设计摘要
储罐是石油液化气储存的重要设备之一，石油液化气主要成分：乙烯、乙烷、丙烷、丙烯、丁烷、丁烯等；这些化学成分都对工艺设备腐蚀，在生产过程中设备盛装的介质还具有高温、高压、高真空、易燃易爆的特性，甚至是有毒的气体或液体。根据以上的特点，确定其设备结构、工艺参数、零部件。在设备生产过程中，没有连续运转的安全可靠性，在一定的操作条件下（如温度、压力等）有足够的机械强度；具有优良的耐腐蚀性能；具有良好的密封性能；高效率、低耗能。
关键词：储罐设备结构工艺参数机械强度耐腐蚀强度密封性能
前言
在与普通机械设备相比，对于处理如气体、液体等流体材料为主的化工设备，其所处的工艺条件和过程都比较复杂。尤其在化学工业、石油化工部门使用的设备，多数情况下是在高温、低温、高压、高真空、强腐蚀、易燃易爆、有毒的苛刻条件下操作，加之生产过程具有连续性和自动化程度高的特点，这就需要要求在役设备既要安全可靠地运行，又要满足工艺过程的要求，同时还应具有较高的经济技术指标以及易于操作和维护的特点。
生产过程苛刻的操作条件决定了设备必须可靠运行，为了保证其安全运行，防止事故发生，化工设备应该具有足够的能力来承受使用寿命内可能遇到的各种外来载荷。就是要求所使用的设备具有足够强度、韧性和刚度，以及良好的密封性和耐腐蚀性。
化工设备是由不同的材料制造而成的，其安全性与材料的强度密度切相关。在相同的设计条件下，提高材料强度无疑可以保证设备具有较高的安全性。
由于材料、焊接和使用等方面的原因，化工设备不可避免地会出现各种各样的缺陷；在选材时充分考虑材料在破坏前吸收变形能量的能力水平，并注意材料强度和韧性的合理搭配。设备的设计应该确保具有足够的强度抵抗变形能力。
在相同工艺条件下，为了获得较好的效果，设备可以使用不同的结构内件、附件等。并充分利用材料性能，使用简单和易于保证质量的制造方法，减少加工量，降低制造成本。化工设备除了要满足工艺条件和考虑经济性能，使设备操作简单，便于维护和控制；在结构设计上就应该考虑易损零部件的可维护性和可修理性。
对于化工设备提出的基本要求比较多，全部满足显然是比较困难的，但是主要还是化工设备的安全性、工艺性和经济性，且核心是安全性要求。由此，可以针对化工设备的具体使用情况，优先考虑主要要求，再适当兼顾次要要求。
一、设计条件：
1、工作压力： 1.5 MPa
2、工作温度：30℃
3、物料密度：0.45×103 Kg/m3
4、设备材料：Q345R
5、设备总容积：20 m3
6、充装系数：0.85
7、焊接接头系数：1.0
8、腐蚀裕度： 1.5 mm
9、设备简图：见下图
10、管口表：
二、方案论证
（１）、结构方案
石油液化气储罐是圆筒形容器；具有制造容易，安装内件方便，承压能力较强等特点。
圆筒形容器是由筒体（筒身）、封头（端盖）、密封装置、人孔、接管和支座等６个部件组成。筒体和封头是用板材卷制而成的具有典型几何形状的焊接构件，构成了整个压力容器实现化学反应或储存物料的压力空间，是压力容器是主要的受压元件。
压力容器使用的密封装置较多，其主要目的是在压力容器某一可能发生介质泄露而需要加入密封的部位设置一个完善的物理壁垒；保证压力容器正常、安全可靠运行的又一个重要部件。
因为工艺过程的要求和检修的需求，在压力容器的管体和封头上开设有不同尺寸的安装孔和工艺接管，如：人孔、物料进出口接管以及安装压力表、液面计、安全阀和各类检测仪的接管等。
在压力容器壳体上开孔后，器壁会因去除一部分承载的材料而强度被削弱，并使容器结构出现局部的的不连续；对筒体和封头上开设的孔，当尺寸超过某一规定值后，就要进行开孔补强设计，选用合理的补强结构，确保压力容器所需的强度。
支座是支撑和固定设备的一个基础部件，通常是由板材或成型材组焊而成；该石油液化气储罐采用了卧式支座。根据容器的质量、结构、承受的载荷以及操作和维修要求来选定的，压力容器采用的是卧式支座中的一种典型结构的，现拟用鞍式支座。
（２）、材料选用方案
储存压力容器主要用于储存或盛装气体、液体、液化气体等介质的压力容器；现为液化石油气储罐。根据?固定式压力容器安全技术监察规程?采用了既考虑容器的压力等级、容积大小，又考虑介质危害程度以及在生产过程中的作用的分类方法，将此容器划分到第二类压力容器。
根据?化工设备?第十页，压力容器用钢要求：
根据工作环境和操作条件，压力容器用钢应具有较高的强度，同时应有良好
的朔性、韧性和优良的焊接性能，另外还要满足耐腐蚀要求。
①压力容器需要承受压力或其他载荷，钢材应该具有足够的强度。压力容器的强度指标是确定壁厚的依据，但钢材的各项力学性能相互联系又相互制约，因此，选材时不能单看强度，而要全面分析。材料强度过低，势必要增强容器元件的厚度；但无原则地选用高强度的材料，将会带来材料和制造成本的提高以及抗脆断能力的降低。
②在考虑强度要求的同时，钢材应有良好的韧性。在压力容器的结构上不可避免地会有小圆角或缺口结构；在焊接制造中也不可能没有如气孔、夹渣、未焊透、未溶合等缺陷，甚至裂纹。这些都会在容器的局部位置形成应力集中，这时就要求材料应具有良好的韧性，以防止因载荷波动、冲击、过载或低温而造成压力容器的裂纹。
③从制造工艺考虑，钢材还要有良好的焊接性能和较好的冷（热）加工性能。压力容器多数情况下是用钢材采用冷（热）卷，热冲压成型以及焊接等加工工艺制造出来的；要求材料应具有良好的塑性和焊接性能，以保证冷卷和热冲时不断裂，而且能得到质量可靠的焊接结构。
④为了满足工艺条件需要，钢材应具有较好的耐腐蚀能力。
⑤考虑到压力容器的使用性能，钢中的硫和磷含量应较低。因为硫和磷是最主要的有害元素。硫能促进非金属夹杂物的形成，是塑性和韧性降低；磷元素尽管能够提高钢材的强度，但会增加钢材的脆性，特别低温的脆性。压力容器用钢的硫和磷含量就要求分别低于0.02%和0.03%。
钢材所具有的各种性能都是通过钢中化学成分的设计或采用不同的热处理方法来获得的，为了保证钢材的使用质量，压力容器制造厂在接受钢厂来货时，都需要按照钢材的质量保证书，对于保证钢材基本要求的化学成分、抗拉强度、屈服强度、断后伸长率、冲击功等指标进行检查。有必要时要进行100%无损检测。
压力容器用碳素钢和低合金钢板，这类材料属于一般压力容器专用钢板。其中低合金钢是在普通结构钢的基础上加入了少量或微量的合金元素，如：Mn、Si、Mo、V、Ni、Cr等，从而使钢材的强度和综合力学性能得到明显改善。中国GB713-2008?锅炉与压力容器用钢板?提供了多个钢板品种，根据设计条件给
出设备材料为Q345R，工作温度30°C，符合（《化工设备》表1—2 压力容器用碳素钢和低合金钢板使用性能）；厚度范围6~16mm，使用温度范围-20~475°C。
Q345R是在低碳钢的基础上加入合金元素Mn而得到的低合金钢。与20R 钢相比，含碳量相仿，但加入适量的Mn元素后，使Q345R的强度显著提高。
三、筒体设计
一、强度计算
1、设计条件：
工作压力： 1.5 MPa
工作温度：30℃
物料密度：0.45×103 Kg/m3
设备材料：Q345R
设备总容积：20 m3
充装系数：0.85
焊接接头系数： 1.0
腐蚀裕度： 1.5 mm
2、压力容器壁厚的计算：
①设计温度选用（根据《化工设备》第48页表3—3）；
设计温度t：
t=t w+20=30+20=50°C
设计温度t为50°C
②设计压力P:
根据《化工设备》第47页所述：当容器上装有安全阀时考虑到安全阀开启动作的滞后，容器不能及时泄压，设计压力P不得低于安全阀的开启压力p2[开启压力是指阀瓣在运行条件下开始升起，介质连续排除的瞬间时压力其值小于或
等于（1.05~1.1）倍容器的工作压力p w].
所以p≥(1.05~1.1)p w 因此
p=1.05×p
w=1.05×1.5=1.57Mp
a
根据《化工设备》第8页:内压容器按压力大小分等级可知：因p=1.57Mp a，
所以该容器属于低压容器（代号L）:0.1Mp
a≤
p<1.6Mp
a。
为了对不同安全要求的压力容器进行更好的技术管理和监督检查，《固定式压力容器安全技术监察规程》采用了既考虑容器的压力等级、容积大小，又考虑介质危害程度以及在生产过程中的作用的分类方法，将压力容器划分成了三个类别。
根据第三类压力容器情况为：易燃或毒性程度为中度危害介质，且
pv乘
积大于10Mp
a﹒
3
m的中压储存容器。因此，该储存容器属于第三压力容器。
③压力容器的公称直径DN:
根据《化工设备》第61页所述：规定公称直径的目的是使容器的直径成为以系列规定的数值，以便零部件的标准化，以符号DN表示，单位为mm。用钢卷制而成的筒体，其公称直径即等于内径（D i），现行标准中规定的压力容器公称直径系列，封头的公称直径与筒体一致。
根据NB/T47001-2009《钢制液化石油气卧式储罐型式与基本参数》第286页，表4所取：取压力容器公称直径DN=2000mm；根据JB/T4746-2002《钢制压力容器用封头》查得：DN2000封头容积Vf=1.1257
因此：
筒体的体积为V=20-2Vf
V=20-2×1.1257=17.7486 m3
筒体高h(或l)为：
h=V/π
2
r=5649.5mm 经圆整得：h=5700mm
取DN=2000mm
得h=5700mm
筒体周长C=6283mm
④储存量W《容规》宣贯第三章设计
介质为液化气体（含液化石油气）的固定式压力容器设计储存量；W=Φνp
t
（Ф—充装系数0.85，ν—压力容器的容积3m ；p
t —物料密度：
0.45×103 Kg/m 3
W=Φνp t =7.65t ⑤确定筒体厚度：
根据《化工设备》第59页所述：双面焊对接接头，100%无损检测Ф=1.0。 设计压力： 1.57 MPa 设计温度： t=50°C
容器公称直径： DN=2000mm 腐蚀裕度： 1.5 mm 设备材料： Q345R
Q345R 钢板在50°C 的许用应力由（《化工设备》第50页表3—6 查取，估计壁厚在6～16mm 之间，故t ][σ=170
MPa ，将数据代入公式δ=
c
t i
c p D p -?σ][2得到储罐筒体计算厚度：
δ=
c t i
c p D p -?σ][2=43.3383140
=9.27mm
设计厚度：
δd
=δ
+
c
2=10.77mm
根据GB713-2008《锅炉与压力容器用钢板》第2页5.2条款查得： 钢板厚度的负偏差：c
1=0.3mm
因而钢板的名义厚度
δ
n
：
δn
=δ
d
+
c
1=11.07mm
根据钢板厚度规格，其取名义厚度圆整为：
δ
n
=12mm
因此，计算得出的厚度符合估计厚度的范围内符合要求。 3、筒体强度计算与板料的选择： 直径之比：
K =i D D
=20002024
=1.012
因此
K =1.012≤1.2
所以该容器属于薄壁容器。 ①经向应力为
1σ：
根据《化工设备》第25页式（2—1），圆筒横截面的经向应力为：
1
σ=δ4PD =483140
=65.4MPa≤t ]
[σ
圆筒横截面的受力分析：
②环向应力为
2
σ：
根据《化工设备》第25页式（2—2），圆筒纵截面的经向应力为：
2
σ=δ2PD =21σ=130.8 MPa≤t ][σ。
圆筒纵截面的受力分析：
③板料的选择
12mm厚的Q345R钢板的（宽×长）有：1800×8000mm、2000×8000mm、2000×10000mm：根据前面的计算得到筒体长度为5700mm，筒体的周长C=πDN=6283mm，DN=2000mm；根据以上的板材尺寸，选择2000×8000mm规格；计算如下，
板料（n）张=3（张）
余料为：6000-5700=300mm
长度的余料为：8000-6283=1717mm
经计算，规格为2000×8000mm剩余的余料最少，因此选该规格为最佳方案。
4、圆筒体的号料与划线
①号料的方法及要求
根据以上所计算得尺寸，在远离切割线的中间部位进行标记。如下图：
根据《化工设备制造技术》第51页的号料工序要求如下：
A、号料前要核对所号原料的材质和规格应于施工图纸及工艺技术文件一致；
B、号料的标记要清晰。
②划线的内容和要求
由于钢板原材料在宽度及长度方向上都存在偏差，相邻两板边互相不垂直，不能直接投料来卷制圆筒，因此首先要对板边进行“找正”。在找正后的矩形板料上再按筒体展开尺寸进行划线。首先要划线实际用料线，即下料切割并经过边缘加工以后要保证的尺寸线，然后根据切割方法的不同在实际用料线外围放大到一定尺寸后划出切割线。具体如下图：
根据《化工设备制造技术》第53页可得：不同切割线方法的切割加工余量；
自动气割：4~5mm；
手工气割：6~7mm；
手工等离子切割：8~10mm。
划线的具体要求：
①划线前应首先检查板料的平整度及表面质量，检查板边是否存在重皮、“缺肉”、弯折、斜边及裂纹等缺陷。
②板料上应准确划出实际用料线、切割线、检查线和中心线，其划线尺寸允许下偏差为零，上偏差为+2.0mm，两对角线之差为4.0mm。
③确认无误后方可切割。
5、筒体的直线度允差
根据《化工设备制造技术》第111页可知：壳体直线度是用0.5mm的钢丝两端用滑轮支撑并悬垂重物进行度量，在沿圆角0°、90°、180°、270°四个方位测量。壳体直线度随壳体长度的不同而要求不同，具体控制指标为：筒体直线度为≤H/1000,
因此该直线度为：5.7mm。
6、筒体的基本尺寸
筒体的长度l=5700mm
公称直径DN=2000mm
=12mm
筒体的壁厚：
7、筒体的焊接坡口选择
根据《化工设备制造技术》第139页坡口的选择以及筒体的工艺条件的要求，筒体的焊接坡口为V型坡口；V形坡口形状简单，加工方便，是最常用的坡口形式，12mm以上一般可考虑开单面坡口，双面焊接，但是背面施焊前应清好根。焊接坡口的基本形式如下图所示：
以上的V型坡口用于筒体的纵焊缝于环焊缝，其焊缝工艺施行“焊接工艺卡”上得要求。
8、筒体的卷板和校圆工艺
（1）、弯卷前的准备工作
钢材具有良好的塑性、焊接性能和较好的冷（热）加工性能。压力容器多数情况下是用钢材采用冷卷。卷圆前，钢板两端板边必须首先进行预弯，应根据筒体直径、材料性能及厚度以及卷板机的工作能力等因素综合考虑，选择卷板机自预弯、采用胎板预弯或采用压力机压头预弯工艺。
（2）、筒体的校圆
纵向焊接接头焊完后,需清除氧化皮、焊接飞溅及焊疤后，采用滚板机进行校圆。校圆时,应调整好辊间的平行度,并使圆筒中心与中间辊互相平行。校圆用的样板应与滚圆用的样板一致。
9、筒体制造工艺卡（另附）
10、筒体焊接工艺卡（另附）
11、筒体图纸（另附）
四、封头设计
一、封头结构和计算 1、封头结构
由于椭圆形封头的椭球部分线曲率变化平滑连续，故应力分布比较均匀。且椭圆形封头深度半球形封头小得多，易于冲压成型，是目前中低压容器中应用较为普遍的一种封头形式；故选椭圆形封头。如下图：
2、封头的设计计算 ①、最大综合应力max
σ
根据《化工设备》第三章第三节可知：受内压的椭圆形封头最大综合应力
max σ与椭圆形封头长短轴的比值，即a/b=[a=（δ+i D ）/2，b=
2
δ
+
i h （h
为封头曲面深度），故b a =i
i
h D 2]有关。工程上对b
a
=1.0~2.6的椭圆形封头，引
入行状系数K ，由此得到最大综合应力为：
max σ=
δ
2KPD （3—12）
式中K —椭圆形封头形状系数，其K 值根据b a =i
i
h D 2，按《化工设备》第
三章第三节表3—18 （椭圆形封头形状系数K 值）查取：
选取标准椭圆形封头，其b a =i
i
h D 2=2，K=1。
取封头的厚度与筒体的厚度
δ
值一样，其设计压力P 与直径D 值一样，
其
δ
=12mm
P=1.57MPa D=2024mm
因为：b a =i
i
h D 2=2，所以i h =500mm
将其代入（3--12）得
max σ=δ
2KPD
=130.8MPa
因封头的材料与筒体的板材一致，为Q345R ；其许用应力为t
]
[δ=170MPa ，
其单面焊对接接头100%无损检测
?
=1.0。
因此
max σ=130.8MPa≤t ][δ?
②封头直边段高度h 及作用
根据《化工设备》第三章第三节表3—17 （椭圆形封头材料、厚度和直边高度的对应关系）查取：
H=25mm
直边段的作用是避免筒体与封头间的环向连接焊缝处出现边缘应力与热应力叠加，以改善焊接的受力情况。
③封头厚度的计算
标准椭圆形封头的厚度计算公式：
δ
=[]
c
t i
c P D P 5.02-?
σ=9.25mm ，
腐蚀裕量：
2C =1.5mm ，
根据GB713-2008《锅炉与压力容器用钢板》第2页5.2条款查得： 钢板厚度负偏差：1
C =0.3mm
因此n δ=δ+1C +2C =11.05mm
从计算结果可以知道，标准椭圆形封头厚度大致和其相连接的圆筒厚度相等；因此，筒体和封头即可采用等厚度钢板进行制造。这部仅给选材带来方便，也方便与筒体和封头的焊接加工，故工程上多选用标准椭圆形封头作为圆筒形容器的端盖。
因此，封头厚度与筒体的厚度一样，δ
=12mm
④最大允许工作压力
椭圆形封头最大允许工作压力公式：
[]w
P =[]e
i e
t
KD δ?δσ5.02+
将其数值代入上式得：
[]
w
P =[]e
i e
t
KD δ?δσ5.02+=2.03MPa
因此P=1.57MPa≤[]w
P =2.03MPa
故符合要求。
按上面的计算公式，椭圆形封头虽然满足强度要求，但仍有可能发生周向屈服。目前，工程上采用限制椭圆形封头最小厚度的方法解决这一问题，即标准椭圆形封头的有效厚度应不小于封头内直径的0.15%（3.0mm ）。
⑤椭圆形封头的基本尺寸
椭圆形封头的公称直径：DN=2000mm ；
封头曲面深度：i h =500mm ；
封头钢板的厚度：
δ
=12mm ；
封头的直边段：h=25mm 。 ⑥封头的容积计算：
a
V =0.13093
i
D =1.0472
m 3
直边段的容积：
h V =hπ2
)2(D
=0.07854
m 3
整个封头的容积（包括直边段）；
f V =a V +h V =1.1257 m 3
3、封头焊接坡口的选择
根据封头钢板的厚度与《化工设备制造技术》第139页来选择；该封头的坡口为V 形坡口。V 形坡口形状简单，加工方便，是最常用的坡口形式，12mm 以上一般可考虑开单面坡口，双面焊接，但是背面施焊前应清好根。
封头焊接坡口的基本形式如下图：
4、封头的加工余量的工料展开计算：
根据《化工设备制造技术》第50页可知：一般冲压或旋压的椭圆形封头都
是近似标准的椭圆形封头，由大半径R=0.8i
D 和小半径r=0.146i D 的三段圆弧组成，高度H= 0.25i D ，如下图所示：
其圆板的理论展开计算直径为：
s D =1.20066（i D +
）+2h+30mm （加工余量）
因此
s D =2495.72mm
①、内直径公差
根据JB/T4746-2002《钢制压力容器用封头》第32页表4可知：以内直径为对接基准的封头切边后，在直边部分实测等距离的四个内直径，取其平均值：
内直径公差为：-3mm~+4mm 。 ②、圆度公差
根据JB/T4746-2002《钢制压力容器用封头》第32页可知：封头切边后，在直边部分实测等距离分布的四个内直径，以实测最大值与最小值之差作为圆度
公差，其圆度公差不得大于0.5%i D （i D 为封头的内径），且不大于25mm ；因此，
圆度公差为：10mm 。
③、形状公差
根据JB/T4746-2002《钢制压力容器用封头》第33页可知：封头成型后的形状公差，用弦长相当于封头内直径的间隙样板，检查封头内表面的形状公差。
样板与封头内表面的最大间隙，外凸不得大于 1.25%i D ，内凹不得大于0。625%i D ；
外凸≤25mm ； 内凹≤12.5mm 。
④、封头总深度公差及直边段公差
根据JB/T4746-2002《钢制压力容器用封头》第32页可知：封头切边后，在封头端面任意两面直径位置上分别放置直尺或拉紧的钢丝，在两直尺交叉处或两根钢丝交叉处垂直测量封头总深度（封头总高度），其公差为（-0.2~0.6）%i
D 。
当封头公称直径DN ≤2000mm 时，直边段H 宜为25mm ，直边段的公差为-5%~10%h 。
封头总深度公差为；-4mm~12mm 直边段公差为：-1.25mm~2.5mm
五、人孔
一、设计条件
人孔的公称直径为：500mm
二、人孔的计算及选择{参考《化工设备》第六章第三节} 1、初步选取人孔类型
因该储罐i D ≤2500mm ，在筒体上开设一个人孔，因不需要经常开启，设备
工作压力为低压，选用回转盖带颈对焊法兰人孔。
2、确定人孔筒节及法兰材质
根据储罐的材质，可选择人孔筒节与法兰盖的材质为Q345R ，法兰的材质为16Mn Ⅱ锻件，其外伸长量为300mm 。
3、确定人孔的公称直径DN 及公称压力PN
由于该设备露天放置，且不在寒冷地区，人孔的公称直径DN=500mm ， 人孔设计压力P=1.5×1.05=1.57MPa 设计温度t=50℃
由人孔的设计压力，设计温度及材质查《化工设备》表6—8可确定人孔法兰的公称压力级别为2.5MPa 。
人孔的公称压力即为人孔上法兰的公称压力，所以，人孔的PN=2.5MPa 。 4、确定选用人孔
由以上得出的人孔的公称直径和公称压力查《化工设备》表6—12可知，回转盖带颈对焊法兰，凹凸面密封面适合该设备。
标准号为
在生产过程中，为了便于内部的附件安装；检修和衬里，以及检查压力容器和设备内部在使用过程中是否产生裂纹、变形、腐蚀等缺陷而开设的。
5、人孔补强
容器开孔后，在开孔处产生较大的附加应力，结果使该区域的局部应力达到较高的数量，甚至可以达到容器壁厚薄膜应力的3倍或更大。
（1）、确定是否需要补强
按照GB150规定，由于人孔的公称直径DN 〉89mm ，故此需要补强。 （2）、补强计算
①、计算开孔后被削弱的金属截面面积A 。其人孔材质与筒体一致 C=1
C +
2C =1.8mm
开孔直径为
d=i D （DN ）+2C=533.6mm
根据《化工设备》查表3—6和3—7得筒体在设计温度下材料的许用应力
[]t τ
σ=170MPa ，故：
强度削弱系数
r f =
[]
[]
t
o
t
σσ=1
筒体开孔处计算厚度
δ
=[]P
PD t
i
-?σ
2=57.10.117022000
57.1-???=9.27mm
接管的有效厚度
et δ=nt δ-C=12-1.8=10.2mm
A=
δd +
)1(2r e f -δδ=
δ
d =4946
2
mm
②、确定有效补强范围 因B=2d=1067.2mm 则B=d+
n δ2+
nt
δ2=581.6mm
故取大值，则B=10672mm 外侧有效高度
1
h =
nt d δ=80.01mm
因
nt
d δ=80.01mm ，故人孔的筒节的内侧有效高度取
2
h =80.01mm
③、计算有效范围内用来补强的金属面积e A .
a 、计算壳体多余金属截面积
1A ：
e δ=c n -δ=17.7mm
则
1
A =（B-d ）（e δ-δ
）-2（c
nt -δ）（e δ-
δ
）（1-r f ）
=496.24
2
mm
b 、计算人孔筒节多余的筒壁截面积
2A
et δ= 10.2mm 则 t
δ =
δ
=[]
P
PD t i
-?
σ2=2.45mm
所以 2A =r et r t et f c h f h )(2)
(2221-+-δδδ
=2632.32
mm
c 、计算焊缝金属截面积3
A
取焊角高度为20mm ，故焊缝截面积为
3A =249.42mm
用来补强的金属面积为
e A =1A +2A +3A =3377.942mm
由于e A （3）、确定标准补强圈尺寸 由于上计算可知，需要由补强圈提供的金属面积为 4A ≥A -e A =1568.062mm 取补强圈厚度 c δ=10mm ，板厚负偏差1C =0.3mm 由于补强圈与空气接触，有轻微腐蚀，取腐蚀裕量2C =1.5mm ，故 补强圈有效厚度为 储罐安全操作规程 一、储罐入液操作程序 1、准备工作 ①检查入液储罐的液位、压力和温度并填写巡回检查记录。 ②确定使用液化石油气泵或液化石油气压缩机运行入液。 2、用液化石油气泵入液操作程序 ①开通入液储罐气相出口至液化石油气汽车罐车气相管路的阀门。 ②开通液化石油气汽车罐车液相出口至液化石油气泵进口管路的阀门。开通液化石油气泵出口至入液储罐液相进口管路的阀门。 ③通知运行工启动液化石油气泵。 ④待罐车的液位指示接近零位时，入液结束，通知运行工停泵。 ⑤关闭本作业上述的气、液相阀门。 ⑥按规定填好操作记录表。 3、用液化石油气压缩机入液操作程序 ①开通入液储罐气相出口至液化石油气压缩机进口管路的阀门，开通液化石油气压缩机出口至液化石油气汽车罐车气相管路的阀门。 ②开通入液储罐液相进口至液化石油气汽车罐车液相管路的阀门。 ③通知运行工启动压缩机，使罐车内的液化石油气输入入液储罐。 ④待罐车的液位指示接近零位时，入液结束，通知运行工停机。 ⑤关闭本作业上述的气、液相阀门。 ⑥按规定填好操作记录表。 4、注意事项 ①充液严禁超装，液位计无变化显示时，停止充液作业，排除故障。 ②充装压力应≤1.5MPa。液温应≤50℃，当液温达40℃时，应喷淋冷却水降温。 ③不许同时对两个贮罐进行充液。 二、储罐出液操作程序 1、准备工作 ①检查储罐的液位、压力和温度并填写巡回检查记录。 ②确定使用液化石油气泵或液化石油气压缩机运行供液。 2、用液化石油气泵出液操作程序 ⑴出液储罐供液至充装气瓶 ①开通出液储罐至另一储罐的气相管路阀门。 ②开通出液储罐液相出口至液化石油气泵进口管路阀门。开通液化石油气泵出口至灌瓶总管的阀门。 ③通知运行工按规程启动液化石油气泵。 ④充装气瓶结束，通知运行工停泵。 设计摘要 储罐是石油液化气储存的重要设备之一，石油液化气主要成分：乙烯、乙烷、丙烷、丙烯、丁烷、丁烯等；这些化学成分都对工艺设备腐蚀，在生产过程中设备盛装的介质还具有高温、高压、高真空、易燃易爆的特性，甚至是有毒的气体或液体。根据以上的特点，确定其设备结构、工艺参数、零部件。在设备生产过程中，没有连续运转的安全可靠性，在一定的操作条件下（如温度、压力等）有足够的机械强度；具有优良的耐腐蚀性能；具有良好的密封性能；高效率、低耗能。 关键词：储罐设备结构工艺参数机械强度耐腐蚀强度密封性能 前言 在与普通机械设备相比，对于处理如气体、液体等流体材料为主的化工设备，其所处的工艺条件和过程都比较复杂。尤其在化学工业、石油化工部门使用的设备，多数情况下是在高温、低温、高压、高真空、强腐蚀、易燃易爆、有毒的苛刻条件下操作，加之生产过程具有连续性和自动化程度高的特点，这就需要要求在役设备既要安全可靠地运行，又要满足工艺过程的要求，同时还应具有较高的经济技术指标以及易于操作和维护的特点。 生产过程苛刻的操作条件决定了设备必须可靠运行，为了保证其安全运行，防止事故发生，化工设备应该具有足够的能力来承受使用寿命内可能遇到的各种外来载荷。就是要求所使用的设备具有足够强度、韧性和刚度，以及良好的密封性和耐腐蚀性。 化工设备是由不同的材料制造而成的，其安全性与材料的强度密度切相关。在相同的设计条件下，提高材料强度无疑可以保证设备具有较高的安全性。 由于材料、焊接和使用等方面的原因，化工设备不可避免地会出现各种各样的缺陷；在选材时充分考虑材料在破坏前吸收变形能量的能力水平，并注意材料强度和韧性的合理搭配。设备的设计应该确保具有足够的强度抵抗变形能力。 在相同工艺条件下，为了获得较好的效果，设备可以使用不同的结构内件、附件等。并充分利用材料性能，使用简单和易于保证质量的制造方法，减少加工量，降低制造成本。化工设备除了要满足工艺条件和考虑经济性能，使设备操作简单，便于维护和控制；在结构设计上就应该考虑易损零部件的可维护性和可修理性。 对于化工设备提出的基本要求比较多，全部满足显然是比较困难的，但是主要还是化工设备的安全性、工艺性和经济性，且核心是安全性要求。由此，可以针对化工设备的具体使用情况，优先考虑主要要求，再适当兼顾次要要求。 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) 天盈石化公司乙二醇工段 危险品贮罐区安全操作规程 1、目的 加强危险化学品储罐区作业人员操作管理，确保企业财产和职工人身安全。 2、适用范围 适用于公司各危险化学品储罐区的原料输送和装卸作业。 3、工作要求 3.1作业人员 3.1.1作业前，确认管线、储罐、机泵、配电、通讯、仪表等各储运设备及消防系统处于正常状态。 3.1.2上罐前，触摸消静电扶手，放掉身体静电。上罐时，需使用防爆电筒。 3.1.3雷雨天及五级以上风天严禁上罐。 3.1.4检查、取样、打料等罐顶操作时，应站在上风口，罐区操作需有人监护。 3.1.5严禁外来火源进入防火禁区，各种汽车、铲车、胶轮拖拉机进入罐区，必须带防火帽，并不得在罐区行驶。 3.1.6防止在罐区金属撞击产生火星，进入罐区不准穿铁钉鞋，搬运、拆装及进行检修设备等作业应防止撞击，设备除锈、除油漆等作业，应用防爆工具。 3.1.7在罐区进行电焊、气焊、机修等作业，应提前申报批准，置换合格并取得动火/检修作业票。 3.1.8保持设备良好严密性，阀门、料泵等有动密封的设备应保持密封良好，放料管内的存料要做好密封。 3.1.9进料时，要控制流速在3m/s以下，如要更换料泵，应经核实流量。 3.1.10定期检查罐内物料液面高度，液面计显示准实性，贮罐内所装物料不应超过安全充装高度。 3.1.11定期检查接地及跨接是否构成良好通路。 3.1.12在装卸料时应有人监视，严禁料泵空转，以免使物料温度超过其闪点发生事故。装卸完毕后应检查各阀门关闭是否良好。 3.2卸车人员 3.2.1汽车槽车到达现场后，必须服从罐区工作人员的指挥，汽车押运员只负责车上软管的连接，不准操作罐区的设备、阀门和其它部件，罐区卸车人员负责管道的连接和阀门的开关操作； 3.2.2卸料导管应支撑固定，卸料导管与阀门的联接要牢固，阀门应逐渐开启， 若有泄漏，消除后才能恢复卸料； 3.2.3易燃易爆物料的卸料速度不能太快，当贮罐液位达到安全高度以后，禁止往贮罐强行卸料； 3.2.4在整个卸车过程中，司机、押运员不得擅自离开操作岗位，也不准在驾驶室内吸烟、喝酒、睡觉、闲谈等，押运员必须自始至终在现场参加安全监护； 325在雷击、暴风雨或附近发生火灾时，要停止易燃易爆物料卸车作业； 石油液化气储罐的设计 摘要 卧式储罐设计是以应力分析为主要途径，以材料力学为基础，对容器的各个主要受压部分进行设计。其设计的目的主要是确定合理、经济的结构形式，并满足制造、检验、装配、运输和维修等方面要求，设计中主要从强度和刚度两方面进行设计，保证强度不失效，即材料不发生强度破坏；刚度满足要求，即材料的形变量控制在一定范围内，保证容器不因过渡变形而发生泄露失效，最终达到安全可靠的工作性能的要求。 关键词：卧式储罐、应力、刚度、强度、设计 目录 第1章 前言 (1) 第2章 卧式储罐一般结构 (2) 第3章 选材要求 (4) 3.1 材料各种机械性能参数 (4) 3.1.1 R的含义 (4) 3.1.2 Q235系列的含义 (4) 3.2 机械性能指标及符号 (5) 3.2.1 强度 (5) 3.2.2 塑性 (6) 3.2.3 冲击韧性 (7) 3.2.4 硬度 (7) 3.2.5 冷弯 (8) 3.2.6 断裂韧性 (8) 3.3 压力容器常见的失效形式 (8) 3.3.1 强度失效 (8) 3.3.2 刚度失效 (8) 3.3.3 稳定性失效 (9) 3.3.4 腐蚀失效 (9) 3.4 主要部件的选材 (10) 3.4.1 筒体、封头 (10) 3.4.2 接管 (10) 3.4.3 法兰 (10) 第4章 焊接 (12) 4.1 焊接结构的特点和常用的焊接方法 (12) 4.2 焊缝类型及施焊方法 (12) 4.3 对接焊缝构造 (13) 4.3.1 对接焊缝施工要求 (13) 4.3.2 对接焊缝的构造处理 (13) 4.3.3 对接焊缝的强度 (13) 4.4 对接焊缝连接的计算 (14) 4.5 焊条的选用 (14) 第5章 液压试验 (15) 5.1 试验目的和作用 (15) 5.2 试验要求 (15) 5.3 试验方法步骤 (16) 第6章 卧式储罐校核 (17) 6.1 剪力弯矩载荷计算 (17) 6.2 内力分析 (19) 6.2.1 弯矩计算 (19) 6.2.2 剪力计算 (20) 6.2.3 圆筒应力计算和强度校核 (21) 参考文献 (26) 致谢 (27) 附录 (28) 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 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) 储罐安全操作规程 集团企业公司编码：（LL3698-KKI1269-TM2483-LUI12689-ITT289- 储罐安全操作规程储罐安全操作要求 操作人员必须熟悉所用储罐的结构及储存物料的化学性质及防护急救常识。 进料之前必须做如下检查： 1、阀门是否完好，开或闭是否正确; 2、液位计及防护套是否完好或液位显示是否正确、灵敏可靠;防止液位计不准造成的假液位指示; 3、打料泵的电器开关是否完好，灵敏可靠; 4、如果采用压缩气体进行压料则检查压力表是否灵敏可靠。 5、每次进料之前必须与有关部门和人员取得联系，并应配合操作。 6、当进行有腐蚀物料、有毒物料的打压操作时应佩戴必要的防护用品，尤其要保护眼睛，且防止物料进入口腔、触及皮肤，并应站在安全地方观察液位，***大装载负荷不得超过其容积的85%。 7、储罐中所储存的物料为易燃易爆时，开关阀门所用扳手应为铜或合金材质制品，不准用铁器敲打。 8、采用压料，压料时应严格控制其压力不得超过规定压力，压料完毕应谨慎地开启放空阀。 9、储罐及其安全附件必须定期进行检修，校验。压力表每半年至少校验一次，安全阀每年至少校验一次。 10、储罐检修前必须将其内物料清理干净，同时严格遵守《安全检修制度》中有关规定并办理“进入容器作业证”方可检修。 储罐安全操作规程 第一章总则 本公司原料油罐区及溶剂油罐区的所有油罐都是设计温度小于90的常压地上立式圆筒形金属储罐，相关管理与操作必须按照本规程进行。 第二章具体操作 储罐的主要操作及一般使用规定包括:油罐首次投用、收发料、清洗罐、倒罐、扫线收料。 1.1新建或进行大修理的油罐，需经沉水试压，验收合格，完成工程验收移交手续; 1.2油罐验收要求所有附件齐全好用，符合设计及规范要求，现场技术状态完好; 1.3安全附件经过检定，包括呼吸阀、阻火器、泡沫发生器等，检定记录或合格证完备，设计图纸完整、设备档案建立健全; 1.4油罐容积经过法定计量部门标定，具有容积表及检定证书; 1.5库区辅助配套设施完善，安全消防环境保护系统、竣工投产，验收合格; 2收发物料操作 2.1储运工程师编制作业计划书，经生产准备部经理复核、经过经理审核批准后传递到操作室;班长将作业指导书及相关信息传递给相关操作岗位，确保各岗位充分正确理解，发现问题及时反馈; 25立方液化石油气储罐 一.设计背景 该储罐由菏泽锅炉厂有限公司设计，是用来盛装生产用的液化石油气的容器。设计压力为，温度在-19~52摄氏度范围内，设备空重约为5900Kg，体积为25立方米，属于中压容器。石油液化气为易燃易爆介质，且有毒，因此选材基本采用Q345R。此液化石油气卧式储罐是典型的重要焊接结构，焊接接头是其最重要的连接结构，焊接接头的性能会直接影响储存液化石油气的质量和安全。 二.总的技术特性： 三.储气罐基本构成 储气罐是一个承受内压的钢制焊接压力容器。在规定的使用温度和对应的工作压力下，应保证安全可靠，罐体的基本结构部件应包括人孔、封头、筒体、法兰、支座。 图1储气罐的结构简图 筒体 本产品的简体是用钢板卷焊成筒节后组焊而成，这时的简体有纵环焊缝。 封头 按几何形状不同，有椭圆形封头，球形封头，蝶形封头，锥形封头和平盖等各种形式。封头和简体组合在一起构成一台容器壳体的主要部分，也是最主要的受压元件之一。此储气罐选择的是椭圆形封头。 从制造方法分，封头有整体成形和分片成形后组焊成一体的两种。当封头直径较大，超出生产能力时，多采用分片成形方法制造，分片成形控制难度大，易出现不合格产品。对整体成形的封头尺寸、形状，虽然易控制但一般需要有大型冲压模具的压力机或大型旋压设备，工艺设备庞大，制造成本高。 从封头成形方式讲，有冷压成形、热压成形和旋压成形。对于壁厚较薄的封头，一般采用冷压成形。 采用调质钢板制造的封头或封头瓣片，为不破坏钢板调质状态的力学性能，节省模具制造费用，往往采用多点冷压成形法制造。 当封头厚度较大时，均采用热压成形法，即将封头坯料加热至900℃～1000℃。钢板在高温下冲压产生塑性变形而成形，此时对于有些材料（如正火态钢板），由于改变了原始状态的力学性能，为恢复和改善其力学性能，封头冲压成形后还要做正火、正火+回火或淬火+回火等相应的热处理。对于直径大且厚度薄的封头，采用旋压成形法制造是最经济最合理的选择。 《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 ** 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） 储罐安全操作规程 储罐安全操作要求 操作人员必须熟悉所用储罐的结构及储存物料的化学性质及防护急救常识。 进料之前必须做如下检查: 1、阀门就是否完好,开或闭就是否正确; 2、液位计及防护套就是否完好或液位显示就是否正确、灵敏可靠;防止液位计不准造成的假液位指示; 3、打料泵的电器开关就是否完好,灵敏可靠; 4、如果采用压缩气体进行压料则检查压力表就是否灵敏可靠。 5、每次进料之前必须与有关部门与人员取得联系,并应配合操作。 6、当进行有腐蚀物料、有毒物料的打压操作时应佩戴必要的防护用品,尤其要保护眼睛,且防止物料进入口腔、触及皮肤,并应站在安全地方观察液位,***大装载负荷不得超过其容积的85%。 7、储罐中所储存的物料为易燃易爆时,开关阀门所用扳手应为铜或合金材质制品,不准用铁器敲打。 8、采用压料,压料时应严格控制其压力不得超过规定压力,压料完毕应谨慎地开启放空阀。 9、储罐及其安全附件必须定期进行检修,校验。压力表每半年至少校验一次,安全阀每年至少校验一次。 10、储罐检修前必须将其内物料清理干净,同时严格遵守《安全检修制度》中有关规定并办理“进入容器作业证”方可检修。 储罐安全操作规程 第一章总则 本公司原料油罐区及溶剂油罐区的所有油罐都就是设计温度小于90的常压地上立式圆筒形金属储罐,相关管理与操作必须按照本规程进行。 第二章具体操作 储罐的主要操作及一般使用规定包括:油罐首次投用、收发料、清洗罐、倒罐、扫线收料。 1、1新建或进行大修理的油罐,需经沉水试压,验收合格,完成工程验收移交手续; 1、2 油罐验收要求所有附件齐全好用,符合设计及规范要求,现场技术状态完好; 一、LNG储罐安全操作规程 1.1.1储罐操作工艺指标 1)最高工作压力：0.78MPa 2)最低工作温度：-196℃ 1.1.2储罐进液操作程序 1.1. 2.1准备工作 1)操作人员的要求：操作人员应经过安全教育和操作技术培训合格后持证上岗，操作人员 在作业时应佩戴必要的劳保用品及工作服 2)试压要求 3)设备投用前都应按设计要求进行压力试验。 4)试压气体应为干燥氮气，其含氧量不大于3%，水分露点不大于-25℃，且不得有油污。 5)吹除置换要求：吹除置换是保证设备正式充装液体安全的保证措施，应先用含氧量不大 于3%的氮气吹除，同时保证无油污，水分露点不大于-25℃。然后再用LNG置换至液体纯度为至，方可允许充装液体。 6)预冷：试压合格后，需用液氮进行预冷，以确保设备的低温运行可靠性：储罐在首次使 用前必须用氮气进行吹扫及预冷。最大吹扫压力应相当于最大工作压力的50%，或者低于这个压力。 1.1. 2.2储罐首次进液操作 1)打开上、下进液阀同时充装，同时打开液体充满溢流口阀，排放储罐内的气体，直至有 LNG的气体排出时，立即关闭充满溢流口阀； 2)充装至储罐的50%以上容积时，应关闭下进液阀； 3)当充装到储罐容积的85%时，应关闭上进液阀，并停止充装5分钟，使筒内液面静， 然后打开上进液阀继续充装，直到有液体从充满溢流阀流出时，立即关闭充满溢流口阀，停止充装及关闭上进液阀； 4)在开始充液时，应拧松液位计两端的接头，完全打开液位显示液相阀和液位显示气相 阀，检查排放的气流中是否含有水份。如有水份，应继续排放，直到无水份时停止排放。 并将液位计两端的接头拧紧，并关闭平衡阀，使液位计处于正常工作状态。 1.1. 2.3储罐补充进液操作程序 第一章总则 第一条为加强液氨储存、装卸环节的安全生产技术管理，进一步规范液氨储存、装卸的安全生产行为，保障人身和财产安全，防止发生事故，依据《中华人民共和国安全生产法》、《危险化学品安全管理条例》和《危险化学品从业单位安全标准化规范》等法律、法规及有关标准等，制定本规范。 第二条本规范适用于山东省境内从事液氨生产、经营、储存和使用等企业的液氨储存、装卸的安全生产技术管理。 第三条新建、改建、扩建液氨储存、装卸装置和设施，属于危险化学品建设项目安全许可范畴的，应严格遵照《危险化学品建设项目安全许可实施办法》和《山东省安全生产监督管理局关于危险化学品建设项目安全许可和试生产（使用）方案备案工作的意见》，获得安全生产行政许可后方可投入生产（使用）。 第四条涉及液氨储存、装卸的企业，应认真落实“安全第一、预防为主，综合治理”的方针，严格遵守危险化学品安全生产的法律、法规、标准和相关规范，建立、健全安全生产责任制度，积极开展安全标准化创建活动，不断改善安全生产条件，提高本质安全水平，确保安全生产。 第五条液氨的储存、装卸装置和设施，应做到安全可靠、技术先进，禁止使用国家明令禁止或淘汰的工艺和设备设施。 第二章设计管理 第一节场所选址 第六条液氨储存和装卸场所的选择，应全面考虑周边的自然环境和社会环境，使其符合安全生产有关标准规范的要求。 第七条在进行区域规划时，液氨储存和装卸场所应根据所在企业及相邻工厂或设施的特点和火灾危险性，结合地形、风向等条件，合理布置。 第八条液氨储存和装卸场所应禁止设置在学校、医院、居民区等人口稠密区附近。液氨储存数量构成重大危险源的，与下列场所、区域的距离必须符合国家标准或者国家有关规定： 1．居民区、商业中心、公园等人口密集区域； 2．学校、医院、影剧院、体育场等公共设施； 3．供水水源、水厂及水源保护区； 4．车站、码头（按照国家规定、经批准专门从事危险化学品装卸作业的除外）、机场、公路、铁路、水路交通干线、地铁风亭及出入口； 5．基本农田保护区、畜牧区、渔业水域和种子、种畜、水产苗种生产基地； 6．河流、湖泊、风景名胜区和自然保护区； 7．军事禁区、军事管理区； 8．法律、行政法规规定的予以保护的其他区域。 第九条液氨储存和装卸场所应充分考虑地震、软地基、湿陷性黄土、膨胀土等地质因素以及台风、雷暴、沙暴等气象危害因素，避免建在断层、滑坡、泥石流、地下溶洞、采矿陷落区界内、重要的供水水源卫生保护区、有开采价值的矿藏区等地段和 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 工作行为规范系列 储气罐安全操作规程注意 事项 （标准、完整、实用、可修改） 编号：FS-QG-11811储气罐安全操作规程注意事项 Precautions for safe operation regulations of gas tank 说明：为规范化、制度化和统一化作业行为，使人员管理工作有章可循，提高工作效率和责任感、归属感，特此编写。 一、在操作前，检查安全阀是否正常，检查压力表是否正常，以及位置是否正确。 二、对管道的密封性能进行检查，无泄漏后才能打开进气阀门。 三、进气过程中注意观察管路及罐体有无泄漏，要到达到使用压力才能结束。 四、压力表要每天检查，如果发现指示不正确或失灵时，应及时更换。其最高压力不能超过0.8MPa，如果超过，应打开安全阀门，否则应停止进气并进行检修。 五、安全阀要每个月进行检查，主要是看安全阀是否灵活、畅通。 六、检查罐身是否有生锈、破损现象，如有应及时修补，以及螺丝有无松动和失效。 七、储气罐如果长期不用，应将罐内的水分排除干净。 八、每年对罐缝进行检查，密封圈是否老化，还要对罐体做油漆防锈处理。 九、储气罐运行时，严禁发生碰撞、敲打;随时检查阀门或其它地方有无漏气，如有应及时采取措施。 十、储气罐附近不能有易燃易爆物品，机身应保持干净整洁，且要放在通风干燥的地方，严禁四周堆放杂物。 十一、每月检查安全阀、罐身、螺丝的使用情况，如有问题应及时处理。 十二、储气罐属于高温、高压容器，所以在使用过程中不能与金属器械发生碰撞。 十三、储气罐应符合设计和生产要求，如果不合格，坚决不能使用。 请输入您公司的名字 Foonshion Design Co., Ltd 课程设计任务书 题目：303m 液化石油气储罐设计 设计条件表 序号 项目 数值 单位 备注 1 最高工作压力 1.893 MPa 由介质温度确定 2 工作温度 -20～48 ℃ 3 公称容积（s V ） 30 3 m 4 装量系数（V ） 0.9 5 工作介质 液化石油气 6 使用地点 太原市，室内 管口条件： 液相进口管 DN50；液相出口管DN50；安全阀接口DN80；压力表接口DN25；气相管DN50；放气管DN50；排污管DN50。 液位计接口和人孔按需设置。 设计计算说明书 1. 储存物料性质 1.1物料的物理及化学特性 1.2 物料储存方式 常温常压保存，不加保温层。 2. 压力容器类别的确定 储存物料液氯为高度危害液体，工作压力为 1.303MPa ，储罐属低压容器。PV ≧0.2MPa.3m ,根据《压力容器安全技术监察规程》］［2，所以设计储罐为第三类容器。 3.1储罐筒体公称直径和筒体长度的确定 公称容积g V ＝303m ，则 4 πi D L ＝30。 L D i ＝ 3 1计算，得 i D ＝2.335m ，L ＝7.006.。 取D=2.3m,此时11] [查表 ，得封头容积1V ＝2×1.7588＝3.517 3 m ，直边段长度为40mm 。计 算筒体容积2V ＝4824 .267588.1230=?-3 m ， 4824 .264 12 =L D ，解得 mm L 3772.61=。取筒体长度为6.4m 。 10.307588.124.63.24 V 2 =?+?=）（真π 此时5%.3%0100%)/303010.30(/)(≤=?-=-V V V 真,所以合适，画图发现比例也合适。 最后确定公称直径为2300mm ，筒体长度为6400mm 。 3.2封头结构型式尺寸的确定 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 设计条件表 三、课程设计主要内容 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。 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 操作规程编号：LX-FS-A24196 空压机储气罐安全操作规程标准范 本 In The Daily Work Environment, The Operation Standards Are Restricted, And Relevant Personnel Are Required To Abide By The Corresponding Procedures And Codes Of Conduct, So That The Overall Behavior Can Reach The Specified Standards 编写：_________________________ 审批：_________________________ 时间：________年_____月_____日 A4打印/ 新修订/ 完整/ 内容可编辑 空压机储气罐安全操作规程标准范 本 使用说明：本操作规程资料适用于日常工作环境中对既定操作标准、规范进行约束，并要求相关人员共同遵守对应的办事规程与行动准则，使整体行为或活动达到或超越规定的标准。资料内容可按真实状况进行条款调整，套用时请仔细阅读。 1．储气罐安全操作人员应遵守压力容器安全操作的一般规定。 2．开车前检查一切防护装置和安全附件应处于完好状态，检查各处的润滑油面是否合乎标准。不合乎要求不得开车。 3．储气罐、导管接头内外部检查每年一次，全部定期检验和水压强度试验每三年一次，并要做好详细记录，在储气罐上注明工作压力，下次检验日期，并经专业检验单位发放“定检合格证”，未经定检合格的储气罐不得使用。 4．安全阀须按使用工作压力定压，每班拉动、检查一次，每周做-次自动启动试验和每六个月与标准压力表校正一次，并加铅封。 5．当检查修理时，应注意避免木屑、铁屑、拭布等掉入气缸、储气罐及导管内。 6．用柴油清洗过的机件必须无负荷运转10分钟，无异常现象后，才能投入正常工作。 7．机器在运转中或设备有压力的情况下，不得进行任何修理工作。 8．压力表每年应校验FH9H1Y4、铅封、保存完好。使用中如果发现指针不能回零位，表盘刻度不清或破碎等，应立即更换。工作时在运转中若发生不正常的声响、气味、振动或发生故障，应立即停车，检修好后才准使用。 9．水冷式空压机开车前先开冷却水阀门，再开 四川理工学院毕业设计（论文）500m3液化石油气储罐设计 学生： 学号：0901******* 专业：过程装备与控制工程 班级：2009.2 指导教师：林海波 四川理工学院机械工程学院 二O一三年六月 四川理工学院 毕业设计任务书 设计题目：500m3液化石油气储罐设计 学院：机械工程专业：过程装备与控制工程班级：2009级2班学号：0901******* 学生：指导教师：林海波接受任务时间2013年3月1日 系主任（签名）院长（签名） 1．毕业设计（论文）的主要内容及基本要求 设计题目：500m3液化石油气储罐设计 介质：液化石油气容积：500m3 放置地点：四川自贡，进行选型论证和结构设计。 完成：0#总装配图一张，零部件图0#图总量1张，设计说明书一份。 2．指定查阅的主要参考文献及说明 NB/T 47001-2009 .钢制液化石油气卧式储罐型式与基本参数 GB150—2011.钢制压力容器 卧式储罐焊接工程技术 我是储罐和大型储罐 3．进度安排 设计（论文）各阶段名称起止日期 1 资料收集，阅读文献，完成开题报告3月 1 日至3月24日 2 完成所有结构设计和设计计算工作3月25日至4月21日 3 完成所有图纸的绘制、完成设计说明书的撰写4月22日至5月22日 4 完成图纸和说明书的修改、答辩的准备和毕业 答辩5月23日至6月7日 5 毕业设计修改与设计资料整理6月 8 日至6月14日 摘要 用于储存或盛装气体、液体、液化气体等介质的储罐，在化工、石油、能源、轻工、环保、制药及食品等行业得到广泛应用。本设计运用常规设计的方法，对卧式液化石油气储罐的筒体、封头进行厚度设计计算，对水压试验进行校核，并对所开人孔进行补强设计。按照相关标准选择密封装置、人孔、支座、接口管以及部分安全附件。根据设计时的需要附上一些储罐零件图与储罐装配简图。完成了一个相对比较完整的卧式液化石油气储罐的设计。 关键字：储罐；压力容器；设计；计算储罐安全操作规程
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