液氨贮罐的机械设计
YEAN CHUGUAN DE JIXIE SHEJI
──《化工设备机械基础》课程设计指导
过程机械系编
淮海工学院
机械工程学院
2010.12
§1 目的和要求
一、课程设计的目的
化工设备课程设计是培养学生设计能力的重要教学环节。在老师指导下，通过课程设计，培养学生综合运用所学知识分析、解决实际问题的能力。因此，完成本课程设计应达到以下目的：
1.通过课程设计，把化工设备机械基础课程和有关先修课所学知识，在设计中综合地加以运用，从而得到巩固、深化和提高。
2.培养学生对工程设计的独立工作能力，树立正确的设计思想，掌握化工设备设计的基本方法和步骤，为今后从事工程设计打下良好的基础。
3.使学生能够熟悉和运用设计资料，如有关设计标准、规范、手册、图集等工具书，进行设计计算、数据处理、编写技术文件的独立工作能力，以完成作为工程技术人员在机械设计方面所必备的基本训练。
二、化工设备机械基础课程设计的要求
1.树立正确的设计思想
结合生产实际综合地考虑经济、实用、可靠、安全和先进等方面的要求，严肃认真地进行设计。
2.要有积极主动的学习态度
在课程设计中遇到的问题，要随时复习有关教科书，可查阅资料，通过积极思考，提出个人的见解主动解决，不要简单地向指导老师索取答案。
3.正确处理好几个关系
（1）继承和发展的关系
强调独立思考，并不等于设计者凭空设想，不依靠设计资料和继承前人经验。学会收集、理解、熟悉和使用各种资料，正是培养设计能力的重要方面。
（2）正确使用标准规范
化工设备的设计非常强调标准规范，但标准规范的使用并不排斥创新的发展，因此在遇
到与设计要求矛盾时，通过严密的论证可以放弃标准而服从设计要求。
（3）统筹兼顾，抓主要矛盾
①计算结果要服从结构设计的要求
当理论计算的结果在结构上无法实现时，应对计算结果进行修正。因为计算结果对零件尺寸的确定只能提供某一方面的依据。
②正确处理计算与画图的关系
设计中要求算、画、选、改同时进行，但零件的尺寸应以最后图样确定的为准。对尺寸作出修改后，有时并不一定要求再对零件的强度或刚度进行计算，可以依据修改幅度、原强度（或刚度）裕度及计算准确程度等来判断是否要再行计算。
§2 课程设计的内容和一般步骤
一、课程设计的内容
根据教学大纲的要求，学生应在规定的时间内，完成一种典型设备的机械设计，工作量应包括：设备总装图一张，设计计算书一份。
二、课程设计的一般步骤
1、准备阶段
（1）设计前应预先准备好设计资料、手册、图册、计算绘图用具、图纸、方格纸和报告纸等；
（2）认真研究设计任务书，分析原始数据和工作条件，明确设计要求和设计内容；
（3）设计前应认真复习有关教科书、熟悉有关资料和设计步骤；
（4）有条件的应结合现场参观，熟悉典型设备的结构，比较其优缺点，以便选择合适的结构，没有现场条件的，也要先读懂几张典型设备图。
2、机械设计阶段
设备的机械设计是在设备的工艺设计后进行的，其内容和任务是根据设备的工艺条件（包括工作压力、温度、介质腐蚀性、结构形式和尺寸、接管方位标高等），围绕着设备内、外附件的选型进行机械结构设计；围绕确定壁厚这一尺寸进行强度、刚度和稳定性设计或校核计算。这一步往往“边算、边选、边改”的作法来进行。以下几点可供参考：（1）选择材料
材料的选择要综合考虑压力大小、温度高低和介质腐蚀情况等因素。一般先按压力因素来选择。当温度高于200℃或低于-40℃时，温度则成为选择的决定因素。在腐蚀强烈或产品纯度有较高要求时，腐蚀又成了确定材料的依据。
（2）选用零部件
设备内部附件的结构，一般常由工艺设计确定，而外部附件的结构型式则在满足工艺要求的条件下，由受力条件、制造安装等因素决定。
（3）外载荷计算
包括内压、外压、设备自重、零部件的偏载、风载、地震载荷等等，常用分项统计、列表的方法来进行。
（4）强度、刚度、稳定性设计或校核计算
根据设备的结构型式，受力条件和材料的力学性能等进行强度、刚度和稳定性计算，最后确定出合理的结构尺寸。因大多数情况下强度是主要矛盾，所以常不作后两项计算。
（5）传动设备的选型、计算
对常有机械传动、液压传动的设备，这部分零部件也大都已标准化，可参考有关机械设计手册进行选型、计算。
（6）绘制设备总装图
对初学者，可先用方格纸绘出草图，按“边算、边选、边改”的方法，获得一较为合理的结构后，再搬上正式图纸。当然一开始就铺白图也是一种锻炼。可由学生根据自己情况确定。
（7）绘制零部件图
根据总装图绘制零部件图常称为拆图。对于标准零部件，由于有专门厂家生产，可以不必拆图。拆图的目的是为了便于加工制造。
（8）提出技术要求
对设备制造、装配、检验和试车等等工序提出合理的村注，以文字形式注写在总装图上。 3、整理及编写设计计算说明书 4、课程设计答辩
课程设计的图样及说明书全部完成后，给指导老师审阅，得到认可后，方能参加答辩。课程设计的成绩要根据图样、说明书和答辩所反映出的设计质量和能力，以及设计过程中的学习态度综合评定。
设计题目及进程
一、设计题目（液氨贮罐） 见设计任务书和设计参数表。 二、设计参考进程
1、准备 0.5天
2、机械设计 3.5天
3、编写设计说明书 0.5天
4、答辩 0.5天 三、设计要求
1、罐体、封头、壁厚的确定；
2、选择支座；
3、选择标准人孔、液面计和各类接管及法兰；
4、开孔补强设计（人孔和进料孔）；
5、绘制总装配图；
6、编写设计计算说明书；
§4 设计示例
题目：设计一液氨贮罐，贮罐内径2600i D mm =，罐体（不包括封头）长度4800L mm =。
使用地点：天津。
一、罐体壁厚设计
本贮罐选用16MnR 制造罐体和封头。 计算壁厚根据下式计算：
c p ——计算压力。
c p p =+液柱静压力，当元件所承受的液柱静压力小于5%设计压力时，可忽略不计。
p ——设计压力。
本贮罐夏季最高温度可达40℃，这时氨的饱和蒸气压为1.555MPa （绝对压力），故取
1.50p MPa =(15089GB - 1.4.3 1.5550.1 1.5)p MPa =-≈取当地大气压为0.1MPa 。
故本设计中取 1.5c p p MPa ==
2600i D mm =；
[]
170t
MPa σ= （假设n δ=6～16mm ）
0.85φ= （双面对接焊，局部探伤） 于是：
取21C mm =，可以查得10.8C mm =
则1213.57 1.815.37n C C δδ=+++?=++?=+?
取16n mm δ=,即确定选用的16mm 的16MnR 钢板制作罐体。 二、封头壁厚设计 采用标准椭圆形封头 壁厚按下式计算
式中0.85φ=（钢板最大宽度为3m ，该贮罐直径为2.6m ，故封头需将钢板拼焊后冲压）；
[]
163t
MPa σ= （假设n δ=17～25mm ）,其它符号同前。
于是：
同前, 12 1.8C C C mm =+=，所以:
考虑到封头加工制造时的减薄量，最后确定使用18n mm δ=的16MnR 钢板制作封头。 三、鞍座
首先粗略计算鞍座负荷 设备总重量1234Q Q Q Q Q =+++
式中：1Q ——罐体重；
2Q ——封头重；
3Q ——水重（因液氨比重小于水，故取液压时的水重）； 4Q ——附件重。
1、罐体重
2600DN mm =，16n mm δ=的罐体，每m 的质量为：11030/q Kg m =（附录1），所以： 2、封头重
2600DN mm =，18n mm δ=，直边高度h=40mm 的标准椭圆封头，其质量为：
21100q Kg =,所以：
3、水重 贮罐容积：
水的重度：39.8/KN m γ= 于是：
330.429.8298Q V KN γ=?=?=。
4、附件重
人孔约重2KN （PN =1.6Mpa ，DN =450mm 人孔总重为2040N ，其它接管总重按3KN 计，则 所以，设备总重为：
设备上一共有两个鞍座，每个鞍座承受的设备重量为：
每个鞍座只承受186.5KN 的重负荷是很小的，所以选用轻型鞍座，标记为：
JB/T 4712-1992 鞍座A 2600-F JB/T 4712-1992 鞍座A 2600-S 四、人孔
根据贮罐是在常温及最高工作压力为1.50Mpa 的条件下工作，人孔标准应按公称压力为1.6Mpa 选取，从人孔类型系列标准可见，公称压力为1.6Mpa 的人孔类型较多。
本设计选用回转盖人孔。
人孔的公称直径选定为450mm ，密封压紧面采用MFM 型（凹凸面密封面）。 根据标准HG 21517－2005查得回转盖人孔各零件的名称、材料及尺寸列入下表：
人孔零件名称材料明细表
五、人孔补强
GB 150-1998《钢制压力容器》规定，当满足下述要求时，容器开孔处可以不另行补强。 （1）两相邻开孔中心的间距（曲面间距以弧长计算）应不小于两孔直径之和的两倍； （2）若设计压力 2.5p MPa ≤,当壳体名义厚度大于12mm 时，接管公称直径小于或等于80mm ；当壳体名义厚度小于等于12mm 时，接管公称直径小于或等于50mm 。
（3）若壳体材料的540b MPa σ>,则接管与壳体的连接宜采用全焊透焊缝。
根据允许不另行补强的条件与规定，人孔接管外径?壁厚=48010?，∴需进行补强计算。 此处采用等面积补强法设计，其原则是：补强金属截面积要等于或大于因开孔而减少的金属截面积，以使得开孔边缘的应力集中区域内，其平均应力不大于未开孔时壳体内的应力，从而维持容器的整体屈服强度。
1、计算开孔削弱面积A
A ——壳体所需的补强面积，即通过开孔中心在壳体的纵截面内因开孔而被削弱的面积。 d ——开孔直径
i d ——人孔内径，2i o nt d d δ=-
o d ——人孔外径，根据公称直径查得，此处o d =480mm 。
nt δ——人孔名义厚度，此处nt δ=10mm 。 ∴2480210460i o nt d d mm δ=-=-?=
t C ——人孔短节厚度附加量。
因为人孔采用钢板卷焊，所以12t t t C C C =+
1t C ——人孔钢板负偏差，此处取1t C =0.8mm 2t C ——人孔钢板腐蚀裕量，此处取2t C =1mm
∴ 120.81 1.8t t t C C C mm =+=+= 则：4602 1.8463.6d mm =+?=
δ——筒体开孔处的计算壁厚；
当开孔不通过焊缝时，1φ=，于是
et δ——人孔的有效厚度。
r f ——强度削弱系数，等于设计温度下接管材料许用应力[]t
t σ与壳体材料许用应力[]
t
σ之比。当该比值大于1.0时，取r f =1.0
∵人孔材料取Q 235-B ，在40℃时其[]113t
t MPa σ=；
又∵壳体材料取16MnR ，在40℃时[]170t
MPa σ=
∴[][]
113
0.6647170
t
b
r t
f σσ==
= ∴2
2(1)
463.611.5228.211.52(10.6647)5405et r A d f mm δδδ=+-=?+???-=
2、计算有效补强范围 （1）有效补强范围 ①有效补强宽度B 有效宽度取
222n nt B d
B d δδ=?
?=++?
中之较大值，mm
22463.6927.222463.6216210515.6n nt B d mm
B d mm δδ=?=?=?
?=++=+?+?=?取大值，
则927.2B mm = ②有效补强高度
1）接管外侧高度1h ，取值如下：
11h h ?=?
?=??
接管实际外伸高度中之较小值，mm
人孔接管实际外伸高度，查HG 21517－2005，为240mm 。 ∴此处取168h mm =
2）接管内侧高度2h ，取值如下：
22h h ?=?
?=??
接管实际内伸高度中之较小值，mm
因为人孔接管为平齐接管，内伸高度为0mm 。 所以，此处取：20h = （2）筒体多余截面积A 1
e δ——开孔处壳体的有效厚度。 ∴
12
(927.2463.6)(14.211.2)2(10 1.8)(14.211.2)(10.6647)1374A mm
=------=
（3）接管多余面积2A
t δ——人孔接管计算厚度。
则2268A =??
?2（8.2-3.05）0.6647=466mm 。 （4）焊缝面积3A
只考虑补强圈内与接管组合焊缝中的填角焊缝。焊角高度取最小值6mm ，按等腰直角三角形计算，则
3、判断是否补强
∵2212313744663618765405A A A mm mm ++=++=< 显然，人孔处需另加补强圈。 4、补强圈尺寸确定
（1）需补强的最小截面积0A （2）补强圈尺寸确定
由附表5查得，48010φ?接管用补强圈外径0760D mm =，其内径0480i D d mm ==，其中：
0480d mm =为接管（此处即为人孔筒节）外径。
（3）补强圈厚度确定
补强圈材料取与壳体相同（16MnR），则补强圈最小厚度
s
δ为：
从备料及制造考虑，可取与筒体名义厚度相同，即16
n mm
δ=的补强圈。
由于多余的壳体与接管壁厚没有用到补强上去，整个容器的许用压力可高于其设计压力。
六、接口管
1、液氨进口管
采用57 3.5
φ?无缝钢管。管的一端切成45°，伸入罐内少许。配用具有凹面密封的平焊管法兰。
法兰标记为：法兰PN1.6 DN50，GB9119.6-88。
根据允许不另行补强的条件与规定可知，本接管也需进行补强计算。（此处补强计算在计算书中不再示范，同学们根据前面的补强计算自己参照进行）。
2、液氨出料管
设置在液氨贮罐的底部，采用253
φ?无缝钢管，配用具有凸面密封的平焊管法兰。
法兰标记为：法兰PN1.6 DN25，GB9119.6-88。
根据允许不另行补强的条件与规定可知，本接管不需进行补强计算。
3、排污管
贮罐右端最底部，设置排污管一个，管子规格为57 3.5
φ?，管端焊有一个与截止冷阀J41W-16相配的具有凸面密封的平焊管法兰。（其开孔补强计算此处不必进行，直接参照液氨进口管的计算结果，如液氨进口管需要补强，则排污管也需要。）
法兰标记为：法兰PN1.6 DN50，GB9119.6-88。
4、液面计接管
此接管配置两个，设置在液氨贮罐的侧面，即椭圆封头上。采用玻璃管液面计BIWPN1.6，l=1000，HG5-226-65两支（《化工容器及设备简明设计手册》P576）。与液面计相配的接管尺寸为183
φ?，管法兰为PN1.6 DN15，GB9119.6-88。
5、放空管接管
此接管设置在液氨贮罐的最顶部，采用32 3.5
φ?无缝钢管，管法兰为PN1.6 DN25，GB9119.6-88。
七、设备总装图
根据计算结果，并选定相应的标准零部件，绘制贮罐的总装配图，并在总装图的明细栏内，将各零部件的名称、规格、尺寸、材料等列于表中。
参考材料
1、赵军等.化工设备机械基础.北京：化学工业出版社
2、贺匡国主编.化工容器及设备简明设计手册.北京：化学工业出版社
3、压力容器国家标准汇编. 北京：中国标准出版社
附录课程设计参考图表
1.筒体（摘自JB1153－73）
附表1 筒体的容积、面积和质量
2.椭圆封头（摘自JB/T 4737－95）（见附表2、附表3）
附表2 以内径为公称直径的椭圆封头的型式和尺寸
附表2 续表
注：当封头厚度δn<10mm时，封头直边高度h2取25，当封头厚度10≤δn<20mm 时，封头直边高度h2取40，当封头厚度δn≥20mm时，封头直边高度h2取50。
附表3 以内径为公称直径的椭圆封头的质量
4、管法兰（摘自GB 9119.6-88）
附表4 标准突面板式平焊钢制管法兰主要尺寸 mm
54
0 0 140
5 134
3
3
3
3
2
8
3
2
14
5
18
20
5 5
2
6
4
140 0 160 0 180 0 200 0
142
162
182
202
163
183
204
5
226
5
156
176
197
218
3
6
3
6
3
9
4
2
3
6
4
4
4
4
8
M33×
2
M33×
2
M36×
3
M39×
3
22
23
5
26
5
28
5
151
171
192
212
5
5
5
5
5
6
8
7
6
8
4
9
2
142
4
162
4
182
4
202
4
1
7
1
8
234.
297.
6
394.
9
521.
9 5、补强圈（摘自JB/T4736－2002）
附
表5
补强
圈尺
寸系
列
接管公
称直径外径内径
厚度,mm
4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24 26 28
尺寸，mm 质量， kg
50 130 按
补
强
圈0.32 0.48 0.64 0.80 0.96 1.12 1.28 1.43 1.59 1.75 1.91 2.07 2.23
65 160 0.48 0.73 0.97 1.21 1.45 1.70 1.94 2.18 2.42 2.67 2.91 3.15 3.39 80 180 0.59 0.88 1.17 1.46 1.76 2.05 2.34 2.63 2.93 3.22 3.51 3.81 4.10 100 210 0.78 1.17 1.56 1.94 2.33 2.72 3.11 3.50 3.89 4.28 4.67 5.06 5.44
6、回转盖带颈平焊法兰人孔（摘自HG21517－95）
附表6 回转盖带颈平焊法兰人孔的主要尺寸 mm
注：1.人孔高度H1系根据容器的直径不小于人孔公称直径的两倍而定；如有特殊要求，允许改变需注明改变后的H1尺寸，并修正人孔总质量。
2.表中带括号的公称直径尽量不采用。
3.表中总质量一栏不带括号的数值为A型盖轴耳人孔的总质量，括号内的数值为B型盖轴耳人孔的总质量。
“液氨贮罐的机械设计”完美版
设计任务书 课题：液氨贮罐的机械设计 设计内容：根据给定的工艺参数设计一个液氨贮罐相关工艺参数： 最高使用温度：T=50℃ 公称直径：DN=2800mm 筒体长度（不含封头）：L0=4500mm 设计操作步骤： 1.筒体材料的选择 2.罐的结构及尺寸 3.罐的制造施工 4.零部件型号及位置、接口 5.相关校核计算 设计人: XXX 学号：080801XXXX 下达时间：2011年11月25日 完成时间：2011年12月26日
目录 前言 (1) 1设计方案 (2) 1.1设计原则 (2) 1.2材料的选择 (2) 1.3结构的选择 (2) 2设计参数 (4) 3设计计算 (5) 3.1壁厚的计算 (5) 3.1.1筒体壁厚 (5) 3.1.2封头壁厚 (5) 3.2鞍座承载能力计算 (7) 3.2.1罐体质量m1 (7) 3.2.2封头质量m2 (7) 3.2.3液氨质量m3 7 3.2.4附件质量m4 (8) 3.3人孔补强计算 (8) 4附件选择 (11) 4.1人孔选择 (11) 4.2接口管的选择 (11) 4.2.1液氨进料管 (11) 4.2.2液氨出料管
(11) 4.2.3液面计接口管 (11) 4.2.4安全阀接口管 (11) 4.2.5放空阀接口管 (11) 4.2.6排污管 (11) 5参数校核 (12) 5.1筒体轴向应力校核 (12) 5.1.1筒体轴向弯矩计算 (12) 5.1.2筒体轴向应力计算 (12) 5.2筒体和封头切向应力校核 (14) 5.2.1筒体切向应力计算 (14) 5.2.2封头切向应力计算 (14) 5.3筒体环向应力校核 (15) 5.3.1环向应力计算 (15) 5.3.2环向应力校核 (16) 5.4鞍座有效断面平均压力 (16) 6设计汇总 (17) 7小结 (22) 参考文献 (23)
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)
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
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
《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
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
目录 第一章、绪论-----------------------------------------------------2 1.液氨贮罐的设计背景---------------------------------------------5 2.设计任务----------------------------------------------------- 3.设计思路----------------------------------------------------- 4. 2.液氨贮罐的分类及选型-------------------------------------------5 3.设计温度和设计压力的确定--------------------------------------- 第二章、材料及结构的选择与论证-----------------------------------6 1.材料选择与论证-------------------------------------------------6 2.结构选择与论证-------------------------------------------------7 第三章工艺尺寸的确定-------------------------------------------8 第四章设计计算-------------------------------------------------9 1.计算筒体的壁厚-------------------------------------------------9 2.计算封头的壁厚------------------------------------------------10 3.水压试验压力及其强度校核--------------------------------------10 4.选择人孔并核算开孔补强----------------------------------------11 5.选择鞍座并核算承载能力----------------------------------------13 6.选择液位计----------------------------------------------------14 7.选配工艺接管--------------------------------------------------14 设计小结--------------------------------------------------------15 参考文献--------------------------------------------------------16总图材料明细表………………………………………………………
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
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)
武汉工程大学 课程设计 题目：液氨储罐设计 院系：化学工程学院 专业：化学工程与工艺 班级： 姓名： 指导教师： 完成日期：2010年12月25日
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㎜。 任务下达时间：2010年11月19日 完成截止时间：2010年12月30日
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)
南华大学 毕业设计(论文)综述报告 题目50m3液氨储罐设计及温控系统设计 学院名称机械工程学院 指导教师冯小康 职称教授 班级过控1102班 学号226 学生姓名刘洪 2015年4月23日 1.本设计研究的目的和意义 液氨主要用于生产硝酸、尿素和其他化学肥料，还可用作医药和农药的原料。 在国防工业中，用于制造火箭、导弹的推进剂。 可用作有机化工产品的氨化原料，还可用作冷冻剂。 NH3分子中的孤电子对倾向于和别的分子或离子形成配位键，生成各种形式的氨合物。如[Ag(NH3)2]+、[Cu(NH3)4]2+、BF3·NH3等都是以NH3为配位的配合物。 液氨是一个很好的溶剂，由于分子的极性和存在氢键，液氨在许多物理性质方面同水非常相似。一些活泼的金属可以从水中置换氢和生成氢氧化物，在液氨中就不那么容易置换氢。但液氨能够溶解金属生成一种蓝色溶液。这种金属液氨溶液能够导电，并缓慢分解放出氢气，有强还原性。例如钠的液氨溶液：金属液氨溶液显蓝色，能导电并有强还原性的原因是因为在溶液中生成“氨合电子”的缘故。例如金属钠溶解在液氨中时失去它的价电子生成正电
子： 液氨加热至800～850℃，在镍基催化剂作用下，将氨进行分解，可以得到含75%H2、25%N2的氢氮混合气体。用此法制得的气体是一种良好的保护气体，可以广泛地应用于半导体工业、冶金工业，以及需要保护气氛的其他工业和科学研究中。 2. 本设计国内外研究现状 2.1 国外研究现状 液氨储存是液氨工业中非常重要的一个环节, 但对液氨接收站或调峰型液化工厂来说占有很高的投资比例,因此世界上许多国家都非常重视大型常压液氨储罐设计和制造。阿尔及利亚、文莱和印度尼西亚等液氨输出国和英国、法国、日本等输入国都建有大量大型常压液氨储罐。目前液氨在亚洲应用量最大, 占全球78%, 其中日本应用量占全球62%。储罐形式取决于容量大小、投资费用、安全因素及当地的建造条件等。目前世界上不少国家都有能力和技术建造大中型常压储罐。 2.2 国内研究现状 近几年，我国液氨市场发展迅速，产品产出持续扩张，国家产业政策鼓励液氨产业向高技术含量产品发展，国内企业新增投资项目逐渐增多，投资者对液氨市场的关注越来越密切，这使得液氨市场推广策略与营销渠道开发的研究需求增大，系统的市场调研成为企业了解液氨市场的必要手段。 3. 目前存在的主要问题 在储罐检验中经常发现的危险性缺陷包括:焊接造成的热裂纹、冷裂纹还有延迟裂纹;热处理措施不当造成的再热裂纹;制造过程中形成的原始埋藏面型缺陷(包括埋藏裂纹、未焊透以及未熔合);介质作用形成的应力腐蚀裂纹(包括含湿硫化氢介质的、氨介质的和氯离子作用下的应力腐蚀裂纹);氢鼓包等。
** 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）
湖北大学化学化工学院化工设备机械基础课程设计计算说明书 课程设计题目: 液氨储罐设计 姓名邹晓双 学号 专业年级12级化工2班 指导教师鲁德平 日期 目录 一、设计任务书 (1) 二、液氨储罐设计参数的确定 (2) 1、根据要求选择罐体和封头的材料 (2) 2、确定设计温度与设计压力 (2)
3、其他设计参数 (2) 三、筒体和封头壁厚的计算 (2) 1、筒体壁厚的计算 (2) 设计参数的确定 (3) 筒体壁厚的设计 (3) 刚度条件设计筒体的最小壁厚 (3) 2、罐体封头壁厚的计算 (3) 3、罐体的水压试验 (3) 液压试验压力的确定 (3) 液压试验的强度校核 . (3) 压力表的量程、水温的要求 (3) 液压试验的操作过程 (3) 4、罐体的气压试验 (4) 气压试验压力的确定 (4) 气压试验的强度校核 (4) 、气压试验的操作过程 (4) 四、罐体的开孔与补强 (4) 1、开孔补强的设计准则 (4) 2、开孔补强的计 算 ..................................4 、开孔
补强的有关计算参数 .......................5 、补强圈的 设计 (5) 五、选择鞍座并核算承载能力 (5) 1、支座的设计 (5) 2、鞍座的计算 (6) 3、安装位置 (6) 4、人孔的设计 (6) 5、液面计的设计 (7) 六、选配工艺接管 (7) 1、液氨进料管 (7) 2、液氨出料管 (7) 3、排污管 (7) 4、安全阀接口管 (7) 5、压力表接口管 (8) 七、设计结果一览表 (9) 八、液氨储罐装配图（见附图）............................... 一、设计任务书 试设计一液氨储罐，其公称容积、储罐内径、罐体（不包括封头）长度见下表。使用地点：家乡--湖北省十堰市竹溪县。 技术特性表
目录 一、前言 (3) 二、摘要 (4) 三、绪论 (5) 3.1 设计任务： (5) 3.2设计思想： (5) 3.3 设计特点： (5) 四、设备材料及结构的选择 (6) 4.1材料选择 (6) 4.2结构选择 (6) 4.2.1 封头的选择 (6) 4.2.2容器支座的选择 (6) 4.3法兰型式 (6) 4.4液面计的选择 (7) 4.4.1 (7) 4.4.2 (7) 4.4.3 (7) 五、结构计算 (8) 5.1罐体壁厚设计 (8) 5.2封头厚度设计 (9) 5.2.1计算封头厚度 (9) 5.2.2校核罐体与封头水压实验强度 (9) 5.3选择人孔并核算开孔补强 (10) 5.4储罐零部件的选取 (12) 5.4.1储罐支座 (12) 5.4.2罐体质量 (12) 5.4.3封头质量 (12) 5.4.4液氨质量 (13) 5.4.5附件质量 (13) 六、接管的选取 (14) 6.1液氨进料管 (14) 6.1.1接管的计算厚度为： (14) 6.1.2开孔有效补强宽度B，有效补强高度的确定 (14) 6.1.3需要补强的金属面积和可以作为补强的金属面积的计算 (14) 6.2 平衡口管 (14) 6.3 液位指示口管 (15) 6.4 放空口管 (15) 6.5 液体进口管 (15) 6.6 液体出口管 (15) 七、压力计选择 (16) 八、符号说明 (17) 九、致谢 (18)
十、参考文献 (19)
一、前言 压力容器是一种密闭的承压容器，通常是由板、壳组合而成的焊接结构。其应用广泛且用量大，但又比较容易发生事故且事故往往是严重的。压力容器的设计一般有筒体、封头、密封装置、支座、接口管、人孔及安全附件等组成。与任何工程设计一样，压力容器的设计目标也是对新的或该进的工程系统和装置进行创新和优化，以满足人们的愿望与需要。具体来说，压力容器的设计人员应根据设计任务的特定要求，遵循设计工作的基本规则或规范，以及材料控制﹑结构细节﹑制造工艺﹑检验及质量管理等方面的规则，并尽可能地采用标准。 液氨储罐是合成氨工业中必不可少的储存容器，所以本设计过程的内容包括容器的材质的选取、容器筒体结构和强度的设计，密封的设计、罐体壁厚设计、封头壁厚设计、确定支座，人孔及接管、开孔补强的情况以及焊接形式的设计与选取。在设计过程中要综合考虑经济性、实用性和安全可靠性。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。此次设计主要原理来自《化工设备机械基础》一书以及其他参考资料。 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7.03，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。 本次设计的所有参数都严格按照国家标准，让设计有章可循。但由于知识水平有限，又是第一次做关于化工设备机械基础的设计，难免会有很多缺陷和不足，还请老师给予批评和指正，最后感谢老师能在百忙之中抽出时间进行评阅 兰亚军2014年1月5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
课程设计液氨储罐设计精编W O R D版 IBM system office room 【A0816H-A0912AAAHH-GX8Q8-GNTHHJ8】
湖北大学化学化工学院化工设备机械基础课程设计计算说明书 课程设计题目: 液氨储罐设计 姓名邹晓双 学号 专业年级 12级化工2班 指导教师鲁德平 日期 目录 一、设计任务书 (1)
二、液氨储罐设计参数的确定 (2) 1、根据要求选择罐体和封头的材料 (2) 2、确定设计温度与设计压力 (2) 3、其他设计参数 (2) 三、筒体和封头壁厚的计算 (2) 1、筒体壁厚的计算 (2) 1.1设计参数的确定 (3) 1.2筒体壁厚的设计 (3) 1.3刚度条件设计筒体的最小壁厚 (3) 2、罐体封头壁厚的计算 (3) 3、罐体的水压试验 (3) 3.1液压试验压力的确定 (3) 3.2液压试验的强度校核 . (3) 3.3压力表的量程、水温的要求 (3) 3.4液压试验的操作过程 (3) 4、罐体的气压试验 (4)
4.1气压试验压力的确定 (4) 4.2气压试验的强度校核 (4) 4.4、气压试验的操作过程 (4) 四、罐体的开孔与补强 (4) 1、开孔补强的设计准则 (4) 2、开孔补强的计算 ..................................4 2.1、开孔补强的有关计算参数 .......................5 2.2、补强圈的设 计 (5) 五、选择鞍座并核算承载能力 (5) 1、支座的设计 (5) 2、鞍座的计算 (6) 3、安装位置 (6) 4、人孔的设计 (6) 5、液面计的设计 (7) 六、选配工艺接管 (7) 1、液氨进料管 (7)
液氨储罐设计说明书 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
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)
. 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
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 C，氨饱和蒸气压1.55MPa，容积为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GBI50-1998《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（设计焊接接头系数1.0） （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 题目中给出设计温度取40 C
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 C,通过查表可知，在40C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P w的1.05 1.1倍，取设计压力P 1.05P w （已知 P w 1.55MPa表压）所以P 1.05F W 1.6MPa。 2.3腐蚀余量 查《腐蚀数据手册》16MnR耐氨腐蚀，其0.1mm/ y，若设计寿命为15 年，则C215 0.1 1.5mm 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，所以取1.0或0.85常见。得选取按下表选择 2.5容器直径 考虑到压制封头胎具的规格及标准件配套选用的需要，容器的筒体和封头的