卧式储罐装配图(优选.)
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液氨储罐(卧式)肖智军
课程设计说明书课程名称化工设备机械基础课程设计课题名称 20立方米液氨储罐的机械设计学生姓名肖智军学号 ********** 系、专业生物与化学工程系化学工程与工艺指导教师刘跃平2013年 12月 23 日目录一、设计任务书 (2)二、概述 (4)三、储罐总装配示意图 (5)四、材料及结构的选择 (5)五、设计计算内容 (7)1设计温度和设计压力的确定 (7)2名义厚度的初步确定 (7)3容器的压力实验 (10)4容器应力的校核计算 (10)5封头的设计 (13)6人孔的设置 (14)7支座的设计确定 (16)8各物料进出管位置的确定及其标准的选 (16)9液位计的设计 (17)10焊接接头设计 (18)六、总结 (20)七、参考文献 (21)八、致谢 (21)九、附工程图纸 (22)注：1．此表由指导教师填写，经系、教研室审批，指导教师、学生签字后生效；2．此表1式3份，学生、指导教师、教研室各1份。
指导教师（签字）：学生（签字）：二概述（一）设计任务：针对化工厂中常见的液氨储罐，综合运用所学的机械基础课程知识设计一个常温下储存液氨的储罐,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。
（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筒体，封头的设计计算，低压通用零件的选用。
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，合理的进行设计。
储罐示意图材料及结构的选择1材料的选择氨作为一种重要的化工原料，应用广泛，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，又称为无水氨，是一种无色液体，有强烈的刺激性气味，液氨在工业上应用广泛，而且具有腐蚀性，且容易挥发，采用钢瓶和槽车装运。
储罐的结构
球瓣在不同带位 置尺寸大小不 一，互换有限； 下料成型复杂， 板材利用率低； 球极板尺寸往往 较小，人孔、接 管等容易拥挤， 有时焊缝不易错 开。
焊缝布置复杂， 施工组装困难， 对球壳板的制造 精度要求高。
适用于各种 容量的球 罐。
容积小于 1 2 0 m 3球 罐 。
5.2 储罐的结构
过程设备设计
5.2.3 球形储罐
罐体 支座 人孔和接管 附件
21
过程设备设计
5.2 储罐的结构
5.2.3 球形储罐
过程设备设计
分类
22
外观
球形 椭球形
壳体构造方式
球壳层数 球壳组合方案
单数 多数
桔瓣式 足球瓣
支撑方式
支柱式支座 筒形或锥形裙式支座
混合式
5.2 储罐的结构
典型结构示例
圆球形单层纯桔瓣式 赤道正切球罐
1-球壳
8-可熔塞
2-上部支柱 9-接地凸缘
3-内部筋板 10-底板
4-外部端板 11-下部支耳
5-内部导环 12-下部支柱
6-防火隔热层 13-上部支耳
7-防火层夹子
36
过程设备设计
图5-12 支柱结构图
5.2 储罐的结构
支柱的结构
支柱 底板 端板
过程设备设计
单段式 双段式
单段式
由一根圆管或卷制圆筒组成，其上端与球壳相接的圆弧 形状通常由制造厂完成，下端与底板焊好，然后运到现 场与球罐进行组装和焊接。
1-球壳；2-液位计导管；3-避雷针；
4-安全泄放阀；5-操作平台；6-盘梯；
26
7-喷淋水管；8-支柱；9-拉杆
5.2 储罐的结构
过程设备设计
10立方米卧式液化石油气储罐课程设计(内附装配图纸)共24页文档
过程装备与控制工程《过程装备设计》课程设计任务书一、设计目的1、复习巩固《过程装备设计》中的理论内容；2、掌握设备设计的步骤、方法。
熟悉常用设备设计的标准。
二、设计题目及设计任书课程设计题目：（ 10 ）M3（ 1.57 ）MPaDN(1800 )液化石油气（氨气）储罐设计每人一题，从表中依次选取。
1、液化石油气储罐设计见卧罐参数表，每人一组数据2、设备简图见附件。
3、设计内容与要求（1）概述简述储罐的用途、特点、使用范围等主要设计内容设计中的体会（2）工艺计算根据安装地点的气象记录确定容器的操作温度；根据操作温度、介质特性确定操作压力；筒体、封头及零部件的材料选择；（3）结构设计与材料选择封头与筒体的厚度计算封头、法兰、接管的选型和结构尺寸拟定；根据容器的容积确定总体结构尺寸。
支座选型和结构确定各工艺开孔的设置；各附件的选用；（4）容器强度的计算及校核水压试验应力校核卧式容器的应力校核开孔补强设计焊接接头设计（5）设计图纸总装配图一张A1三、参考文献1. GB150《钢制压力容器》2. HGJ20580-20585一套3. JB4731-2019T+钢制卧式容器4. HG20592-20635钢制管法兰、垫片、紧固件5. HG21514-21535-2019 钢制人孔和手孔6. JB/T 4736 《补强圈》7. JB/T 4746 《钢制压力容器用封头》8. JB/T 4712 《鞍式支座》9. 《压力容器安全技术监察规程》201910. 郑津洋、董其伍、桑芝富.《过程设备设计》.化学工业出版社.2019目录摘要 (I)ABSTRACT (I)第一章绪论 (3)1.1液化石油气储罐的用途与分类 (3)1.2液化石油气特点 (3)1.3液化石油气储罐的设计特点 (3)第二章工艺计算 (4)2.1设计题目 (4)2.2设计数据 (4)2.3设计压力、温度 (4)2.4主要元件材料的选择 (5)第三章结构设计与材料选择 (5)3.1筒体与封头的壁厚计算 (5)3.2筒体和封头的结构设计 (6)3.3鞍座选型和结构设计 (7)3.4接管、法兰、垫片和螺栓的选择 (8)3.5人孔的选择 (10)3.6安全阀安全阀的选型 (10)第四章设计强度的校核 (12)4.1水压试验应力校核 (12)4.2筒体轴向弯矩计算 (13)4.3筒体轴向应力计算及校核 (13)4.4筒体和封头中的切应力计算与校核 (13)4.5封头中附加拉伸应力 (14)4.6筒体的周向应力计算与校核 (14)4.7鞍座应力计算与校核 (14)第五章开孔补强设计 (15)5.1补强设计方法判别 (16)5.2有效补强范围 (16)5.3有效补强面积 (16)第六章储罐的焊接设计 (17)6.1焊接的基本要求 (17)6.2焊接的工艺设计 (18)设计总结 (18)参考文献 (19)摘要本次设计的卧式储罐其介质为液化石油气。
卧式储罐焊接结构和工艺设计word资料13页
1 产品介绍工业生产中具有特定的工艺功能并承受一定压力的设备，称压力容器。
贮运容器、反应容器、换热容器和分离容器均属压力容器。
压力容器的用途十分广泛。
它是在石油化学工业、能源工业、科研和军工等国民经济的各个部门都起着重要作用的设备。
压力容器一般由筒体、封头、法兰、密封元件、开孔和接管、支座等六大部分构成容器本体。
此外，还配有安全装置、表计及完成不同生产工艺作用的内件。
压力容器由于密封、承压及介质等原因，容易发生爆炸、燃烧起火而危及人员、设备和财产的安全及污染环境的事故。
目前，世界各国均将其列为重要的监检产品，由国家指定的专门机构，按照国家规定的法规和标准实施监督检查和技术检验。
为保证压力容器的安全使用，在制造时就必须按照有关标准、规范，对压力容器的原材料和加工制造过程进行严格的质量检验，因此，对投入运行的压力容器也需要进行定期检验。
压力容器的检验内容主要有：对材料的化学成分和力学性能的常规理化检验；对焊接接头的各种性能检验；对压力容器各部分存在的各类缺陷的无损检测；用高于操作压力的液体对容器进行耐压试验等。
质量检验在压力容器制造过程中占重要的地位。
在有些反应堆压力容器的生产周期中，有一半的时间都是用于质量检验。
筒体是圆筒形压力容器的主要承压元件，它构成了完成化学反应或储存物所需的最大空间。
筒体一般是由钢板卷制或压制成型后组装焊接而成。
当筒体直径较小是，可采用无缝钢管制作。
对于即轴向尺寸较大的筒体，采用环焊缝将几个筒节拼焊制成。
根据筒体的承载要求和钢板厚度，其纵焊缝和环向焊缝可采用开坡口或不坡口的对接接头。
对于承受高压的厚壁容器筒体，除了采用单层厚钢板制作外，也可以采用层板包扎、热套、绕带或绕板等工艺制作多层筒体结构。
封头即是容器的端盖。
根据形状的不同，分为球形封头、椭圆形封头、蝶形封头和平板封头等结构形式。
2 结构计算10m。
结构设计为筒体和椭圆封头。
本次设计的容器为卧式压力容器，其容积为32.1筒体长度的计算设筒体直径为D，筒体长度为H=2D，选用标准椭圆封头，则其体积可表示为: 由此可求得mm。
卧式储罐设计
卧式储罐设计
卧式储罐是一种广泛应用的储存成品、原料或废物的设备。
以下是卧式储罐的设计方案：
1. 直径与高度比例：当卧式储罐不超过50吨时，其高度一般
不超过2.5米，直径不超过3米，直径与高度的比例约为1.2-1.5:1。
当卧式储罐容量超过50吨，其直径和高度将相应扩大。
2. 材质：卧式储罐的材质可以选择碳钢、不锈钢、玻璃钢等，不同的材质对于不同的介质有不同的适用性。
例如，碳钢储罐可以储存一些不含酸碱等特殊介质，而不锈钢储罐则适用于要求不生锈的储存。
3. 底部形状：卧式储罐的底部一般分为锥形和平底两种形式。
锥形底部有利于介质流动，方便排放，但是清洗困难；平底储罐清洗相对容易，但是排放困难。
4. 进出口及配件：卧式储罐的进出口可以根据实际情况设置如不锈钢法兰、球阀等配件。
加装搅拌器、出料口、液位计等装置可根据用户要求定制。
5. 安全配套措施：为了保障卧式储罐的安全使用，应该设置安全阀、压力计等配套措施，避免发生安全事故。
在设计过程中应充分考虑气密性、抗压强度以及抗震能力等方面。
储罐的结构专题培训课件
5.2 储罐的结构
13
过程设备设计
图5-4 支撑 式锥顶罐简 图
1-锥顶板 2-中间支柱 3-梁 4-承压圈 5-罐壁 6-罐底
锥顶荷载主要 靠梁或檀条(桁 架)及柱来承担
5.2 储罐的结构
14
过程设备设计
图5-5 自支撑拱顶罐简图
1-拱顶 2-包边角钢 3-罐壁 4-罐底
可承受较高的饱和蒸气 压，蒸发损耗较少。它 与锥顶罐相比耗钢量少 罐顶气体空间较大，制 作时需用模具，是国内 外广泛采用的一种储罐 结构
5.2 储罐的结构
过程设备设计
地面卧式储罐 地下卧式储罐
区别
管口的开设位置 接管集中安放
9
5.2 储罐的结构
5.2.2 立式平底筒形储罐
过程设备设计
固定式储罐属于大型仓储式常压或低压储存设备，主 要用于储存压力不大于0.1MPa的消防水、石油、汽油等 常温条件下饱和蒸气压较低的物料。
10
5.2 储罐的结构
5.2.3 球形储罐
罐体 支座 人孔和接管 附件
21
过程设备设计
5.2 储罐的结构
5.2.3 球形储罐
过程设备设计
分类
22
外观
球形 椭球形
壳体构造方式
球壳层数 球壳组合方案
单数 多数
桔瓣式 足球瓣
支撑方式
支柱式支座 筒形或锥形裙式支座
混合式
5.2 储罐的结构
典型结构示例
圆球形单层纯桔瓣式 赤道正切球罐
5.2 储罐的结构
过程设备设计
与外浮顶储罐相比，内浮顶储罐可大量减少储液的蒸发损耗， 降低内浮盘上雨雪荷载，省去浮盘上的中央排水管、转向扶 梯等附件，并可在各种气候条件下保证储液的质量，因而有 “全天候储罐”之称，特别适用于储存高级汽油和喷气燃料 以及有毒易污染的液体化学品。
5.2 储罐的结构课件ppt
典型结构示例
圆球形单层纯桔瓣式 赤道正切球罐
罐体 支柱
上下极板、 上下温带板、 赤道板
拉杆
操作平台 盘梯
附件
2021/3/10
23
人孔、接管、液面计 压力计、温度计、 安全泄放装置等
过程设备设计
图5-9 赤道正切柱式支承单层壳球罐 1-球壳；2-液位计导管；3-避雷针； 4-安全泄放阀；5-操作平台；6-盘梯； 7-喷淋水管；8-支柱；9-拉杆
2021/3/10
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5.2 储罐的结构
过程设备设计
图5-7 单盘式浮顶罐
1-中央排水管；2-浮顶立柱；3-罐底板；4-量液管；5-浮船； 6-密封装置；7-罐壁；8-转动浮梯；9-泡沫消防挡板；10-单 182021/盘3/10 板；11-包边角钢；12-加强圈；13-抗风圈
5.2 储罐的结构 是在固定罐的内部 再加上一个浮动顶盖
过程设备设计
过程设备设计
2021/3/10
4
大型储油罐的顶部
5.2 储罐的结构
5.2.1 卧式圆柱形储罐
过程设备设计
卧式圆柱形储罐
地面卧式储罐 地下卧式储罐
2021/3/10
5
5.2 储罐的结构
过程设备设计
图5-1 100m 3 液化石油气储罐结构示意图
1-活动支座；2-气相平衡引入管；3-气相引入管；4-出液口防涡 器；5-进液口引入管；6-支撑板；7-固定支座；8-液位计连通管； 916-42支0-2管1/3撑/10托；架1；0-椭15圆-筒形体封头；11-内梯；12-人孔；13-法兰接管；
5.2 储罐的结构
过程设备设计
图5-2 30m 3地下丙烷储罐结构示意图 1-罐体；2-人孔Ⅰ；3-液相进口、液相出口、回流口和气相平衡 口（共4根管子）；4-液面计接口；5-压力表与温度计接口；6排7 202污1/3/1及0 倒空管；7-聚污器；8-安全阀；9-人孔Ⅱ；10-吊耳；11支座；12-地平面
圆球形单层纯桔瓣式 赤道正切球罐
罐体 支柱
上下极板、 上下温带板、 赤道板
拉杆
操作平台 盘梯
附件
2021/3/10
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人孔、接管、液面计 压力计、温度计、 安全泄放装置等
过程设备设计
图5-9 赤道正切柱式支承单层壳球罐 1-球壳；2-液位计导管；3-避雷针； 4-安全泄放阀；5-操作平台；6-盘梯； 7-喷淋水管；8-支柱；9-拉杆
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5.2 储罐的结构
过程设备设计
图5-7 单盘式浮顶罐
1-中央排水管；2-浮顶立柱；3-罐底板；4-量液管；5-浮船； 6-密封装置；7-罐壁；8-转动浮梯；9-泡沫消防挡板；10-单 182021/盘3/10 板；11-包边角钢；12-加强圈；13-抗风圈
5.2 储罐的结构 是在固定罐的内部 再加上一个浮动顶盖
过程设备设计
过程设备设计
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大型储油罐的顶部
5.2 储罐的结构
5.2.1 卧式圆柱形储罐
过程设备设计
卧式圆柱形储罐
地面卧式储罐 地下卧式储罐
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5.2 储罐的结构
过程设备设计
图5-1 100m 3 液化石油气储罐结构示意图
1-活动支座；2-气相平衡引入管；3-气相引入管；4-出液口防涡 器；5-进液口引入管；6-支撑板；7-固定支座；8-液位计连通管； 916-42支0-2管1/3撑/10托；架1；0-椭15圆-筒形体封头；11-内梯；12-人孔；13-法兰接管；
5.2 储罐的结构
过程设备设计
图5-2 30m 3地下丙烷储罐结构示意图 1-罐体；2-人孔Ⅰ；3-液相进口、液相出口、回流口和气相平衡 口（共4根管子）；4-液面计接口；5-压力表与温度计接口；6排7 202污1/3/1及0 倒空管；7-聚污器；8-安全阀；9-人孔Ⅱ；10-吊耳；11支座；12-地平面
卧式储罐
b.T仅存在于局部区域，根据实验假设为 。
数值：
a.有加强圈：后面讲
b.无加强圈：
鞍座边角处
四、圆筒应力计算和强度校核：
圆筒上的轴向应力；
支座截面处圆筒和封头上的切向切应力和封头的附加拉伸应力；
周向弯曲应力和周向压缩应力的强度校核；
加强圈设计。
1.圆筒上的轴向应力
⑴跨中：
⑵支座处筒体：
扁塌效应:筒体无加强时(A>0.5Ri且无加强圈),在 支座处筒体上部截面发生变形→成为无效截面的现象。
①
② 充分利用封头对支座处筒体的加强作用，防止扁塌现。
∴一般A≤0.2L，且最好A≤0.5Rm，A最大不超过0.25L。
⑶固定方式: 。
操作和安装温度不同引起热膨胀，可能出现弯曲造成附加应力，所以要使筒体可沿轴向自由伸缩。
轴向移动结构：①开长圆孔(图5-1)；②滚动轴承（结构复杂,制造难,用于重要设备上）
注意危险工况maxp0正压max操作或水压试验加压max盛满物料未加压或水压试验加压按正压试验max操作扁塌现象引起的无效区无效截面积有效截面积208当有加强正压如只需校核跨中截面应力轴向当无加强正压如需校核支座处2
第二节卧式储罐
5.2.1基本结构
一、地面卧式储罐
1.基本结构
图5-1地面储罐的基本结构（鞍式支座）
式中： —横截面积； —对中性轴的静矩。
—横截面对中性轴的惯性矩，
3.支座截面处筒体的周向弯矩 (N.mm)
原因:由 引起。
求解:取薄壁曲梁分析，假设变形后仍为圆环（推导从略）取V=F
数值:1)有加强圈时：任意角度 处， ；
（5-16）
—查图5-11
2)无加强时: A＞0.5Ri且无加强圈→不能由整个圆筒承受切向切应力。计算Mβ复杂，近似用有加强圈时公式
数值：
a.有加强圈：后面讲
b.无加强圈：
鞍座边角处
四、圆筒应力计算和强度校核：
圆筒上的轴向应力；
支座截面处圆筒和封头上的切向切应力和封头的附加拉伸应力；
周向弯曲应力和周向压缩应力的强度校核；
加强圈设计。
1.圆筒上的轴向应力
⑴跨中：
⑵支座处筒体：
扁塌效应:筒体无加强时(A>0.5Ri且无加强圈),在 支座处筒体上部截面发生变形→成为无效截面的现象。
①
② 充分利用封头对支座处筒体的加强作用，防止扁塌现。
∴一般A≤0.2L，且最好A≤0.5Rm，A最大不超过0.25L。
⑶固定方式: 。
操作和安装温度不同引起热膨胀，可能出现弯曲造成附加应力，所以要使筒体可沿轴向自由伸缩。
轴向移动结构：①开长圆孔(图5-1)；②滚动轴承（结构复杂,制造难,用于重要设备上）
注意危险工况maxp0正压max操作或水压试验加压max盛满物料未加压或水压试验加压按正压试验max操作扁塌现象引起的无效区无效截面积有效截面积208当有加强正压如只需校核跨中截面应力轴向当无加强正压如需校核支座处2
第二节卧式储罐
5.2.1基本结构
一、地面卧式储罐
1.基本结构
图5-1地面储罐的基本结构（鞍式支座）
式中： —横截面积； —对中性轴的静矩。
—横截面对中性轴的惯性矩，
3.支座截面处筒体的周向弯矩 (N.mm)
原因:由 引起。
求解:取薄壁曲梁分析，假设变形后仍为圆环（推导从略）取V=F
数值:1)有加强圈时：任意角度 处， ；
（5-16）
—查图5-11
2)无加强时: A＞0.5Ri且无加强圈→不能由整个圆筒承受切向切应力。计算Mβ复杂，近似用有加强圈时公式
卧式储罐设计
摘要关键词：第一章绪论1.1 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，并便携设计说明书。
1.2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，这样设计有章可循，并考虑到结构方面的要求，综合的进行设计。
1.3 设计特点：容器的设计一般由筒体,封头，法兰，支座，接管等组成。
常，低压化工设备通用零部件大都有标准，设计师可直接选用。
本设计书主要介绍了液罐的筒体，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使用标准，这样让设计有章可循，并考虑到结构方面的要求，合理的进行设计。
第二章材料及结构的选择与论证2.1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。
所以在此选择16MnR钢板作为制造筒体和封头材料。
2.2结构选择与论证2.2.1 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。
2.2.2容器支座的选择容器支座有鞍座,圈座和支腿三种,用来支撑容器的重量。
鞍式支座是应用最广泛的一种卧式支座。
从应力分析看，承受同样载且具有同样截面几何形状和尺寸的梁采用多个支承比采用两个支承优越，因为多支承在粱内产生的应力较小。
卧式储罐设计参考
目录1 绪论 .................................................................................................... 错误!未定义书签。
1.1 低温储罐的发展状况 ................................................................... 错误!未定义书签。
1.2 低温储罐的结构简介 ................................................................... 错误!未定义书签。
1.2.1 储罐的基本结构..................................................................... 错误!未定义书签。
1.2.2 储罐的强度要求..................................................................... 错误!未定义书签。
1.3 低温储罐的焊接工艺 ................................................................... 错误!未定义书签。
1.4二氧化碳的用途 .............................................................................. 错误!未定义书签。
1.5课题设计意义 .................................................................................. 错误!未定义书签。
1.6 低温卧式储罐的设计任务 (1)1.6.1 设计压力................................................................................. 错误!未定义书签。