m化工設計18m3液氨儲罐

1、下載可編輯.專業(yè) .整理 .內(nèi)蒙古科技大學化工設備機械基礎課程設計題目：18M3液氨儲罐設計說明書學 院：化學與化工學院班 級：化工13-3班姓 名：學 號：指導老師：韓曉星設計任務書設計課題：18m3液氨儲罐下載可編輯.專業(yè).整理.工藝參數(shù)：最高使用溫度：T=40C公稱直徑：Di=2400mm筒體長度（不含封頭）：Lo=3OOOmm飽和蒸汽壓：1.55MPa設計內(nèi)容：1.罐體材料的選擇2.罐體的規(guī)格3.罐體的形狀4.罐體的厚度5.封頭形狀及厚度6.支座的選擇7.人孔及接管選擇8.開孔補強9.核算校驗10.設備裝備圖（A2）設計人：朱沁楠化工13-1班1366115115宋志強化工13-1班1

2、366115108黃敏化工13-3班1366115311李文穎化工13-3班P 1366115335鄧繼東化工13-2班1366155126完成時間：2015 年 12 月 2 日液氨，又稱為無水氨，是一種無色液體。氨作為一種重要的化工原料，應用 廣泛，為運輸及儲存便利， 通常將氣態(tài)的氨氣通過加壓或冷卻得到液態(tài)氨。 液氨 在工業(yè)上應用廣泛， 而且下載可編輯.專業(yè) .整理 .具有腐蝕性， 且容易揮發(fā)， 所以其化學事故發(fā)生率相當 高。本次設計是關于液氨儲罐的設計， 在老師給定的相關條件下， 充分利用課堂 上學到的理論知識發(fā)散思維、 擴寬視野使之能更好的聯(lián)系實際的生產(chǎn)， 在實際的 操作中我們應考慮的

3、問題非常多。 充分考慮上述條件的同時設計出符合標準的液 氨儲罐。這樣不僅使我們所學的理論知識的到進一步的提高， 也使我們可以了解 到更多的實際生產(chǎn)中應該注意的問題，使我們受益匪淺。通過這次課程設計是我深刻了解到理論知識與實際應用的差別， 讓我們學到 了很多東西比如：如何聯(lián)系實際考慮問題，分析問題，解決問題。下載可編輯.專業(yè) .整理 .摘要儲罐按其形式可分為方形和矩形容器、 球形容器、圓筒形容器（立式、臥式）。 按其承壓性質(zhì)和能力可分為內(nèi)壓和外壓，內(nèi)壓容器又可分為常壓、低壓、中壓、 高壓、超高壓等五類。根據(jù)使用時候的壁溫，可分為常溫容器、高溫容器、中溫 容器和低溫容器。 按其結構材料分類， 容器

4、有金屬制的和非金屬制的兩類。 按其 反應情況可分為反應壓力容器（R）換熱壓力容器（E）、分離壓力容器（S）、儲 存壓力容器（C）等。本次設計，我選用的是臥式圓筒形、中壓常溫的內(nèi)壓容器。下載可編輯.專業(yè) .整理 .AbstractAccording to the form of the storage tank can be divided into square andrectangular container, spherical container, cylindrical container (vertical, horizontal).According to its bearing

5、capacity can be divided into internal and external pressure,internal pressure vessel can be divided into five categories, such as normal pressure,low pressure, mediumpressure, high pressure, high pressure and so on. According tothe use of the wall temperature, can be divided into normal temperature,

6、 hightemperature, mediumtemperature and low temperature vessel. According to theclassification of its structural material, the container has two kinds of metal and nonmetal. According to their reaction conditions can be divided into the reaction pressurevessel (R), heat exchange pressure vessel (E),

7、 the separation pressure vessel (S),storage pressure vessel (C), etc.This design, I use the horizontal cylinder, mediumpressure inside the pressure vessel.下載可編輯.專業(yè) .整理 .目錄、八.前言. I摘要. IIAbstract. III1、液氨儲罐設計參數(shù)的確定. . 11.1設計溫度與設計壓力的確定 .11.2罐體和封頭的材料的選擇 .11.3形狀設計參數(shù) .22、封頭的選擇. . 22.1許用應力 .22.2焊接接頭設計 .33、筒

8、體和封頭的壁厚的計算. . 33.1公稱直徑Di和筒體長度L的計算 .33.2筒體壁厚的計算 .43.3封頭壁厚的計算 .43.4水壓試驗 .53.4.1確定水壓試驗的試驗壓力值 .63.4.2計算水壓試驗時的器壁應力值 .63.4.3校核強度 .64、選擇人孔并核算開孔補強. . 74.1人孔的選擇 .74.2開孔補強的計算 .85、選擇鞍座并核算承載能力. . 115.1罐體質(zhì)量W1. . 115.2液氨質(zhì)量W2. 115.3其他附件質(zhì)量W3. . 125.4設備總質(zhì)量W. . 125.5鞍座的選擇 .126.選擇液面計. . 137、選配工藝接管. . 137.1液氨進料管 .137.2

9、液氨出料管 .147.3排污管 .147.4安全閥接口管 .147.5液面計接口管 .147.6放空管接管口 .158、參數(shù)校核. . 158.1筒體軸向應力校核 .158.1.1筒體軸向彎矩計算 .158.1.2筒體軸向應力計算 .168.2筒體和封頭切向應力校核 .178.3筒體環(huán)向應力的計算和校核 .188.3.1環(huán)向應力的計算 .18下載可編輯.專業(yè) .整理 .8.3.2環(huán)向應力的校核 .188.4鞍座有效斷面平均壓力 .199.設計匯總 .1910.結束語 .20參考文獻 .22下載可編輯.專業(yè) .整理 .1、液氨儲罐設計參數(shù)的確定1.1 設計溫度與設計壓力的確定液氨儲罐通常置于室外

10、，罐內(nèi)液氨的溫度和壓力直接受到大氣溫度的影響， 在夏季液氨儲罐經(jīng)太陽暴曬，隨著氣溫的變化，儲罐的操作壓力也在不斷變化。 根據(jù)設計任務書的要求，所設計液氨貯罐的最高使用溫度為40C,查表可知40C時液氨的飽和蒸汽壓為1.55MP&壓力容器安全監(jiān)察規(guī)程規(guī)定液化氣體儲罐 必須安裝安全閥，設計壓力可取最大操作壓力的1.05-1.10倍。取1.10倍最大 操作壓力為設計壓力，所以設計壓力P = 1.10X1.55 = 1.705MPa，故取設計壓力P=1.70MPa。1.2 罐體和封頭的材料的選擇選擇容器用鋼必須綜合考慮：容器的操作條件，如設計壓力、設計溫度、介 質(zhì)特性和操作壓力等；材料的使用性能，如力

11、學性能、物理性能、化學性能（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)濟合 理性及容器結構，如材料價格、制造費用和使用壽命等。純液氨腐蝕性小，貯罐可選用一般碳素鋼，壓力容器專用鋼板為20R,另外還有一些合金鋼，如16M nR 15MnVR等也適合作為壓力容器的鋼板。16MnR是345MPa級的低合金鋼，具有良好的機械性能、焊接性能、工藝性 能及低溫沖擊韌性。中溫及低溫的機械性能均優(yōu)于Q235-A、15、20等碳素鋼， 是使用十分成熟的鋼種，質(zhì)量穩(wěn)定、可使用-40475C場合。15MnVR是屈服極 限為390MPa級的低合金結構鋼，其塑性和沖擊韌性較16MnF低， 其

12、波動較大。另外從經(jīng)濟的角度考慮，16MnF也較20R制造費用低。 所以在此選擇16MnF鋼板 作為制造筒體的材料。16MnR的含碳量為0.12%0.20%,含Mn量較低，伸長率 為19-21%，是目前我國用途最廣、用量最大的壓力容器專用鋼板。1.3 形狀設計參數(shù)3在本設計中由于設計體積較小(18m3)且設計壓力較小(P=1.70MPa),故可采用臥式圓筒形容器， 方形和矩形容器大多在很小設計體積時采用， 因其承 壓能力較小且使用材料較多； 而球形容器下載可編輯.專業(yè) .整理 .雖承壓能力強且節(jié)省材料， 但制造較難 且安裝內(nèi)件不方便；立式圓筒形容器承受自然原因引起的應力破壞的能力較弱， 故選用圓

13、筒形臥式容器。2、封頭的選擇幾何方面， 就單位容積的表面積來說， 以半球形封頭為最小。 橢圓形和蝶形 封頭的容積和表面積基本相同，可以近似認為相等。力學方面，在直徑、厚度和計算壓力相同的條件下， 半球形封頭的應力最小， 二向薄膜應力相等，而沿經(jīng)線的分布式均勻的。 如果與壁厚相同的圓筒體連接，邊緣附近的最大應力與薄膜應力并無明顯不同。橢圓形封頭的應力情況就不如半 球形封頭均勻。 由應力分析可知， 橢圓形封頭沿經(jīng)線各點的應力是變化的， 頂點 處應力最大， 在赤道上可能出現(xiàn)環(huán)向內(nèi)壓應力， 對于標準橢圓形封頭與壁厚相等 的圓筒體相連接時，其可以達到與筒體等強度。從制造方面分析來看， 球形封頭是最理想的

14、結構形式， 但缺點是濃度大， 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 容器中應用較多的封頭之一。因此，從幾何、力學和制造方面綜合考慮，采用標準橢圓形封頭最為合理。 橢圓形封頭的型式及尺寸按JB/T 4737-95橢圓形封頭的規(guī)定標準橢圓形封 頭的長短軸比值為2。封頭材料與筒體一樣為16MnR。2.1 許用應力制造容器所用的鋼板， 其在設計溫度下許用應力值的大小， 直接決定著容器 強度，是主要設計參數(shù)之一。在GB 150鋼制壓力容器中，對鋼板、鍛件、 緊固件均規(guī)定了材料的許用應力，16MnRl勺許用應力見表2-1。表2-1壓力容器用16MnF鋼板的許用應力

15、鋼號鋼板標準使用狀態(tài)厚度mm常溫強度指標在下列溫度C）下的需用應力/MPa(TbMPaTsMPa163649032516316316336604703051571571572.2 焊接接頭設計焊縫區(qū)是容器上強度比較薄弱的地方。焊縫區(qū)強度降低的原因在于焊接時可 能出現(xiàn)缺陷而未被發(fā)現(xiàn)；焊接熱影響區(qū)往往形成出大晶粒區(qū)而使強度和塑性降 低；由于結構剛性約束造成焊接內(nèi)應力過大等。焊縫區(qū)的強度主要決定于熔焊金屬、 焊縫結構和施焊質(zhì)量。設計所需的焊接 街頭系數(shù)大小主要根據(jù)焊接接頭的型式和無損檢測的長度比率確定。 容器筒體的 縱向焊接接頭和封頭的拼接接頭基本上都采用雙面焊，所以取焊接接頭系數(shù)3、筒體和封頭的壁

16、厚的計算3.1 公稱直徑 Di 和筒體長度 L 的計算V 2 VnnDi取D =2400 Di= 2800 Di= 3000 Di= 3200經(jīng)計算 當D = 2400mm下載可編輯.專業(yè).整理.時，L= 3000mm此時，D/L = 0.8最接近0.618所以取Di=2400mm3.2 筒體壁厚的計算取計算壓力Pc=P=1.70MPa筒體內(nèi)徑Di=DN=2400mm查表2.1知16MnR在設計溫度為40C時的許用應力為七170MPat170MPa，筒體的理論計算壁厚公式為：PcDi2亠式中：3筒體的理論計算壁厚，mmi筒體內(nèi)徑，mmct鋼板在設計溫度下的許用應力，MPa焊接接頭系數(shù)，其值為1

17、；c1.70MPa 5MPa將數(shù)值代入公式（3.1）計算出筒體的計算厚度為:PcDit27240012mm2 170由于液氨對金屬有一定的腐蝕，取腐蝕裕量O=1mm故筒體的設計厚度為:dC212 1 13mm由鋼板厚度負偏差表查得C=0.8mm故名義壁厚為：nC113 0.813.8mm3.3 封頭壁厚的計算采用的是標準橢圓形封頭，各參數(shù)與筒體相同，其厚度計算式為:(3.1)1.70MPa筒體計算壓力，MPa圓整后取n14mm。下載可編輯.專業(yè).整理.k1262Di12224000.812 hi62 700KPcDi0.81 1.70 2400t9.62mm20.5Pc2 170 1 0.5

18、1.703.4 水壓試驗容器制成以后，必須做壓力試驗或增加氣密性試驗， 其目的是在于檢驗容器 的宏觀強度和有無滲漏現(xiàn)象，即考察容器的密封性，以確保設備的安全運行。對需要進行焊后熱處理的容器，應在全部焊接工作完成并經(jīng)熱處理之后， 才 能進行壓力試驗和氣密性試驗；對于分段交貨的壓力容器，可以分段熱處理，在 安裝工地組裝焊接，并對焊接的環(huán)焊縫進行局部熱處理之后，再進行壓力試驗。壓力試驗一般采用液壓試驗或氣壓測試， 本次設計我們選用液壓測試，液壓 試驗一般采用水。需要時也可采用不會導致發(fā)生危險的其他液體。實驗室液體的 溫度應低于其閃點或沸點。奧氏體不銹鋼制容器用水進行液壓實驗后， 應將水漬 清楚干凈。

19、無法清楚干凈時，應控制水中氯離子的含量不超過25mg/L。試驗溫度：對碳鋼、16M nR 15M nRNb和正火的15MnVF鋼制容器進行液壓 試驗時，液體溫度不得低于5C；對于其他低合金鋼制容器進行液壓試驗時，液 體的溫度不得低于15C。如果由于板厚等因素造成材料無塑性轉變溫度升高， 則須相應提高試驗液體的溫度。試驗方法：試驗時容器頂部應設排氣口，充液是應將容器內(nèi)空氣排凈，試驗 過程中保持容器觀察表明干燥。試驗時壓力應緩慢上升至設計壓力，若無泄露， 再緩慢上升，達到一定的試驗壓名義厚度為：33C110.62 0.811.42 mm圓整后取n12mm。設計厚度為：缶3C29.62 110.62

20、mm查得標準橢圓形封頭的直邊高度(JB/T4737-95)為h0=40mm下載可編輯.專業(yè).整理.力后，保壓一段時間后一般不低于30mi n。然后將壓力降至規(guī)定試驗壓力的80%，并保持足夠長的時間，以對所有焊接接頭和下載可編輯.專業(yè).整理.連接部位進行檢查。如有滲漏，修補后重新試驗，直至合格。對于夾套容器，先 進行內(nèi)筒液壓試驗，合格后再焊夾套，然后進行夾套內(nèi)的液壓試驗；液壓試驗完 畢后，應將液體排凈，并用壓縮空氣凈內(nèi)部吹干。341確定水壓試驗的試驗壓力值PT営P試驗壓力：門(3.2)式中：PT試驗壓力，MPa;P-設計壓力，MPa;c、ct分別為液壓試驗溫度和設計溫度下殼壁材料的許用應力,MP

21、a帶入數(shù)據(jù)得：已知P=1.70MPa170MPa下載可編輯.專業(yè).整理.計要求。4、選擇人孔并核算開孔補強4.1 人孔的選擇壓力容器人孔是為了檢查設備的內(nèi)部空間以及安裝和拆卸設備的內(nèi)部構件。人孔主要由筒節(jié)、法蘭、蓋板和手柄組成。一般人孔有兩個手柄。根據(jù)儲罐是在 常溫下及設計壓力為2.5MPa的條件下工作，人孔的標準按公稱壓力為2.5MPa等級選取。考慮到人孔蓋直徑較大較重，故選用水平吊蓋帶頸對焊法蘭人孔(HG 20593-95)，公稱直徑為400mm突面法蘭密封面(RF型)。該人孔結構中有吊鉤 和銷軸，在檢修時只需松開螺栓將蓋板繞銷軸旋轉一個角度，由吊鉤吊住，即可輕松進入，而不必將其取下以節(jié)約

22、維修時間。查得該人孔的有關數(shù)據(jù)如下：PT1.25Tp依1701.71702.13MPa3.4.2計算水壓試驗時的器壁應力值實驗時器壁的應力:PTB /)2 洼(3.3)其中有效厚度筆nC1C214 0.8 1 12.2 mmPr(Dj筆)2 筆213(240122)210.57MPa2 12.2 13.4.3校核強度查表2.1可知14mm的16MnR鋼板的常溫強度指標S 345MPa。所以，0.9cs.9345 1 310.50MPa T 0.9s，故所設計的器壁厚度滿足設下載可編輯.專業(yè).整理.表4.1水平吊蓋帶頸對焊法蘭人孔(突面)標準尺寸(mm)公稱壓力MPa公稱直徑dwXSDD1bb1

23、b2AH14do2.5400426X1262055040384035530020836該水平吊蓋帶頸對焊法蘭人孔的標記為：HG20593-95人孔RFV(A?G)400-2.5其中RF指突面密封，V指接管與法蘭的材料為16MnR A?G是指用普通石棉橡膠板墊片，400-2.5是指公稱直徑為400mm公稱壓力為2.5 Mpa。下載可編輯.專業(yè).整理.表4.2人孔PN2.5DN400（HG20593-95明細表件號標準號名稱數(shù)量材料尺寸/mm1筒節(jié)116MnRdwXS=426X 12，Hi=3002HGJ52-91法蘭116Mn鍛件）3HGJ69-91墊片1石棉橡膠板S=3（代號A?XB350）4

24、HGJ63-91法蘭蓋116MnRb1=38，b2=405HGJ75-91P螺柱2035M27X2X1506螺母4025M337吊環(huán)1Q235-A.F8轉臂1Q235-A.Fdo=369GB95-85墊圈201100HV10GB41-88螺母M2024級11吊鉤1Q235-A.F12環(huán)1Q235-A.F13無縫鋼管12014支承板116MnR4.2 開孔補強的計算在開孔或安裝接管處一般采取相應的補強措施。容器開孔后，在空附近的局 部地區(qū)，應力會達到很大的數(shù)值。這種局部的應力增長現(xiàn)象叫做“應力集中”。在應力集中區(qū)域的最大應力值，稱為“應力峰值”，通常用max表示。引起開孔附近應力集中現(xiàn)象的基本原

25、因是結構的連續(xù)性被破壞。在開孔處， 殼體和接管的變形不一致。為了使二者在連接之后的變形協(xié)調(diào)一致，連接處便產(chǎn) 生了附加內(nèi)力，主要是附加彎矩。由此產(chǎn)生的附加彎曲應力，便形成了連接處局 部地區(qū)的應力集中。補強的形式有：（1）內(nèi)加強平齊接管；（2）外加強平齊接管；（3）對稱加強 凸出接管；（4）密集補強。由于人孔的筒節(jié)不是采用無縫鋼管，故不能直接選用補強圈標準。由表4.1下載可編輯.專業(yè).整理.知本設計所選用的人孔筒節(jié)內(nèi)徑di=400mn,壁厚nt內(nèi)徑Di=400+2X(1+0.8)=403.6mm開孔補強的有關計算參數(shù)如下：開孔所需補強面積A對于圓筒，殼體開口出的計算厚度為：開孔直徑d di2C40

26、0 2(0.81)403.6mm。由于接管材料與殼體材料都為16MnR故fr=1，內(nèi)壓容器的圓筒開孔后所需的補強面積為：A d3233et(1 fr)(4 1)式中d開孔直徑，圓形孔取接管內(nèi)直徑加兩倍壁厚附加量，mm3殼體開孔處的計算厚度，mmet-接管有效厚度，mmfr強度削弱系數(shù)，等于設計溫度下接管材料與殼體材料許用應力之比 值。2代入數(shù)據(jù)得：開孔所需補強面積A 403.6 12.064867.42mm(2)有效寬度BB 2d 2 403.6 807.2mmB d 2323t403.62 14 2 10451.6 mm二者中取較大值B=807.2mm(3)有效高度外側高度h1h1.、d3t

27、403.6 1063.53mmh1接管實際外伸高度240 mm二者中取較小值h1=63.53mmpDj2(ytp1.7 24002 170 11.712.06mm下載可編輯.專業(yè).整理.二者中取較小值h2=0mm(4)補強面積A在有效補強范圍內(nèi)，可作為補強的截面積按下式計算AeAA2A3式中Ae補強面積,mm2；A22 63.53 (8.2 1.99) 1 0h1、dqt- 403.6 10 63.53 mm內(nèi)側高度h2h2接管實際外內(nèi)伸高度0 mm(4.2)殼體有效厚度減去計算厚度之外的多余面積按式(4.3)2mmA2接管有效厚度減去計算厚度之外的多余面積按式(4.4)2mmA 3焊縫金屬截

28、面積,2mm。下載可編輯.專業(yè).整理.計算:AeA1A2A356.504 789.04 100945.5466 mm2由于A，故開孔需另加補強，其另加補強面積為A4A Ae4867.42 945.54663921.87 mm2A1(B d)(淞5)25et(5e5)(1 fr)(4.3)其中接管有效厚度為 心5C1C210 0.8 18.2mm，故A1(807.2 403.6)(12.212.06) 2 8.2(12.2 12.06)(121)56.504mmA22 h1(5et5t)2h2( 5etC2)fr(4.4)其中接管計算厚為PcDt2 (T1.70 400PC2 170 11.70

29、1.99mm2789.04mmA32-10焊縫金屬截面積2210100mm故補強面積A為下載可編輯.專業(yè).整理.（5）補強圈厚度S圓整后取36mm，補強材料與殼體材料相同為16MnR5、選擇鞍座并核算承載能力選擇鞍座時應該考慮容器的質(zhì)量、介質(zhì)的質(zhì)量以及其他附件的質(zhì)量，計算三 者的總質(zhì)量，并根據(jù)總質(zhì)量選擇符合相應承載的鞍座。5.1 罐體質(zhì)量 W1筒體質(zhì)量mi:公稱直徑Di=2400 mm壁厚S=12 mm的筒體，查表（化工 設備設計基礎，天津大學出版社，附表4）得每米質(zhì)量是q11340kg/m，所以m1a。1340 3.004020.00kg圭寸頭質(zhì)量m2:公稱直徑D=2400 mm壁厚S=9.

30、62mm直邊高度h0=40mm的 橢圓形封頭，查表（化工設備設計基礎，天津大學出版社，附表6）得其質(zhì)量IIm2750kg所以m22m22 7501500kgW1m1m24020 15005520 kg5.2 液氨質(zhì)量 W2WV（5.1）式中：一一裝量系數(shù)，取0.9;（壓力容器安全技術監(jiān)察規(guī)程規(guī)定：介質(zhì)為液化氣體的固定式壓力容器，裝量系數(shù)一般取0.9）3V貯罐容積，m;3P液氨的密度，在-20C時液氨的密度為665kg/m。A4D2D13921.87680 403.614.189mm下載可編輯.專業(yè).整理.于是W2V 0.9 18.00 665 10773 kg5.3 其他附件質(zhì)量 W3人孔約重

31、194kg，其它接口管的總重約200kg。于是W=394kg5.4 設備總質(zhì)量 WW=WW+W=5520+10773+394=16687kg5.5 鞍座的選擇每個鞍座承受的負荷為根據(jù)鞍座承受的負荷，查表（化工設備機械基礎，大連理工大學出版社，附錄16）可知，選擇輕型（A）帶墊板，包角為120的鞍座。即JB/T4712-92鞍座A3000-F，JB/T4712-92鞍座A3000-S。其標準尺寸如下：表5.1 A型鞍座標準尺寸（mm）公稱直徑DN允 許載 荷/kN鞍 座高 度h底板腹板筋板墊板螺栓連接尺寸l1b1S12l3b2b33弧長b4S4e間距l(xiāng)2螺孔d螺紋M孔長116687 9.8128

32、1.85KN下載可編輯.專業(yè).整理.2400435250172024014102652082908280050010100152024M2040安放位置： 筒體長度L02 A L1式中A鞍座與封頭切線之間的距離，mmLi-兩鞍座間距，mm由于筒體L/D較大，且鞍座所在平面又無加強圈，取A 0.25D 0.25 2400 600mmL1L02A 3000 2 600 1800 mm6. 選擇液面計液面計是用以指示容器內(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、 玻璃管液面計、 磁性液位計和用于低溫設備的防霜液面計。 在 中低壓容器中常用前兩種。玻璃板液面計有透光式玻璃板液

33、面計（T型）、反射式玻璃板液面計（R型）和試鏡式玻璃板液面計（S型）三種結構，其適用溫度 一般在0250C。但透光式適用工作壓力較反射式高，試鏡式工作壓力最小。 玻璃管液面計適用工作壓力小于2.5MPQ介質(zhì)溫度在0250E的范圍。對于承 壓設備，一般都是將液面計通過法蘭、 活接頭或螺紋接頭與設備連接在一起， 分 別用于不同型式的液面計。所以在此選用玻璃管G型，公稱壓力1.70MPa,液面 計主體材料16Mn結構形式：W保溫型，排污口一律配螺塞，公稱長度L=1400mm帶頸平焊突面管法蘭（HG20594-97）。液面計標記為液面計AG1.7-IW-1400。7、選配工藝接管7.1 液氨進料管進料

34、管采用89X5mm的無縫鋼管，鋼管一端切成45,伸入儲罐少許，管 長400mm配用突面板式平焊法蘭HG 20593法蘭PL 80-1.7 RF 16MnR,不需補 強。7.2 液氨出料管在化工生產(chǎn)中， 需要將液體介質(zhì)運送到與容器平行的或較高的設備中去， 并下載可編輯.專業(yè) .整理 .且獲得純凈無雜質(zhì)的物料。故采用可拆的壓出管57 mm3.5mm將它用法蘭固定在接口管76mm4mn內(nèi)。罐體的接口管法蘭采用HG20593法蘭PL 65-1.6 RF 16MnR。與該法蘭相 配并焊接在壓出管的法蘭上，其連接尺寸和厚度與HG20593法蘭PL 65-1.6 RF 16MnR相同，但其內(nèi)徑為57mm液氨

35、壓出管的端部法蘭采用HG 20593法蘭PL 50-1.6RF 16M nR。這些小管 都不必補強。壓出管伸入貯罐2100mm。7.3 排污管貯罐右端最底部安設一個排污管，管子規(guī)格：57 mm 3.5 mm管端焊有一與截止閥J41W-16相配的管法蘭HG 20593法蘭PL 50-1.6 RF 16MnR。7.4 安全閥接口管安全閥在系統(tǒng)中起安全保護作用。 當系統(tǒng)壓力超過規(guī)定值， 安全閥打開， 將 系統(tǒng)中得一部分氣體排出罐體， 使系統(tǒng)壓力不超過允許值， 從而保證系統(tǒng)不因壓 力過高而發(fā)生事故。本設計采用38 mm 35 m%縫鋼管，法蘭為HG20593法蘭PL 32-1.6 RF 16MnR。7

36、.5 液面計接口管本貯罐采用透光式玻璃管液面計AG1.6-IW-1400兩支。與液面計相配的接管尺寸為14 mm 2 mm,與液面計接口管相配的法蘭型號為HG 20593-97法蘭PL10-1.6 RF 16MnR。下載可編輯1.12 107N.專業(yè).整理.7.6 放空管接管口為了在注入液體時，將容器內(nèi)的空氣排到罐體外以便能順利快速地注入，需安設一放空管。采用38 mm 3.5 mn無縫鋼管，法蘭為HG20593法蘭PL30-1.6RF 16MnR&參數(shù)校核8.1 筒體軸向應力校核8.1.1筒體軸向彎矩計算2212RmhiFLL241他3 L(1)筒體中間處截面的彎矩用下式計算式中F鞍座反力，

37、N;Rm橢圓圭寸頭長軸外半徑,mn;兩封頭切線之間的距離,mm鞍座與筒體一端的距離,mmhi封頭短軸內(nèi)半徑，mm其中,RmDN8n2400 141207mm。所以2 (120726002)1 3000,4 6003 30004 6003000(2)支座處截面上的彎矩(8-1)下載可編輯0.111MPa.專業(yè).整理.1A2 2RmhiM2FA 1L2 AL14 hi3 L(8-2)故:2 2d60012076001 -M281850 600 13000一2 600 30002,4 6001 -3 30000.63 107N8.1.2筒體軸向應力計算由化工機械工程手冊(上

38、卷)得Ki=K2=1.0。因為丨M丨丨M丨，且AvRm/2=603.5mm故最大軸向應力出現(xiàn)在跨中面，校核跨中面應力。(1)由彎矩引起的軸向應力筒體中間截面上最高點處：23.14 RmSe(8-3)e nC1C214 0.8 112.2mm所以1,1.12 10723.14 120712.20.20MPa最低點處：210.20MPa。鞍座截面處最高點處：下載可編輯0.111MPa.專業(yè).整理.M2323.14K1Rme最低點處：0.57 1073.14 1.0 1207212.23.14 1.0 1207212.2(2)由設計壓力引起的軸向應力0.111MPa下載可編輯0.111MPa.專業(yè).

39、整理.0.63 107M223.14QRme下載可編輯21.專業(yè).整理.1.70 120784.09MPa2 12.2最大軸向拉應力出現(xiàn)在筒體中間截面最低處，所以p 2 84.09 0.20 84.29MPa，許用軸向拉壓應力t合格。最大軸向壓應力出現(xiàn)在充滿水時，在筒體中間截面最高處，i 0.20MPa軸向許用應力:A041O.。94 1220.00095 MPaRi1200根據(jù)A值查外壓容器設計的材料溫度線圖得B=150MPa取許用壓縮應力8.2 筒體和封頭切向應力校核因筒體被封頭加強，筒體和封頭中的切向剪應力分別按下列計算：(1)筒體切向應力計算由化工機械工程手冊(上卷)查得K3=0.88

40、0，K4=0.401。所以K3FRme.880 818504.85MPa1207 12.2TP由PRm2e(8-4)(3)軸向應力組合與校核所以Pt 170Mpa，而(Tac=150MCT12IvTac，合格。K4 FRm e0.401 818501207 12.22.21MPa1.25TtTh1.25t(TK P DN下載可編輯21.專業(yè).整理.封頭切向應力計算下載可編輯.專業(yè).整理.8.3.2環(huán)向應力的校核1.25t1.25 170 212.5MPa合格因h仁藥th,所以合格8.3 筒體環(huán)向應力的計算和校核8.3.1環(huán)向應力的計算(1)在鞍座處橫截面最低點k K5Feb2(8-5)式中b2

41、-筒體的有效寬度，mm由化工機械工程手冊(上卷)查得，Ks=0.7603，K6=0.0132。式中k=0.1,考慮容器焊在鞍座上b2b1.56(8-6)式中b鞍座軸向寬度，mm所以b2260 1.56.1207 12.2449.30mm所以5弟0.7603 818501.126MPa12.2 449.3(2)鞍座邊角處軸向應力因為L/Rm=3000/1207=2.49v8,且6F3F4 b2&e2汀所以8185064449.30 12.2(8-7)14.62MPa170MPa合格3 0.0132 8185022 12.2下載可編輯.專業(yè).整理.8.4 鞍座有效斷面平均壓力鞍座承受的水平分力Fs

42、K9F由化工機械工程手冊(上卷)查得，K9=0.204。所以Fs0.204 8185016697.40MPa。鞍座有效斷面平均應力Fs(8-9)式中Hs鞍座的計算高度，mmb0-鞍座的腹板厚度，mm其中Hs取鞍座實際高度(H=250mjm和Rm/3=1207/3=402.33mm中的最小值,即Hs=250mm腹板厚度b0=S2-C1=10-0.8=9.2mm。2-14093. 33MPa3，式中(T sa= 140MPa鞍座材料Q235-AF的許用應力9. 設計匯總(1) 本設備按GB 150-1998鋼制壓力容器和HG 20584-1998鋼制化 工容器制造技術要求進行制造、校驗和驗收，并接受國家質(zhì)量技術監(jiān)督局頒發(fā) 的壓力容器安全技術監(jiān)察規(guī)程的監(jiān)督；(2) 焊接采用電弧焊，焊條型號E4303,16MnR可為J507,16MnR與碳鋼間為J427,埋弧焊