（强烈推荐）50立方米液氨储罐设计 - 毕业论文任务书

设计任务书

设计姓 名： 职称：

课程设计题目： （50）M3液氨储罐设计

1．设计内容和要求（包括原始数据、技术参数、条件、设计要求等）： 1． 原始数据 设计条件表 序号 1 2 3 4 5 6 名 称 用 途 最高工作压力 工作温度 公称容积（Vg） 工作压力波动情况 1.55 -20～40 50 液氨储罐 液氨储存 MPa ℃ M3 项 目 数 值 单 位 备 注 由介质温度确定 可不考虑

7 8 9 装量系数(φV) 工作介质 使用地点 0.85 液氨（中度危害） 室外 10 安装与地基要求 11 其它要求 管口表

接管代号 公称尺寸 连接尺寸标准 连接面形式 a b c d e f g h 用途或名称 DN65 DN50 DN500 DN50 DN50 DN25 DN20 DN65 FM FM FM FM FM FM FM FM 液氨进口管 安全阀接口 人 孔 空气进口管 空气出口管 压力表接口 液位计接口 液氨出口管

设 计 任 务 书

2．设计内容 1）设备工艺、结构设计； 2）设备强度计算与校核； 3）技术条件编制； 4）绘制设备总装配图； 5）编制设计说明书。 3．设计工作任务及工作量的要求〔包括设计计算说明书(论文)、图纸、样品等〕： 1）设计说明书： 主要内容包括：封面、设计任务书、目录、设计方案的分析和拟定、各部分结构尺寸的设计计算和确定、设计总结、参考文献等； 2）总装配图 设计图纸应遵循国家机械制图标准和化工设备图样技术要求有关规定，图面布置要合理，结构表达要清楚、正确，图面要整洁，文字书写采用仿宋体、内容要详尽，图纸采用计算机绘制。

设 计 任 务 书

4．主要参考文献：

[2] 国家质量技术监督局，《压力容器安全技术监察规程》，中国劳动社会保障出版社，1999 [3] 全国化工设备设计技术中心站，《化工设备图样技术要求》，2000，11 [4] 郑津洋、董其伍、桑芝富，《过程设备设计》，化学工业出版社，2001 [5] 黄振仁、魏新利，《过程装备成套技术设计指南》，化学工业出版社，2002 [6] 国家医药管理局上海医药设计院，《化工工艺设计手册》，化学工业出版社，1996 [7] 蔡纪宁主编，《化工设备机械基础课程设计指导书》，化学工业出版社，2003年 5．设计成果形式及要求： 1）完成设计说明书一份； 2）草图一张（A1图纸一张） 3）总装配图一张 (A1图纸一张)；

第一章 设计参数的选择

1、设计压力：

液氨在40℃的饱和蒸汽压为1.55 MPa，由于按《压力容器安全技术监察规程》规定，盛装液化气体无保冷设施的压力容器，其设计压力应不低于液化气40℃时的饱和蒸汽压力Pv=1.55Mpa，大气压Pa=0.1Mpa. 而最高工作压力指容器顶部在正常工作过程中可能产生的最高表压可取液氨容器的设计压力为最大工作压力的1.1倍。即P=(1.55-0.1)×1.1=1.6 水压试验 PT=1.25X1.6=2.0Mpa

2、设计温度：

设计温度系指容器在正常操作情况下，在相应设计压力下，设定受压元件的金属温度，其值不得低于元件金属可能达到的最高金属温度，对于0以下的金属温度，则设计温度不高于元件金属可能达到的最低金属温度，容器的设计温度是指壳体的设计温度，可知器设计温度选取的依据是：其值不得低于最高金属温度或不得高于最低金属温度（0以下）。湖南桃源盘塘当地最高工作温度为37℃~38℃，则设计温度取40。 3、主要元件材料的选择： 3.1 筒体材料的选择：

根据液氨的物性选择罐体材料，碳钢对液氨有良好的耐蚀性腐蚀率在0.1㎜年以下，且又属于中压储罐，可以考虑20R和16MnR这两种钢材，综合考虑经济因素， GB6654）=163 Mpa。Q345（16MnR）适用范围：用于介质含有少量硫化物，具有一定腐蚀性,壁厚较大（）的压力容器。 3.2地脚螺栓的材料选择：

地脚螺栓选用符合GBT 700规定的Q235，Q235的许用应力

第二章 设备的结构与厚度设计

1、筒体和封头的结构设计

1.1 封头的结构尺寸（封头结构如下图1） 由，得 h?H?Di2600?690??40mm 44积、容积，如下表2：

表2 ：EHA椭圆形封头内表面积、容积

公称直径DN mm 2600 690 7.6545 2.5131 总深度H mm 内表面积A 容积

接管和法兰布置如图3所示，法兰简图如图所示：

取各管口公称直径，查得各法兰的尺寸。 兰的质量。 凸面密封）。

表4：接管和法兰尺寸

序名称 公钢管法螺栓螺螺栓孔螺栓法号 法兰颈 法法兰兰高质R 度量 H 称外径兰孔中栓数量nTh 兰N S 直法兰外心圆孔（个） 径焊端径D 直径直DN 外径 K 径L 厚度C a 液氨 65 76B 1 85 145 18 8 M16 18 92 2.9 10 6 35 3.0 进口管 b 安全 50 57B 165 125 18 阀接口 4 M16 18 74 2.9 8 6 45 2.5

c 人 孔 500 530B 670 620 26 20 M24 28 542 7.1 16 12 90 4 d 空气 50 57B 165 125 18 进口管 e 空气 50 57B 165 125 18 出口管 f 压力 25 32B 115 85 14 表接口 g 液位 20 25B 105 75 14 计接口 4 M16 18 74 2.9 8 6 45 2.5 4 M16 18 74 2.9 8 6 45 2.5 4 M12 18 40 2.3 6 4 40 1 4 M12 18 40 2.3 6 4 40 1 h 液氨 65 76B 1 85 145 18 8 M16 18 92 2.9 10 6 35 3.0 出口管 5.2 垫片

表5 垫片尺寸表

符号 a b c d e 管口名称 液氨进口管 安全阀接口 人 孔 空气进口管 空气出口管 公称直径 65 50 500 50 50 内径D1 97.5 77.5 561 77.5 77.5 外径D2 127 107 624 107 107

f g h 压力表接口 液位计接口 液氨出口管 25 20 65 54 45.5 97.5 71 61 127 注：1：包覆金属材料为纯铝板，标准为GBT 3880，代号为L3。 2：垫片厚度均为3mm。

5.3 螺栓（螺柱）的选择 柱的长度和平垫圈尺寸：

表6 螺栓

公称直径 a b c d e f g h

6 人孔的选择

面的法兰，其明细尺寸见下表：

表7 人孔尺寸表 单位：mm 密封面型式 凹凸面MFM D 730 43 30 65 50 500 50 50 25 20 65 M16 M16 M24 M24 M16 M12 M12 M16 85 85 125 90 90 75 75 85 17 17 25 17 17 13 13 17 30 30 44 30 30 24 24 30 3 3 4 3 3 2.5 2.5 3 螺纹 螺柱长 紧固件用平垫圈 mm h

公称压力PN MPa 公称直径DN 10 660 48 螺柱数量 20 500 280 A 405 螺母数量 40 123 B 200 螺柱尺寸 d 506 b 44 L 300 总质量kg 302

第三章 开孔补强设计

根据GB150中8.3，当设计压力小于或等于2.5MPa时，在壳体上开孔，两相邻开孔中心的间距大于两孔直径之和的两倍，且接管公称外径不大于89mm时，接管厚度满足要求，不另行补强，故该储罐中只有DN=500mm的 人孔需要补强。 1 补强设计方法判别

开孔直径d?di?2C2?500?2?2?504mm 故可以采用等面积法进行开孔补强计算。 接管材料选用10号钢正火，其许用应力 其中：壳体开孔处的计算厚度

接管的有效厚度?et??nt?C1?C2?20?2?18mm 强度削弱系数

所以开孔所需补强面积为

A?d??2??et(1?f?)?504?18?2?17.5?18?0.337?3374mm2 2有效补强范围

12.2.1有效宽度B的确定 按GB150中式8-7，得：

B2?d?2?n?2?nt?504?2?17.5?2?20?579mm 12.2.2有效高度的确定 (1）外侧有效高度的确定 根据GB150中式8-8，得：

'h1?d?nt?504?20?100.4mm

h1''?接管实际外伸高度?H1?280mm (2）内侧有效高度的确定

'， h1?d?nt?504?20?100.4mm，

3 有效补强面积

根据GB150中式8-10 ~ 式8-13，分别计算如下： 3.1 筒体多余面积

A1??B?d???e????2?et??e????1?f????1008?504??17.5?17.34??2?18?17.5?17.34??0.337?78.69mm3.2接管的多余面积 接管厚度：??PcDi2.16?500??3.323mm

2[?]t??0.5Pc2?163?0.5?2.162

A2?2h1??et??t?f??2h2??et?C2?f??2?100.4?18?3.323??0.663?0?1953.955mm3.3焊缝金属截面积

2

焊角取6.0mm 4补强面积

Ae?A1?A2?A3?78.69?36?1953.955?2513mm2 因为，所以开孔需另行补强

所需另行补强面积： A4?A?Ae?3776?2513?6289mm2

补强圈设计：根据DN500取补强圈外径D’=840mm 。因为B>D’，所以在有效补强范围。补强圈内径d’=530+2=532mm

?‘?补强圈厚度：

A47215.665??19.427mm圆整取名义厚度为20mm。 ''D?d840?532第四章、视镜的选用

选用不带颈视镜；

不带颈视镜结构简单，便于窥视，由于视镜接缘直接焊接在设备上，容易在焊接后引起接缘上的密封面变形，所以应有可靠的焊接工艺保证。 选用视镜的数据：DN=80 PN=1.57 D=130 b1=36 b2=26 H=91

图3-7视镜

第五章、液面计的选用

透光式玻璃面液面计，型号T；利用连通器原理，通过液面计的玻璃板视窗可以观察容器内部液面位置的变动情况。结构形式：保温型W,钢板16Mn.L=900,标准HG21589.1-1995.

图3-8磁性液面计

第六章、安全阀的选用

液氨：A44H-160对于高压容器和安全泄放量达的中低压容器，最好采用全启式安全阀，考虑泄放的介质质量是否易燃、有毒、污染环境，确定

采用封闭式安全阀。所以选用弹簧封闭全启式（带扳手）安全阀。

图3-9安全阀

第七章、垫片及螺栓的选择

表3.1——垫片凹凸面用MFM型（mm）

公称通径 20 80 100 500

垫片内径 27 89 115 530 垫片外径 50 120 149 560 1.5 1.5 1.5 3 垫片厚度 第八章、焊接接头的设计

采用Y型对接接头和手工电弧焊，综合考虑材料选用16MnR. 焊条类型：E5018 ——铁粉低氢钾型

图3-11 Y型坡口

筒体和封头的焊接：δ=6~20 α=60~70 b=0~2 p=2 ~3

图3-12带补强圈焊接接头结构

接管与筒体的焊接：β=50°+5° ＝30°±2° b=2+0.5 ＝5±1 ＝δt =﹙≤8﹚ k＝0.7

第九章、校核

1） SW—6软件介绍

SW-6是一款过程设备设计软件，容易上手，在使用过程中只需输入部分参数即可得出设备在一般情况下的运行安全状况，与ANASY在静载荷处理部分有突出的优势。其中包含了U型管换热器，浮头式换热器，固定管

板式换热器，填函式换热器，塔器，卧式容器，非圆形容器，高压设备，立式容器，球罐，我所使用的卧式容器软件中，校核了筒体，封头，支座，鞍座，各种法兰和开孔及开孔补强。

参考文献

[2] 国家质量技术监督局，《压力容器安全技术监察规程》，中国劳动社会保障出版社，1999

[3] 全国化工设备设计技术中心站，《化工设备图样技术要求》，2000，11 [4] 郑津洋、董其伍、桑芝富，《过程设备设计》，化学工业出版社，2001 [5] 黄振仁、魏新利，《过程装备成套技术设计指南》，化学工业出版社，2002

结束语

本次课程设计是结合所学课程的一次综合性设计,最后设计方案的确定接近实际操作,设计过程中我们逐步了解压力容器的设计步骤和只是需求,在逐步摸索中,我们学会如何查阅各种标准以及进行有理有据的选择,但涉及知识体系过于繁杂巨大,虽然大部分数据的由来由表差得,由于经验不足,在估算方面,难免会有较大的出入,而且在实际选择过程中有许多不到之处,在以后的学习中血药进一步向老师和同学请教!在此向耐心指导我们此次设计的徐老师表示衷心的感谢.

本文来源：https://www.bwwdw.com/article/cdt6.html