过程设备设计课程设计-液化石油气储罐设计.doc

前言
本次设计主要在于巩固过程设备设计这门课程所学的相关知识,是该课程的一个总结性教学环节。在整个教学计划中,它培养学生初步掌握化工设备工程设计的过程,熟悉设计之中所设计的标准,规范的内容和使用方法,是毕业设计的一次预演。
过程设备在生产技术领域中的应用十分广泛,是化工,炼油,轻工,交通,食品,制药,冶金,纺织,城建,海洋工程等传统部门所必需的关键设备。一些新技术领域,如航空航天技术,能源技术等,也离不开过程设备。而压力容器是广泛用于各种行业的特种设备。由于涉及人的生命和工业生产安全,历来受到国家及有关各级行政部门的高度重视,制订了一系列法规、规定和条例。而过程设备设计这门课正是压力容器设计的核心课程。
我们这次主要是关于液化石油气储罐的设计。
主要指导思想是:
,备料方便;
,安装盒维修方便。
。
。
第一章设计参数的选择
设计题目:液化石油气储罐设计
已知条件:
工作压力为,在武汉地区储罐的工作温度为-19℃~50℃,容积为85。
分析:
此设备为低压容器,液化石油气为易燃气体,因此其应为第二类压力容器。
设计压力:
,即。
设计温度:
最高工作温度为50℃,一般当>15℃时,介质设计温度应在工作温度的基础上加15~30℃,故可取设计温度为70℃。
主要受压元件材料的选择:
,设计温度为70℃,综合考虑安全性和经济性,查询有关资料,选择16MnR(Q345R),假设壳体厚度在范围内,查表GB150中表4-1可得,,。
第二章容器强度的计算及校核
封头与筒体的厚度计算:
考虑采用双面对接焊,局部无损擦伤,焊接接头系数取。
根据长径比在3~6内最为合适,取,则。
,则
查表圆整为。则,总深度,代入原式反算:
则在区间3~6内,符合要求。
计算厚度
厚度超过5mm,根据GB3531《低温压力容器用低合金钢钢板》规定,可取,
取腐蚀余量,
则筒体设计厚度
则筒体名义厚度
考虑钢板常用规格厚度,向上圆整可取筒体名义厚度。
封头壁厚设计:
选用标准椭圆形封头,其形状系数,封头采用钢板整体冲压而成,焊接接头系数取,故封头计算壁厚:
取,则封头设计厚度
同上取,则封头名义厚度
考虑钢板常用厚度规格,以及为了材料采购和焊接上的方便,可取封头壁厚与筒体壁厚相同。
液压试验应力校核:
试验压力
故
而
,液压试验应力校核合格。
支座选型和结构确定
鞍座选型
该卧式容器采用双鞍式支座,根据JB/T4712中得垫板材料一般应与容器筒体材料相同,故选用Q345R。估计鞍座负荷:
储罐总质量
——筒体质量:


——单个封头质量:查表得
——充气质量:,水压试验充满水,故取。



则
——附件质量:估人孔质量为200kg,其他接管总和为400kg,。
综上,
。
由此据表JB/-2007表3得相应参数:
公称直径DN
允许载荷QkN
鞍座高度h
底板
腹板
筋板
3000
785
250
2180
360
16
10
340
316
410
10
垫板
螺栓配置
鞍座质量
增加100mm高度增加的质量kg
弧长
e
间距
螺孔d
螺纹
孔长
462
34
3490
660
12
120
1940
28
M24
60
鞍座位置确定
根据JB/T4712-2005中规定:当满足时,最好使.
圆整
由标准型椭圆封头
当时,
当时,
取,圆整为。
增加高度增加的质量为。
两封头切线间距离。
封头、法兰、接管的选型和结构尺寸拟定
(图1)
由前边各项数据已定,由JB/T4746-2002,选用。
法兰(图2)
选用带颈对焊钢制管法兰,按GB20595-2009标准,都是FM(凹面),凹凸面安装时易于对中,且能有效地防止垫片被挤出压紧面,使用于的容器法兰和管法兰。选用尺寸见表1。
符号
公称直径
连接尺寸标准
连接面形式
钢管外径
法兰外径D
螺栓孔中心圆直径K
20
凹面
25
105
75
80
凹面
89
200
160
500
凹面
530
715
650
50
凹面
57
165
125
80
凹面
89
200
160
螺栓孔直径L
螺栓孔数量n