化学与化工学院——工程装备与控制工程 题 目：学 院：专 业：指导老师：学生姓名：学 号：
课程设计
100m3双鞍座卧式液化石油气储罐设计 榆林学院 过程装备与控制工程 范晓勇 李云玲 0806250208
完成日期2011年7月16日星期六
化学与化工学院——工程装备与控制工程 前言................................................................................................................................ 1 第一章 课程设计任务书.............................................................................................. 1
1.设计目的：.......................................................................................................... 1 2.设计内容及要求：.............................................................................................. 1 3.课程设计要求：.................................................................................................. 1
1）设计内容：................................................................................................ 1 2）设计工作任务：........................................................................................ 2
第二章 设计选材及结构.............................................................................................. 2
2.1 工艺参数的设定............................................................................................ 2
2.1.1 设计压力 ................................................................................................. 2 2.1.2 筒体的选材及结构 ................................................................................. 2 2.1.3 封头的结构及选材 ................................................................................. 3
第三章 设计计算.......................................................................................................... 3
3.1筒体壁厚计算................................................................................................... 3 3.2 封头壁厚计算 .............................................................................................. 4 3.3 压力试验 ...................................................................................................... 4
3.3.1水压试验................................................................................................. 4 3.3.2水压试验的应力校核：......................................................................... 5
第四章 附件选择.......................................................................................................... 5
4.1 人孔选择 ...................................................................................................... 5 4.2 人孔补强的计算 .......................................................................................... 6
4.2.1内压容器开孔后所需的补强面积: ....................................................... 6 4.2.2最大开孔的限制..................................................................................... 6 4.2.3有效补强面积即已有的加强面积......................................................... 7 4.3 进出料接管的选择 ...................................................................................... 8 4.4 液面计的设计 .............................................................................................. 9 4.5 安全阀的选择 ............................................................................................ 10 4.6 排污管的选择 ............................................................................................ 10 4.7法兰的选取..................................................................................................... 10 4.8 镙栓的选取 ................................................................................................ 10 4.9 鞍座的选择 ................................................................................................ 11
4.9.1鞍座结构和材料的选取....................................................................... 11 4.9.2容器载荷计算....................................................................................... 12 4.9.3鞍座选取标准....................................................................................... 12 4.9.4鞍座强度校核....................................................................................... 13
第五章 容器焊缝标准................................................................................................ 13
5.1 压力容器焊接结构设计要求 ......................................................................... 13 5.2 筒体与椭圆封头的焊接接头 ......................................................................... 14 5.3 管法兰与接管的焊接接头 ............................................................................. 14 5.4 接管与壳体的焊接接头 ................................................................................. 14 第六章 筒体和封头的校核计算................................................................................ 15
6.1筒体轴向应力校核......................................................................................... 15
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化学与化工学院——工程装备与控制工程 6.1.1 由弯矩引起的轴向应力 ....................................................................... 15 6.1.2由设计压力引起的轴向应力：........................................................... 16 6.1.3 轴向应力组合与校核.......................................................................... 16 6.2 筒体和封头切向应力校核 ............................................................................. 16 第七章 总结................................................................................................................ 17 参考文献...................................................................................................................... 18
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化学与化工学院——工程装备与控制工程 前言
本设计的液料为液氨，它是一种无色液体。氨作为一种重要的化工原料，应用广泛。分子式NH3，分子量17.03，相对密度0.7714g/L，熔点-77.7℃，沸点-33.35℃，自燃点651.11℃，蒸汽压1013.08kPa(25.7℃)。蒸汽与空气混合物爆炸极限16～25%(最易引燃浓度17%)。氨在20℃水中溶解度34%,25℃时,在无水乙醇中溶解度10%,在甲醇中溶解度16%,溶于氯仿、乙醚,它是许多元素和化合物的良好溶剂。水溶液呈碱性。
液态氨将侵蚀某些塑料制品,橡胶和涂层。遇热、明火,难以点燃而危险性较低; 但氨和空气混合物达到上述浓度范围遇明火会燃烧和爆炸,如有油类或其它可燃性物质存在,则危险性更高。
设计基本思路：本设计综合考虑环境条件、介质的理化性质等因素，结合给定的工艺参数，机械按容器的选材、壁厚计算、强度核算、附件选择、焊缝标准的设计顺序，分别对储罐的筒体、封头、人孔接管、人孔补强、接管、管法兰、液位计、鞍座、焊接形式进行了设计和选择。
设备的选择大都有相应的执行标准，设计时可以直接选用符合设计条件的标准设备零部件，也有一些设备没有相应标准，则选择合适的非标设备。
各项设计参数都正确参考了行业使用标准或国家标准，这样让设计有章可循，并考虑到结构方面的要求，合理地进行设计。
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化学与化工学院——工程装备与控制工程 第一章 课程设计任务书
1.设计目的：
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（1）掌握过程设备设计过程
（2）掌握查阅、分析资料的综合能力 （3）掌握计算机的操作和相关软件的操作 （4）掌握使用计算机绘制工程图纸
2.设计内容及要求：
表1：原始数据：
序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 项目 名称 用途 罐体长度 工作温度 饱和蒸汽压 筒体内径 工作介质 使用寿命 使用地点 其他要求 6450 50 2.07 2100 数值 单位 双鞍座卧式液氨储罐设计 液氨储存 备注 mm ℃ 不包括封头 夏季最高温度 绝对压力 MPa mm 液化石油气 20年 室外 无损检测
3.课程设计要求：
1）设计内容：
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（1）设备工艺
（2）设备强度计算与校核
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双鞍座卧式液氨储罐设计
