太原科技大学化学与生物工程学院
第二章 机械设计
1、筒体和封头的设计
对于承受内压，且设计压力Pc=1.9184MPa<4MPa的压力容器，根据化工工艺设计手册（下）常用设备系列，采用卧式椭圆形封头容器。
筒体和封头的选形
a、 筒体设计：
查GB150-1998，为了有效的提高筒体的刚性，一般取L/D=3~6，为方便设计，此处取 L/D=4 ① 。
所以
π?D2L?234 ② 。
由 ① ② 连解得：D=1.942m=1942mm 。 圆整得D=2000mm
b、封头设计：
查标准JB/T4746-2002《钢制压力容器用封头》中表B.1 EHA椭圆形封头内表面积、容积得：
公称直径DN /mm 2000 总深度H /mm 525 内表面积A/m 4.4930 2容积V封/m 1.1257 3 表2-1，EHA椭圆形封头内表面积、容积
图2-1椭圆形封头 由2V封 +?D2L/4=35 得L=6608mm
圆整得 L=7000mm 则L/D= 3.5 符合要求.
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则V实际 =2 V封+?D2L/4=24.231m3>23m3 且V?Vg/Vg?
36.756-35?0.0502所以结构设计合理。
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第三章 结构设计
1、液柱静压力
根据设计为卧式储罐，所以储存液体最大高度h max≤D=2000mm。 P静（max）=ρgh max≤ρgD=580×9.8×2.0=11.368Kpa
13.073?103?100%?0.6815%?5% 则P静可以忽略不记。 P静max）/Pc?
1.9184?1062、圆筒厚度的设计
根据介质的易燃易爆、有毒、有一定的腐蚀性等特性，存放温度为-20~40℃，最高工作压力等条件。根据GB150-1998表4-1，选用筒体材料为低合金钢Q345R（钢材标准为GB6654）[σ]t=189MPa。选用为筒体材料Q345R，适用于介质含有少量硫化物，具有一定腐蚀性，壁厚较大（≥8mm）的压力容器。根据GB150，初选厚度为6~25mm，最低冲击试验温度为-20℃，热轧处理。
∴ δ=
PcDi1.9184?2000?=10.20mm t2[?]??Pc2?189?1?1.9184∵ 对于低碳钢和低合金钢，需满足腐蚀裕度C2≥1mm，取C2=2mm 按GB3531《低温压力容器用低合金钢板》中，例举的压力容器专用钢板的厚度负偏差按GB/T709中的B类要求，Q345R压力容器常用钢板的负偏差为-0.30mm。
∴ 设计厚度δd=δ+C2=10.20+2=12.20mm ， δn=δ
d+C1=12.20+0.3=12.50mm
圆整后取名义厚度δn=14mm ，[σ]t没有变化，故取名义厚度14mm合适。
3、椭圆封头厚度的设计
为了得到良好的焊接工艺，封头材料的选择同筒体设计，同样采用Q345R。
PcDi1.9184?2000? ∴ δ==10.18mm
2[?]t??0.5Pc2?189?1?0.5?1.9184同理，选取C2=2 mm ，C1=0.3mm 。
∴ δn=δ+C1+C2=13.774+2+0.3=12.48 mm 圆整后取名义厚度为δ
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n=14mm
跟筒体一样，选择厚度为14mm的Q345R材料合适。
4、接管，法兰的选择
4.1法兰
液化丙烷储罐应设置排污口，气相口，放空口，出液口，进液口，人孔，液位计口，温度计口，压力表口，安全阀口。
根据《压力容器与化工设备实用手册》PN=2.5MPa时，可选接管公称通径DN=80mm。
根据设计压力PN=1.9184MPa，查HG/T 20592-97《钢制管法兰》，选用PN2.5MPa带颈对焊焊法兰（WN），由介质特性和使用工况，查密封面型式的选用。选择密封面型式为凹凸面（MFM），压力等级为1.0~4.0MPa，接管法兰材料选用Q345R。根据各接管公称通径，得各法兰的尺寸。
图3-1带颈对焊钢制管法兰
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法兰尺寸如表：
法兰连接尺寸 公 法兰内径 坡口宽螺栓 称钢管法兰高度 序度 孔中螺栓螺栓名称 通外径 法兰厚度 法兰颈 B 1螺栓 号 心圆孔直孔数径 外径 直径 径 量 B C H B系列 D Th b K L n DN A B C D E F
表3-1法兰尺寸
液相80 进口 液相80 出口 放气80 管 安全80 阀口 压力32 表口 液位32 计口 89 89 89 89 38 38 200 160 200 160 200 160 200 160 140 100 140 100 18 18 18 18 18 18 8 8 8 8 8 8 M16 M16 M16 M16 M16 M16 24 24 24 24 18 18 40 40 40 40 30 30 118 118 118 118 118 60 91 91 91 91 39 39 6 6 6 6 5 5 法兰理论质量 kg 4.86 4.86 4.86 4.86 2.02 2.02 4.2 接管
接管外径的选用以B国内沿用系列（公制管）为准，对于公称压力0.25≤PN≤25MPa的接管，查《压力容器与化工设备实用手册》普通无缝钢管，选材料为Q345。对应的管子尺寸如下如表：
序号 A B C D E 名称 液相进口 液相出口 放气管 安全阀 压力表口 公称直径 管子外径 32 80 80 80 32 38 89 89 89 38 数量 2 1 1 1 1 管口伸出量 200 200 200 200 150 管子壁厚 6 46 6 6 3.5 6
液化丙烷储罐设计 (1)
