化工容器設(shè)計說明書

1、化工容器設(shè)計課程設(shè)計姓名：何有平學(xué)號：2013115043班級：13級過程裝備與控制工程指導(dǎo)教師：淡勇西北大學(xué)化工學(xué)院目錄計算說明書 1.1. 設(shè)計題目： 1.2. 設(shè)計條件： 1.3. 基本要求 3.4. 設(shè)計參數(shù) 4.4.1 幾何參數(shù) 4.4.2 儲存介質(zhì) 4.4.3 設(shè)計溫度、設(shè)計壓力 4.5. 容器類別 4.6. 材料選擇 4.7. 結(jié)構(gòu)設(shè)計 5.8. 強(qiáng)度（剛度）計算 6.8.1 設(shè)計依據(jù) 6.8.2 計算、校核項目 6.8.3 厚度計算 6.8.4 接管開孔補(bǔ)強(qiáng) 6.8.5 鞍座計算 8.9. 制造和檢驗 9.計算說明書1. 設(shè)計題目：一氯甲烷貯槽的設(shè)計2. 設(shè)計條件：接管表符號公

2、稱 尺寸公稱 壓力連接尺寸保準(zhǔn)連接面 型式用途A5025HG/T-20592FM進(jìn)料口B5025HG/T-20592FM放空口C：2025HG/T-20592FM汽相口D6525HG/T-20592FM出料口E5025HG/T-20592FM排污口LG122025HG/T-20592FM液位計口M；5002.5MPa一一人孔PI1, 2；2025HG/T-20592FM壓力表口SV8025HG/T-20592M安全閥口TI2525HG/T-20592FM溫度計口修改標(biāo)記修改內(nèi)容簽字日期委托設(shè)計單位（蓋章日期）委托設(shè)計單位代表 簽字年月日設(shè)計單位代表 簽字年月日校 核年月日審 核年月日氯甲烷儲槽

3、編號1設(shè)計第頁共頁設(shè)計參數(shù)及要求容器內(nèi)觸媒面積3 m工 作 介 質(zhì)名稱一氯甲烷觸媒比重kg/m3組分傳熱面積m2密度920kq/m3傳熱管規(guī)格/級別特性高度危害，易燃易 爆基本風(fēng)壓MPa燃點或毒 性地震基本烈度環(huán)境溫度C黏度場地類別操作方式設(shè)計壓力1.6MPa保溫 材料名稱工作壓力0.8MPa厚度mm位置筒體上設(shè)置容重kg m3型式全啟式密度要求密閉女A規(guī)格DN 80液面計現(xiàn)場全裝數(shù)量1緊急切斷裝置整定壓力1.5MPa除靜電防靜電接地爆破片爆 破壓力MPa熱處理安裝檢修要求設(shè)計溫度50 C預(yù)期使用壽命8年工作溫度30 C設(shè)計規(guī)范壁溫C其/、他要 求推薦 材料筒體Q345R內(nèi)件襯里說明C4PIU

4、XTUSVfWB腐蝕裕度3mm腐蝕速率全容積30m3操作容積3 m3. 基本要求(1) 完整的計算說明書(2) 規(guī)范的設(shè)計圖紙4. 設(shè)計參數(shù)4.1 幾何參數(shù)直徑2400mm, 直筒長5750mm，容積30 m 3 。4.2 儲存介質(zhì)一氯甲烷，高度危害性質(zhì)的液化氣體。4.3 設(shè)計溫度、設(shè)計壓力設(shè)計溫度T設(shè)計為50C； 氯甲烷的臨界溫度為143.8 C,超過50C,儲罐I設(shè)計無保冷設(shè)施，其設(shè)計溫度取50r，此時一氯甲烷的飽和蒸汽壓力為?？紤]到裝置系統(tǒng)的安全要求,為使儲槽設(shè)計壓力不小于泵的最高出口壓力,并使安全閥在使用過程中盡量不起跳，本例中把設(shè)計壓力提高到1.6MPa,即P設(shè)計 1.6MPa &#

5、176;5. 容器類別本設(shè)備內(nèi)介質(zhì)一氯甲烷，屬于第一組介質(zhì)，且p設(shè)計1.6MPa °pV 1.6 30 48MPa m3 50MPa m3故為第II 類壓力容器。6. 材料選擇一氯甲烷是高度危害介質(zhì)。筒體、封頭鋼板采用Q345R ;外部接管采用20鋼管；厚壁管接頭及高頸法蘭采用 16MnIII 鍛件（ III 級鍛件是極度。 高度危害介質(zhì)的要求）；法蘭緊固件采用35CrMo的全螺紋螺柱；30CrMo的II 級螺母和纏繞式密封墊片7. 結(jié)構(gòu)設(shè)計i. 對高度危害介質(zhì)，其接管法蘭應(yīng)采用高頸法蘭（ WN型 , MFM密封面，本設(shè)計法蘭的公稱壓力選用為 PN25.ii. 法蘭凹面、凸面的選擇：

6、位于上封頭、筒體兩側(cè)的法蘭一般應(yīng)焊凹面法 蘭；位于下封頭的（朝下）法蘭一般應(yīng)焊凸面法蘭。這樣，上部、兩 的法蘭密封面不易擦傷，底部便于安裝。對于連接安全閥或其他閥門的， 則要注意與閥的密封面相匹配。例如：凹凸面安全閥往往是凹面法蘭， 與其相配的設(shè)備法蘭，即使接管朝上，也應(yīng)采用凸面法蘭。由于圖上的 法蘭一般采用簡化畫法，所以該信息應(yīng)在管口表中“法蘭連接面”一欄 中給予表示。iii. 進(jìn)料管為防料液飛濺內(nèi)插較深。但下部需采用套管定位，以防止振動。 為防止由于虹吸作用而出現(xiàn)液體倒流現(xiàn)象，在筒內(nèi)的進(jìn)料管上部需鉆 2 個直徑610的小孔。iv. 對于公稱直徑不超過25mm伸出長度大于等于150mm勺接管

7、，以及公稱 直徑在3250mm伸出長度大于等于200mnt勺接管，應(yīng)采用加強(qiáng)筋加強(qiáng)， 以防接管彎曲變形，影響法蘭連接。本設(shè)計中接管 LG12 D E伸出長度 均較長，采用筋板支撐。V.本設(shè)備采用JB/T 4712.1 2007標(biāo)準(zhǔn)的A型鞍式支座。由于儲槽左側(cè)接管 較多，F(xiàn)型（帶圓孔）的鞍座應(yīng)配置在左側(cè)，以盡量減少接管因儲槽熱 脹冷縮產(chǎn)生的附加載荷。8. 強(qiáng)度（剛度）計算8.1 設(shè)計依據(jù)TSG 21-2015 固定式壓力容器安全技術(shù)監(jiān)察規(guī)程GB 150壓力容器NB/T 47042-2014 臥式容器8.2 計算、校核項目筒體、封頭的厚度計算；接管的開口補(bǔ)強(qiáng)計算；支座的選用及校核；安全泄 放量及安

8、全閥排放能力計算。8.3 厚度計算本設(shè)計采用 GB 150壓力容器進(jìn)行強(qiáng)度（剛度）計算。經(jīng)計算得筒體和 封頭的計算厚度如下。內(nèi)壓作用下，筒體計算厚度為10.26mm左、右封頭計算厚度為10.24mm 取腐蝕裕量C2 3mm根據(jù)GB 713-2014鍋爐和壓力容器用鋼板和 GB/T 709-2006熱軋鋼板和鋼帶的尺寸、外形、重量級偏差的規(guī)定，鋼板負(fù)偏 差按B類偏差為G 0.30mm結(jié)合鋼板規(guī)格，取筒體、封頭的名義厚度為 14mm。8.4 接管開孔補(bǔ)強(qiáng)用等面積補(bǔ)強(qiáng)法對本設(shè)計進(jìn)行補(bǔ)強(qiáng)計算。對于接管A、 B：d 47 2 3.3 53.6mmA 0dT 2T(tn-C)(1-fr)53.6 10.2

9、6 2 10.26 1.7 0.31560.75mmA1(B-d)(Tn-T-C)-2(tn -C)(Tn -T-C)(1 -fr)53.6 0.44-21.7 0.44 0.3123.12mn 2h1dtn 16.37mm h28mm t 0.2mmA22h1【(tn-C)-tfr 2h2(tn-C)-C2fr 2 16.37 1.5 0.692 8 ( 1.3) 0.6919.53mm2A 32 0.5 6 6 0.5 10 (2 12tan500)199.01mm2A4A 0- (A 1 A 2 A 3)2319.09mm則補(bǔ)強(qiáng)高度為 319.09(77-57)15.95mm140mm故

10、補(bǔ)強(qiáng)管尺寸77 15合適。 對于接管 C; LG1 2; PI1、2: d 15 2 3.3 21.6mmA0 dT 2T(tn-C)(1-fr)21.6 10.26 2 10.26 1.7 0.31232.43mm2A1(B-d)(Tn -T-C)-2(tn -C)(Tn-T-C)(1-fr)(59.6-21.6 0.44-2 1.7 0.44 0.31 16.26mm2h1dtn 10.39mm h2 8mm t 0.06mmA2 2h1(t n -C) -tf r 2h2(tn -C)-C2fr 2 10.39 1.64 0.69 2 8 ( 1.3) 0.69 19.7mm20 2A3

11、2 0.5 6 6 0.5 10 (2 12tan50 )199.01mmA A1 A2 A3,則不用補(bǔ)強(qiáng)對于接管D:d 66 2 3.3 72.6mm2A0 dT 2T(tn -C)(1-fr)72.6 10.26 2 10.26 1.7 0.31755.69mm31.48mmA1(B-d)(Tn-T-C)-2(tn -C)(Tn-T-C)(1 -fr)72.6 0.44-2 1.7 0.44 0.31h1dtn 19.05mm b 01 0.28mmA2 2h1(tn -C)-tfr 2h2(tn-C)-C2fr 2 19.05 1.42 0.69 37.33mm2A 2 0.5 10 1

12、0100mm22A4 A0 - (A 1 A2 A3)586.88mm則補(bǔ)強(qiáng)高度為 586.88 (100-76)24.45mm150mm故補(bǔ)強(qiáng)管尺寸合適 對于接管E:2A。 dT 2T(tn -C)(1 - fr) 560.75mmA1 (B -d)(Tn-T-C)-2(tn -C)(Tn -T-C)(1 -fr) 23.12mnA2 2h1(tn -C)-tf r 2h2(tn-C)-C2fr 19.53mm2A 2 0.5 10 10100mm2A 4 A 0 - (A 1 A 2 A3)418.1mm則補(bǔ)強(qiáng)高度為418.1 77-57 20.91mm140mm故補(bǔ)強(qiáng)管尺寸合適對于接管S

13、V:d 77 2 3.3 83.6mmtn 6mm t 0.33mm hidtn 22.40mmA0 dT 2T(tn-C)(1-fr)83.6 10.26 2 10.26 2.7 0.31874.91mm2A,(B-d)(Tn-T-C)-2(tn-C)(Tn -T-C)(1 -fr)83.6 0.44-2 2.7 0.44 0.3136.05mm 2A2 2h1(tn -C)-tf r 2h2(tn-C)-C2fr 2 22.40 2.37 0.69 2 8 ( 0.3) 0.69 69.95mm2 A32 0.5 6 6 0.5 10 (2 12tan50°)199.01mm22

14、A 4 A 0 - (A 1 A 2 A3)569.9mm則補(bǔ)強(qiáng)高度為 569.9 (107-89) 31.66mm140mm,故補(bǔ)強(qiáng)管尺寸合適。對于接管T1:d 22 2 33 28.6mm tn 5mm t 0.09mm hb g 、dtn 11.96mmA0 dT 2T(tn -C)(1-fr)28.6 10.26 2 10.26 1.7 0.31304.25mm2A1(B-d)(T n-T-C)-2(tn-C)(Tn - T-C)(1-fr)38 0.44-21.7 0.44 0.3116.26mmA2 2h1(tn -C)-tfr 2h2(tn -C)-C2 fr 2 11.96 1

15、.61 0.69 2 11.96 ( 1.3) 0.69 5.12mm2 A32 0.5 6 6 0.5 10 (2 12tan50°)199.01mm22A 4 A 0 - (A 1 A 2 A3)83.86mm則補(bǔ)強(qiáng)高度為83.86 (42-32)9.712mm140mm，故補(bǔ)強(qiáng)管尺寸合適 8.5鞍座計算設(shè)備及物料總質(zhì)量不大，采用輕型 A型鞍座；由于底部接管存在，鞍座距 封頭環(huán)縫距離定為1000mm按水壓試驗的最大承重計算，符合要求。計算校核：GG 315000N F 2t 188MPa cr 133MPaA 1000mm查表得 C1 0.232 C2 1.148C3 0.075

16、M1 F(C1L-A) 5.26 107N mmFA / AR j、7M 2(1-C3C2)-3.182 10 N mmC2LAPR, M1-22te Rj te88.633MPa2PR,2teM 1Rj2te90.806MPat11驗算合格cr查表得K30.319K3FmaxRteL 2AL 4H32.222 MPa maxt0.8150.4MPacr 133MPa驗算合格416.769mmK5F5teb>26.853MPa5t驗算合格查表得K 60.0397-F12K6FRi145.602MPa61.256 -'24teb2Lteb 240mm b2240驗算合格一氯甲烷儲槽

17、安全泄放量按易燃液化氣無絕熱材料保溫層時計算; 能力按飽和蒸汽且時的工況計算。后者大于前者，符合要求。9.制造和檢驗9.1焊接接頭結(jié)構(gòu)安全閥的排放所有焊接接頭均要求全熔透。A、B類對接接頭，20583-2011）DU8 ； D類焊接接頭；接管與殼體內(nèi)伸時采用 G4,部放料口）采用G6角焊縫的焊角尺寸按較薄板的厚度確定。采用（按HG/T不內(nèi)伸時（如底9.2 焊條牌號設(shè)計數(shù)據(jù)表格中可不寫出焊條牌號，僅注明“按 NB/T 47015 2011規(guī)定”。焊材可由制造廠的焊接責(zé)任工程師確定，但設(shè)計人員應(yīng)有所了解。 根據(jù)焊接方式的不同，焊材的牌號為：手工焊接 Q345R之間可采用J507, Q345R與Q2

18、35 B之間、Q235 B 之間可采用 J 427。手動埋弧焊 對于Q345 R,焊絲可采用H 08MnA,焊劑為431。9.3 鋼板超聲檢測要求殼體鋼板厚度大于等于或等于12mm且儲存介質(zhì)為極度危害、高度危害時,應(yīng)對鋼板逐張進(jìn)行超聲檢測。按照 NB/T 47013.3 承壓設(shè)備無損檢測第 3 部分：超聲檢測不低于 UT-II 級為及格。9.4 鋼板沖擊試驗要求鋼板應(yīng)進(jìn)行常溫 V 形缺口夏比沖擊試驗 （橫向取樣,每組三個試樣的平均值） 沖擊功至少達(dá)到41J的要求。9.5 A、 B 類對接接頭射線檢測要求筒體、封頭均為100%RT-ll （高度危害介質(zhì)要求）時，射線檢測技術(shù)等級不 低于AB級（為此相應(yīng)的焊接接頭系數(shù)：筒體、封頭均為1）。公稱直徑小于250mm 的接管與接管、接管與髙頸法蘭的焊接接頭屬 B 類焊接接頭。按照 NB /T47013.4 承壓設(shè)備無損檢測 第 4 部分：磁粉檢測進(jìn)行 100%MT -l 合格。9.6熱處理壓力容器焊接工作全部結(jié)束并經(jīng)過檢驗合格后， 應(yīng)進(jìn)行消除殘余應(yīng)力的整體 焊后熱