立方米臥式氨水儲罐課程設(shè)計(jì)

1、壓力容器與過程設(shè)備課程設(shè)計(jì)說明書機(jī)電工程學(xué)院課程設(shè)計(jì)說明書課題名稱：9臥式氨水儲罐專業(yè)班級：姓名學(xué)號： 指導(dǎo)老師： 目錄緒論31、氨水的基本32、設(shè)計(jì)任務(wù)33、設(shè)計(jì)思想44、設(shè)計(jì)特點(diǎn)4第一章材料及結(jié)構(gòu)的選擇與論證51.1材料選擇51.1.1筒體和封頭用鋼51.1.2附件材料的選擇51.2結(jié)構(gòu)選擇與論證61.2.1貯罐的選型61.2.2 封頭的選型61.2.3容器支座的選型61.3法蘭型式71.4液面計(jì)的選型71.5人孔的選型8第二章設(shè)計(jì)計(jì)算92.1筒體的壁厚設(shè)計(jì)92.1.1筒體公稱直徑和筒體長度的確定92.1.2已知的設(shè)計(jì)參數(shù)102.1.3筒體壁厚計(jì)算102.2封頭的壁厚設(shè)計(jì)102.3水壓實(shí)驗(yàn)

2、應(yīng)力校核11第三章零部件的設(shè)計(jì)123.1 人孔的設(shè)置123.2接管、法蘭、墊片和螺柱的選擇設(shè)計(jì)133.2.1接管設(shè)計(jì)133.2.2接管法蘭設(shè)計(jì)143.2.3墊片設(shè)計(jì)163.2.4緊固件的選擇163.3支座的設(shè)計(jì)173.3.1容器質(zhì)量計(jì)算173.3.2 支座反力計(jì)算183.3.3鞍座位置的確定20第四章開孔補(bǔ)強(qiáng)設(shè)計(jì)214.1補(bǔ)強(qiáng)設(shè)計(jì)方法判別214.2開孔削弱所需要的補(bǔ)強(qiáng)截面積A224.3補(bǔ)強(qiáng)范圍224.3.1有效寬度B224.3.2外側(cè)有效高度224.3.3內(nèi)側(cè)有效高度224.4有效補(bǔ)強(qiáng)面積234.5補(bǔ)強(qiáng)圈設(shè)計(jì)23第五章參數(shù)校核24.1筒體彎矩計(jì)算245.1.1圓筒中間處截面上的彎矩245.1支

3、座處橫截面彎矩255.3 筒體軸向應(yīng)力計(jì)算265.3 筒體軸向應(yīng)力校核275.4筒體和封頭中的切應(yīng)力計(jì)算與校核275.4.1切應(yīng)力計(jì)算275.4.2切應(yīng)力校核285.5圓筒的周向應(yīng)力計(jì)算與校核285.6鞍座應(yīng)力計(jì)算與校核295.6.1腹板水平應(yīng)力及強(qiáng)度校核295.6.2腹板與筋板組合截面應(yīng)力及強(qiáng)度校核295.6.3地腳螺栓應(yīng)力及強(qiáng)度校核30第六章 焊接結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)316.1壓力容器焊接結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要求316.2封頭與圓筒焊接接頭316.3管法蘭與接管的焊接接頭316.4接管與殼體的焊接接頭32第七章 參考文獻(xiàn)33緒論1、氨水的基本氨水為無色透明液體。為氨的水溶液。易揮發(fā)逸出氨氣,有強(qiáng)烈的刺激性氣味。能

4、與乙醇混溶。呈弱堿性。能從空氣中吸收二氧化碳。與硫酸或其他強(qiáng)酸反應(yīng)時(shí)放出熱。與揮發(fā)性酸放在近處能形成煙霧。相對密度(d2525)0.90。中等毒,半數(shù)致死量(大鼠,經(jīng)口)350mG/kG。有腐蝕性。氨水是實(shí)驗(yàn)室重要的試劑，主要用法見“主要性質(zhì)”一段。 軍事上作為一種堿性消毒劑，用于消毒沙林類毒劑。常用的是10%濃度的稀氨水（密度0.960），冬季使用濃度則為20% 無機(jī)工業(yè)用于制選各種鐵鹽。 毛紡、絲綢、印染等工業(yè)用于洗滌羊毛、呢絨、坯布，溶解和調(diào)整酸堿度，并作為助染劑等。 有機(jī)工業(yè)用作胺化劑，生產(chǎn)熱固性酚醛樹脂的催化劑。 醫(yī)藥上用稀氨水對呼吸和循環(huán)起反射性刺激，醫(yī)治暈倒和昏厥，并作皮膚刺激藥

5、和消毒。 也用作洗滌劑、中和劑、生物堿浸出劑。還用于制藥工業(yè)，紗罩業(yè)，曬圖等?；瘜W(xué)工業(yè)和其它流程工業(yè)的生產(chǎn)都離不開容器。所有的化工設(shè)備的殼體都是一種容器，容器的應(yīng)用遍及各行各業(yè)，諸如航空、航海、機(jī)械制造、輕工、動(dòng)力等行業(yè)。然而化工容器又有其本身特點(diǎn)，不僅要適應(yīng)化學(xué)工藝過程所要求的壓力和溫度條件，還要承受化學(xué)介質(zhì)的作用，要能長期的安全工作且保證良好的密封。因此在容器的設(shè)計(jì)中應(yīng)綜合考慮個(gè)方面的因素，使之達(dá)到最優(yōu)。為能夠進(jìn)行連續(xù)的生產(chǎn)，需要有儲存氨水的容器，因此設(shè)計(jì)氨水貯罐是制造貯罐的必備步驟，是化工生產(chǎn)能夠順利進(jìn)行的前提。2、設(shè)計(jì)任務(wù) 針對化工廠中常見的氨水貯罐，設(shè)計(jì)一液氨貯罐。工藝條件

6、：工作溫度為常溫，工作壓力為 ，容積為 。完成主體設(shè)備的工藝設(shè)計(jì)和附屬設(shè)備的選型設(shè)計(jì)，繪制總裝配圖和零件圖，并編寫設(shè)計(jì)說明書。 3、設(shè)計(jì)思想通過圖書館和上網(wǎng)查找有關(guān)的書籍與資料，獲取需要的數(shù)據(jù)，綜合運(yùn)用所學(xué)的機(jī)械基礎(chǔ)課程知識，本著認(rèn)真負(fù)責(zé)的態(tài)度，對貯罐進(jìn)行設(shè)計(jì)。在設(shè)計(jì)液氨儲罐時(shí)，要有利于成批生產(chǎn)，提高質(zhì)量，便于互換，降低成本，提高勞動(dòng)的生產(chǎn)率，要對容器的設(shè)計(jì)（如封頭、法蘭、支座、人孔、液面計(jì)等）進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化，除此之外還要盡量滿足工藝的要求，密封性能要好。4、設(shè)計(jì)特點(diǎn)容器的設(shè)計(jì)一般由筒體、封頭、法蘭、支座、接口管及人孔等組成。常、低壓化工設(shè)備通用零部件大都有標(biāo)準(zhǔn)，設(shè)計(jì)時(shí)可直接選用。本設(shè)計(jì)

7、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(jī)械按容器的選材、壁厚計(jì)算、強(qiáng)度核算、附件選擇、焊縫標(biāo)準(zhǔn)的設(shè)計(jì)順序，分別對氨水貯罐的筒體、封頭、人孔接管、人孔補(bǔ)強(qiáng)、接管、管法蘭、液位計(jì)、鞍座、焊接形式進(jìn)行了設(shè)計(jì)和選擇。設(shè)備的選擇大都有相應(yīng)的執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)，設(shè)計(jì)時(shí)可以直接選用符合設(shè)計(jì)條件的標(biāo)準(zhǔn)設(shè)備零部件，也有一些設(shè)備沒有相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)，則選擇合適的非標(biāo)設(shè)備。各項(xiàng)設(shè)計(jì)參數(shù)都正確參考了最新的行業(yè)使用標(biāo)準(zhǔn)或國家標(biāo)準(zhǔn)，這樣讓設(shè)計(jì)有章可循，并考慮到結(jié)構(gòu)方面的要求，合理地進(jìn)行設(shè)計(jì)。 第一章 材料及結(jié)構(gòu)的選擇與論證1.1材料選擇1.1.1筒體和封頭用鋼氨水貯罐大都露天放置，因而罐內(nèi)的溫度和壓力直接受

8、到大氣溫度的影響。在夏季貯罐經(jīng)太陽曝曬，溫度可達(dá)40以上，但一般夏季最高溫度低于50。隨著氣溫的變化，貯罐的操作壓力也不斷變化。綜合考慮，氨水貯罐的設(shè)計(jì)溫度取50。工作壓力，取此最大工作壓力的1.10倍作為設(shè)計(jì)壓力，故設(shè)計(jì)壓力。在確定了設(shè)計(jì)溫度和設(shè)計(jì)壓力之后，才可以選擇容器用鋼。選擇容器用鋼必須綜合考慮：容器的操作條件，如設(shè)計(jì)壓力、設(shè)計(jì)溫度、介質(zhì)特性和操作壓力等；材料的使用性能，如力學(xué)性能、物理性能、化學(xué)性能（主要是耐腐蝕性能）；材料的加工工藝性能，如焊接性能、熱處理性能等；經(jīng)濟(jì)合理性及容器結(jié)構(gòu)，如材料價(jià)格、制造費(fèi)用和使用壽命等。由于該容器屬于低壓、低溫范疇，同時(shí)溫度和壓力有波動(dòng)，所以對材料的

9、要求是耐壓，耐低溫，且抗壓力波動(dòng)。氨水腐蝕性小，貯罐可選用一般鋼材。因此選用鋼既符合工藝要求，也比較經(jīng)濟(jì)。所以在此選擇鋼板作為制造筒體和封頭材料。1.1.2附件材料的選擇優(yōu)質(zhì)低碳鋼的強(qiáng)度較低，塑性好，焊接性能好，因此在化工設(shè)備制造中常用作熱交換器列管、設(shè)備接管、法蘭的墊片包皮。優(yōu)質(zhì)中碳鋼的強(qiáng)度較高，韌性較好，但焊接性能較差，不宜用作接管用鋼。由于接管要求焊接性能好且塑性好。故選擇20號優(yōu)質(zhì)低碳鋼的普通無縫鋼管制作各型號接管。由于法蘭必須具有足夠大的強(qiáng)度和剛度，以滿足連接的條件，使之能夠密封良好，故選用Q235-B的普通碳素鋼。1.2結(jié)構(gòu)選擇與論證1.2.1貯罐的選型在本設(shè)計(jì)中體積較小為，且工作

10、壓力較小，因此可采用臥式圓筒形容器（因?yàn)樽鳛槿萜髦黧w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），方形和矩形容器大多只在很小設(shè)計(jì)體積時(shí)采用，因其承壓能力較小且使用材料較多；而球形容器雖承壓能力較強(qiáng)且節(jié)省材料，但制造較難和安裝內(nèi)件不方便，一般不使用。立式圓筒形容器承受自然原因引起的應(yīng)力破壞的能力較弱，綜合上訴考慮本設(shè)計(jì)選用圓筒形臥式容器。1.2.2 封頭的選型從受力與制造方面分析來看，球形封頭是最理想的結(jié)構(gòu)形式。但缺點(diǎn)是深度大，沖壓較為困難；橢圓封頭濃度比半球形封頭小得多，易于沖壓成型，是目前中低壓容器中應(yīng)用較多的封頭之一。平板封頭因直徑各厚度都較大，加工與焊接方面都要遇到不少困難。

11、從鋼材耗用量來年：球形封頭用材最少，比橢圓開封頭節(jié)約，平板封頭用材最多。因此，從強(qiáng)度、結(jié)構(gòu)和制造方面綜合考慮，采用標(biāo)準(zhǔn)橢圓形封頭最為合理。1.2.3容器支座的選型容器支座有鞍座，圈座和支腿三種,用來支撐容器的重量。鞍式支座是應(yīng)用最廣泛的一種臥式支座。從應(yīng)力分析看，承受同樣載且具有同樣截面幾何形狀和尺寸的梁采用多個(gè)支承比采用兩個(gè)支承優(yōu)越，因?yàn)槎嘀С性诹粌?nèi)產(chǎn)生的應(yīng)力較小。所以，從理論上說臥式容器的支座數(shù)目越多越好。但在是實(shí)際上臥式容器應(yīng)盡可能設(shè)計(jì)成雙支座，這是因?yàn)楫?dāng)支點(diǎn)多于兩個(gè)時(shí)，各支承平面的影響如容器簡體的彎曲度和局部不圓度、支座的水平度、各支座基礎(chǔ)下沉的不均勻性、容器不同部位抗局部交形的相對剛

12、性等等，均會(huì)影響支座反力的分市。因此采用多支座不僅體現(xiàn)不出理論上的優(yōu)越論反而會(huì)造成容器受力不均勻程度的增加，給容器的運(yùn)行安全帶來不利的影響。所以一臺臥式容器支座一般情況不宜多于二個(gè)。圈座一般對于大直徑薄壁容器和真空操作的容器。腿式支座簡稱支腿，因這種支座在與容器殼壁連接處會(huì)造成嚴(yán)重的局部應(yīng)力，故只適合用于小型設(shè)備（DN 1600，L 5m）。綜上考慮在此選擇雙個(gè)鞍式支座作為儲罐的支座。1.3法蘭型式法蘭連接主要優(yōu)點(diǎn)是密封可靠、強(qiáng)度足夠及應(yīng)用廣泛。缺點(diǎn)是不能快速拆卸、制造成本較高。壓力容器法蘭分平焊法蘭與對焊法蘭。平焊法蘭又分為甲型與乙型兩種。本設(shè)計(jì)中采用乙型平焊法蘭。乙型平焊法蘭比甲型平焊法蘭

13、增加了百度大于筒體的短節(jié)，增加了法蘭的剛度，適用于直徑較大和壓力較高的條件。法蘭設(shè)計(jì)優(yōu)化原則：法蘭設(shè)計(jì)應(yīng)使各項(xiàng)應(yīng)力分別接近材料許用應(yīng)力值，即結(jié)構(gòu)材料在各個(gè)方向的強(qiáng)度都得到較充分的發(fā)揮。法蘭設(shè)計(jì)時(shí)參照的規(guī)定。1.4液面計(jì)的選型液面計(jì)是用以指示容器內(nèi)物料液面的裝置，其類型很多，大體上可分為四類，有玻璃板液面計(jì)、玻璃管液面計(jì)、浮子液面計(jì)和浮標(biāo)液面計(jì)。在中低壓容器中常用前兩種。玻璃板液面計(jì)有透光式和反射式兩種結(jié)構(gòu)，其適用溫度一般在0250 。但透光式適用工作壓力較反射式高。玻璃管液面計(jì)適用工作壓力小于1.6MPa，介質(zhì)溫度在0250 的范圍。液面計(jì)與容器的連接型式有法蘭連接、頸部連接及嵌入連接，分別用

14、于不同型式的液面計(jì)。液面計(jì)的選用:（1）玻璃板液面計(jì)和玻璃管液面計(jì)均適用于物料內(nèi)沒有結(jié)晶等堵塞固體的場合。板式液面計(jì)承壓能力強(qiáng)，但是比較笨重、成本較高。（2）玻璃板液面計(jì)一般選易觀察的透光式，只有當(dāng)物料很干凈時(shí)才選反射式。（3）當(dāng)容器高度大于3m時(shí)，玻璃板液面計(jì)和玻璃管液面計(jì)的液面觀察效果受到限制，應(yīng)改用其它適用的液面計(jì)。氨水為較干凈的物料，易透光，不會(huì)出現(xiàn)嚴(yán)重的堵塞現(xiàn)象所以在此選用玻璃管液面計(jì)。1.5人孔的選型壓力容器人孔是為了檢查設(shè)備的內(nèi)部空間以及安裝和拆卸設(shè)備的內(nèi)部構(gòu)件。人孔主要由筒節(jié)、法蘭、蓋板和手柄組成。一般人孔有兩個(gè)手柄。選用時(shí)應(yīng)綜合考慮公稱壓力、公稱直徑(人、手孔的公稱壓力與法蘭

15、的公稱壓力概念類似。公稱直徑則指其簡節(jié)的公稱直徑)、工作溫度以及人、手孔的結(jié)構(gòu)和材料等諸方面的因素。人孔的類型很多，選擇使用上有較大的靈活性。本設(shè)計(jì)選擇回轉(zhuǎn)蓋帶頸平焊法蘭人孔，密封壓緊面采用凹凸面，人孔筒節(jié)軸線垂直安裝。第二章 設(shè)計(jì)計(jì)算2.1筒體的壁厚設(shè)計(jì)2.1.1筒體公稱直徑和筒體長度的確定 公稱容積9，則。初選筒長與筒徑比：,一般取3-5,計(jì)算得 1.42m，圓整取1.5m=1500mm 采用標(biāo)注橢圓形封頭，查JB/T 4746-2002 鋼制壓力容器用封頭, 封頭總深度，直邊段高度，內(nèi)表面積，容積橢圓形封頭由封頭容積：則 ，符合要求。筒體體積： ，符合要求故公稱直徑： DN1500 mm

16、，筒體長度： 2.1.2已知的設(shè)計(jì)參數(shù) ，所以可忽略靜壓力的影響。即：選材為,取，設(shè)計(jì)溫度為50。假設(shè)筒體厚度為，查GB150,可得的。2.1.3筒體壁厚計(jì)算本次氨水貯罐的設(shè)計(jì)采用雙面焊對接接頭和相當(dāng)于雙面焊的全焊透對接接頭，局部無損檢測，所以焊接接頭系數(shù)。根據(jù)內(nèi)壓容器的計(jì)算厚度公式，則筒體的計(jì)算厚度： 筒體的設(shè)計(jì)厚度： 按GB 713 : 則筒體的名義厚度： 考慮鋼板的常用規(guī)格厚度，向上圓整可取筒體的名義厚度 。2.2封頭的壁厚設(shè)計(jì)選用標(biāo)準(zhǔn)橢圓形封頭，取其形狀系數(shù)K=1，封頭采用鋼板整體沖壓而成，焊接接頭系數(shù)取，故封頭的計(jì)算厚度 筒體的設(shè)計(jì)厚度： 按GB 713 : 則筒體的名義厚度： 考慮

17、鋼板的常用規(guī)格厚度，以及備料和焊接上的方便，向上圓整可取筒體的名義厚度的相同。2.3水壓實(shí)驗(yàn)應(yīng)力校核所謂壓力試驗(yàn)，就是用液體或氣體作為工作介質(zhì)，在容器內(nèi)施加比它的設(shè)計(jì)壓力還要高的試驗(yàn)壓力，以檢查容器在試驗(yàn)壓力下是否有滲漏、明顯的塑性變形以及其他缺陷。壓力試驗(yàn)分為液壓試驗(yàn)和氣壓試驗(yàn)兩種，一般采用液壓試驗(yàn)，而且普遍采用水為液壓試驗(yàn)介質(zhì)，故本次設(shè)計(jì)采用水壓試驗(yàn)。根據(jù)GB150標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定，液壓試驗(yàn)時(shí)實(shí)驗(yàn)壓力 而 ， 故水壓校驗(yàn)符合要求。 第三章 零部件的設(shè)計(jì)3.1 人孔的設(shè)置人孔即檢查孔。壓力容器開設(shè)檢查孔目的是為了檢查壓力容器在使用過程中是否產(chǎn)生裂紋，變形，腐蝕等缺陷以及裝拆設(shè)備的內(nèi)部零部件，一般設(shè)

18、備的公稱直徑在900mm以下時(shí)可根據(jù)需要設(shè)置適當(dāng)數(shù)量的手孔，超過900mm時(shí)應(yīng)開設(shè)人孔。人孔有圓形和長圓兩種。人孔大小的設(shè)置原則是方便人的進(jìn)出，因此，圓形人孔的公稱直徑規(guī)定為400600mm，所以本次設(shè)計(jì)選擇人孔公稱直徑為500 mm。 密封面的選擇本次設(shè)計(jì)選用凹凸法蘭密封面（MFM）法蘭。 人孔的設(shè)計(jì)本次設(shè)計(jì)的儲罐設(shè)計(jì)壓力為0.33MPa，查HG/T 21514-2005鋼制人孔和手孔的類型與技術(shù)條件中，采用回轉(zhuǎn)蓋帶頸平焊法蘭人孔。其明細(xì)尺寸見下表：表3-1 人孔尺寸表 單位：mm密封面型式凹凸面D71531螺栓螺母20公稱壓力PN MPa1.665036螺柱數(shù)量20公稱直徑DN500260

19、A390螺母數(shù)量40530×8111B200螺柱尺寸M30×2×140d24b34L300總質(zhì)量kg216人孔的型式3.2接管、法蘭、墊片和螺柱的選擇設(shè)計(jì)3.2.1接管設(shè)計(jì)表3-2 管口表接管代號公稱尺寸公稱壓力連接尺寸標(biāo)準(zhǔn)連接面形式用途或名稱aDN50PN1.0HG20592-97MFM壓縮空氣進(jìn)口bDN40PN1.0HG20592-97MFM真空口cDN50PN1.0HG20592-97MFM進(jìn)料口dDN50PN1.0HG20592-97MFM進(jìn)水口eDN65PN1.0HG20592-97MFM進(jìn)料口f1-4DN20PN1.6HG20592-97MFM液位計(jì)口

20、gDN500MFM人孔hDN50PN1.0HG20592-97MFM出料管iDN40PN1.0HG20592-97MFM排污口圖3-2 各管口方位表3-3 接管尺寸項(xiàng)目壓縮空氣進(jìn)口管真空口接口進(jìn)料口接管進(jìn)水接管進(jìn)料口接管液位計(jì)接管出料口接管排污口接管公稱直徑（mm）5040505065205040外徑(mm)60.348.360.360.376.126.960.348.3壁厚(mm)3.53.53.53.5433.53.5安裝位置筒體上部筒體上部筒體上部筒體上部筒體上部左側(cè)封頭筒體下部筒體下部外伸長度(mm)1021021021021021201021023.2.2接管法蘭設(shè)計(jì)查HG/T 20

21、59220635-2009 鋼制管法蘭、墊片和緊固件，采用帶頸平焊鋼制管法蘭，根據(jù)各管口公稱直徑，查得各法蘭的尺寸。名稱公稱直徑DN鋼管外徑法蘭外徑D螺栓孔中心圓直徑K螺栓孔直徑L螺栓孔數(shù)量n螺栓Th法蘭厚度C法蘭內(nèi)徑法蘭頸法蘭質(zhì)量kgNR壓縮空氣進(jìn)口5060.3140110144M121461.58061.5真空口4048.3130100144M121449.57061.5進(jìn)料口5060.3140110144M121461.58061.5進(jìn)水孔5060.3140110144M121461.58061.5進(jìn)料口6576.1160130144M121477.510062.0液位計(jì)口2026.99

22、065114M101427.54040.5人孔500出料口5060.3140110144M121461.58061.5排污口4048.3130100144M121449.57061.5表3-4 PN6帶頸平焊鋼制管法蘭帶頸平焊鋼制管法蘭3.2.3墊片設(shè)計(jì)法蘭密封常用墊片，墊片有金屬墊片、非金屬墊片，合成墊片等多種，考慮經(jīng)濟(jì)性當(dāng)非金屬墊片能滿足要求時(shí)首先使用非金屬墊片。由本設(shè)計(jì)壓力和溫度要求查文獻(xiàn)，選用石棉橡膠墊片，其使用范圍PN4.0 MPa，t290密封形式為MFM（凹凸面）。查HG/T 20606-1997鋼制管法蘭用非金屬平墊片，得墊片尺寸：MFM型墊片表3-5 墊片尺寸表符號管口名稱墊

23、片厚度公稱直徑DN內(nèi)徑外徑a壓縮空氣進(jìn)口1.5506187b真空口1.5404975c進(jìn)料口1.5506187d進(jìn)水口1.5506187e進(jìn)料口1.56577109f1-4液位計(jì)口1.5202750h出料口1.5506187i排污口1.54049753.2.4緊固件的選擇查HG 20613-97 鋼制管法蘭用緊固件得螺柱的長度和平墊圈尺寸：表3-6 螺栓及墊片符號公稱直徑DN螺紋六角頭螺栓L(mm)緊固件用平墊圈 mm質(zhì)量Kgh壓縮空氣進(jìn)口50M125013242.560真空口40M125013242.560進(jìn)料口50M125013242.560進(jìn)水口50M125013242.560進(jìn)料口65

24、M125013242.560液位計(jì)口20M104510.520240出料口50M125013242.560排污口40M125013242.5603.3支座的設(shè)計(jì)3.3.1容器質(zhì)量計(jì)算貯罐總質(zhì)量： 式中 筒體質(zhì)量，kg； 封頭質(zhì)量，kg； 附件質(zhì)量，kg； 氨水質(zhì)量，kg；（1）圓筒質(zhì)量：（2）圓筒容積： （3）查 得封頭的質(zhì)量 ，封頭容積 （4）附件質(zhì)量查HG/T 21517-2005 回轉(zhuǎn)蓋帶頸平焊法蘭人孔，得人孔的總質(zhì)量為。法蘭的總質(zhì)量: 緊固件質(zhì)量： 其他的質(zhì)量： 則： （5）總?cè)莘e： （6）工作時(shí)容器內(nèi)充液質(zhì)量： 壓力實(shí)驗(yàn)時(shí)容器內(nèi)充水質(zhì)量（7）工作時(shí)總質(zhì)量： 壓力試驗(yàn)時(shí)總質(zhì)量：3.3.

25、2 支座反力計(jì)算工作時(shí)支座反力： 壓力試驗(yàn)時(shí)支座反力： 支座反力： 由此查JB4712.1-2007容器支座，選取輕型，焊制為A，包角為 ，有墊板的鞍座。為防止筒體熱應(yīng)力，故選用一個(gè)固定鞍座和一個(gè)滑動(dòng)鞍座。鞍座標(biāo)記為： 鞍座結(jié)構(gòu)尺寸如下表：3-7鞍式支座結(jié)構(gòu)尺寸公稱直徑DN允許載荷Q /kN鞍座高度h底板腹板筋板150027525012002001282751702408墊板螺栓配置鞍座質(zhì)量kg增加100mm高度增加的質(zhì)量/kg弧長間距1990390870104012212包角輕型帶墊板鞍式支座的結(jié)構(gòu)3.3.3鞍座位置的確定通常取尺寸A不超過0.2L值，中國現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)JB 4731鋼制臥式容器規(guī)

26、定，A最大不超過0.25L。否則由于容器外伸端的作用將使支座截面處的應(yīng)力過大。由于封頭的抗彎剛度大于圓筒的抗變鋼度，故封頭對于圓筒的抗彎鋼度具有局部的加強(qiáng)作用。若支座靠近封頭，則可充分利用罐體封頭對支座處圓筒截面的加強(qiáng)作用。因此，JB 4731還規(guī)定當(dāng)滿足A0.2L時(shí)，最好使 （），即： ，但是考慮到排污管的安裝，以及墊板的寬度，取A=500mm。綜上有：A=500mm。則兩鞍座間距：222鞍座位置及結(jié)構(gòu)第四章 開孔補(bǔ)強(qiáng)設(shè)計(jì)GB150規(guī)定，當(dāng)殼體上的開孔滿足下述全部要求時(shí)，可允許不需不另行補(bǔ)強(qiáng)。i設(shè)計(jì)壓力小于或等于2.5Mpa；ii兩相鄰開孔中心的距離（對曲面間距以弧長計(jì)算）應(yīng)不小于兩孔直徑之

27、和的2倍；iii接管公稱外徑小于或等于89，且最小壁厚滿足以下要求。表4-1 接管最小壁厚要求接管公稱外徑(mm)253238454857657689最小壁厚(mm)3.54.05.06.0綜上所述，壓縮空氣進(jìn)口、真空口、進(jìn)料口、進(jìn)水口、進(jìn)料口、液位計(jì)口和出料口排污口均可不需另行補(bǔ)強(qiáng)。只需要對人孔進(jìn)行開孔補(bǔ)強(qiáng)計(jì)算。4.1補(bǔ)強(qiáng)設(shè)計(jì)方法判別人孔開孔直徑為，滿足等面積法開孔補(bǔ)強(qiáng)計(jì)算的適用條件，接管 材料選用20號鋼，其許用應(yīng)力。采用補(bǔ)強(qiáng)圈補(bǔ)強(qiáng)。開孔補(bǔ)強(qiáng)簡圖4.2開孔削弱所需要的補(bǔ)強(qiáng)截面積A由強(qiáng)度消弱系數(shù)計(jì)算公式得：鋼管厚度負(fù)偏差，腐蝕裕量厚度接管有效厚度即開孔削弱所需補(bǔ)強(qiáng)的面積：4.3補(bǔ)強(qiáng)范圍4.3

28、.1有效寬度B4.3.2外側(cè)有效高度4.3.3內(nèi)側(cè)有效高度4.4有效補(bǔ)強(qiáng)面積1、殼體的有效厚度減去計(jì)算厚度之外的多余面積 2、接管有效厚度減去計(jì)算厚度之外的多余面積接管的計(jì)算厚度： 3、焊縫金屬的截面積（焊腳取6mm）因?yàn)槭莾?nèi)平齊接管 4、需另加補(bǔ)強(qiáng)面積因 因?yàn)椋蚤_孔需另行補(bǔ)強(qiáng) 另行補(bǔ)強(qiáng)面積為4.5補(bǔ)強(qiáng)圈設(shè)計(jì)根據(jù)接管的公稱直徑選取補(bǔ)強(qiáng)圈，參照 補(bǔ)強(qiáng)圈取補(bǔ)強(qiáng)圈外徑，內(nèi)徑，因?yàn)?，補(bǔ)強(qiáng)圈在有效范圍內(nèi)。補(bǔ)強(qiáng)圈計(jì)算厚度為： 考慮腐蝕余量和鋼板厚度負(fù)偏差，同時(shí)為了便于備料，取 與筒體等厚。第五章參數(shù)校核.1筒體彎矩計(jì)算5.1.1圓筒中間處截面上的彎矩 式中 鞍座反力（N）； 橢圓封頭外半徑（mm）；

29、 兩封頭切線之間的距離（mm）； 鞍座位置（mm）； 封頭短軸內(nèi)半徑（mm）；其中：（1）操作工況 （2）壓力實(shí)驗(yàn)工況5.1支座處橫截面彎矩（1）操作工況（2）壓力實(shí)驗(yàn)工況圓筒受力分析圖：筒體受剪力圖筒體受彎矩圖5.3 筒體軸向應(yīng)力計(jì)算因 ，即筒體被封頭加強(qiáng)，查喻九陽主編壓力容器與過程設(shè)備表5-1可得， ， 。（1）操作工況 （2）水壓實(shí)驗(yàn)狀態(tài) 5.3 筒體軸向應(yīng)力校核軸向許用臨界應(yīng)力由根據(jù)圓筒材料查GB150圖4-34-12 可得B = 53.6765MPa ，合格 ，合格 ，合格5.4筒體和封頭中的切應(yīng)力計(jì)算與校核5.4.1切應(yīng)力計(jì)算因 ，即筒體僅被封頭加強(qiáng)，查喻九陽主編壓力容器與過程設(shè)備表5-2可得， ， 。其最大切應(yīng)力位于 的支座角點(diǎn)處。（1）筒體的最大切應(yīng)力：（2）封頭的切應(yīng)力： 5.4.2切應(yīng)力校核圓筒的切向剪應(yīng)力不應(yīng)超過設(shè)計(jì)溫度下材料許用應(yīng)力的0.8倍，即。封頭的切向剪應(yīng)力，應(yīng)滿足，故圓筒滿足強(qiáng)度要求。橢圓形封頭： ，故封頭滿足強(qiáng)度要求5.5圓筒的周向應(yīng)力計(jì)算與校核因筒體無加強(qiáng)，鞍座墊板寬度 >,鞍座墊板包角 ，故墊板起加強(qiáng)作用。當(dāng)容器焊在支座上時(shí)，去 ，查喻九陽主編壓力容器與過程設(shè)備表5-3可得，通過插值可得 。橫截面最低點(diǎn)處的