液化石油气卧式储罐的规则设计

卧式液化石油气储罐设计及安全56m3要摘本次设计地储罐其介质为液化石油气.液化石油气作为一种化工基本原料和新型燃料，已愈来愈受到人们地重视.在化工生产方面，液化石油气经过分离得到乙烯、丙烯、丁烯、丁二烯等，用来生产合塑料、合成橡胶、合成纤维及生产医药、炸药、染料等产品.液化石油气是由碳氢化合物所组成，主要成分为丙烷、丁烷以及其他烷系或烯类等.丙烷加丁烷百分比地综合超过60%，低于这个比例就不能称为液化石油气.液化石油气具有易燃易爆地特点，液化石油气储罐属于具有较大危险地储存容器.针对液化石油气储罐地危险特性，结合本专业安全工程所学地内容，在设计上充分考虑压力容器地安全，确保液化石油气储罐地安全运行，对化工行业具有重要地现实意义.本次设计地主要根据有：GB150-2011《钢制压力容器》、《压力容器安全技术监察规程》.另外地零部件标准主要有JB/T 4736-2002《补强圈》，HG 20592~20614-97《钢制管法兰、垫片、紧固件》，JB/T 4712.1-2007《鞍式支座》，HG 21518-95《回转盖带颈对焊法兰人孔》等.本次设计地流程为：先根据容器要求确定压力容器所属类别，确定储罐主体及其接管所用材料、储罐主体地直径和长度，其次进行筒体和封头地壁厚计算并校核，然后计算人孔地开口补强面积和补强圈地厚度，再根据筒体和各个接管地总质量选择支座，最后进行安全阀地选型和校核.关键词：液化石油气，安全阀，开口补强，安全管理．毕业设计（论文）原创性声明和使用授权说明原创性声明本人郑重承诺：所呈交地毕业设计（论文），是我个人在指导教师地指导下进行地研究工作及取得地成果.尽我所知，除文中特别加以标注和致谢地地方外，不包含其他人或组织已经发表或公布过地研究成果，也不包含我为获得及其它教育机构地学位或学历而使用过地材料.对本研究提供过帮助和做出过贡献地个人或集体，均已在文中作了明确地说明并表示了谢意.日期：名：者作签期：指导教师签名：日使用授权说明本人完全了解大学关于收集、保存、使用毕业设计（论文）地规定，即：按照学校要求提交毕业设计（论文）地印刷本和电子版本；学校有权保存毕业设计（论文）地印刷本和电子版，并提供目录检索与阅览服务；学校可以采用影印、缩印、数字化或其它复制手段保存论文；在不以赢利为目地前提下，学校可以公布论文地部分或全部内容.期：日作者签名：学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交地论文是本人在导师地指导下独立进行研究所取得地研究成果.除了文中特别加以标注引用地内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写地成果作品.对本文地研究做出重要贡献地个人和集体，均已在文中以明确方式标明.本人完全意识到本声明地法律后果由本人承担.日月年日期：作者签名：学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文地规定，同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文地复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅.本人授权大学可以将本学位论文地全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文..涉密论文按学校规定处理日月日期：年作者签名：日月年日期：导师签名：目录错误！未定义书签。

80m3液化石油气储罐设计摘要本文首先介绍了储罐在国内外研究现状和发展趋势，对液化石油气储罐作了简单的介绍。

接着对液化石油气储罐的进行了详细的结构设计，并运用Auto CAD软件绘制了储罐装配图。

本文是关于80m3液化石油气储罐设计，制造中的几个关键技术：球罐选材，结构设计，补强计算及强度校核行了设计。

本文设计的主要内容包括：工艺设计包括设计压力，设计温度，设计储量；结构设计包括筒体与封头的结构设计，接管与接管法兰的设计，人孔，视镜，液面计，压力计，温度计，及安全阀的结构等结构设计，支座结构设计，焊接接头设计；开孔补强计算；强度计算及校核。

关键词：储罐；工艺设计；结构；强度；补强80m3 liquefied petroleum gas storage tank designAbstractThis paper firstly introduces the research status and development trend of tanks at home and abroad, and liquefied petroleum gas tanks are briefly introduced here. Then the liquefied petroleum gas storage tank structure design were studied in detail, and the use of Auto CAD software to draw the tank assembly drawing.This article is about the design of 80m3 of liquefied petroleum gas tank , several key technology in spherical tank manufacturing are: material, structure design, reinforcement calculation and strength check of the line design.The main contents of this paper include: design process design including the design pressure, design temperature, design reserves; structure design including the tube body and head, nozzles and nozzle flange design, manhole, mirror, level gauge, pressure gauge, thermometer, and safety valve structure, structure design, support structure design, welding joint design; opening reinforcement calculation; strength calculation and check. Keywords: tank; process design; structure; strength; reinforcement目录引言 .......................................................................................................................... - 1 - 第1章绪论 .................................................................................................................. - 2 -1.1 卧室储罐的介绍.................................................................................................................. - 2 -1.2 液化石油气贮罐的分类...................................................................................................... - 2 -1.3 液化石油气特点.................................................................................................................. - 2 -1.4 卧式液化石油气贮罐设计的特点...................................................................................... - 2 - 第2章液化石油气的工艺设计及主体材料的选择 .................................................. - 3 -2.1 设计温度.............................................................................................................................. - 3 -2.2 设计压力.............................................................................................................................. - 3 -2.3 设计储量.............................................................................................................................. - 3 -2.4 焊接接头系数...................................................................................................................... - 3 -2.5 主体材料的选择.................................................................................................................. - 3 - 第3章液化石油气结构设计 .................................................................................... - 4 -3.1 筒体和封头的设计.............................................................................................................. - 4 -3.2 计算压力.............................................................................................................................. - 4 -3.3 圆筒厚度的设计.................................................................................................................. - 5 -3.4 椭圆封头厚度的设计.......................................................................................................... - 5 -3.5 接管、法兰垫片和螺栓的选择.......................................................................................... - 5 -3.6 其他附件的设计.................................................................................................................. - 9 -3.7 鞍座选型和结构设计........................................................................................................ - 10 -3.8 鞍座位置的确定.................................................................................................................- 11 -3.9 焊接结构设计.................................................................................................................... - 12 -3.10 焊后处理.......................................................................................................................... - 13 - 第4章开孔补强设计 ................................................................................................ - 14 -4.1 补强设计方法判别............................................................................................................ - 14 -4.2 有效补强范围.................................................................................................................... - 14 -4.3 有效补强面积.................................................................................................................... - 15 -4.4 接管区焊缝截面积(焊角取6.0mm） .............................................................................. - 15 -4.5补强面积............................................................................................................................... - 15 - 第5章容器强度的校核 ............................................................................................ - 16 -5.1 水压试验校核.................................................................................................................... - 16 -5.2 筒体最小厚度校验............................................................................................................ - 16 -5.3 筒体轴向应力计算与校核................................................................................................ - 16 -5.4 封头最小厚度校验............................................................................................................ - 18 -5.5 封头强度校核.................................................................................................................... - 18 -5.6 筒体和封头切向应力校核................................................................................................ - 18 -5.7 筒体环向应力的计算和校核............................................................................................ - 19 - 结论与展望 .................................................................................................................... - 21 - 致谢 ........................................................................................................................ - 22 - 参考文献 ........................................................................................................................ - 23 -附录A：主要参考文献摘要及题录 ............................................................................. - 24 - 附录B：英文原文及翻译 ............................................................................................. - 26 -插图清单图3-1 椭圆形封头 (4)图3-2 接管分布图 (6)图3-3 鞍座结构图 (11)图3-4 坡口基本形式 (12)表格清单表3-1 标准椭圆形封头尺寸图表 (4)表3–2法兰尺寸表 (6)表3–3 管子尺寸表 (7)表3–4 垫片尺寸表 (7)表3-5 螺栓及垫片 (8)表3-6 水平吊盖带颈对焊法兰人孔尺寸表 (9)表3-7 鞍座支座结构尺寸 (11)引言液化石油气作为一种化工基本原料和新型燃料，已愈来愈受到人们的重视。

前言随着我国化学工业的蓬勃发展，各地建立了大量的液化气储配站。

对于储存量小于m或单罐容积小于1503m时．一般选用卧式圆筒形储罐。

液化气储罐是储存易燃易5003爆介质．直接关系到人民生命财产安全的重要设备。

因此属于设计、制造要求高、检验要求m液化石油气储罐设计即为此种情况。

严的三类压力容器。

本次设计的为303液化石油气贮罐是盛装液化石油气的常用设备, 由于该气体具有易燃易爆的特点, 因此在设计这种贮罐时, 要注意与一般气体贮罐的不同点, 尤其要注意安全, 还要注意在制造、安装等方面的特点。

m或单罐容积大于2003m时目前我国普遍采用常温压力贮罐,一般贮存总量大于5003选用球形贮罐比较经济; 而圆筒形贮罐具有加工制造安装简单, 安装费用少等优点, 但金属m, 单罐容积小于1003m时选用卧式贮罐比较耗量大占地面积大, 所以在总贮量小于5003经济。

本文主要讨论卧式圆筒形液化石油气贮罐的设计。

卧式液化石油气贮罐设计的特点。

卧式液化石油气贮罐也是一个储存压力容器, 也应按GB150《钢制压力容器》进行制造、试验和验收; 并接受劳动部颁发《压力容器安全技术监察规程》(简称容规) 的监督。

液化石油气贮罐, 不论是卧式还是球罐都属第三类压力容器。

贮罐主要有筒体、封头、人孔、支座以及各种接管组成。

贮罐上设有液相管、气相管、排污管以及压力表、温度计、液面计等。

第1章设计参数的选择1.1设计数据表1-:1：设计数据1.2设计压力设计压力是根据最高工作压力来确定，原则是根据最危险的操作情况而定。

通常选取工作压力的1.05-1.1倍，本次设计选取1.1，数据见下表1-2。

其中丙烷占主要部分可以选取丙烷的饱和蒸汽压。

因此取50℃时丙烷的饱和蒸汽压为最高工作压力，由上表知50℃时丙烷的饱和蒸汽压为 1.710MPa，则其表压为1.710-0.1=1.610MPa，故设计压力为1.610x1.1=1.77MPa。

1.3设计温度设计温度是指容器在正常工作情况下，设定的元件金属温度。

前言随着我国石油化工行业的快速发展，液化石油气作为炼油化工的副产品，以其经济高效、清洁环保以及灵活方便的优势占据着城乡能源市场，储配站的液化石油气通常采用球形储罐或卧式储罐进行储存。

液化石油气是一种低碳的烃类混合物，主要由乙烷、乙烯、丙烷、丙烯、丁烷、丁烯及少量的戊烷、戊烯等组成。

常温常压下是气态，在加压和降低温度的条件下变成液体。

气态相对密度为空气的2倍，液化石油气的饱和蒸气压随温度升高而急剧增加，其膨胀系数较大,一般为水的10倍以上，气化后体积膨胀250～ 300倍。

液化石油气是一种极易燃烧、爆炸的石油化工原料，其储罐属于具有较大危险的储存容器之一。

因此，在满足设施功能要求下，储罐具有良好的安全性是设计的首要问题。

目前我国普遍采用的常温压力贮罐一般有两种形式：球形储罐和圆筒形储罐。

球形储罐与圆筒形储罐相比，前者具有投资少，金属耗量少，占地面积少等优点，但加工制造及安装复杂，焊接工作量大，故安装费用较高。

一般储存总量大于500m3或单罐容积大于200m3时选用球形储罐比较经济。

而圆筒形贮罐具有加工制造安装简单，安装费用少等优点，但金属耗量大占地面积大。

所以在总贮量小于500m3，单罐容积小于100m3时选用卧式贮罐比较经济。

圆筒形贮罐按安装方式可分为卧式和立式两种。

在一般中、小型液化石油气站内大多选用卧式圆筒形贮罐,，只有某些特殊情况下（站内地方受限制等）才选用立式。

本次设计对液化石油气卧式储罐进行设计计算。

主要内容包括储罐工艺参数计算、储罐的结构设计、储罐的强度计算、应力校核、绘制设备总图以及针对一些安全问题提出对策措施。

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。

目录1 概述 ................................................... 错误!未定义书签。

设计任务及原始参数................................... 错误!未定义书签。

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。

课程设计任务书1．课程设计要求：1)使用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)广泛查阅综合分析文献资料的能力，进行设计方法和方案的可行性研究和论证。

3)设计计算尽量采用电算，要求设计思路清晰，计算数据准确、可靠，且正确掌握计算机操作和专业软件的使用。

4)工程图纸要求尽量采用手工绘图。

5)课程设计全部工作由学生本人独立完成。

6)按照标准格式编写说明书并装订成册。

2．原始数据：设计条件表序号项目数值单位备注1 名称液化石油气储罐2 用途储存3 最高工作压力 1.92 MPa 由介质温度确定4 工作温度-20～48 ℃5 公称容积（V g）20 M36 工作压力波动情况可不考虑7 装量系数(φV) 0.98 工作介质液化石油气（易燃）9 使用地点太原市，室外10 安装与地基要求储罐底壁坡度0.01～0.0211 其它要求管口表接管代号公称尺寸连接尺寸标准密封面形式用途或名称A 32 HG20592-1997 RF 液位计接口B 80 HG20592-1997 RF 液相进口管C 80 HG20592-1997 RF 液相出口管D 80 HG20592-1997 RF 安全阀接口E 80 HG20592-1997 RF 排污管F 80 HG20592-1997 RF 放气管G 20 HG20592-1997 RF 温度计接口H 20 HG20592-1997 RF 压力表接口I 500 HG/T21514-2005 / 人孔3．课程设计主要内容：1）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4．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)；5．主要参考文献：[1] 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[2] 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[3] 全国化工设备设计技术中心站，《化工设备图样技术要求》，2000，11[4] 郑津洋、董其伍、桑芝富，《过程设备设计》，化学工业出版社，2001[5] 黄振仁、魏新利，《过程装备成套技术设计指南》，化学工业出版社，2002[6] 国家医药管理局上海医药设计院，《化工工艺设计手册》，化学工业出版社，1996[7] 闫康平，陈匡民，《过程装备腐蚀与防护》[M]第二版，北京：化学工业出版社[8] HG2059~20635-97.钢制法兰、垫片、紧固件[S].前言液化石油气贮罐是盛装液化石油气的常用设备, 由于该气体具有易燃易爆的特点, 因此在设计这种贮罐时, 要注意与一般气体贮罐的不同点, 尤其是安全与防火, 还要注意在制造、安装等方面的特点。