以设备内件安装和工人进出方便为原则。 根据贮罐是在常温及最高压力1.7MPa下工作。考虑到人孔盖直径较大较重,故选用水平吊盖带颈对焊法兰人孔。公称直径450mm,凸面法兰密封面。 该人孔标记为:人孔A Ⅲ Pg17,Dg450 。
5、 液面计的设计
液面计是用以指示容器内物料液面的装置,其类型很多,大体上可分为四类,有玻璃板液面计、玻璃管液面计、磁性液位计和用于低温设备的防霜液面计。选取玻璃板液面计。考虑到本设备不大且设计压力为1.55MPa,选用T型即透光式玻璃板液面计。 透光式、公称压力PN1.55MPa、碳钢材料、保温型、排污口配阀门、长颈对焊突面法兰连接(按HG 20595-97),公称长度L=1150 mm的液面计,标记为:液面计 AT 2.5-W-1150V。
六、 选配工艺接管 1、液氨进料管
采用Φ80×4mm低合金无缝钢管。进料管伸进设备内部并将管的一端切成45℃,为的是避免物料沿设备内壁流动以减少磨蚀和腐蚀。配用凸面密封的带颈对焊管法兰:HG 20595 法兰 WN50-2.5 RF Q235-A。长度500mm,不必补强。
2、液氨出料管
采用可拆的压出管Φ25×3mm,将它套入罐体的固定接口管Φ38×3.5mm内,并用法兰固定在接口管法兰上。
罐体的接口管法兰采用HG 20595 法兰 WN32-2.5 RF Q235-A ,与该法兰相配并焊接在压出管的法兰上,其连接尺寸和厚度与法兰:HG 20595 法兰 WN32-2.5 RF Q235-A相同,但其内径为25mm。
液氨压出管的端部法兰采用HG 20595 法兰 WN20-2.5 RF Q235-A 。液氨出料管也不必补强。压出管伸入贮罐2m 。
3、排污管
贮罐右端最底部,安设排污管一个,管子规格是Φ80×3.5mm,管端装有一与截止阀J41W-16相配的管法兰:HG 20595 法兰 WN50-2.5 RF Q235-A 。
4、安全阀接口管
安全阀是通过阀的自动开启排出气体来降低容器内过高的压力。为了操作的安全,因此安设一安全阀。安全阀接口管尺寸由安全阀泄放量决定。 本贮罐选用Φ50×3.5mm的无缝钢管,管法兰为:HG 20595 法兰 WN25-2.5 RF Q235-A
5、压力表接口管
压力表工作管由最大压力决定,因此选用Φ40×2.5mm无缝钢管,管法兰采用HG5010-58Pg16Dg65
七、设计结果一览表
序号 1 2 3 4 5 6 7 名称 设计压力 工作温度 物料名称 容积 筒体 封头 鞍座 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 入孔 补强圈 液面计接管 玻璃管液面计 进料管 出料管 压料接管 排污管 放空管 安全阀接管 法兰 指标 1.7MPa 40 液氨 25m3 DN2000m×14mm,L=4120mm DN1600mm×14mm,h=40mm JB/T4712-92鞍座A2200-F JB/T4712-92鞍座A2200-S RF Ⅲ(A.G)450-2.5 φ760mm/φ484mm,δ=8mm φ20mm×2,L=300mm AT 2.5-W-1150V,L=1150mm φ80mm×4,L=500mm φ57mm×4,L=200mm φ25mm×3,L=2500mm φ57mm×3.5,L=200mm φ32mm×3.5,L=200mm φ32mm×3.5mm,L=200mm 配合以上各接管 材料 / / / / 16MnR 16MnR Q235A·F 组合件 16MnR 10 组合件 10 10 10 10 10 10 Q235-A 八、液氨储罐装配图(见附图)
九、课程设计总结
自开始学习化学工程与工艺专业以来,这是我第二次接触课程设计并亲手完成制作,最初接到老师的任务时,觉得自己完成不了。俗话说,不经历风雨哪能见彩虹,抓住锻炼自己的机会才会进步!我坚信,有信心,才有冲劲!虽然时间有点紧张,但抓住了零碎的时间,还是可以完成的。 通过构思框架,查阅检索各种资料,刚开始手忙脚乱的,不知从何入手,很多数据都要来自于相关资料,并考虑周全,急需一定的耐心,不然很容易放弃,我不断告诉我自己,对事物的熟悉是建立在一步步的理解之上的,抱此态度,慢慢摸索,最终完成了课题为《液氨贮罐的设计》的课程设计。过程中遇到了许多难以解决的问题,对课本有了更进一步的了解 ,加固了对相关课程知识的认知程度,我认为最重要的是学会了很多关于word软件的使用技巧和排版,认识到了计算机处理问题的重要性,相信在以后的工作和生活中会很有用处。 我认为,本次课程设计的重要限不仅仅在于对知识的学习和巩固,它告诉我做任何事情一定要有端正的态度和明确的目的,戒骄戒躁,端正态度,静心摸索才是永远要牢记的话。 由于时间仓促,水平有限,设计中会存在一些问题,请老师批评指正!
致谢
非常感谢老师给予我们制做课程设计书的机会,制做这份课程设计书虽然不容易,特别是画图部分,因为我个人最不喜欢画图了,但做完以后很有成就感,越不容易做到的事情越觉得自己很了不起。特别要谢谢老师给我们提供的课程设计规范的PPT,对我这次设计起到了很大作用。同时,我也要感谢网络,网络让我查阅资料更快捷,更方便,在以后的学习中我会继续努力的。
参考资料:
[1] 董大勤、高炳军、董俊华等编 《化工设备机械基础 》 北京 :化学工业出版社.第四版,2011.3
[2] 蔡纪宁、张莉彦编《化工设备机械基础课程设计指导书指导书》.北京:化学工业出版社.第二版,2010.8 [3]何铭新 钱可强编,《机械制图》 北京 高等教育出版社 .第六版.2010年
[4] 董大勤, 袁凤隐 编.《压力容器设计手册》 北京:化学工业出版社.第二.,2006
[5]参考网址:
http://wenku.http://m.diyifanwen.net//view/d5a574136edb6f1aff001f9d.html?from=rec&pos=0&type=fakeImg
答辩问题
1.液氨储罐的机械设计包括哪些内容?
答:内容:设备总装配图一张;零部件图一至两张;设计计算说明书一份。
2.设计参数中设计压力是如何确定的?(具体说明在设计中设计压力的确定)
答:液氨储罐通常置于室外,虽然设计有保温措施,但罐内液氨的温度和压力还是可能直接受到大气温度的影响,在夏季液氨储罐经太阳暴晒,液氨温度可达40℃,随着气温的变化,储罐的操作压力也在不断变化.根据《化学化工物性数据手册》查得40℃饱和蒸汽压为1.55MPa,可以判定设计的容器为储存内压压力容器,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,可取液氨的设计压力为1.70MPa,当液化气体储罐安装有安全阀时,设计压力可取最大操作压力的1.05-1.10倍,所以1.70MPa合适。。
3.设计参数中焊接接头系数是如何确定?
答:容器公称直径见技术特性表即公称直径DN=2.0m;罐体和封头的材料为16MnR,查教材P168 表8-7可知其设计温度下的许用应力[σ]t =163MPa。液氨储罐封头从受力方面分析来看,球形封头是最理想的结构形式。但缺点是深度大,冲压较为困难;椭圆封头浓度比半球形封头小得多,易于冲压成型,是目前中低压容器中应用较多的封头之一。平板封头因直径各厚度都较大,加工与焊接方面都要遇到不少困难。从钢材耗用量来年:球形封头用材最少,比椭圆开封头节约,平板封头用材最多。因此,从强度、结构和制造方面综合考虑,采用椭圆形封头最为合理。液氨储罐筒体为板卷焊,焊接接头采用V坡口双面焊接,采用局部无损检测,根据焊接接头结构和无损探伤比例确定焊接接头系数为1.0。
4.叙述液氨的性质并说明如何防止液氨泄漏。
答:性质:液氨,它是一种无色液体,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。
防泄漏方法:a.严加密闭,提供充分的局部排风和全面通风。操作人员必须经过专门培训,严格遵守操作规程。建议操作人员佩戴过滤式防毒面具(半面罩),戴化学安全防护眼 镜,穿防静电工作服,戴橡胶手套。远离火种、热源,工作场所严禁吸烟。使用防爆型的通风系统和设备。防止气体泄漏到工作场所空气中。避免与氧化剂、酸类、 卤素接触。搬运时轻装轻卸,防止钢瓶及附件破损。配备相应品种和数量的消防器材及泄漏应急处理设备。