【精编完整版】25立方米液氯压力储罐毕业论文

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课程设计说明书

SPECIFICATION

25m3液氨储罐设计

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目录

任务书………………………………………………………………第一章工艺设计

1.1存储量…………………………………………………

1.2设备的选型及轮廓尺寸………………………………第二章机械设计

2.1结构设计

2.1.1筒体及封头设计

材料的选择…………………………………………

筒体壁厚的设计计算………………………………

封头壁厚的设计计算………………………………2.1.2接管及接管法兰设计

接管尺寸选择………………………………………

管口表及连接标准…………………………………

接管法兰的选择……………………………………

垫片的选择…………………………………………

紧固件的选择………………………………………2.1.3人孔的结构设计

密封面的选择………………………………………

人孔的设计…………………………………………

2.1.4 核算开孔补强……………………………………

2.1.5支座的设计

支座的选择……………………………………………2.1.6液面计及安全阀选择

2.1.7总体布局

2.1.8焊接接头设计

2.2强度校核

参考文献

任务书

25立方米液氯储罐设计

课程设计要求及原始数据（资料）

一、课程设计要求：

1、按照国家压力容器设计标准，规范进行设计，掌握典型过

程设备设计的过程。

2、设计计算采用手算，要求设计思路清晰，计算数据准确、

可靠。

3、工程图纸要求计算机绘图。

4、独立完成。

二、原始数据：

课程设计主要内容：

1、设备工艺设计

2、设备结构设计

3、设备强度计算

4、技术条件编制

5、绘制设备总装配图

6、编制设计说明书

应交出的设计文件（论文）：

1、设计说明书一份

2、总装配图一张（折合A1图纸一张）

摘要

液氯为黄绿色的油状液体，有毒，在15℃时比重为1.4256，在标准状况下，沸点为-34.6℃，凝固点为-101.5℃。在水分存在下对钢铁有强烈腐蚀性。液氯为基本化工原料，可用于冶金、防止、造纸

等工业，并且是合成盐酸、聚氯乙烯、塑料、农药的原料。用高压钢瓶包装，净重500kg 、1000kg ；槽车罐装，净重25吨左右罐。贮于阴凉干燥通风处，防火、防晒、防热。

项目 指标 一等品 二等品

氯含量，%≥99.8 99.6 99.6

水份含量，%≤0.015 0.030 0.040

危害特性：液氯不会燃烧，但可助燃。一般可燃物大都能在氯气中燃烧，一般易燃气体或蒸汽也都能与氯气形成爆炸性混合物。氯气能与许多化学品如乙炔、松节油、乙醚、氨、燃料气、烃类、氢气、金属粉末等猛烈反应发生爆炸或生成爆炸性物质。它几乎对金属和非金属都有腐蚀作用。

第一章 工艺设计

1.1 存储量

盛装液化气体的压力容器设计存储量

式中：W ——储存量，t ；

——装载系数；

V ——压力容器容积；

——设计温度下的饱和溶液的密度，；

根据设计条件=t t 9975.33511.1259.0=??

1.2 设备的选型及轮廓尺寸

查表《容器参数》可得：筒体的公称直径,长度，计算体积

选用EHA 椭圆封头，查《EHA 椭圆形封头内表面积及容积表》可

得：深度，内表面积，容积

第二章 机械设计

2.1 结构设计

2.1.1筒体及封头设计

①.材料的选择

常见的压力容器用碳素钢和低合金钢钢板有Q245，Q345R ，Q370R 等；无缝钢管材料有10，20,等。考虑到该容器的内径为2100mm ，所以选用筒体由钢板卷制而成，由于低合金钢有较高的强度，良好的塑性，价格相对较低，所以选用Q345R 。

②.筒体壁厚设计计算

I .设计压力

液氯储罐的工作温度-20℃——50℃，故选取设计温度t=50℃，由本次的《化工设备机械基础》课程设计指导书查得，该温度下液氯的绝对饱和蒸汽压为1.430MPa 。由于通常的设计压力在没有说明的情况下，均指表压在本次设计中的液氯储罐上装有安全阀，通常认为设计压力为工作压力的1.05——1.10倍，所以安全阀的开启压力为，(1.05~1.10) 1.5015b w p p ==，因为,所以，公称压力选1.6MPa 。 II .液柱静压力

由《化工设备机械基础》课程设计指导书查得，液氯的密度为1511㎏，内径2100mm 由《各地区重力加速度表》查的太原地区的，则根据公式可

III .计算压力

因为，所以可忽略静压力的影响。即

IV .设计温度下材料的许用应力

为，假设筒体厚度为，由《材料许用应力表》可得的

V .焊接接头系数

本次液氯储罐的设计采用双面对接焊的全焊透对接接头，局部无损检测，所以=0.85。

VI .内压容器的计算厚度

根据内压容器的计算厚度公式【2】：

。[] 1.6220011.0121890.85 1.6

2c i

t c p D mm p δσ??===??-- 取腐蚀裕量， 所以设计厚度 。

由于GB 713《锅炉和压力容器用钢钢板》和GB 3513《低温压力容器用低合金钢板》中列举的锅炉和压力容器专用钢板的厚允许偏差按GBT 709中的B 类要求，即厚度负偏差。

另外取负偏差， 所以名义厚度 ，经过圆整后为,在之间，故假设是成立的。

.封头壁厚的设计计算

标准椭圆形封头的计算厚度

根据标准椭圆形封头的计算厚度公式：

[] 1.6220010.9821890.850.5 1.6

20.5c i

t c p D mm p δσ??===??-?- 取腐蚀裕量，经过圆整后为.

可见标准椭圆形封头与筒体等厚

2.1.2接管及接管法兰设计

1，本次设计所用的接管的尺寸表如下所示：

2,本次设计所用的接管及管口表如下

表2管口表

3接管法兰的选泽

性为高等危害，故采用带颈对焊法兰，密封面为凹凸面，带加强环的缠绕式垫片和专用级紧固件结合。根据设计压力为，操作温度为—20~50℃，故采用锻件，材料选Q345R，类别为1C1，由于设计压力为，查《中华人民共和国化工行业标因此该法兰的公称压力为PN16，由于PN≤25,但介质有毒，所以采用专用级全螺纹螺柱和型六角螺母

接管的法兰结构如下：

表3 接管法兰结构尺寸表【3

表5 接管法兰标记

2.1.3人孔的结构设计

① .密封面的选择

由于本次设计的介质是高度危害的，所以本次设计采用凹凸法兰密封面（MFM）。

② .人孔的设计

本次设计的储罐设计压力为 1.6MPa，根据T

HG《钢制人孔和手孔》【3】，采用回转盖带颈对焊/

～

2005

21535

21514

法兰人孔。

该人孔标记为：人孔

图3.1 人孔结构示意图

表3.1 人孔结构尺寸【3】

2.1.4人孔的开孔补强计算

按照GB150壳体开孔满足以下要求时，可不另行

1，设计压力小于等于2.5；

2，两相邻开孔中心的间距应不小于两孔直径之和的两倍；

3，接管的公称外径小于等于89mm；

4，接管厚度满足下表：

接管

外径

mm

25 32 38 45 48 57 65 76 89 最小

壁厚mm 3.5 4 5

6 6

由于除人孔和备用口外，其他接管的外径均小于89mm，故我们需要对人孔和备用口进行开孔补强。GB150采用等面积补强.。查表

《补强圈尺寸系列》，补强圈外径，补强圈的厚度为壳体的壁厚，材料与壳体相同，为Q345R ，考虑到液氯的毒性程度为高度危时，该补强圈的质量为33.9㎏，可确定补强圈为： JBT4736

2.1.5支座的设计

①.支座的选择

鞍座结构

该卧式容器采用双鞍式支座，材料选用Q235-A 。

估算鞍座的负荷：

储罐总质量

—筒体质量

中表B.2 EHA 椭圆形封头质量，可知，

—充液质量：，3130725.733589.9m V kg ρ=?=?=氯计

—附件质量：人孔质量为245kg ，其他接管质量总和292kg ，即 综上所述，

1234250352683.233589.954640537.3m m m m m kg =+++=+?++=

G=mg=397.67kN,每个鞍座承受的重量为198.84kN

由此查JB4712.1-2007容器支座，选取轻型，焊制为A,包角为120，有垫板的鞍座。查JB4712.1-2007得鞍座结构尺寸如下表4：

表4：鞍式支座结构尺寸单位：mm

2.1.6液面计及安全阀选择

本次设计采用磁性液位计，普通型，压力等级为1.6 MPa。根据实际要求，选用液位计的长度为1400mm。标记

根据公称压力PN=1.6和适用介质，选择型号为A41H-16C的安全阀。

2.1.7总体布局

液氯进气管外伸度80mm，内伸高度1620mm。，备用口、排气口，压力表管外伸高度150mm，内伸高度0mm。排污口管外伸度150m，内伸高度0m。排液口管外伸高度150m，内伸高度0m。安全阀外伸高度150mm，内伸高度0mm。人孔外伸361mm，内伸0mm。

接管与接管间距400mm，进液口接管与左侧人孔间距600mm，加强圈外侧与焊缝距离等于300mm,鞍座距封头切线1190mm。

2.1.8焊接结构设计及焊条的选择

综合考虑各种因素，针对本次设计储存的介质是高毒性介质，所以本次设计的壳体A、B类焊接接头应为X型的如图。而对于法兰与壳体、接管连接的接头，应采用全焊透接头。

对于人孔、补强圈与壳体的接头选用，如图

1300

图8.1 x型焊接接头

图8.2 接管与筒体的接头

图8.3 补强圈接头形式2.2强度校核

六、结束语

为期两周的课程设计很快就结束了，在这两周里，我们过的忙碌而充实。在经历了一周的手工作图和一周了电脑绘图之后，我们深深地体会到了工程师的不容易。我们不仅从中学到了过程装备设计的知识，也学到了设计中的种种细节对一个设备甚至一个工程的重要性。这对我们以后的学习也大有裨益。总之，这两周，是很有收获的两周。主要参考文献（资料）：

《化工设备机械基础》-课程设计指导书.太原理工大学.2015

1）量监督检验检疫总局颁布，2009.8.31

2）度分类北京：全国化工工程建设标准编辑中心，2011

3）国家经济贸易委员会，2002

4）息化部，2009

5）社,2000

社,2005

6）

本文来源：https://www.bwwdw.com/article/2gil.html