氯液儲罐匯報(bào)ppt

1、 題目 （ 50 ）M3液氯儲罐設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)條件序號項(xiàng) 目數(shù) 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MPa由介質(zhì)溫度確定4工作溫度-2045 5公稱容積（Vg）50M3 6工作壓力波動情況 可不考慮7裝量系數(shù)(V)0.9 8工作介質(zhì)液氯（高度危害）9使用地點(diǎn)綿陽市,室內(nèi)10安裝與地基要求 11其它要求 接管代號公稱尺寸連接尺寸標(biāo)準(zhǔn)連接面形式用途或名稱 液位計(jì)接口 空氣進(jìn)口管 空氣出口管 液氯進(jìn)口管 液氯出口管 安全閥接口 壓力表接口 人 孔什么是（ 50 ）M3液氯儲罐 公稱容積為50 M3 的壓力容器，用來儲存液氯。 計(jì)劃查閱瀏覽文獻(xiàn)： GB150-1998鋼制壓力容器，

2、中國標(biāo)準(zhǔn)出版社，1998 過程設(shè)備設(shè)計(jì)，化學(xué)工業(yè)出版社，2001 化工工藝設(shè)計(jì)手冊，化學(xué)工業(yè)出版社，1996 過程裝備成套技術(shù)設(shè)計(jì)指南，化學(xué)工業(yè)出版社，2002 百度文庫內(nèi)設(shè)計(jì)案例大概設(shè)計(jì)步驟？1. 設(shè)計(jì)參數(shù)的確定1.1 設(shè)計(jì)壓力 1.2 設(shè)計(jì)溫度1.3 主要元件材料的選擇2. 工藝設(shè)計(jì) 2.1 存儲量 2.2 設(shè)備的選型及輪廓尺寸 3. 機(jī)械設(shè)計(jì) 2.1.1 筒體及封頭設(shè)計(jì) 2.1.2 接管及接管法蘭設(shè)計(jì) 2.1.3 核算開孔補(bǔ)強(qiáng) 2.1.4 總體布局 2.1.5 焊接結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及焊條的選擇5. 壓力容器校核設(shè)計(jì)溫度 應(yīng)該不低于最高使用溫度45 選取45為設(shè)計(jì)溫度設(shè)計(jì)壓力： 設(shè)計(jì)壓力應(yīng)根據(jù)最高

3、工作壓力來確定。對于盛裝液化氣體的壓力容器，應(yīng)按以下幾條來確定最高工作壓力： 沒有實(shí)測數(shù)據(jù)或沒有保冷設(shè)施的壓力容器，其最高工作壓力不得低于所裝液化氣體在規(guī)定的最大充裝量時(shí)，溫度為50的氣體壓力 由于沒有保冷措施，選50下飽和蒸汽壓1.414MPa 裝設(shè)安全閥的容器，考慮到安全閥開啟動作的滯后，容器不能及時(shí)泄壓，設(shè)計(jì)壓力不得低于安全閥的開啟壓力，通常可取最高工作壓力的1.051.10倍。 P設(shè)=1.1*Pv=1.1*(1.414-0.1) =1.466 MPa 液柱靜壓：P設(shè) =.g.Di=1314*9.8*2.7=0.0355%*P設(shè) 所以忽略液柱靜壓力筒體材料的選擇： 根據(jù)液氯的特性，查GB

4、150-1998選擇Q345R。Q345R是壓力容器專用鋼，適用范圍：用于介質(zhì)具有一定腐蝕性,壁厚較大（8mm）的壓力容器。50時(shí)的許用應(yīng)力189Mpa 根據(jù)JB/T4731,鋼管的材料選用20號鋼，根據(jù)GB8163，其許用應(yīng)力150.1Mpa 筒體的公稱直徑有標(biāo)準(zhǔn)選擇，而它的長度L可以根據(jù)容積要求來決定。 根據(jù)公式 將L/D=5代入得：D=2.373m 圓整后，D=2.4m23i50%m4DL（ 1+5） 查標(biāo)準(zhǔn)JB/T4746-2002鋼制壓力容器用封頭中表B.1 EHA橢圓形封頭內(nèi)表面積、容積，如下表： EHA橢圓形封頭內(nèi)表面積、容積序號公稱直徑DN（mm）（mm）總深度H（mm）（mm

5、）內(nèi)表面積A（m（m2）容積V（m（m3）2924006406.54531.9905 由 Vg=V封頭+V筒體 則：50*1.05=/4*Di2*L+2V封 計(jì)算得L=10725.3mm，取L=11000mm L/Di=11000/2400=4.58 在34.586，設(shè)計(jì)合理 計(jì)算容積V計(jì)=/4*Di2*L+2V封=53.74m3 工作容積Vg=V計(jì)=0.953.74=48.37m3焊接接頭系數(shù) 壓力容器焊接結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的基本原則(1)回轉(zhuǎn)殼體的拚接接頭必須采用對接接(2)對接接頭應(yīng)采用等厚度焊接(3)焊接接頭應(yīng)便于進(jìn)行無損檢測本次液氯儲罐的設(shè)計(jì)采用雙面焊相當(dāng)于雙面焊的全焊透接頭，100%無損檢測

6、，所以=1.0內(nèi)壓容器筒體厚度 根據(jù)GB150-2011可知Q345R的許用應(yīng)力 筒體的計(jì)算厚度為:9.678mm 腐蝕余量C2=4mm，鋼板厚度負(fù)偏差C1=0.3mm（GB713） 設(shè)計(jì)厚度：d =+C2=13.678 mm 名義厚度：n =d +0.3=13.978 mm 圓整：n =14 mmMPat1899.6782-citcp Dmmfp 有效厚度：e =n C1-C2=9.7mm 設(shè)計(jì)溫度下允許最大工作壓力：1.521MPa tewie21.521+PMPaD封頭厚度 封頭的計(jì)算厚度為：9.33mm 設(shè)計(jì)厚度：d =+C2=13.33mm 名義厚度：n =d +0.3=13.63m

7、m 圓整至14mm 有效厚度：e =n C1-C2=9.7mm 設(shè)計(jì)溫度下允許最大工作壓力：1.525MPa9.332 0.5citcPDmmP tewie21.525+0.5PMPaD水壓試驗(yàn)： 根據(jù)公式， 式中: 則， 故符合工藝條件的要求。it+0.92TessPD t1.251.90625MPaTPPe129.7nCCmma345sMP1.9 (24009.7)236a0.9 345310.5a2 9.7 1.0TMPMP鞍座選型鞍座選型 該臥式容器采用雙鞍座式支座，根據(jù)工作溫度為-2045，選擇鞍座材料為Q345R，使用溫度為-20250，許用應(yīng)力為 t = 189Mpa。 估算鞍座

8、的負(fù)荷： 儲罐總質(zhì)；量m=m1+2m2+m3+m4 m1 為筒體質(zhì)量：對于Q345R，取=7.85103kg/m3 m1=DLn=2.411147.85=9114.9 kg m2為單個(gè)封頭的質(zhì)量：根據(jù)JBT4746得，封頭質(zhì)量m=706kg，可知m2=2*706=1412kg m3為充液質(zhì)量,故m3（max）=（液氯）V=131453.74=70614.36 kg m4為附件質(zhì)量取人孔質(zhì)量為300kg，其他接管質(zhì)量總和估100kg，即400kg G=（m1+2m2+m3+m4）*g=(9114.9+70614.36+1412+400)*g=800KN 每個(gè)鞍座承受的重量為 G/2=mg / 2

9、=800/2=400 kN （成都 重力加速度 9.7913） 由此查JB 4712.1-2007 容器支座。選取輕型，焊制A，包角為120，有墊板的鞍座.，筋板數(shù)為6。公稱直徑DN允許載荷Q /kN鞍座高度h底板腹板筋板 l1b1l3b2b32400435250172024014102652082908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b4e間距l(xiāng)2螺孔d螺紋孔長l 280050010100152024M2040234231234鞍座位置確定 通常取尺寸A不超過0.2L值，為此中國現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)JB 4731 規(guī)定A0.2L=0.2（L+2h），A最大不超過0.25L.

10、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。 由標(biāo)準(zhǔn)橢圓封頭Di/2（H-h）=2，有 h=H-Di / 4=640-2400 / 4=40mm 故 A0.2(L+2h)=0.2(11000+240)=2216mm 由于接管比較多，所以固定支座位于儲罐接管較多的左端。 JB 4731 還規(guī)定當(dāng)滿足A0.2L時(shí)，最好使A0.5Rm（Rm=Ri+n/2），即Rm=1200+14/2=1207mm 。 A0.5Rm =0.51207=603.5mm ,取A=600 mm 。 綜上所述：A=600 mm 法蘭選型帶頸對焊鋼制法蘭接管接管代號公稱尺寸連接尺寸標(biāo)準(zhǔn)連接面形式用途或名稱aDN65HG2

11、0592-2009MFM液氯進(jìn)口管bDN50HG20592-2009MFM安全閥接口cDN500HG/T21516-2005/HG20592-2009MFM人 孔dDN50HG20592-2009MFM空氣進(jìn)口管eDN50HG20592-2009MFM空氣出口管fDN25HG20592-2009MFM壓力表接口gDN20HG20592-2009MFM液位計(jì)接口hDN65HG20592-2009MFM液氯出口管注：此設(shè)計(jì)接管厚度對于外徑89mm的按照GB150的不另行補(bǔ)強(qiáng)標(biāo)準(zhǔn)法蘭與接管HG20592-2009（PN16）序號名稱公稱直徑DN鋼管外徑法蘭焊端外徑法蘭外徑D螺栓孔中心圓直徑K螺栓孔直

12、徑L螺栓孔數(shù)量n（個(gè)）螺栓Th 法蘭厚度C法蘭頸法蘭高度H法蘭質(zhì)量 N S H1Ra液氯進(jìn)口管 6576B185 145184M1620 92 2.9 10 6 48 3.74b安全閥接口 5057B165125184M1620742.985483.11c人 孔 500530B7156503320M30*2345461116129070.7d空氣進(jìn)口管 5057B165125184M1620742.985483.11e空氣出口管 5057B165125184M1620742.985483.11f壓力表接口 2532B11585144M1216462.664401.26g液位計(jì)接口 2025B1

13、0575144M1216402.364401.05h液氯出口管 6576B185 145184M1620 92 2.9 10 6 48 3.74墊片的選擇（HG/T 20609-2009）符號管口名稱公稱直徑內(nèi)徑D1外徑D2a液氯進(jìn)口管6597.5127b安全閥接口5077.5107c人 孔500561624d空氣進(jìn)口管5077.5107e空氣出口管5077.5107f壓力表接口255471g液位計(jì)接口2045.561h液氯出口管6597.5127注：1：包覆金屬材料為純鋁板 2：墊片厚度均為3mm。螺栓（螺柱）的選擇（HG/T 20613-2009）型號 緊固件用平墊圈 mm公稱直徑螺紋螺柱

14、長d1d2ha65M168517303b50M168517303c500M2412525444d50M249017303e50M169017303f25M127513242.5g20M127513242.5h65M168517303人孔的選擇擬采用回轉(zhuǎn)蓋帶頸對焊法蘭人孔，根據(jù)前文對法蘭的選取密封面選用凹凸面MFM的法蘭密封面型式凹凸面MFMD71538.5螺柱數(shù)量20公稱壓力PN （ Mpa）1.665044螺母數(shù)量40公稱直徑DN500260A390螺柱尺寸53012119B200質(zhì)量 273 24b44L300 1b2bwds0d1D1H2H30 170M安全閥的選用 考慮由于泄放的液氯有

15、毒、會污染環(huán)境，應(yīng)采用封閉式安全閥。所以選用彈簧封閉全啟式（帶扳手）安全閥。液面計(jì)的選用 透光式玻璃面液面計(jì)，型號T；利用連通器原理，通過液面計(jì)的玻璃板視窗可以觀察容器內(nèi)部液面位置的變動情況。結(jié)構(gòu)形式：保溫型W,鋼板16Mn.L=900,標(biāo)準(zhǔn)HG21589.1-1995。焊接接頭的設(shè)計(jì) 回轉(zhuǎn)殼體與封頭的焊接接頭選用Q345R X型對接接頭 =12 60, b=0 3,P=1 3, =40 60 X 形 =1260b =03P=13=4060殼體的縱縫(常為內(nèi)外對稱的X形坡口)殼體的環(huán)縫(常為內(nèi)外不對稱的X形坡口內(nèi)側(cè)較小)核算開孔補(bǔ)強(qiáng) 根據(jù)JBT4736-2002,人孔接管直徑為500mm，選取

16、補(bǔ)強(qiáng)圈外徑840mm，內(nèi)徑530mm。 管材料選用20號鋼，正火，由GB9948得其許用應(yīng)力 由GB6654得低合金鋼Q345R 在-2045時(shí)的t=189MPa由強(qiáng)度消弱系數(shù)計(jì)算公式得： 鋼管厚度負(fù)偏差C1=0.25，腐蝕裕量厚度C2=4mm 1500.7937189ttnr 1 50tMPa 根據(jù)GB150-2011， 其中：殼體開孔處的計(jì)算厚度 接管的有效厚度 開孔直徑 圓柱開孔所需補(bǔ)強(qiáng)面積: A=d2(1)retf9.678mmetnt12C C12 4 0.25 7.75mm 2500 2 4 508wd dCmm 221508 9.678 2 9.678 7.75 1 0.7949

17、48etrA dfmm （）（）有效補(bǔ)強(qiáng)范圍(1）外側(cè)有效高度的確定根據(jù)GB150，得：(2）內(nèi)側(cè)有效高度的確定122 508 1016Bdmm 222508 2 14 2 12 560nntBdmm 12max(,)1016BB Bmm1508 1278.08nthdmm2508 1278.08nthdmm11H80hmm接管實(shí)際外伸高度111min( ,)78.08hh hmm2 0mmh 222min(,)0mmhhh 殼體有效厚度減去計(jì)算厚度之外的多余面積A1 接管的厚度 接管的多余面積 焊縫金屬面積A3：于本次設(shè)計(jì)的儲罐是存放有毒介質(zhì)的，所以選用D類接頭形式進(jìn)行焊接， 因此 有效補(bǔ)強(qiáng)

18、范圍內(nèi)的補(bǔ)強(qiáng)面積Ae1nn2()() 2()(1)(1016 508)(14 9.678) 2 7.75 (14 9.678)(1 0.794)2181etrAB dfmm 1.466 5002.4492 0.52 150 1 0.5 1.466ttPcDimmPc 21n2222 ()2 ()2 78.08 (12 2.449) 0.794 0 1184.24ttretrAhfhC fmm 2320.566=36Amm21233401.24eAAAAmm 補(bǔ)強(qiáng)圈的選取 根據(jù)JB/T4736-2002，DN500取補(bǔ)強(qiáng)圈外徑D2=840mm,內(nèi)徑D1=530mm。因?yàn)锽D2，所以在有效補(bǔ)強(qiáng)范圍

19、。 因?yàn)锳eA，所以需要另加補(bǔ)強(qiáng)，其補(bǔ)強(qiáng)面積為： 補(bǔ)強(qiáng)圈厚度： 圓整取名義厚度為5mm44948 3401.24 1546.76eAA Amm 41546.764.55840530AmmDd臥式容器（雙鞍座）臥式容器（雙鞍座）計(jì)算單位西安交通大學(xué)西安交通大學(xué)計(jì)計(jì) 算算 條條 件件簡簡 圖圖 計(jì)算壓力 pC1.4661.466MPa 設(shè)計(jì)溫度 t5050 圓筒材料Q345RQ345R 鞍座材料Q345Q345 圓筒材料常溫許用應(yīng)力 189189MPa 圓筒材料設(shè)計(jì)溫度下許用應(yīng)力t189189MPa 圓筒材料常溫屈服點(diǎn) s345345MPa 鞍座材料許用應(yīng)力 sa170170MPa 工作時(shí)物料密度

20、 13141314kg/m3 液壓試驗(yàn)介質(zhì)密度 10001000kg/m3 圓筒內(nèi)直徑Di24002400mm 圓筒名義厚度 1414mm 圓筒厚度附加量 C4.34.3mm 圓筒焊接接頭系數(shù) 1 1 封頭名義厚度 1414mm 封頭厚度附加量 Ch4.34.3mm 兩封頭切線間距離 L1108011080mm 鞍座墊板名義厚度 1010mm 鞍座墊板有效厚度 1010mm 鞍座軸向?qū)挾?b240240mm 鞍座包角 120120 鞍座底板中心至封頭切線距離 A600600mm 封頭曲面高度 hi640640mm 試驗(yàn)壓力 pT1.91.9MPa 鞍座高度 H250250mm腹板與筋板組合截面

21、積 0 0mm2 腹板與筋板組合截面斷面系數(shù)0 0mm3 地震烈度77 圓筒平均半徑 Ra 12071207mm 物料充裝系數(shù) 0.90.9 一個(gè)鞍座上地腳螺栓個(gè)數(shù)2 2 地腳螺栓公稱直徑2424mm地腳螺栓根徑0 0mm鞍座軸線兩側(cè)的螺栓間距15201520mm地腳螺栓材料 0tnhn0mre支支 座座 反反 力力 計(jì)計(jì) 算算 圓筒質(zhì)量(兩切線間)kg 封頭質(zhì)量(曲面部分)kg 附件質(zhì)量kg 封頭容積(曲面部分)m3 容器容積(兩切線間)m3 容器內(nèi)充液質(zhì)量工作時(shí) 壓力試驗(yàn)時(shí) kg 耐熱層質(zhì)量0kg總質(zhì)量工作時(shí) 壓力試驗(yàn)時(shí)kg單位長度載荷 N/mm支座反力N4oo68485.68mV 1=9

22、114m2706m 3400m 1.9905hV 50.12V 4T52120mV12345279411.68mmmmmm 12345263046mmmmmm i65.21543mgqLhi51.77543m gqLh 1389117.22Fmg 1308925.42Fm g筒體彎矩計(jì)算筒筒 體體 彎彎 矩矩 計(jì)計(jì) 算算圓筒中間處截面上的彎矩 工作時(shí) 壓力試驗(yàn)Nmm支座處橫截面彎矩 工作時(shí) 壓力試驗(yàn)Nmm222ai1i12/4=7843828164413RhLF LAMhLL22ai2i12111359684.3413RhALALMF AhL 222ai1i12/4=6227098884413TRhLF LAMhLL22ai2i1219018459.2413TRhALALMF AhL 筒體軸向應(yīng)力計(jì)算筒體軸向應(yīng)力計(jì)算：支座截面處軸向應(yīng)