20m3液氨储罐的设计
摘要
储罐按其形式可分为方形和矩形容器、球形容器、圆筒形容器（立式、卧式）。按其承压性质和能力可分为内压和外压，内压容器又可分为常压、低压、中压、高压、超高压等五类。根据使用时候的壁温，可分为常温容器、高温容器、中温容器和低温容器。按其结构材料分类，容器有金属制的和非金属制的两类。按其反应情况可分为反应压力容器（R）、换热压力容器（E）、分离压力容器（S）、储存压力容器（C）等。
本次设计，我选用的是卧式圆筒形、中压常温的内压容器。经计算，筒体规格为：公称直径DN 1800mm，1m高的容积V12.545m3，1m高的内表面积F1 5.66m2，1m高筒节质量536kg。封头选用椭圆形标准封头，其规格为：公称直径DN 1800mm，曲面高度h1 450mm，直边高度h0 40mm，内表面积F i, 3.73m2,，容积V 0.866m3。筒体外伸端到支座的距离a = 1.8m。
目录
1 引言 (1)
2 设计任务书 (1)
3 设计参数及材料的选择 (1)
3.1 设备的选型与轮廓尺寸 (1)
3.2 设计压力 (2)
3.3 筒体及封头材料的选择 (2)
3.4 许用应力 (3)
4 结构设计 (3)
4.1 筒体壁厚计算 (3)
4.2 封头设计 (4)
4.2.1 半球形封头 (4)
4.2.2 标准椭圆形封头 (4)
4.2.3 标准碟形封头 (5)
4.2.4 圆形平板封头 (6)
4.2.5 不同形状封头比较 (6)
4.3 压力试验 (7)
4.4鞍座 (8)
4.4.1鞍座的选择 (8)
4.4.2 鞍座的位置 (9)
5 结果 (11)
参考文献 (13)
1 引言
液氨，是一种无色液体，有强烈刺激性气味。氨作为一种重要的化工原料，为运输及储存便利，通常将气态的氨气通过加压或冷却得到液态氨。氨易溶于水，溶于水后形成氢氧化铵的碱性溶液。液氨多储于耐压钢瓶或钢槽中，且不能与乙醛、丙烯醛、硼等物质共存。液氨在工业上应用广泛，具有腐蚀性且容易挥发，所以其化学事故发生率很高。为能够进行连续的生产，需要有储存液氨的容器，因此设计液氨贮罐是制造贮罐的必备步骤，是化工生产能够顺利进行的前提。
设计储存设备，首先必须满足各种给定的工艺要求，考虑存储介质的性质、容量、钢材的耗费量等等。而且液化气体必须考虑它的膨胀性和压缩性，液化气体的体积会因温度的改变而变化，所以必须严格控制储罐的充装量（指装量系数与储罐实际容积和设计温度下介质的饱和液体密度的乘积）。在总贮量小于500m，单罐容积小于100m时选用卧式贮罐比较经济。
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、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。
2 设计任务书
请设计一20m3的液氨储罐，具体要求：
1）储罐设计参数及材料的选定
2）压力容器结构设计
3）压力试验及强度校核
4）使用地点：北京
5）编写储罐说明书（摘要，目录，正文，参考文献）
3 设计参数及材料的选择
3.1 设备的选型与轮廓尺寸
筒体结构设计为圆筒形。因为作为容器主体的圆柱形筒体，制造容易，安装内件方便，而且承压能力较好，这类容器应用最广。
筒体直径一般由工艺条件决定，但是要符合压力容器的公称直径。立式圆筒形容器承受自然原因引起的应力破坏的能力较弱，综合上诉考虑本设计选用圆筒形卧式容器。
粗略计算内径：
%)51(204
2
+=l D i π
，一般
6~3=D
L
，取5=D L ，得D i =1749mm ，圆整至D i =1800mm ，则L=9000mm 。
3.2 设计压力
本储罐在北京使用，夏季最高温度为42℃，冬季最低温度为-27.4℃，工作温
度在-27.4~42℃ ，取最高工作温度为45℃
。根据《化学化工物性数据手册》查得：
44℃蒸汽压为MPa P W 734.11=，46℃蒸汽压为MPa P W 8295.12=，用内差法求得45℃时蒸汽压为：MPa P W 7818.1=。可以判断设计的容器为内压容器，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45℃时的饱和蒸汽压力1.7818MPa 。当容器上装有安全阀时，取1.05～1.1倍的最高工作压力作为设计压力，液氨储罐的设计压力P 为1.96MPa 。
查阅文献，最高温度45℃时，液氨密度为571.29kg/m 3，最低温度-28℃时，液氨密度为675kg/m 3，由《各地区重力加速度表》查得北京地区的重力加速度g=9.8m/s 2，则MPa gh
P i 01.08.180.929.571=??==ρ静 因为
%5%5.0%10096
.101
.0%100<=?=?设静P P ，所以可忽略静压强，即P c =P 设。
由于1.6MPa ≦1.96MPa<10.0MPa [1]，故该储罐属于中压容器。
3.3 筒体及封头材料的选择
本贮罐选用16MnR 制作罐体和封头。16MnR 表示平均含碳量为0.16%的容器钢，属于低碳钢，它的塑性好，焊接性和锻造性良好，适宜制造化工容器等焊接件和设备封头等冲压件，16MnR 钢板为比较经济，也可用来制造受载不大的
螺栓，或经渗碳后制作齿轮和轴等零件。所以，本液氨储罐选用16MnR 制作罐体和封头。
3.4 许用应力
设计温度为45oC ，属于常温容器。查阅文献[2]，当16MnR 钢板厚度δ=6~16mm 时，16MnR 钢板的强度极限σb =510 MP a ，屈服极限σs =345MP a 。
常温下，当取强度极限作为16MnR 钢板的极限应力时，许用应力[]b
b
n σσ=，
查阅文献得n b =3，[]MPa 1703
510
==σ；当取屈服极限作为16MnR 钢板的极限应力时，许用应力[]s
s
n σσ=
，查阅文献得n s =1.6，[]MPa 6.2156
.1345
==
σ。则许用应力[σ]取两者这间的较小值，则[σ]t =170MP a 。
4 结构设计
4.1 筒体壁厚计算
计算壁厚δ按照（4-1）式计算。
[]c
t
i
c p D p -=
?σδ2 （4-1） 式中：
p c ：计算压力，MP a D i ：筒体内径，mm
[σ]t ：设计温度下的许用应力，MP a φ：焊接接头系数
容器筒体的纵向焊接接头采用双面焊或相当于双面焊的全焊透的焊接接头，取焊接接头系数φ=1.00，全部无损探伤。把相关数据带入（4-1）式，得到圆柱形筒体的计算壁厚δ。
mm 4.1096
.1117021800
96.1=-???=
δ
查材料腐蚀手册，45℃下液氨对钢板的腐蚀速率小于0.05mm/年，取双面腐
蚀裕量C 2=2 mm 。所以，筒体的设计壁厚δd =δ+C 2=12.4mm 。查阅钢板厚度负偏差表，钢板厚度在8.0~25mm 范围内，负偏差C 1=0.8 mm 。
所以，筒体的名义壁厚δn=δd + C 1+圆整量=14mm 。在616mm ～之间，故假设是成立的。
查GB150—1998，得到圆柱形筒体的规格尺寸见表4-1。
表4-1 筒体标准
公称直径DN/mm
1m 高的容积V 1/m 3
1m 高的内表面积F 1/m 2
1m 高筒节质量/kg
1800
2.545
5.66
536
4.2 封头设计
4.2.1 半球形封头
球形封头的计算壁厚δ按照（4-2）式计算。
[]c
t
i
c p D p -=
?σδ4 （4-2） 式中：
p c ：计算压力，MP a
D i ：半球形封头的内径，mm [σ]t ：设计温度下的许用应力，MP a φ：焊接接头系数
封头的拼接接头采用双面焊或相当于双面焊的全焊透的焊接接头，取焊接接头系数φ=1.00，全部无损探伤。把相关数据带入（4-2）式，得到半球形封头的计算壁厚δ。
mm 2.596
.1117041800
69.1=-???=
σ
查材料腐蚀手册，45℃下液氨对钢板的腐蚀速率小于0.05mm/年，取双面腐蚀裕量C 2=2mm 。所以，筒体的设计壁厚δd =δ+C 2=7.2mm 。查阅钢板厚度负偏差表，钢板厚度<8mm ，负偏差C 1=0.6mm 。
所以，筒体的名义壁厚δn =δd + C 1+圆整量=8mm 。 4.2.2 标准椭圆形封头
标准椭圆形封头的计算壁厚δ按照（4-3）式计算。
[]c
t
i
c p D p 5.02-=
?σδ （4-3） 式中：
p c ：计算压力，MP a
D i ：椭圆形封头的内径，mm [σ]t ：设计温度下的许用应力，MP a φ：焊接接头系数
封头的拼接接头采用双面焊或相当于双面焊的全焊透的焊接接头，取焊接接头系数φ=1.00，全部无损探伤。把相关数据带入（4-3）式，得到标准椭圆形封头的计算壁厚δ。
mm 4.1096
.15.0117021800
96.1=?-???=
δ
查材料腐蚀手册，45℃下液氨对钢板的腐蚀速率小于0.05mm/年，取双面腐蚀裕量C 2=2 mm 。所以，筒体的设计壁厚δd =δ+C 2=12.4mm 。查阅钢板厚度负偏差表，钢板厚度在8.0~25mm 范围内，负偏差C 1=0.8 mm 。
所以，筒体的名义壁厚δn =δd + C 1+圆整量=14mm 。 4.2.3 标准碟形封头
标准碟形封头的计算壁厚δ按照（4-4）式计算。
[]c
t
i
c p R Mp 5.02-=
?σδ （4-4） 式中：
p c ：计算压力，MP a
[σ]t ：设计温度下的许用应力，MP a φ：焊接接头系数
)3(41
i
i r R M += （4-5）
式中：
M ：碟形封头系数 R i =0.9D i ；r i =0.17D i
封头的拼接接头采用双面焊或相当于双面焊的全焊透的焊接接头，取焊接接头系数φ=1.00，全部无损探伤。把相关数据及式（4-5）带入（4-4）式，得到标准蝶形封头的计算壁厚δ。
mm 5.1296
.15.0117021620
96.133.1=?-????=
δ
查材料腐蚀手册，45℃下液氨对钢板的腐蚀速率小于0.05mm/年，取双面腐蚀裕量C 2=2 mm 。所以，筒体的设计壁厚δd =δ+C 2=14.5mm 。查阅钢板厚度负偏差表，钢板厚度在8.0~25mm 范围内，负偏差C 1=0.8 mm 。
所以，筒体的名义壁厚δn =δd +C 1+圆整量=16mm 。 4.2.4 圆形平板封头
圆形平板封头的计算壁厚δ按照（4-6）式计算。
[]?
σδt
c
c
Kp D = （4-6）
式中：
p c ：计算压力，MP a
K ：平板封头的结构特征系数 D c ：圆形平板封头的计算直径，mm [σ]t ：设计温度下的许用应力，MP a φ：焊接接头系数
圆形平板封头的计算直径D c 等于压力容器内径D i ,则D c =1800mm 。封头的拼接接头采用双面焊或相当于双面焊的全焊透的焊接接头，取焊接接头系数φ=1.00，全部无损探伤。对于圆形平板封头，取K 值等于0.25。把相关数据带入（4-6）式，得到圆形平板封头的计算壁厚δ。
mm 6.961
17096
.125.01800=???
=δ
查材料腐蚀手册，50℃下液氨对钢板的腐蚀速率小于0.05mm/年，取双面腐蚀裕量C 2=2 mm 。所以，筒体的设计壁厚δd =δ+C 2=98.6mm 。查阅钢板厚度负偏差表，负偏差C 1=1.7mm 。
所以，筒体的名义壁厚δn =δd + C 1+圆整量=102mm 。 4.2.5 不同形状封头比较
不同形状封头壁厚见表4-2。从表4-2可以看出，标准椭圆形封头的壁厚与筒体的壁厚相同。标准椭圆形封头与厚度相等的筒体连接时，可以达到与筒体等强度。它吸取了蝶形封头深度浅的优点，用冲压法易于成形，制造比球形封头容易，所以，选择椭圆形封头，结构由半个椭球面和一圆柱直边段组成。因为封头壁厚>10mm 则标准椭圆形封头的直边高度h 0=40mm 。
表4-2 不同形状封头的壁厚
封头 半球形
标准椭圆形
标准蝶形
圆形平板
名义壁厚/mm
8
14
16
102
查椭圆形封头标准（JB/T4737-95），得到椭圆形封头规格尺寸见表4-3。
表4-3 标准椭圆封头
公称直径DN/mm
曲面高度h 1/mm
直边高度h 0/mm
内表面积F i /m 2
容积V/m 3
1800
450
40
3.73
0.866
4.3 压力试验
水压试验，液体的温度不得低于5℃；
试验方法：试验时容器顶部应设排气口，充液时应将容器内的空气排尽，试验过程中，应保持容器外表面的干燥。试验时压力应缓慢上升，达到规定试验压力后，保压时间一般不少于30min 。然后将压力降至规定试验压力的80%，并保持足够长的时间以便对所有焊接接头和连接部位进行检查。如有渗漏，修补后重新试验。
水压试验时的压力：
[][]t
T p
p σσ25.1= （4-7）
M P a 45.2170
170
96.125.1=?
?= 筒体的有效壁厚δe =δn -(C 1+C 2)=14-(0.8+2)=11.2mm σs =345MP a
水压试验时的计算应力：
?
δδσe e i T T D p 2)
(+=
（4-8）
MPa 1.1981
2.112)
2.111800(45.2=??+?=
水压试验时的许用应力为
MPa s 5.3103459.09.0=?=σ
T S 0.9σσ＜，故筒体满足水压试验时的强度要求。
4.4鞍座
4.4.1鞍座的选择
储罐总质量m 按照（4-9）式计算。
321m m m m ++= （4-9）
式中：
m 1:罐体质量，kg m 2:封头质量，kg m 3:充液质量，kg 1）罐体质量
根据DN=1800mm ，δn=14mm 的筒节，每米质量为m 1’=627kg /m ，L=9m 。则：
kg L m m 56439627'11=?== （4-10）
2）封头质量
根据DN=1800mm ，δn=14mm ，直边高度h 0=40mm 的椭圆形封头，其质量为m 2’=419kg ，则
kg m m 83841922'22=?== （4-11）
3）充液质量
储罐容积V 按照（4-12式）计算。
2129V V V += （4-12）
式中：
V :储罐容积，m 3 V 1:1m 高的筒体容积，m 3
V 2:封头容积，m 3
根据DN=1800mm ，1米高的筒体容积V 1=2.545m 3。根据DN=2600mm ，直边高度h 0=40mm 的椭圆形封头的容积V 2=0.866 m 3。把相关数据带入式（4-12），得：
3637.24866.02545.29m V =?+?=
充液质量按照（4-13）式计算。
V m ρ=3 （4-13）
式中：
m 3:充液质量，kg V :储罐容积，m 3
ρ:液氨在-28o C 时的的密度，ρ=675kg/ m 3
kg m 16630637.246753=?=
设备总质量为
t kg m 1.2323111166308385643≈=++= kN N mg G 5.2268.2264878.923111≈=?==
每个支座需承受113.25kN 的负荷。根据筒体DN=1800mm ，支座负荷295kN ，鞍式支座标准JB/T4712.1-2007，选取轻型带垫板、包角120°的鞍座, 即JB/T4712-92 鞍座A2600-F ，JB/T4712-92 鞍座A2600-S 。 4.4.2 鞍座的位置
卧式容器可以简化成受均布载荷的外伸梁。图4-1表示受均布载荷q 作用的筒体总长L=9000mm 。
图4-1 卧式容器简化图
q
a
a
l L
R A
R B C
D
1）求支反力
根据：
0=∑y F ，)2(a l q R R B A +=+ （4-14）
0)(=∑F m c ，2
)2()(2
a l q l a R a R B A +=
++ （4-15） 得到2
)
2(a l q R R B A +== 2）写弯矩方程
截面1-1处的弯矩方程：
2
)(2
11qx x M -=，a x ≤≤10 （4-16）
当x 1=a 时，弯矩最大值为：2
2max 1qa M -=
截面2-2处的弯矩方程：
)2
)(2(2)(2
2
21qx a x a l q x M --+=，12+≤≤a x a （4-17）
当a l x +=22时，弯矩最大值为8
)
4(22max 2a l q M -=
截面3-3处的弯矩方程：
2
)2()(2
33x a l q x M -+-=，a l x a l 23+≤≤+ （4-18）
当a l x +=3时，弯矩最大值为2
2max
3qa M -=
欲使设备受力情况最好，就必须适当选择a 和L 的比例,使得外伸段和中间段的最大弯矩的绝对值相等，即要max 2max 1M M =，由此得到
8
)
4(2222a l q qa -= （4-19） 即 228a l =
则 2
2l a = （4-20）
因为2l L a =-,带入（4-15）式，得
L L
a 207.0)
21(2=+=
（4-21）
因此，支座位置应满足a =0.2L =1.8m 。
5 结 果
通过计算和核算得到筒体和封头的参数及主要尺寸： 1）主要参数：
工作压力：P w =1.78M Pa 设计压力：P =1.96MPa 计算压力：P c =1.96MPa 许用应力：[]MPa t
170=σ
焊接系数：0.1=? 2）筒体类型及尺寸
筒体类型：圆筒形 筒体厚度 ：
计算厚度 mm 4.10=δ 设计厚度 mm d 4.12=δ 名义厚度 mm n 14=δ 圆筒体的规格尺寸见表5-1。
表5-1 圆筒体的规格
公称直径DN/mm
1m 高的容积V 1/m 3
1m 高的内表面积F 1/m 2
1m 高筒节质量/kg
1800
2.545
5.66
536
3）封头类型及尺寸
封头类型：标准椭圆形 封头厚度：
计算厚度 mm 4.10=δ 设计厚度 mm d 4.12=δ 名义厚度 mm n 14=δ 标准椭圆形封头的规格尺寸见表5-2。
表 5-2 标准椭圆形封头的规格
公称直径DN/mm 曲面高度h 1/mm
直边高度h 0/mm 内表面积F i /m 2
容积V/m 3
1800
450
40
3.73
0.866
4）鞍座类型及位置
鞍座类型：鞍座JB/T4712-92 鞍座A2600-F ，JB/T4712-92 鞍座A2600-S 鞍座位置：筒体外伸端到支座的距离a = 1.8m
参考文献
[1] 潘永亮. 化工设备机械基础（第二版）[M].北京:科学出版社.2007:118-115.
[2] 陈国桓. 化工机械基础（第二版）[M].北京:化学工业出版社.2006:299-315.
燕京理工学院Yanching Institute of Technology （2018）届本科生化工设备机械基础大作业题目： 50立方米液氨储罐设计 学院：化工与材料工程学院专业：应用化学1402 学号： 140140059 ：震 指导教师：周莉莉 教研室主任（负责人）：顾明广 2017年6月20日
目录 课程设计任务书 (3) 50m3液氨储罐设计 (3) 课程设计容 (3) 液氨物化性质及介绍 (4) 第一章设备的工艺计算 (4) 1.1设计储存量 (4) 1.2 设备的选型的轮廓尺寸的确定 (4) 1.3 设计压力的确定 (5) 1.4 设计温度的确定 (5) 1.5 主要元件材料的选择 (5) 第二章设备的机械设计 (6) 2.1 设计条件（见表2-1和表2-2） (6) 2.2 结构设计 (7) 2.2.1 材料选择 (7) 2.2.2 筒体和封头结构设计 (7) 2.2.3 法兰的结构设计 (7) 2.2.4 人孔、液位计结构设计 (9) 2.2.5 支座结构设计 (11) 2.2.6 焊接接头设计及焊接材料的选取 (14) 2.3 开孔补强计算 (15) 2.3.1补强设计方法判别 (15) 2.3.2有效补强围 (16) 2.3.3 有效补强面积 (17) 2.3.4接管的多余面积 (17) 2.3.5补强面积 (17) 第三章液面计的选用 (18) 第四章视镜的选用 (18) 第五章安全阀的选用 (18) 第六章焊接接头的设计 (18) 第七章垫片及螺栓的选择 (18) 课程设计总结 (19) 参考文献 (19)
课程设计任务书 50m3液氨储罐设计 一、课程设计要求： 1.按照国家最新压力容器标准、规进行设计，掌握典型过程设备设计的全过程。 2.设计计算采用手算，要求设计思路设计思路清晰，计算数据准确、可靠。 3.独立完成。 二、原始数据 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。 四、学生应交出的设计文件（论文）： 1.设计说明书一份； 2.总装配图一 (A3图纸一) 课程设计容
课程设计任务书 课程设计任务书 1. 设计题目：液氨储罐机械设计 2. 课程设计要求及原始数据（资料）： (1)、课程设计要求： ①.使用国家最新压力容器和换热器标准、规范进行设计，掌握典型过程设备设计的全过程。 ②.广泛查阅和综合分析各种文献资料，进行设计方法和设计方案的可行性研究和论证。 ③.设计计算要求设计思路清晰，计算数据准确、可靠。 ④.设计说明书可以手写，也可打印，但工程图纸要求手工绘图。 ⑤.课程设计全部工作由学生本人独立完成。 (2). 设计数据： 1
3. 工艺条件图 4. 计算及说明部分内容（设计内容）： 第1章绪论： （1）液氨储罐的设计背景 （2）液氨贮罐的分类及选型； （3）主要设计参数的确定及说明。 第2章材料及结构的选择与论证 （1）材料选择与论证； （2）结构选择与论证：封头型式的确定、人孔选择、法兰型式、液面计的选择、鞍座的选择确定。 第3章工艺尺寸的确定 第4章设计计算 （1）计算筒体的壁厚； （2）计算封头的壁厚； （3）水压试验压力及其强度校核； （4）选择人孔并核算开孔补强； （5）选择鞍座并核算承载能力； （6）选择液位计； （7）选配工艺接管。 设计小结 参考文献 5．绘图部分内容： 总装配图一张（A1图纸） 2
课程设计任务书 6．设计期限：1周（ 2013 年 06月 24 日～ 2013 年 07 月 05 日） 7、设计参考进程： (1)设计准备工作、选择容器的型式和材料半天 (2)设计计算筒体、封头、选择附件并核算开孔补强等一天 (3)绘制装配图二天 (4)编写计算说明书一天 (5)答辩半天 8．参考资料： (一)国家质量技术监督局，GB150-1998《钢制压力容器》，中国标准出版社，1998； (二)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 (三)《金属化工设备·零部件》第四卷 (四)中华人民共和国化学工业部，中华人民共和国待业标准《钢制管法兰、垫片、紧固件》，1997 (五)《化工设备机械基础课程设计指导书》（图书馆借阅书号：TQ 05/51） (六)刁玉纬王立业，《化工设备机械基础》，大连理工大学出版社，2003年第五版； (七)李多民俞惠敏，《化工过程设备机械基础》，中国石化出版社，2007； (八)董大勤，《化工设备机械基础》，化学工业出版社，1994年第二版； (九)汤善甫朱思明，《化工设备机械基础》，华东理工大学出版社，2004年第二版； 发给学生（签名）：指导教师： 年月日 （注：此任务书应附于所完成的课程设计说明书封面后） 3
目录 课程设计任务书 2 20m3液氨储罐设计 2 课程设计容 3 液氨物化性质及介绍 3 1. 设备的工艺计算 3 1.1 设计储存量 3 1.2 设备的选型的轮廓尺寸的确定 3 1.3 设计压力的确定 4 1.4 设计温度的确定 4 1.5 压力容器类别的确定 4 2. 设备的机械设计 5 2.1 设计条件 5 2.2 结构设计 6 2.2.1 材料选择 6 2.2.2 筒体和封头结构设计 6 2.2.3 法兰的结构设计 6 （1）公称压力确定7 （2）法兰类型、密封面形式及垫片材料选择7 （3）法兰尺寸7 2.2.4 人孔、液位计结构设计8 （1）人孔设计8 （2）液位计的选择9 2.2.5 支座结构设计10 （1）筒体和封头壁厚计算10 （2）支座结构尺寸确定12 2.2.6 焊接接头设计及焊接材料的选取14 （1）焊接接头的设计14 （2）焊接材料的选取16 2.3 强度校核16 2.3.1 计算条件16 2.3.2 压圆筒校核17 2.3.3 封头计算18 2.3.4 鞍座计算20 2.3.5 开孔补强计算21 3. 心得体会22 4. 参考文献22
课程设计任务书 20m3液氨储罐设计 一、课程设计要求： 1.按照国家最新压力容器标准、规进行设计，掌握典型过程设备设计的全过程。 2.设计计算采用手算，要求设计思路设计思路清晰，计算数据准确、可靠。 3.工程图纸要求计算机绘图。 4.独立完成。 二、原始数据 设计条件表 三、课程设计主要容 1.设备工艺设计 2.设备结构设计 3.设备强度计算 4.技术条件编制 5.绘制设备总装配图 6.编制设计说明书 四、学生应交出的设计文件（论文）： 1.设计说明书一份； 2.总装配图一(A1图纸一)
液氨储罐项目设计方案1.设计题目：液氨储罐机械设计 2. 课程设计要求及原始数据（资料）： (1)、课程设计要求： ①.使用国家最新压力容器和换热器标准、规进行设计，掌握典型过程设备设计的全过程。 ②.广泛查阅和综合分析各种文献资料，进行设计方法和设计方案的可行性研究和论证。 ③.设计计算要求设计思路清晰，计算数据准确、可靠。 ④.设计说明书可以手写，也可打印，但工程图纸要求手工绘图。 ⑤.课程设计全部工作由学生本人独立完成。 (2). 设计数据：
3. 工艺条件图 4. 计算及说明部分容（设计容）： 1 绪论 1.1 液氨储罐的设计背景 1.2 液氨储罐的分类及选型 2 材料及结构的选择与论证 2.1 工艺参数的设定 2.1.1设计压力 2.1.2筒体的选材及结构 2.1.3封头的结构及选材 3 设计计算 3.1 筒体壁厚计算 3.2 封头壁厚计算 3.3 压力试验 4 附件的选择 4.1 人孔的选择 4.2 人孔补强的计算
4.3 进出料接管的选择 4.4 液面计的设计 4.5 安全阀的选择 4.6 排污管的选择 4.7 真空表选择 4.8 鞍座的选择 4.8.1 鞍座结构和材料的选取 4.8.2 容器载荷计算 4.8.3 鞍座选取标准 4.8.4 鞍座强度校核 5 容器焊缝标准 5.1 压力容器焊接结构设计要求 5.2 筒体与椭圆封头的焊接接头 5.3 管法兰与接管的焊接接头 5.4 接管与壳体的焊接接头 6 筒体和封头的校核计算 6.1 筒体轴向应力校核 6.1.1 由弯矩引起的轴向应力 6.1.2 由设计压力引起的轴向应力 6.1.3 轴向应力组合与校核 6.2 筒体和封头切向应力校核 7 总结 8 参考文献 5．绘图部分容： 总装配图一（A1图纸） 6．设计期限：1周（2013 年06月24日～ 2013年 06月30日） 7、设计参考进程： (1)设计准备工作、选择容器的型式和材料半天 (2)设计计算筒体、封头、选择附件并核算开孔补强等一天 (3)绘制装配图二天 (4)编写计算说明书一天 (5)答辩半天
设计任务书 设计题目：液氨储罐设计 设计任务：试设计一液氨储罐，完成主体设备的工艺设计和附属设备的选型设计。 包括筒体、封头、零部件的材料的选择及结构的设计；罐的制造施工及焊接形式等；设计计算及相关校核；各设计的参考标准；附CAD图。 已知工艺参数如下： 最高使用温度：T=50℃； 公称直径：DN=3000㎜； 筒体长度（不含封头）：Lo=5900㎜。
目录 设计任务书 1 前言 (1) 2 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 (2) 3 设计计算 (4) 3.1 筒体壁厚计算 (4) 3.2封头壁厚计算 (4) 3.3压力试验 (5) 4 附件的选择 (6) 4.1人孔的选择 (6) 4.2人孔补强的计算 (7) 4.3进出料接管的选择 (9) 4.4液面计的设计 (10) 4.5安全阀的选择 (10) 4.6排污管的选择 (10) 4.7 鞍座的选择 (11) 4.7.1鞍座结构和材料的选取 (11) 4.7.2容器载荷计算 (12) 4.7.3鞍座选取标准 (12) 4.7.4鞍座强度校核 (13) 5 容器焊缝标准 (14) 5.1压力容器焊接结构设计要求 (14) 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)
6 筒体和封头的校核计算 (16) 6.1 筒体轴向应力校核 (16) 6.1.1由弯矩引起的轴向应力 (16) 6.1.2 由设计压力引起的轴向应力 (17) 6.1.3 轴向应力组合与校核 (17) 6.2筒体和封头切向应力校核 (18) 7 总结 (19) 参考文献 (20)
《过程设备设计》 课程设计说明书 设计项目： 20M3液氨储罐设计 所属院系：化学化工学院 专业班级：化学工程与工艺1304班 学号： 学生姓名： 指导教师：张铱鈖 2016年01月20日
摘要 本次课程设计任务为设计一个容积为20m3的液氨储罐，采用常规设计方法，综合考虑环境条件、液体性质等因素并参考相关标准，按工艺设计、设备结构设计、设备强度计算的设计顺序，分别对储罐的筒体、封头、鞍座、人孔、接管等进行设计，然后对其进行强度校核，最后形成合理的设计方案。 设计说明书的正文部分包括工艺设计和机械设计，其中机械设计包括结构设计和强度计算两部分内容，结构设计中包括设备一系列零部件的数据，强度计算包括厚度计算、水压试验、气密性试验等。
一、设计任务书 20M3液氨储罐设计 课程设计要求及原始数据（资料） 一、课程设计基本要求 1、按照国家压力容器设计标准、规范设计要求，掌握典型过程设备设计的过程。 2、设计计算采用手算，要求设计思路清晰，计算数据准确、可靠。 3、工程图纸要求计算机绘图。 4、独立完成。 二、原始数据 表1 设计条件表
目录 一、设计任务书 (2) 二、课程设计内容 (5) 工艺设计 (5) 一、设计压力的确定 (5) 二、设计温度的确定 (6) 机械设计 (6) 一、结构设计 (6) ①设计条件 (6) ②结构设计 (7) 1、压力容器选择 (7) 物料的物理化学性质 压力容器的类型 压力容器的用材 2、筒体和封头的结构设计 (8) 容器的筒体和封头壁厚的设计 (8) 三·设备的设计计算 1、筒体名义厚度的初步确定 (8) 2、封头壁厚的计算 (8) 容器的水压试验 (10) 3、各个接管的位置及法兰的选择 (11) 接管的设计 法兰的设计 垫片的选择
目录 课程设计任务书2 20m3液氨储罐设计2 课程设计内容3 液氨物化性质及介绍3 1.设备的工艺计算3 1.1设计储存量3 1.2设备的选型的轮廓尺寸的确定3 1.3设计压力的确定4 1.4设计温度的确定4 1.5压力容器类别的确定4 2.设备的机械设计5 2.1设计条件5 2.2结构设计6 2.2.1材料选择6 2.2.2筒体和封头结构设计6 2.2.3法兰的结构设计6 （1）公称压力确定7 （2）法兰类型、密封面形式及垫片材料选择7 （3）法兰尺寸7 2.2.4人孔、液位计结构设计8 （1）人孔设计8 （2）液位计的选择9 2.2.5支座结构设计10 （1）筒体和封头壁厚计算10 （2）支座结构尺寸确定12 2.2.6焊接接头设计及焊接材料的选取14 （1）焊接接头的设计14 （2）焊接材料的选取16 2.3强度校核16 2.3.1计算条件16 2.3.2内压圆筒校核17 2.3.3封头计算18 2.3.4鞍座计算20 2.3.5开孔补强计算21 3.心得体会22 4.参考文献22 课程设计任务书 20m3液氨储罐设计 一、课程设计要求： 1.按照国家最新压力容器标准、规范进行设计，掌握典型过程设备设计的全过程。 2.设计计算采用手算，要求设计思路设计思路清晰，计算数据准确、可靠。
3.工程图纸要求计算机绘图。 4.独立完成。 二、原始数据 1.设备工艺设计 2.设备结构设计 3.设备强度计算 4.技术条件编制 5.绘制设备总装配图 6.编制设计说明书 四、学生应交出的设计文件（论文）： 1.设计说明书一份； 2.总装配图一张(A1图纸一张) 课程设计内容 液氨物化性质及介绍 液氨，又称为无水氨，是一种无色液体，有强烈刺激性气味。氨作为一种重要的化工原料，为运输及储存便利，通常将气态的氨气通过加压或冷却得到液态氨。液氨在工业上应用广泛，具有腐蚀性且容易挥发，所以其化学事故发生率很高。 液氨分子式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为16—25%（最易引燃浓度为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，难以点燃而危险性极低，但氨和空气混合物达到上述浓度范围遇火和燃烧或爆炸，如有油类或其它可燃物存在则危险性极高。 1．设备的工艺计算 工艺设计的内容是根据设计任务提供的原始数据和生产工艺要求，通过计算和选型确定设备的轮廓尺寸。 1.1设计储存量 式中：W——储存量，t； ——装量系数；
第一章绪论 1. 1设计任务 设计一液氨贮罐。工艺条件：温度为40℃，氨饱和蒸气压MPa .1，容积 55 为20m3, 使用年限15年。 1.2设计要求及成果 1. 确定容器材质； 2. 确定罐体形状及名义厚度； 3. 确定封头形状及名义厚度； 4. 确定支座，人孔及接管，以及开孔补强情况 5. 编制设计说明书以及绘制设备装配图1张（A1）。 1.3技术要求 （一）本设备按GBl50-1998《钢制压力容器》进行制造、试验和验收 （二）焊接材料，对接焊接接头型式及尺寸可按GB985-80中规定(设计焊接φ) 接头系数0.1 = （三）焊接采用电弧焊，焊条型号为E4303 （四）壳体焊缝应进行无损探伤检查，探伤长度为100％ 第二章设计参数确定 2.1 设计温度 O 题目中给出设计温度取40C
2.2 设计压力 在夏季液氨储罐经太阳暴晒，随着气温的变化，储罐的操作压力也在不断变化。通过查阅资料可知包头最高气温为40.4℃，通过查表可知，在40℃ 时液氨的饱和蒸汽压(绝对压力)为1.55MPa ，密度为580kg/m3，而容器设计时必须考虑在工作情况下可能遇到的工作压力和相对应的温度两者相结合中最苛刻工作压力来确定设计压力。一般是指容器顶部最高压力与相应的设计温度一起作为设计载荷条件，其值不低于工作压力。 此液氨储罐采用安全法，依据《化工设备机械基础》若储罐采用安全法时设计压力应采用最大工作压力w P 的1.105.1-倍，取设计压力w P P 05.1=（已知 MPa P w 55.1=表压）所以 MPa P P w 6.105.1==。 2.3 腐蚀余量 查《腐蚀数据手册》16MnR 耐氨腐蚀，其y mm /1.0<λ，若设计寿命为15年，则m m 5.11.0152=?==αλC 2.4焊缝系数 该容器属中压贮存容器，技《压力容器安全技术监察规程》规定，氨属中度 毒性介质，容器筒体的纵向焊接接头和封头基本上都采用双面焊或相当于双面焊的全焊透的焊接接头，所以φ取0.1或85.0常见。φ得选取按下表选择: 表2.1 焊接接头系数
** 氨库装置 消防专篇编制： 校核： 审核：
1 设计原则、依据及规范 1.1 设计原则 认真贯彻“预防为主，防消结合”的方针，严格遵循国家和地方的有关防火规范及规定，搞好本项目的防火设计。充分利用装置所在地域现有的消防设施，尽量节约投资。 1.2 设计依据 1.2.1 设计合同。 1.2.2 **提供的设计基础资料。 1.3 国家和地方的相关法规和规定 1.3.1 《中华人民共和国消防法》（中华人民共和国主席令第4号） 1.3.2 建筑工程消防监督审核管理规定（公安部30号令） 1.3.3 《危险化学品安全管理条例》（中华人民共和国国务院令第344号） 1.3.4 《中华人民共和国安全生产法》（中华人民共和国主席令第70号） 1.3.5 《中华人民共和国劳动法》（中华人民共和国主席令第28号） 1.3.6 《特种设备安全监察条例》（中华人民共和国国务院令373号） 1.3.7 《国务院关于进一步加强安全生产工作的规定》（国发【2004】2号）1.3.8 《关于加强安全生产事故应急预案监督管理工作的通知》（国务院安全生 产委员会安委办字【2005】48号） 1.4 设计中执行的主要标准、规范 1）《建筑设计防火规范》（GB50016－2006） 2）《化工企业安全卫生设计规定》（HG20571－1995） 3）《石油化工企业设计防火规范》（GB50160－1992，1999年版） 4）《建筑抗震设计规范》（GB50011－2001） 5）《建筑物防雷设计规范》（GB50057－94，2000版） 6）《建筑防腐蚀工程施工及验收规范》（GB50212－2002） 7）《钢结构设计规范》（GB50017－2003） 8）《爆炸和火灾危险环境电力装置设计规范》（GB50058－1992） 9）《工业企业噪声控制设计规范》（GBJ87－1985） 10）《石油化工企业可燃气体和有毒气体检测报警设计规范》（SH3063-1999）
30m3液氨储罐设计说明书
前言 本说明书为《30m3液氨储罐设计说明书》。本文采用分析设计方法，综合考虑环境条件、液体性质等因素并参考相关标准，按工艺设计、设备结构设计、设备强度计算的设计顺序，分别对储罐的筒体、封头、鞍座、人孔、接管进行设计，然后采用1SW6-1998对其进行强度校核，最后形成合理的设计方案。
目录 第一章绪论 (4) （一）设计任务 (4) （二）设计思想 (4) （三）设计特点 (4) 第二章材料及结构的选择与论证 (4) （一）材料选择 (4) （二）结构选择与论证 (4) 第三章设计计算 (6) （一）计算筒体的壁厚 (6) （二）计算封头的壁厚 (7) （三）水压试验及强度校核 (7) （四）选择人孔并开孔确定补强 (8) （五）核算承载能力并选择鞍座 (8) （六）选择液面计 (9) （七）选配工艺接管 (9) 第四章设计汇总 (10) 第五章结束语 (11) 第六章参考文献 (11)
第一章绪论 （一）设计任务： 针对化工厂中常见的液氨储罐，完成主体设备的工艺设计和附属设备的选型设计，绘制总装配图和零件图，并编写设计说明书。（二）设计思想： 综合运用所学的机械基础课程知识，本着认真负责的态度，对储罐进行设计。在设计过程中综合考虑了经济性，实用性，安全可靠性。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。 （三）设计特点： 容器的设计一般由筒体、封头、法兰、支座、接口管及人孔等组成。常、低压化工设备通用零部件大都有标准，设计时可直接选用。本设计书主要介绍了液罐的的筒体、封头的设计计算，低压通用零部件的选用。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。 第二章材料及结构的选择与论证 （一）材料选择： 纯液氨腐蚀性小,贮罐可选用一般钢材,但由于压力较大,可以考虑20R、16MnR这两种钢种。如果纯粹从技术角度看，建议选用20R类的低碳钢板，16MnR钢板的价格虽比20R贵，但在制造费用方面，同等重量设备的计价，16MnR钢板为比较经济，且16MnR机械加工性能、强度和塑性指标都比较号，所以在此选择16MnR钢板作为制造筒体和封头材料。 （二）结构选择与论证： 1.封头的选择： 从受力与制造方面分析来看，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
化工设备机械基础课程设计 题目：液氨贮罐的机械设计 班级：07080102 学号：0708010213 姓名：陈剑 指导教师：崔岳峰 沈阳理工大学环境与化学工程学院 2010年11月
设计任务书 课题：液氨储罐的机械设计 设计内容：根据给定的工艺参数设计一台液氨储罐。已知工艺参数： 最高使用温度：T=50℃ 公称直径：DN=3000mm 筒体长度：L=4500mm 具体内容包括： （1）筒体材料的选择 （2）储罐的结构和尺寸 （3）罐的制造施工（焊接焊缝） （4）零部件的型号、位置和接口 （5）相关校核计算 设计人：陈剑 学号：0708010213 下达时间：2010年11月19日 完成时间：2010年12月24日
目录 前言 (1) 1液氨储罐的设计背景 (2) 2液氨储罐的分类和选型 (3) 2.1储罐的分类 (3) 2.2 储罐的选型 (3) 3 材料用钢的选取 (4) 3.1容器用钢 (4) 3.2附件用钢 (4) 4工艺尺寸的确定 (5) 4.1储罐的体积 (5) 5工艺计算 (6) 5.1筒体壁厚的计算 (6) 5.2封头壁厚的计算 (6) 5.3水压试验 (7) 5.4支座 (7) 5.4.1支座的选取 (7) 5.4.2鞍座的计算 (7) 5.4.3安装高度 (9) 5.5人孔的选取 (9) 5.6人孔补强 (9) 5.6.1人孔补强的计算 (9) 5.6.2 不需补强的最大开孔直径 (11) 5.7接口管 (12) 5.7.1液氨进料管 (12) 5.7.2液氨出料管 (12) 5.7.3排污管 (12) 5.7.4液面计接管 (12) 5.7.5放空接口管 (13)
课程设计任务书 广东石油化工学院 《化工机械基础》课程设计任务书 1.设计题目：液氨储罐机械设计 2. 设计数据： 技术特性 公称容积V0(m3) 16 公称直径D i(mm) 2000介质液氨筒体长度L(mm) 4000 工作压力(MPa) 2.07 工作温度(0C) ≤50 厂址茂名推荐材料16MnR 管口表 编号名称公称直径(mm) 编号名称公称直径(mm) a1-2 液位计15 e 安全阀32 b 进料管50 f 放空管25 c 出料管32 g 人孔500 d 压力表15 h 排污管50 工艺条件图
广东石油化工学院课程设计毕业书 3.计算及说明部分内容（设计内容）： 第一部分绪论： （1）设计任务、设计思想、设计特点； （2）主要设计参数的确定及说明。 第二部分材料及结构的选择与论证 （1）材料选择与论证； （2）结构选择与论证：封头型式的确定、人孔选择、法兰型式、液面计的选择、鞍式支座的选择确定。 第三部分设计计算 （1）计算筒体的壁厚； （2）计算封头的壁厚； （3）水压试验压力及其强度校核； （4）选择人孔并核算开孔补强； （5）选择鞍座并核算承载能力； 第四章主要附件的选用 （1）、液面计选择 （2）、各进出口的选择 （3）、压力表选择 第五章设计小结 附设计参考资料清单 4．绘图部分内容： 总装配图一张（1#） 5．设计期限：1周（2014 年 07 月 07 日—— 2014 年 07月 11 日） 6、设计参考进程： (1)设计准备工作、选择容器的型式和材料半天 (2)设计计算筒体、封头、选择附件并核算开孔补强等一天 (3)绘制装配图二天 (4)编写计算说明书一天 (5)答辩半天 7．参考资料： [1]《化工过程设备机械基础》，李多民、俞慧敏主编，中国石化大学出版社
前言 本说明书为《31m3液氨储罐设计说明书》。本文采用分析设计方法，综合考虑环境条件、液体性质等因素并参考相关标准，按工艺设计、设备结构设计、设备强度计算的设计顺序，分别对储罐的筒体、封头、鞍座、人孔、接管进行设计，然后采用1SW6-1998对其进行强度校核，最后形成合理的设计方案。
目录 附：设计任务书 (2) 第一章绪论 (3) （一）设计任务 (3) （二）设计思想 (3) （三）设计特点 (3) 第二章材料及结构的选择与论证 (3) （一）材料选择 (3) （二）结构选择与论证 (3) 第三章设计计算 (5) （一）计算筒体的壁厚 (5) （二）计算封头的壁厚 (6) （三）水压试验及强度校核 (6) （四）选择人孔并核算开孔补强 (7) （五）核算承载能力并选择鞍座 (9) （六）选择液面计 (9) （七）选择压力计 (10) （八）选配工艺接管 (10) 第四章设计汇总 (11) 第五章结束语 (12) 第六章参考文献 (13)
第一章绪论 （一）设计任务： 针对化工厂中常见的液氨储罐，完成主体设备的工艺设计和附属设备的选型设计，绘制总装配图和零件图，并编写设计说明书。（二）设计思想： 综合运用所学的机械基础课程知识，本着认真负责的态度，对储罐进行设计。在设计过程中综合考虑了经济性，实用性，安全可靠性。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。 （三）设计特点： 容器的设计一般由筒体、封头、法兰、支座、接口管及人孔等组成。常、低压化工设备通用零部件大都有标准，设计时可直接选用。本设计书主要介绍了液罐的的筒体、封头的设计计算，低压通用零部件的选用。 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。 第二章材料及结构的选择与论证 （一）材料选择： 纯液氨腐蚀性小,贮罐可选用一般钢材,但由于压力较大,可以考 虑20R、16MnR这两种钢种。如果纯粹从技术角度看，建议选用20R 类的低碳钢板， 16MnR钢板的价格虽比20R贵，但在制造费用方面，同等重量设备的计价，16MnR钢板为比较经济，且16MnR机械加工性能、强度和塑性指标都比较号，所以在此选择16MnR钢板作为制造筒体和封头材料。 （二）结构选择与论证： 1.封头的选择： 从受力与制造方面分析来看，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
目录 第一章工艺设计 1.1任务书*************************************** 1.2储量***************************************** 1.3备的选型及轮廓尺寸*************************** 第二章机械设计 2.1结构设计 2.1.1筒体及封头设计 材料的选择********************************** 筒体壁厚的设计计算************************** 封头壁厚的设计计算*************************** 2.1.2接管及接管法兰设计 接管尺寸选择********************************* 管口表及连接标准***************************** 接管法兰的选择 ***************************** 紧固件的选择 ******************************* 2.1.3人孔的结构设计 密封面的选择 ****************************** 人孔的设计******************************** 2.1.4 核算开孔补强**************************** 2.1.5支座的设计
支座的选择********************************** 支座的位置********************************** 2.1.6液面计及安全阀选择 2.1.7总体布局 2.1.8焊接接头设计 2.2强度校核 小结
化工设备机械基础课程设计题目：液氨贮罐的机械设计 班级： 学号：0708010213 姓名：陈剑 指导教师：崔岳峰 沈阳理工大学环境与化学工程学院 2010年11月 设计任务书 课题：液氨储罐的机械设计 设计内容：根据给定的工艺参数设计一台液氨储罐。 已知工艺参数： 最高使用温度：T=50℃
公称直径：DN=3000mm 筒体长度：L=4500mm 具体内容包括： （1）筒体材料的选择 （2）储罐的结构和尺寸 （3）罐的制造施工（焊接焊缝） （4）零部件的型号、位置和接口 （5）相关校核计算 设计人：陈剑 学号：0708010213 下达时间：2010年11月19日 完成时间：2010年12月24日 目录 前言 1 1液氨储罐的设计背景 2 2液氨储罐的分类和选型 3
2.1 储罐的分类 3 2.2 储罐的选型 3 3 材料用钢的选取 4 3.1容器用钢 4 3.2附件用钢 4 4工艺尺寸的确定 5 4.1储罐的体积 5 5工艺计算 6 5.1筒体壁厚的计算 6 5.2封头壁厚的计算6 5.3水压试验7 5.4支座7 5.4.1支座的选取7 5.4.2鞍座的计算7 5.4.3安装高度9 5.5人孔的选取9 5.6人孔补强9 5.6.1人孔补强的计算9 5.6.2 不需补强的最大开孔直径11 5.7接口管12 5.7.1液氨进料管12
5.7.2液氨出料管12 5.7.3排污管12 5.7.4液面计接管12 5.7.5放空接口管13 5.7.6安装阀接口管13 6参数校核14 6.1筒体轴向应力校核14 6.1.1 筒体轴向弯矩的计算14 6.1.2筒体轴向应力的计算14 6.2 筒体和封头切向应力的校核15 6.2.1筒体切向应力的计算15 6.2.2封头切向应力的计算16 6.3筒体环向应力的计算与校核16 6.3.1环向应力的计算16 6.3.2环向应力校核17 6.4鞍座有效断面平均压力17 7总结18 8设计结果一览表19 9液氨储罐化工设计图20 参考文献21
153 M液氨储罐设计 杨砺
目录 一、设计条件表---------------------------------------------------------------------------------- 3 二、设计数据表----------------------------------------------------------------------------------- 3 三、焊缝结构及无损检测----------------------------------------------------------------------- 3 四、管口表----------------------------------------------------------------------------------------- 4 五、封头设计-------------------------------------------------------------------------------------- 4 六、筒体长度确定---------------------------------------------------------------------------------5 七、设备的材料及其厚度计算----------------------------------------------------------------- 5 八、卧式容器应力校核---------------------------------------------------------------------------7 九、开孔及开孔补强------------------------------------------------------------------------------8 十、零部件设计----------------------------------------------------------------------------------- 9 1、支座设计---------------------------------------------------------------------------------9 2、人孔其法兰设计-------------------------------------------------------------------------10 3、安全阀接口管及其法兰设计--------------------------------------------------------- 10 4、液氨出口接管及其法兰设计----------------------------------------------------------11 5、放空口接管及其法兰设--------------------------------------------------------------- 11 6、液氨入口接管与其法兰设计------------------------------------------------------- 11 7、压力表接管及其法兰设计----------------------------------------------------------- 12 8、气氨出口接管及其法兰设计-------------------------------------------------------- 12 9、排污管及其法兰设计------------------------------------------------------------------12 10、液位计及其法兰的选择------------------------------------------------------------- 13 十一、焊接接头设计---------------------------------------------------------------------------13 十二、参考资料-----------------------------------------------------------------------------------14 十三、结束语--------------------------------------------------------------------------------------15
学号：11014020817 《化工机械基础》 课程设计说明书 设计题目：液氨储罐机械设计 学院化学与环境工程学院专业化学工程与工艺班级化工11-8 学生白涛指导教师陈华豪 完成时间2013年06月24日至2013年06月30日 课程设计任务书 1.设计题目：液氨储罐机械设计 2. 课程设计要求及原始数据（资料）： (1)、课程设计要求： ①.使用国家最新压力容器和换热器标准、规范进行设计，掌握典型过程设备设计的全过程。 ②.广泛查阅和综合分析各种文献资料，进行设计方法和设计方案的可行性研究和论证。 ③.设计计算要求设计思路清晰，计算数据准确、可靠。 ④.设计说明书可以手写，也可打印，但工程图纸要求手工绘图。 ⑤.课程设计全部工作由学生本人独立完成。 (2). 设计数据：
4. 计算及说明部分内容（设计内容）： 1 绪论 1.1 液氨储罐的设计背景 1.2 液氨储罐的分类及选型 2 材料及结构的选择与论证 2.1 工艺参数的设定 2.1.1设计压力 2.1.2筒体的选材及结构 2.1.3封头的结构及选材 3 设计计算 3.1 筒体壁厚计算 3.2 封头壁厚计算 3.3 压力试验 4 附件的选择 4.1 人孔的选择 4.2 人孔补强的计算 4.3 进出料接管的选择 4.4 液面计的设计 4.5 安全阀的选择 4.6 排污管的选择 4.7 真空表选择 4.8 鞍座的选择 4.8.1 鞍座结构和材料的选取 4.8.2 容器载荷计算 4.8.3 鞍座选取标准 4.8.4 鞍座强度校核 5 容器焊缝标准 5.1 压力容器焊接结构设计要求 5.2 筒体与椭圆封头的焊接接头 5.3 管法兰与接管的焊接接头 5.4 接管与壳体的焊接接头 6 筒体和封头的校核计算
. 燕京理工学院Yanching Institute of Technology （2018）届本科生化工设备机械基础大作业题目：液氨储罐的设计 学院：化工与材料工程学院专业：应用化学 学号： 140140023 姓名：游超杰 指导教师：周莉莉 2017年6月30日 .
目录 1、设计任务书 (1) 2、前言 (2) 3.设计方案 (3) 3.1设计依据及原则 (3) 3.2、设计要求 (3) 技术特性表 (3) 4、设计计算 (5) 4.1、圆筒厚度设计 (5) 4.2、封头壁厚设计 (6) 4.3、水压试验及强度校核 (6) 5、选择人孔并核算开孔补强 (7) 5.1、人孔参数确定 (7) 5.2、开孔补强的计算 (8) 6、接口管设计 (10) 6.1、进料管 (10) 6.2、出料管 (10) 6.3、液位计接口管 (10) 6.4、放空阀接口管 (11) 6.5、安全阀接口管 (11) 6.6、排污管 (11) 6.7、压力表接口 (11) 7、鞍座负载设计 (11) 首先粗略计算鞍座负荷 (11) 7.1、罐体质量m1 (12) 7.2、封头质量m2 (12) 7.3、液氨质量m3 (12) 7.4、附件质量m4 (12) 8、设计汇总 (13)
1、设计任务书 课题： 液氨储罐的设计（家乡衡水） 设计内容： 根据既定的工艺参数设计一台液氨储罐 已知工艺参数： 最高使用温度T=40℃ 罐体容积V=12mm3 此时氨的饱和蒸汽压P=1.55MPa 具体的内容包括： 1.筒体材料选择 2.罐的结构及尺寸（内径、长度）形状（卧式、球形、立式），罐体厚度，封 头形状及厚度，支座的选择，人孔及接管，开孔补强 下达时间：2017年6月16日 完成时间：2017年6月30日
液氨贮罐的设计及计算 第一章贮罐筒体与封头的设计 一、罐体DN、PN的确定 1、罐体DN 的确定 液氨贮罐的长径比L/Di一般取3～3.5，本设计取L/Di＝3.2，由V＝(πDi2/4) ·L＝10 L/Di＝3.2得：Di =( 40/ 3.2π)1/3 =1.585 m＝ 1585 mm 因圆筒的内径已系列化，由Di＝1585 mm可知： DN＝1600 mm 2、釜体PN 的确定 因操作压力P＝16 Kgf/cm2，由文献 [1]可知：PN＝1.6 MPa 二、筒体壁厚的设计 1、设计参数的确定 p=(1.05-1.1) p w ，p ＝1.1×1.6MPa=1.76MPa，p c ＝p＋p ∵ p 液＜ 5 ％ P ，∴可以忽略p 液 p c ＝p＝1.76 MPa ， t ＝ 100 ℃，Ф＝1（双面焊，100％无损探伤）， c 2 ＝2 mm（微弱腐蚀） 2、筒体壁厚的设计 设筒体的壁厚S n ′＝14 mm，[σ]t＝170MPa ，c 1 ＝0.8 mm 由公式S d ＝p c Di/(2 [σ]tФ-P c)+c 可得： S d ＝1.76×1600/(2×170×1-1.76)＋ 2 ＋0.8＝11.13(mm) 圆整S n ＝12 mm ∵S n ≠ S n ′∴假设S n ＝ 14mm是不合理的. 故筒体壁厚取S n =12 mm 3、刚度条件设计筒体的最小壁厚 ∵ Di＝1600 mm ＜ 3800 mm ，S min ＝2 Di /1000且不小于3 mm 另加 C 2 ， ∴ S n ＝5.2 mm 按强度条件设计的筒体壁厚S n ＝12 mm ＞S n ＝5.2 mm，满足刚度条件的要求． 三、罐体封头壁厚的设计 1、设计参数的确定 p=(1.05-1.1) p w ，p ＝1.1×1.6MPa=1.76MPa，p c ＝p＋p 液 ，∵ p 液 ＜ 5 ％ p ， ∴可以忽略p 液 p c ＝p＝1.76 MPa ， t=40 ℃，Ф＝1（双面焊，100％无损探伤）， c 2 ＝2 mm（微弱腐蚀） 2、封头的壁厚的设计 采用标准椭圆形封头，设封头的壁厚S n ′＝14 mm，[σ]t＝170 MPa ，c 1 ＝ 0.8 mm 由公式S d ＝P c Di/(2 [σ]tФ-0.5P c )+c 可得： S d ＝1.76×1600/(2×170×1-0.5×1. 76)＋ 2 ＋0.8＝11.10 mm 圆整 S n ＝12 mm