)節(jié)閥前后的壓力差之和。當(dāng)氣量和液量

11、以及分離器下游壓力變化時，分離器的壓力是變化的，所以這種控制方法為變壓控制。3.1 變壓力液面控制在油氣兩相分離器中的應(yīng)用進出油氣分離器的液量和氣量不變時，液面穩(wěn)定在某一位置上；當(dāng)進入分離器的液量或氣量發(fā)生變化，而使液面上升時，浮子連桿機構(gòu)將使天然氣調(diào)節(jié)閥的開口關(guān)小，原油調(diào)節(jié)閥的開口開大，使排氣量減小而排液量增大，直到進出分離器的液量和氣量相等時，液面將重新穩(wěn)定在一個較原來高的位置上；當(dāng)進入分離器的液量或氣量發(fā)生變化，而使液面下降時，浮子連桿機構(gòu)將使天然氣調(diào)節(jié)閥的開口開大，原油調(diào)節(jié)閥的開口關(guān)小，使排氣量增大而排液量減小，直到進出分離器的液量和氣量相等時，液面將重新穩(wěn)定在一個較原來低的位置上。這

12、樣隨著進入分離器的液量或氣量發(fā)生變化，浮子連桿機構(gòu)帶動調(diào)節(jié)閥產(chǎn)生相應(yīng)的動作，從而使液面保持相對穩(wěn)定。3.2 變壓力液面控制在油氣水三相分離器中的應(yīng)用(1)變壓力液面控制在油氣水三相分離中的應(yīng)用。原油液面的控制與油氣分離器的液面控制相同，油水界面由油水界面控制器操縱的排水閥控制。(2)變壓力液面控制在油氣水三相分離器中的應(yīng)用。油池的液面由其液面控制器操縱的原油調(diào)節(jié)閥和天然氣調(diào)節(jié)閥控制，水池的液面由其液面控制器操縱的出水調(diào)節(jié)閥和天然氣調(diào)節(jié)閥控制。1.2.2半水煤氣的性質(zhì)及防護措施性質(zhì)：將蒸汽和空氣（或富氧空氣）按1:1的比例一起吹入煤氣發(fā)生爐中與赤熱的無煙煤或焦炭作用而產(chǎn)生的煤氣。是水煤氣和發(fā)生爐

13、煤氣的混合氣體。也可將分別制成的水煤氣和發(fā)生爐煤氣按一定比例配合而得。是混合煤氣的特例。這種煤氣在除去氧、一氧化碳、二氧化碳、硫化物等雜質(zhì)后，其氫與氮的組成為3：1的半水煤氣，作為合成氨的原料氣。也可用作燃料，但與普通水煤氣相比，熱值較低。防護措施：嚴加密閉?？諝庵袧舛瘸瑯?biāo)時，必須佩戴防毒面具。緊急事態(tài)搶救或撤離時，佩戴正壓式呼吸器，現(xiàn)場嚴禁吸煙。1.3國內(nèi)外研究現(xiàn)狀分析：壓力容器最初主要用于石油煉制、化學(xué)工業(yè)，如用于化工廠的各種儲罐、合成爐、聚合釜、裂解爐、反應(yīng)器等。如今，作為煉油化工中重要設(shè)備的壓力容器，已經(jīng)遠遠突破了原來的應(yīng)用局限，被廣泛用于現(xiàn)代的工業(yè)、民用及軍工等部門，在科學(xué)研究的許多

14、領(lǐng)域也起著重要的作用1。壓力容器在工業(yè)中使用最為廣泛。它不僅大量地用于煉油化工行業(yè)、如煉油、化肥、醫(yī)藥、農(nóng)藥、無機化工和有機合成等，還大量用于航空、航天、航海、原子能、冶金、采掘、機械制造、交通、紡織和輕工等行業(yè)。壓力容器還廣泛用于農(nóng)業(yè)，隨著農(nóng)業(yè)自動化進程的加快，各種蓄能器、動力機械的輔機、冷卻器、油水分離器、儲氣罐、蒸煮釜、烘烤器及大型工程管道等被大量用于實際生產(chǎn)中。隨著石油加工工業(yè)的發(fā)展，數(shù)以萬計的液化石油氣鋼瓶更是深人到飲食業(yè)、旅游業(yè)和人們的日常生活中。隨著世界能源危機的出現(xiàn)，許多國家正加緊開發(fā)煤氣和天然氣，抓緊發(fā)展核能發(fā)電，甚至有的國家正在研究開發(fā)海洋的能源，而隨著各國軍備上的競爭，火

15、箭、導(dǎo)彈技術(shù)的發(fā)展，以及航天事業(yè)的飛躍進步、各種航大器相繼升空，都需要大量能滿足各種要求的壓力容器3。隨著壓力容器的廣泛使用，壓力容器設(shè)計方法也在向前發(fā)展。目前，人們對壓力容器失效的認識還不完全清楚，理論還不完善，隨著人們在實踐中加深了對壓力容器失效的認識，并在理淪上有新的突破，人們將會采用更為有效、經(jīng)濟合理的設(shè)計方法。而且新科技的發(fā)展，新材料的應(yīng)用，也會為設(shè)計提供發(fā)展的基礎(chǔ)。另外，計算機的發(fā)展和應(yīng)用，各種軟件的開發(fā)與應(yīng)用，將使得設(shè)計更加方便、準(zhǔn)確;同時，計算機軟件的成熟將會使模擬實際工況環(huán)境進行實驗更加快速、準(zhǔn)確，而實驗結(jié)果又會為設(shè)計提供可靠的指導(dǎo)。因此，壓力容器的設(shè)計將會與計算機(包括計算

16、機的軟件)的發(fā)展緊密結(jié)合在一起，向更準(zhǔn)確、更安全、更經(jīng)濟合理的方向發(fā)展1。畢業(yè)設(shè)計(論文)開題報告2.本課題的任務(wù)、重點內(nèi)容、實現(xiàn)途徑2.1本課題的任務(wù)1、 了解壓力容器制造標(biāo)準(zhǔn)和設(shè)計依據(jù)；2、 掌握整個壓力容器設(shè)計過程和步驟；3、 掌握壓力容器制造工藝流程的工藝編制過程；4、 掌握如何編制壓力容器的焊接工藝。(此為該設(shè)計重點)了解壓力容器焊接工藝規(guī)程和焊接工藝評定標(biāo)準(zhǔn)，了解壓力容器制造規(guī)程對焊接、無損檢測及破壞性檢驗的規(guī)定；對材料焊接性進行分析；進行焊接工藝試驗；進行焊接工藝設(shè)計(包括焊接方法、焊接材料、預(yù)熱和層溫控制、后熱、無損檢測要求、焊后熱處理規(guī)范等)。本課題的任務(wù)是研2.2本課題的重

17、點內(nèi)容對本課題的研究方向是半水煤氣分離器的圓柱罐體的結(jié)構(gòu)設(shè)計和焊接工藝設(shè)計。結(jié)構(gòu)設(shè)計方面：主要是對底板的中副板與中副板，中副板與邊緣板，邊緣板與邊緣板之間的拼裝，定位的夾緊裝置，以及保證底板的平面度的工裝。焊接工藝設(shè)計方面：首先，根據(jù)底板預(yù)計受力大小、腐蝕情況、焊接性、強度、耐高溫等，選擇底板材料及厚度。然后，選擇焊接方法、焊接參數(shù)、坡口形式、坡口角度等。再對試板進行焊接，并做沖擊、韌性、金相、硬度、拉伸等試驗。如果不符合要求，應(yīng)重新選材再重新進行焊接工藝平定。以確定最終的焊接工藝。2.3半水煤氣分離器焊接工藝的實現(xiàn)途徑1.仔細閱讀畢業(yè)設(shè)計任務(wù)書，弄懂畢業(yè)設(shè)計題目的含義；2.遇到不懂的問題主動

18、與老師交流；3.閱讀畢業(yè)設(shè)計有關(guān)文件，通過查閱大量相關(guān)資料對所設(shè)計的產(chǎn)品有比較全面的認識；4.充分利用網(wǎng)絡(luò)資源；5.到相關(guān)單位的生產(chǎn)現(xiàn)場參觀。我們對實物接觸很少，只是從書本看見它的結(jié)構(gòu)。對它的理性認識并不深刻，如果可以的話最好到現(xiàn)場親自去看看，加深對其內(nèi)部結(jié)構(gòu)的了解，以及焊縫的形狀，在焊接過程中可能遇到的困難，提前分析，以便在設(shè)計的時候更能夠得心應(yīng)手。3.預(yù)計可能遇到的困難，提出解決問題的方法和措施3.1.1遇到知識方面的困難1、專業(yè)術(shù)語不是很明白；2、資料方面不全面；3、對焊接標(biāo)準(zhǔn)不是很理解；4、沒有實際生產(chǎn)經(jīng)驗；5、沒見到過實際產(chǎn)品。3.12解決方法和措施1、查找專業(yè)的書籍及相關(guān)論文和學(xué)術(shù)報告以及請教老師解答；2、去圖書館查找相關(guān)書籍或者上網(wǎng)瀏覽相關(guān)資料詢問老師相關(guān)內(nèi)容；3、自己耐心琢磨，多請教老師；4、多與有經(jīng)驗的人士交流；5、親自到工廠的生產(chǎn)現(xiàn)場參觀。畢業(yè)設(shè)計(論文)開題報告4.完成本課題所需工作條件（如工具書、計算機、實驗、調(diào)研等）及解決辦法4.1完成本課題所需的工作條件需要查閱大量相關(guān)資料利用網(wǎng)絡(luò)資源及一些工程軟件需要實驗進行驗證,所需設(shè)備有：手砂輪機、手工電弧焊機、埋弧焊機、應(yīng)力拉伸、沖擊實驗設(shè)備等