課程設計液氨儲罐設計課件

化工設備機械基礎課程設計：液氨儲罐設計

一、設計任務書：試設計一液氨儲罐，其公稱容積、儲罐內徑、罐體（不包括封頭）長度見下表。使用地點：家鄉(xiāng)--縣城及以上

。1化工設備機械基礎課程設計：液氨儲罐設計

一、設計任務書：試設液氨儲罐設計技術特性表

公稱容積(立方米)

公稱直徑(DN)介質液氨筒體長度(L)工作壓力（MPa)工作溫度(℃)使用地點推薦材料2液氨儲罐設計技術特性表

公稱容積(立方米)液氨儲罐設計管口表

編號名稱公稱直徑（mm）編號名稱公稱直徑（mm）a1-a2液面計e安全閥b人孔f放空管c進料管g排污管d出料管3液氨儲罐設計管口表

編號名稱公稱直徑（mm）編號名液氨儲罐設計:設計參數(shù)

學號≤57的同學選擇序號1-10的參數(shù)，學號尾數(shù)與序號相同即為該同學的技術特性表中的設計參數(shù)

參數(shù)12345678910公稱容積V1012162025公稱直徑DN1.61.81.61.81.82.02.02.22.02.2筒體長度L4.43.45.64.25.64.45.84.67.45.84液氨儲罐設計:設計參數(shù)

學號≤57的同學選擇序號1-10的液氨儲罐設計:設計參數(shù)的確定

學號≥58的同學選擇序號11-20的參數(shù)，學號尾數(shù)與序號相同即為該同學的技術特性表中的設計參數(shù)

參數(shù)11121314151617181920公稱容積V25324050公稱直徑DN2.42.02.22.42.22.42.62.42.62.8筒體長度L4.89.47.66.29.88.06.610.28.47.25液氨儲罐設計:設計參數(shù)的確定

學號≥58的同學選擇序號11接管公稱直徑進料出料放空排污安全閥液面計人孔V≤12M36565505050

20450V≥16M38080656580根據(jù)自己的技術特性表的公稱容積確定接管公稱直徑。6接管公稱直徑進料出料放空排污安全閥液面計人孔V≤12M365液氨儲罐設計:工藝條件圖7液氨儲罐設計:工藝條件圖7液氨儲罐設計二、設計內容、方法和步驟

按照設計任務書提供的工藝條件來設計液氨儲罐，主要是選擇適當?shù)牟牧希淮_定筒體和封頭的壁厚；選擇人孔、支座、液面計和各種工藝接管，并核算開孔補強；繪制儲罐的裝配圖；編寫計算說明書。88液氨儲罐設計參數(shù)的確定1.1根據(jù)要求選擇罐體和封頭的材料一般選擇Q345R材料作為罐體和封頭的材料。參見教材第六章：壓力容器與化工設備常用材料。1.2確定設計溫度與設計壓力液氨儲罐通常置于室外，罐內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，液氨溫度可達40℃以上，隨著氣溫的變化，儲罐的操作壓力也在不斷變化。

9液氨儲罐設計參數(shù)的確定9液氨的飽和蒸汽壓和密度（表壓=絕對壓力-0.1）溫度℃5040302010飽和蒸汽壓Mpa(絕對壓力)2.031.551.170.8570.615密度kg/m3563580595610625溫度℃0-10-20-30飽和蒸汽壓Mpa(絕對壓力)0.4290.2910.1900.120密度kg/m363965266567810液氨的飽和蒸汽壓和密度（表壓=絕對壓力-0.1）溫

液氨儲罐的操作溫度通常最低可取夏季氣溫40℃，若使用地點的夏季最高氣溫高于40℃，則液氨儲罐的操作溫度取有記錄的最高氣溫（可查該使用地區(qū)的氣象資料）。溫度在40℃-50℃之間可用內插法確定液氨的飽和蒸汽壓。

《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。1111

在設計時，參照教材193頁表8-3和表8-5按照家鄉(xiāng)地區(qū)歷史記錄最高氣溫和設計保冷措施情況確定最大操作壓力?！秹毫θ萜靼踩O(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。為便于計算設計壓力可取最大操作壓力的1.10倍。12121.3其他設計參數(shù)

容器公稱直徑見技術特性表；罐體和封頭的材料一旦確定，其設計溫度下的許用應力可查教材P195-P208表8-6--表8-11.液氨儲罐筒體為板卷焊，封頭一般選擇半橢圓型封頭，根據(jù)焊接接頭結構和無損探傷比例確定焊接接頭系數(shù)。13132.計算筒體和封頭的壁厚2.1計算筒體壁厚和封頭的壁厚參見第八章第二節(jié)內壓容器筒體與封頭厚度的計算。2.2水壓試驗參見第十五章第四節(jié)之壓力試驗的內容。2.2.1確定水壓試驗的耐壓試驗壓力值；2.2.2耐壓試驗時的容器的強度校核。142.計算筒體和封頭的壁厚143.選擇人孔并核算開孔補強3.1選擇人孔的公稱直徑和人孔材料參見第十一章第一節(jié)人孔和手孔的內容。3.2選擇人孔結構型式和法蘭密封面型式臥式液氨儲罐常用碳鋼水平吊蓋人孔。3.3開孔補強計算參見第十二章第一節(jié)開孔補強之二補強結構與計算。儲罐開設人孔，對筒壁強度削弱較大，需另行補強，通常是在筒體外焊接補強圈，補強圈材料一般與罐體材料相同。3.3.1確定補強圈直徑3.3.2計算補強圈厚度他接管的直徑較小，一般對筒壁強度的削弱較小，可查表確定是否需要另行補強。一般情況下不需另行補強。153.選擇人孔并核算開孔補強154.選擇鞍座并核算承載能力參見第十三章第一節(jié)臥式容器支座大型臥式容器常用鞍式支座支承，按照容器的公稱直徑選擇鞍座的型式和尺寸，并由儲罐的總重量核算其承載能力。4.1一般選擇帶加強墊板的A型（輕型）一對，Ⅰ型和Ⅱ型各一個。4.2鞍座離封頭的距離盡量不超過容器直徑的1/4（鞍座離封頭的距離也不要超過筒體長度的1/5.4.3儲罐的總重量包括罐重和料重，筒體和封頭的重量、人孔的重量可查表，其他附件重量較小，可估計；因為液氨比水輕，所以水壓試驗時的水重比罐內液氨重的多，應計算水壓試驗時罐體總重。164.選擇鞍座并核算承載能力165.選擇液面計參見第十一章第二節(jié)視鏡與液面計內容之二液面計。根據(jù)液氨儲罐的公稱直徑選擇液面計的型式和公稱長度。液氨儲罐常用玻璃管液面計，玻璃管液面計（HG-5-227-80）按針形閥的材料分為碳鋼（Ⅰ類）和不銹鋼1Cr18Ni9（Ⅱ類）；按結構型式分為保溫型（W型，用加熱蒸汽保溫）和不保溫型（D型）；按法蘭密封面的型式分為光滑面（A型，管法蘭HG5010-58）和凸面（B型，凹凸面管法蘭HG5012-58）；玻璃管液面計的公稱長度L為：500，600，800，1000，1200，1400.當儲罐直徑較大時，可裝設兩組液面計。17176.選配工藝接管

按照設計任務書提供的口徑選擇各種工藝接管。進料管應伸進罐內并在管端切成45°斜口指向罐中央；物料壓出管也伸進罐內，離罐底約100mm，常制成可拆式接管；安全閥和放空管應設置在容器的最高處，排污管應設置在容器的最低處，以利排放。按照儲罐的設計壓力和設計溫度選擇各個工藝接管的法蘭。參見第十章第二節(jié)管法蘭連接內容。

186.選配工藝接管187.根據(jù)上述設計畫出液氨儲罐裝配圖（可用計算機繪圖，若需要繪圖版可找周艷老師借。）197.根據(jù)上述設計畫出液氨儲罐裝配圖（可用計算機繪圖，若需要繪裝配圖應表明化工容器的形狀、結構、尺寸，主要零部件之間的裝配關系和技術特性等，它是化工容器的設計、制造、安裝、維修和管理的重要技術文件，也是技術交流的工程語言。繪制化工容器裝配圖除了應遵循《機械制圖》國家標準外，還要結合化工容器的特點注意某些問題。20裝配圖應表明化工容器的形狀、結構、尺寸，主要零7.1圖幅、比例及圖面布局液氨儲罐裝配圖可選A2或A3，若幅面不足時，可以加長其長邊的1/4或1/2；比例主視圖等可選用1：5；1：10；1：15；1：20；1：25等，表明在標題欄內，局部視圖可選用1：5；1：4；1：3等，須另行標注在局部視圖上。液氨儲罐裝配圖通常采用主視圖和左視圖，再配置適當?shù)木植恳晥D作為補充。217.1圖幅、比例及圖面布局217.2標注尺寸和為零部件編號液氨儲罐裝配圖應標注的尺寸有：特性尺寸：筒體內徑、長度和壁厚，鞍座高度等。配合尺寸：制作和接管的位置；接管的外（內）神長度等。安裝尺寸：地腳螺栓中心距、支座地板尺寸等。外形尺寸：液氨儲罐的總長度、寬度和高度。227.2標注尺寸和為零部件編號227.3標題欄、明細欄液氨儲罐的制造、檢驗主要數(shù)據(jù)表略。237.3標題欄、明細欄23三、計算說明書的內容1.封面（見模板-外）2.目錄3.設計任務書4.正文章節(jié)5.設計總結6.致謝7.參考文獻（資料）8.附錄（重要資料圖表及裝配圖可作為附錄列在目錄后）

9.封底（見模板-內）24三、計算說明書的內容24四、注意事項1.用A4打印紙書寫或打印，書寫時要求字跡工整，打印時字體選用仿宋或宋體，正文字號選用四號或小四號，注意頁邊距、行間距，留裝訂邊；2.畫出規(guī)范的工藝條件示意圖和裝配圖；3.需查閱一定的參考文獻資料，教材、設計手冊、教學參考書、相關專業(yè)雜志、網(wǎng)絡資料等

；4.獨立完成；25四、注意事項25第十七周--第十八周交；不遲于2014.1.3各班學習委員收集交給老師請注意：該設計單獨作為課程設計成績。

26第十七周--第十八周交；265.目錄（可按第一部分，...；第一章,...或按序號等列目錄），目錄字號可同正文字號或比正文小一號

。注意：設計任務書為正文第一部分，致謝和參考文獻（資料）不列在目錄中。6.正文章節(jié)及設計總結（按設計內容及設計總結分為各個部分或章節(jié)）7.致謝（致謝位于設計總結后，比正文小一號字）8.參考文獻（資料）（參考文獻位于致謝后，比正文小一號字）

275.目錄（可按第一部分，...；第一章,...或按序號等列9.參考文獻書寫方法：

著作類：×××編.著作名.出版地：出版社，第幾版，出版年期刊類：×××，×××，×××等.文章名.期刊名，年，卷（期）：頁碼（起止）專利類：×××，×××，×××等.專利名稱.中國發(fā)明專利，公開號：CN..，授權年

網(wǎng)絡類：網(wǎng)址10.參考文獻要編序號11.設計計算說明書裝訂成冊，裝配圖作為附錄折疊后裝訂在計算說明書后。

289.參考文獻書寫方法：28五.答辯問題1.液氨儲罐的機械設計包括哪些內容？2.設計參數(shù)中設計壓力是如何確定的？3.設計參數(shù)中焊接接頭系數(shù)是如何確定？4.敘述液氨的性質并說明如何防止液氨泄漏。29五.答辯問題29六.成績1.完整的液氨儲罐設計計算說明書（封面，目錄，正文，設計總結，致謝，參考文獻，封底等）（50分）2.合格的液氨儲罐裝配圖并與設計計算說明書裝訂在一起。（20分）3.合格的文檔（字體、字號、排版、頁碼等）。（10分）4.答辯問題。（20分）30六.成績30化工設備機械基礎課程設計：液氨儲罐設計

一、設計任務書：試設計一液氨儲罐，其公稱容積、儲罐內徑、罐體（不包括封頭）長度見下表。使用地點：家鄉(xiāng)--縣城及以上

。31化工設備機械基礎課程設計：液氨儲罐設計

一、設計任務書：試設液氨儲罐設計技術特性表

公稱容積(立方米)

公稱直徑(DN)介質液氨筒體長度(L)工作壓力（MPa)工作溫度(℃)使用地點推薦材料32液氨儲罐設計技術特性表

公稱容積(立方米)液氨儲罐設計管口表

編號名稱公稱直徑（mm）編號名稱公稱直徑（mm）a1-a2液面計e安全閥b人孔f放空管c進料管g排污管d出料管33液氨儲罐設計管口表

編號名稱公稱直徑（mm）編號名液氨儲罐設計:設計參數(shù)

學號≤57的同學選擇序號1-10的參數(shù)，學號尾數(shù)與序號相同即為該同學的技術特性表中的設計參數(shù)

參數(shù)12345678910公稱容積V1012162025公稱直徑DN1.61.81.61.81.82.02.02.22.02.2筒體長度L4.43.45.64.25.64.45.84.67.45.834液氨儲罐設計:設計參數(shù)

學號≤57的同學選擇序號1-10的液氨儲罐設計:設計參數(shù)的確定

學號≥58的同學選擇序號11-20的參數(shù)，學號尾數(shù)與序號相同即為該同學的技術特性表中的設計參數(shù)

參數(shù)11121314151617181920公稱容積V25324050公稱直徑DN2.42.02.22.42.22.42.62.42.62.8筒體長度L4.89.47.66.29.88.06.610.28.47.235液氨儲罐設計:設計參數(shù)的確定

學號≥58的同學選擇序號11接管公稱直徑進料出料放空排污安全閥液面計人孔V≤12M36565505050

20450V≥16M38080656580根據(jù)自己的技術特性表的公稱容積確定接管公稱直徑。36接管公稱直徑進料出料放空排污安全閥液面計人孔V≤12M365液氨儲罐設計:工藝條件圖37液氨儲罐設計:工藝條件圖7液氨儲罐設計二、設計內容、方法和步驟

按照設計任務書提供的工藝條件來設計液氨儲罐，主要是選擇適當?shù)牟牧?；確定筒體和封頭的壁厚；選擇人孔、支座、液面計和各種工藝接管，并核算開孔補強；繪制儲罐的裝配圖；編寫計算說明書。388液氨儲罐設計參數(shù)的確定1.1根據(jù)要求選擇罐體和封頭的材料一般選擇Q345R材料作為罐體和封頭的材料。參見教材第六章：壓力容器與化工設備常用材料。1.2確定設計溫度與設計壓力液氨儲罐通常置于室外，罐內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，液氨溫度可達40℃以上，隨著氣溫的變化，儲罐的操作壓力也在不斷變化。

39液氨儲罐設計參數(shù)的確定9液氨的飽和蒸汽壓和密度（表壓=絕對壓力-0.1）溫度℃5040302010飽和蒸汽壓Mpa(絕對壓力)2.031.551.170.8570.615密度kg/m3563580595610625溫度℃0-10-20-30飽和蒸汽壓Mpa(絕對壓力)0.4290.2910.1900.120密度kg/m363965266567840液氨的飽和蒸汽壓和密度（表壓=絕對壓力-0.1）溫

液氨儲罐的操作溫度通常最低可取夏季氣溫40℃，若使用地點的夏季最高氣溫高于40℃，則液氨儲罐的操作溫度取有記錄的最高氣溫（可查該使用地區(qū)的氣象資料）。溫度在40℃-50℃之間可用內插法確定液氨的飽和蒸汽壓。

《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。4111

在設計時，參照教材193頁表8-3和表8-5按照家鄉(xiāng)地區(qū)歷史記錄最高氣溫和設計保冷措施情況確定最大操作壓力?！秹毫θ萜靼踩O(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。為便于計算設計壓力可取最大操作壓力的1.10倍。42121.3其他設計參數(shù)

容器公稱直徑見技術特性表；罐體和封頭的材料一旦確定，其設計溫度下的許用應力可查教材P195-P208表8-6--表8-11.液氨儲罐筒體為板卷焊，封頭一般選擇半橢圓型封頭，根據(jù)焊接接頭結構和無損探傷比例確定焊接接頭系數(shù)。43132.計算筒體和封頭的壁厚2.1計算筒體壁厚和封頭的壁厚參見第八章第二節(jié)內壓容器筒體與封頭厚度的計算。2.2水壓試驗參見第十五章第四節(jié)之壓力試驗的內容。2.2.1確定水壓試驗的耐壓試驗壓力值；2.2.2耐壓試驗時的容器的強度校核。442.計算筒體和封頭的壁厚143.選擇人孔并核算開孔補強3.1選擇人孔的公稱直徑和人孔材料參見第十一章第一節(jié)人孔和手孔的內容。3.2選擇人孔結構型式和法蘭密封面型式臥式液氨儲罐常用碳鋼水平吊蓋人孔。3.3開孔補強計算參見第十二章第一節(jié)開孔補強之二補強結構與計算。儲罐開設人孔，對筒壁強度削弱較大，需另行補強，通常是在筒體外焊接補強圈，補強圈材料一般與罐體材料相同。3.3.1確定補強圈直徑3.3.2計算補強圈厚度他接管的直徑較小，一般對筒壁強度的削弱較小，可查表確定是否需要另行補強。一般情況下不需另行補強。453.選擇人孔并核算開孔補強154.選擇鞍座并核算承載能力參見第十三章第一節(jié)臥式容器支座大型臥式容器常用鞍式支座支承，按照容器的公稱直徑選擇鞍座的型式和尺寸，并由儲罐的總重量核算其承載能力。4.1一般選擇帶加強墊板的A型（輕型）一對，Ⅰ型和Ⅱ型各一個。4.2鞍座離封頭的距離盡量不超過容器直徑的1/4（鞍座離封頭的距離也不要超過筒體長度的1/5.4.3儲罐的總重量包括罐重和料重，筒體和封頭的重量、人孔的重量可查表，其他附件重量較小，可估計；因為液氨比水輕，所以水壓試驗時的水重比罐內液氨重的多，應計算水壓試驗時罐體總重。464.選擇鞍座并核算承載能力165.選擇液面計參見第十一章第二節(jié)視鏡與液面計內容之二液面計。根據(jù)液氨儲罐的公稱直徑選擇液面計的型式和公稱長度。液氨儲罐常用玻璃管液面計，玻璃管液面計（HG-5-227-80）按針形閥的材料分為碳鋼（Ⅰ類）和不銹鋼1Cr18Ni9（Ⅱ類）；按結構型式分為保溫型（W型，用加熱蒸汽保溫）和不保溫型（D型）；按法蘭密封面的型式分為光滑面（A型，管法蘭HG5010-58）和凸面（B型，凹凸面管法蘭HG5012-58）；玻璃管液面計的公稱長度L為：500，600，800，1000，1200，1400.當儲罐直徑較大時，可裝設兩組液面計。47176.選配工藝接管

按照設計任務書提供的口徑選擇各種工藝接管。進料管應伸進罐內并在管端切成45°斜口指向罐中央；物料壓出管也伸進罐內，離罐底約100mm，常制成可拆式接管；安全閥和放空管應設置在容器的最高處，排污管應設置在容器的最低處，以利排放。按照儲罐的設計壓力和設計溫度選擇各個工藝接管的法蘭。參見第十章第二節(jié)管法蘭連接內容。

486.選配工藝接管187.根據(jù)上述設計畫出液氨儲罐裝配圖（可用計算機繪圖，若需要繪圖版可找周艷老師借。）497.根據(jù)上述設計畫出液氨儲罐裝配圖（可用計算機繪圖，若需要繪裝配圖應表明化工容器的形狀、結構、尺寸，主要零部件之間的裝配關系和技術特性等，它是化工容器的設計、制造、安裝、維修和管理的重要技術文件，也是技術交流的工程語言。繪制化工容器裝配圖除了應遵循《機械制圖》國家標準外，還要結合化工容器的特點注意某些問題。50裝配圖應表明化工容器的形狀、結構、尺寸，主要零7.1圖幅、比例及圖面布局液氨儲罐裝配圖可選A2或A3，若幅面不足時，可以加長其長邊的1/4或1/2；比例主視圖等可選用1：5；1：10；1：15；1：20；1：25等，表明在標題欄內，局部視圖可選用1：5；1：4；1：3等，須另行標注在局部視圖上。液氨儲罐裝配圖通常采用主視圖和左視圖，再配置適當?shù)木植恳晥D作為補充。517.1圖幅、比例及圖面布局217.2標注尺寸和為零部件編號液氨儲罐裝配圖應標注的尺寸有：特性尺寸：筒體內徑、長度和壁厚，鞍座高度等。配合尺寸：制作和接管的位置；接管的外（內）神長度等。安裝尺寸：地腳螺栓中心距、支座地板尺寸等。外形尺寸：液氨儲罐的總長度、寬度和高度。527.2標注尺寸和為零部件編號227.3標題欄、明細欄液氨儲罐的制造、檢驗主要數(shù)據(jù)表略。537.3標題欄、明細欄23三、計算說明書的內容1.封面（見模板-外）2.目錄3.設計任務書4.正文章節(jié)5.設計總結6.致謝7.參考文獻（資料）8.附錄（重要資料