PF洗滌罐設(shè)計課程設(shè)計說明書

1、. . . 1 / 22 工程學(xué)院課程設(shè)計說明書題目名稱： pf 洗滌罐設(shè)計化學(xué)工程系課程設(shè)計任務(wù)書2013-2014 學(xué)年第 1 學(xué)期 12 月專業(yè)石油化工生產(chǎn)技術(shù)班級石化11 6（1）班課程名稱化工機(jī)械設(shè)備基礎(chǔ)設(shè)計題目pf pf洗滌罐設(shè)計指導(dǎo)教師薛風(fēng)起止時間12.14 1.14 周數(shù)4 周設(shè)計地點(diǎn)路校區(qū)指導(dǎo)思想和目的：以已知設(shè)計資料，選定提升系統(tǒng)各部件，對其主要參數(shù)進(jìn)行計算與選定，對有關(guān)部件進(jìn)行安全性校驗(yàn)，對提升系統(tǒng)的運(yùn)動學(xué)與動力力學(xué)進(jìn)行計算，達(dá)到對提升系統(tǒng)進(jìn)行合理的選型，并達(dá)到對所學(xué)知識的應(yīng)用和實(shí)踐能力得到了提高，增強(qiáng)工程意識和素養(yǎng)，培養(yǎng)獨(dú)立分析和解決問題能力的目的. . . 2 / 2

2、2 設(shè)計參數(shù)計算壓力：cp=0.64mpa 計算溫度： t=150.00c徑 ：id=600.00mm 材料：00cr17ni14mo2板材試驗(yàn)溫度許用應(yīng)力=170.00mm 設(shè)計溫度許用應(yīng)力t=165.00mpa 試驗(yàn)溫度下屈服點(diǎn)s=330.00mpa 鋼板負(fù)偏差1c=0.25mm腐蝕裕量ic=3.00mm焊接接頭系數(shù)k=1.0 設(shè)計要求1.課題介紹2.布置強(qiáng)度計算3.強(qiáng)度計算和考慮結(jié)構(gòu)設(shè)計4.檢查強(qiáng)度計算結(jié)果5.完成 cad圖6.完成設(shè)計說明書7.交設(shè)計說明書8.設(shè)計答辯設(shè)計任務(wù)書. . . 3 / 22 mpa. . . 4 / 22 本次設(shè)計的原理pf洗滌罐工作的原理；工藝物料通過4n

3、進(jìn)入洗滌與 hrw 進(jìn)行攪拌，同時hrw 通過5n進(jìn)入洗滌罐。兩者反應(yīng)后，由于攪拌產(chǎn)生的離心力洗滌后的工藝原料由3n處產(chǎn)出。洗滌劑在合適的溫度圍有較大的活性，所以在夾套合筒之間用合適溫度的水進(jìn)行維持反應(yīng)溫度洗滌后的廢液由2n流出。. . . 5 / 22 摘要隨著化工行業(yè)的發(fā)展，洗滌罐的用途越來越廣，同時好的洗滌設(shè)備必須在合適的洗滌劑的情況下，并且在合適的溫度下才能具有更強(qiáng)的洗滌效果。但化工設(shè)備必須滿足相應(yīng)的強(qiáng)度、剛度和穩(wěn)定性，而且還應(yīng)有合適的流程設(shè)計。關(guān)鍵詞：pf洗滌罐、洗滌、強(qiáng)度設(shè)計. . . 6 / 22 目錄1、壁厚設(shè)計11.1 筒壁厚設(shè)計81.2 筒封頭設(shè)計81.3 夾套壁厚設(shè)計32

4、、封頭厚度設(shè)計與校核32.1 封頭壁厚設(shè)計32.2 夾套： 42.3 驗(yàn)核 43、鞍座設(shè)計43.1 罐體質(zhì)量估算：43.2 封頭質(zhì)量估算43.3 設(shè)定觀眾溶液體積為43.4 估算附件質(zhì)量44、上蓋估算與校核55、接管、法蘭設(shè)計選擇56、人孔設(shè)計67、技術(shù)特性88、人孔補(bǔ)強(qiáng)8符號說明109，pf工藝流程圖12參考文獻(xiàn)13致 14. . . 7 / 22 1、壁厚設(shè)計設(shè)備主要技術(shù)指標(biāo)筒設(shè)計壓力 mpa 常壓設(shè)計溫度150 最高工作壓力常壓工作溫度介質(zhì)名稱hcl 設(shè)備主要材質(zhì)00cr17ni14mo2設(shè)備容積0.353m夾套設(shè)計壓力 mpa 0.58 設(shè)計溫度100 最高工作壓力常壓工作溫度介質(zhì)名稱

5、水設(shè)備主要材質(zhì)16mnr. . . 8 / 22 1.1 筒壁厚設(shè)計貯罐徑600immd罐體（不包括封頭）長度1175lmm見圖表可知，本萃取罐選用00cr17ni14mo2制作罐體和封頭假設(shè)筒體名義厚度10nmm 附加裕量3cmm則26002 10620oinmmdd筒體有效厚度1037encmm則33301.893240old3240882018oed查圖 13-6 外壓或軸向受壓筒幾何參數(shù)計算圖得系數(shù) a=0.00075 查圖 13-9 外壓圓筒管子和球殼厚度計算圖得系數(shù) b=32 mpa 則允許工作外壓780.36180oebpmpad因?yàn)閏pp則可選用 10mm 厚 00cr17ni

6、14mo2鋼制作筒體1.2 筒封頭設(shè)計采用標(biāo)準(zhǔn)橢圓形封頭設(shè)計底部假設(shè)18nmm 附加裕量2cmm 則18216emm010.93236182.02516oeerk d0.1250.1250.00069182.025oear查圖 13-9 得77bmpa. . . 9 / 22 則770.42182.025oebpmpar因cpp則可用18nmm厚或20nmm厚 00cr17ni14mo2鋼制作的標(biāo)準(zhǔn)橢圓形封頭筒頂部采用平板封頭其厚度計算公式為ctcpkpd163tmpa（100oc）式中3200cmmd k 取 0.25 取 1.0 0.004cmpap于是0.250.00432007.931

7、63pmm27.93 18.93dppmmc最后采用圓整厚度為9mm 的 00cr17ni14mo2鋼制作1.3 夾套壁厚設(shè)計1.1 0.580.64cp600id153tmpa取1.0（表 12-8）2citcpdp0.646001.25752 151 10.64mm由于介質(zhì)為 100水取2c =1.2mm表 12-9 得10.25c12c2.7ncmm圓整后取3nmm2、封頭厚度設(shè)計與校核2.1 封頭壁厚設(shè)計0.125oear0.1250.001225612 6a通過查圖 13-15 得78bmpaoebpr. . . 10 / 22 780.765612 6pmpa由于0.64p所以滿足

8、要求同前123cccmm9nmm2.2 夾套：由公式20.5citcpdp1.00.64cp600idmm153tmpa0.646001.2562 151 10.50.64mm同前：121.5cccmm故1.256 1.52.756cmm圓整后取3nmm2.3 驗(yàn)核0.92tietsepd1.251.250.640.8tpp6emm285smpa0.8600940.626t0.90.91.0285256.5smpa因而0.9ts，所以水壓式壓強(qiáng)度足夠同理：驗(yàn)證夾管也滿足強(qiáng)度要求3、鞍座設(shè)計3.1 罐體質(zhì)量估算：11md l13.140.651.120.0979801641.75mkg3.2 封

9、頭質(zhì)量估算2210.35md220.353.140.651.120.097980333.5mkg3.3 設(shè)定觀眾溶液體積為估算得3mv3321 100.33 10mkg3.4 估算附件質(zhì)量4500mkg1234mmmmm. . . 11 / 22 1641.75 333.53005002775.25kg3mgf2775.259.819.13fkn根據(jù)表 14-18 可選耳式支座 /t4725-92, 支座，a2 4、上蓋估算與校核2220.60.2844dsmfps4600 9.812.1 100.28ppa故選9nmm足夠5、接管、法蘭設(shè)計選擇法蘭名字密封形式標(biāo)準(zhǔn)國標(biāo)n1n2 長頸對焊法蘭r

10、f 65mm 1.6mpa /t 4703-2000 n3n4 長頸對焊法蘭rf 50mm 1.6mpa /t 4703-2000 n5n6 長頸對焊法蘭rf 32mm 1.6mpa /t 4703-2000 n7n8 長頸對焊法蘭rf 20mm 1.6mpa /t 4703-2000 n9 長頸對焊法蘭rf 15mm 1.6mpa /t 4703-2000 接管選擇：無縫鋼管12,nn取768mmmm。34,nn取657.5mmmm56,nn取457.5mmmm78,nn取326mmmm9n取255mmmm接管補(bǔ)強(qiáng)經(jīng)過與是否需要補(bǔ)強(qiáng)標(biāo)準(zhǔn)得n2n3 需要補(bǔ)強(qiáng)n2n3通過等面積補(bǔ)強(qiáng)計算n2:mm

11、mm876設(shè)acmpp5.0，mnr16,mmnt8(1) 確定殼體和和接管的計算壁厚和開孔直徑2cottcp dp0.5762 153 10.5t0.124mm開孔直徑為：12ddc(762 18)2 1.5d. . . 12 / 22 53mm(2) 確定殼體和接管實(shí)際厚度，開孔有效補(bǔ)強(qiáng)寬度b與外側(cè)有效步槍高度1h。2 53106bmm153 6nthd18(3) 計算需要補(bǔ)強(qiáng)的金屬面積和可以作為的金屬面積。需要補(bǔ)強(qiáng)的金屬面積為1()()eabd(10653)(1.51.256)12.93212()nttrahf2 18(51.256)1134.8212147.7eaaamm由于eaa所以

12、補(bǔ)強(qiáng)強(qiáng)度滿足同理：n3處7.5ntmm的外加強(qiáng)平齊接管形式補(bǔ)強(qiáng)結(jié)構(gòu)滿足補(bǔ)強(qiáng)強(qiáng)度/t 4703-2000 n1 法蘭-rf 65-1.6 n2 法蘭-rf 65-1.6 n3 法蘭-rf 50-1.6 n4 法蘭-rf 50-1.6 n5 法蘭-rf 32-1.6 n6 法蘭-rf 32-1.6 n7 法蘭-rf 20-1.6 n8 法蘭-rf 20-1.6 n9 法蘭-rf 15-1.6 接管：n1 mmmm 876n2 mmmm 876n3 mmmm5.765n4 mmmm5.765n5 mmmm5.745n6 mmmm5.745n7 mmmm632n8 mmmm632n9 mmmm 525

13、. . . 13 / 22 6、人孔設(shè)計設(shè)置人孔和手孔是為了檢查設(shè)備和便于安裝與拆卸設(shè)備部構(gòu)件。手孔的直徑一般為150mm250mm，標(biāo)準(zhǔn)手孔的公稱直徑有dn150和 dn250兩種。手孔的結(jié)構(gòu)一般是在容器上接一短管，并在其上蓋上一盲板。為檢查設(shè)備使用過程中是否產(chǎn)生裂變、變形、腐蝕等缺陷，應(yīng)開設(shè)檢查孔。當(dāng)設(shè)備徑mmdmmi500300時，至少開設(shè)2 個75的檢查孔；當(dāng)設(shè)備徑mmdmmi1000500時，至少開設(shè) 1 個 400的人孔或 2 個 150的手孔。人孔和手孔的形狀有圓形和橢圓形兩種。 橢圓形人孔和手孔的短軸應(yīng)與受壓容器的桶身軸線平行。圓形人孔的直徑一般為450mm ，容器壓力不高或有

14、特殊需要時，直徑可以大一些，標(biāo)準(zhǔn)圓形人孔的公稱直徑有dn400 、 dn45 、 、 dn500和 dn600共 4 種。橢圓形人孔的尺寸為mmmm 250400、mmmm 280380。容器在使用過程中， 人孔需要經(jīng)常打開時， 可選用快開式結(jié)構(gòu)人孔。 如圖 6-1所示是一種回轉(zhuǎn)蓋快開式人孔的結(jié)構(gòu)圖。圖 41 人孔圖根據(jù)設(shè)備的公稱壓力、工作溫度所用材料和結(jié)構(gòu)型式的不同，均制訂出手孔和人孔標(biāo)準(zhǔn)系列圖， 供設(shè)計者設(shè)計時依據(jù)設(shè)計條件直接選用。常用的人孔和手孔標(biāo)準(zhǔn)有碳素鋼、低合金鋼制人孔和手孔（hg215121535-95 ）和不銹鋼制人孔、手孔等。. . . 14 / 22 表 4-1 人孔 pn2

15、.5dn450 明細(xì)表件號標(biāo)準(zhǔn)號名稱數(shù)量材料尺寸/mm 1 gb/t713-2008 筒節(jié)1 16mnr320,124801hdw2 hg20592 法蘭1 16mn （鍛件）3 hg20592 墊片1 石棉橡膠板3( 代號 a-f) 4 hg20592 法蘭蓋1 q345r 44,3921bb5 hg20592 螺柱30 35grmoa 175233m6 螺母40 30grmo 33m7 吊環(huán)1 q235-a-f 8 轉(zhuǎn)臂1 q235-a-f 360d9 gb/t795-2000 墊圈20 1 100hv 10 gb/t6170-2000 螺母m20 2 5 級11 吊鉤1 q235-a-f

16、 12 環(huán)1 q235-a-f 13 gb/t8163-2000 無縫鋼管1 20 14 支承板1 q345r . . . 15 / 22 7、技術(shù)特性筒：1、設(shè)計壓力 mpa 0.1 2、工作溫度 60 3、物料名稱0017142rgnimo4、容積3m 0.35 5、材質(zhì)hcn夾套：1、設(shè)計壓力 mpa 0.6 2、工作溫度 60 3、介質(zhì)水4、材質(zhì)16mnr法蘭n1 法蘭-rf 65-1.6 n2 法蘭-rf 65-1.6 n3 法蘭-rf 50-1.6 n4 法蘭-rf 50-1.6 n5 法蘭-rf 32-1.6 n6 法蘭-rf 32-1.6 n7 法蘭-rf 20-1.6 n8

17、法蘭-rf 20-1.6 n9 法蘭-rf 15-1.6 8、人孔補(bǔ)強(qiáng)同接管補(bǔ)強(qiáng)人孔開孔采用補(bǔ)強(qiáng)圈結(jié)構(gòu)，材質(zhì)為mnr16，根據(jù) /t4736-2002, 確定補(bǔ)強(qiáng)圈. . . 16 / 22 徑mmd4841，外徑mmd7602，補(bǔ)強(qiáng)厚度為mm20。. . . 17 / 22 . . . 1 / 22 符號說明cp計算壓力ampid圓筒的徑mmod圓筒的外徑mmwp圓筒的最大容許壓力amp圓筒的計算厚度mmd圓筒的設(shè)計厚度mm2dcn圓筒的名義厚度mm1ndce圓筒的有效厚度其值enct圓筒材料在設(shè)計溫度下的許用應(yīng)力ampt圓筒材料在設(shè)計溫度下的計算應(yīng)力amp焊接接頭系數(shù)1c鋼板厚度的負(fù)偏差m

18、m2c腐蝕余量mmc 厚度附加量mm12ccct圓筒壁在試驗(yàn)壓力下的計算應(yīng)力amps圓筒材料在試驗(yàn)溫度下的屈服點(diǎn)ampih封頭壁曲面高度mmtp實(shí)驗(yàn)壓力ampp設(shè)計壓力ampf 每一支座承受的壓力knm容器的總質(zhì)量kgg重力加速度重力加速取 9.812msets接管有效厚度mmnts補(bǔ)強(qiáng)有效厚度mmd 開孔直徑mm. . . 1 / 22 rf強(qiáng)度削弱系數(shù)1a殼體有效厚度減去計算厚度之外的多余面積2mm2a接管有效厚度減去計算厚度之外的多余面積2mm3a焊縫金屬減去計算厚度之外的多余面積2mmtf接管的計算厚度mmea補(bǔ)強(qiáng)面積2mm4a有效補(bǔ)強(qiáng)圍另加的補(bǔ)強(qiáng)面積2mmb有效寬度mm. . . 1 / 22 9，pf工藝流程圖mpa. . . 1 / 22 參考文獻(xiàn)1 國家質(zhì)量技術(shù)監(jiān)督局， gb150-1998 鋼制壓力容器，中國標(biāo)準(zhǔn)， 1998 2 國家質(zhì)量技術(shù)監(jiān)督局，壓力容器安全技術(shù)監(jiān)察規(guī)程 ，中國勞動社會保障，1999 3 全國化工設(shè)備設(shè)計技術(shù)中心站， 化工設(shè)備圖樣技術(shù)要求 ，2000，11 4 津洋、董其伍、桑芝富， 過程設(shè)備設(shè)計，化學(xué)工業(yè)， 2001 5 黃振仁、新利，過程裝備成套技術(shù)設(shè)計指南 ，化學(xué)工業(yè)， 2002 6 國家醫(yī)藥管理局醫(yī)藥，化工工藝設(shè)計手冊 ，化學(xué)工業(yè)， 1996 7 蔡紀(jì)寧主編，化工設(shè)備機(jī)械基礎(chǔ)課程設(shè)計指導(dǎo)書 ，化學(xué)工業(yè)， 2