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化工设备机械基础课程设计题目液氨储罐的设计系（院）专业班级学生姓名学号指导教师职称二〇一一年六月七日设计任务书一、设计时间安排从2011年05月16 日至2011年06月06日二、设计内容安排1.液氨储罐的结构设计2. 筒体及封头壁厚计算及其强度、稳定性校核（1）根据设计压力初定壁厚；（2）计算危险截面的重量载荷、风载荷、地震载荷；（3）计算危险截面的由各种载荷作用下的轴向应力；（4）计算危险截面的组合轴向拉应力和组合轴向压应力，并进行强度和稳定性校核。
3. 编写设计计算书一份三、设计条件表1接管表表2设计参数目录符号说明 (4)前言 (6)液氨储罐设计 (7)第一章设计参数的选择 (7)1.1、设计题目 (7)1.2、设计数据 (7)1.3、设计压力 (7)1.4、设计温度 (8)1.5、主要元件材料的选择 (8)1.5.1 筒体材料的选择 (8)1.5.2 鞍座材料的选择 (8)第二章设备的结构设计 (8)2.1、圆筒厚度的设计 (8)2.2、封头厚度的设计 (9)2.3、筒体和封头的结构设计 (10)2.3.1 封头的结构尺寸 (10)2.3.2 筒体的长度计算 (10)2.4、鞍座选型和结构设计 (10)第三章：容器强度的校核 (12)3.1水压试验应力校核 (12)3.2.筒体轴向弯矩计算 (12)3.3筒体轴向应力计算与校核 (13)3.3.1圆筒中间横截面上，由压力及轴向弯矩引起的轴向应力 (13)3.3.2由压力及轴向弯矩引起的轴向应力 (13)3.3.3筒体轴向应力校核 (14)3.4.筒体和封头中的切向剪应力计算与校核 ....................................................................... 14 3.5.无加强圈筒体的周向应力计算与校核 ........................................................................... 15 3.6鞍座应力计算与校核 . (15)3.6.1.腹板水平应力及强度校核 .................................................................................... 15 3.6.2 鞍座有效断面应力校核 (14)第四章 开孔补强设计 (16)4.1 补强设计方法判别 .......................................................................................................... 16 4.2有效补强范围 . (17)4.2.1有效宽度B 的确定 ............................................................................................... 17 4.2.2有效高度的确定 .................................................................................................... 17 4.3 有效补强面积 (17)4.3.1 筒体多余面积 ....................................................................................................... 18 4.3.2接管的多余面积 .................................................................................................... 18 4.3.3焊缝金属截面积 .................................................................................................... 18 4.4.补强面积 (18)结束语 ........................................................................................................................................ 19 主要参考资料 (19)符号说明：A----鞍座底板中心线至封头切线的距离，2mm ；B----设计温度下，按GB150外压设计方法确定的数值，MPa ；o B ----常温下，按GB150外压设计方法确定的数值，MPa ；i D ----筒体内直径，mm ； oD ----筒体外直径，mm ；F ----每个支座的反力，N ；19K K -----系数，查表71,79:；L ----封头切线间的距离；1M ----圆筒中间处的轴向弯矩，m N ⋅；2----支座处圆筒的轴向弯矩，；m N ⋅a R ----圆筒的平均半径，,2na i R R mmδ=+；iR ----圆筒的内半径，mm ；b----支座的轴向宽度，mm ；1b ----加强圈的宽度，mm ；2b -----圆筒的有效厚度，取2b b mm=+；4b -----支座垫板宽度；g -----重力加速度；ih ----封头曲面深度；k ----系数。
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＝10L/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 mm2、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) pw ，p ＝1.1×1.6MPa=1.76MPa，pc＝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）， c2＝2 mm（微弱腐蚀）2、筒体壁厚的设计设筒体的壁厚Sn ′＝14 mm，[σ]t＝170MPa ，c1＝0.8 mm由公式Sd ＝pcDi/(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Sn＝12 mm∵Sn ≠ Sn′∴假设Sn＝ 14mm是不合理的. 故筒体壁厚取Sn=12 mm3、刚度条件设计筒体的最小壁厚∵ Di＝1600 mm ＜ 3800 mm ，Smin ＝2 Di /1000且不小于3 mm 另加 C2，∴ Sn＝5.2 mm按强度条件设计的筒体壁厚Sn ＝12 mm ＞Sn＝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) pw ，p ＝1.1×1.6MPa=1.76MPa，pc＝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）， c2＝2mm（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Sn ′＝14 mm，[σ]t＝170 MPa ，c1＝0.8 mm由公式Sd ＝PcDi/(2 [σ]tФ-0.5Pc)+c 可得：Sd＝1.76×1600/(2×170×1-0.5×1. 76)＋ 2 ＋0.8＝11.10 mm 圆整Sn＝12 mm∵S n ≠ S n ′ ∴ 假设S n ＝ 14mm 是不合理的. 故封头的壁厚取S n ＝12 mm3、封头的直边、体积及重量的确定因为是标准椭球形封头，由文献［2］可知：封头的壁厚S n ＝12 mm ，直边高度h ＝40 mm ，由Di ＝1600 mm 、 S n ＝12 mm ，由文献［2］可知：封头的体积V 封＝0.616 m 3 、封头的深度h 1＝400mm封头的重量: 269.2×2=538.4 kg四、筒体的长度设计及重量的确定由V ＝2V 封＋V 筒 可得：V 筒＝10－2×0.616＝8.768 m 3V 筒＝πDi 2L/4＝8.768 m 3 可得：L ＝4363 mm 圆整：L ＝4360 mm筒体的重量: Di ＝1600 mm 、S n ＝12 mm 的筒体1 m 高筒节的重量为0.476(T) ∴ 4.36×0.476=2.08(T)第二章 贮罐的压力试验一、罐体的水压试验1、液压试验压力的确定液压试验的压力：p T =1.25p[σ]/[σ]t 且不小于(p+0.1) MPa ，当［σ]/[σ]t＜1.8时 取其为1 则p T =1.25×1.76×1= 2.2 (MPa)2、 液压试验的强度校核由σmax ＝p T （Di ＋S n －c ）/[2(S n -c)] ＝2.2（1600＋12－2.8）/[2(12-2.8)]＝192.4 (MPa)∵ σmax ＝192.4 (MPa)＜0.9σs Φ＝0.9×345×1＝310.5 MPa ∴ 液压强度足够3、压力表的量程、水温的要求压力表的量程：2p T =2×2.2=4.4 (MPa) 或3.3MPa －8.8MPa ，水温≥15℃ 4、液压试验的操作过程在保持罐体表面干燥的条件下，首先用液体将罐体内的空气排空，再将液体的压力缓慢升至22Kgf/cm 2,保压10-30分钟，然后将压力缓慢降至17.6Kgf/cm 2,保压足够长时间（不低于30分钟），检查所有焊缝和连接部位，若无泄漏和明显的残留变形。
液氨（无水）储罐设计要点摘要：本文主要介绍了液氨储罐在设计过程中工作压力、设计压力、安全阀整定压力、最高允许工作压力的确定、设备选材原则及相应的技术条件要求等。
简介：液氨，又称为无水氨，呈无色液体状，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。
存储液氨的压力容器，主要应用的场合有医院、制冷业、气体生产厂等场合，它可以为这些企业提供存储的载体，在使用过程中安全可靠、降低成本。
1.设计数据：根据客户提供要求，本罐为常温储存液化气体储罐，无保冷措施，介质为无水液氨，最低设计金属温度-9℃，设计使用年限10年，固定卧式安装，设备公称直径DN1400，容积V=5m³。
2.液氨储罐过程设计要点2.1设计压力、温度确定常温储存液化气体的设计压力，应当以规定温度下的工作压力为基础来确定，根据TSG 21-2016《固定式压力容器安全技术监察规程》条款3.1.9.3规定，液氨临界温度≥50℃，无保冷措施，以液氨50℃饱和蒸气压设为工作压力，液氨50℃饱和蒸气压Pw=1.93MPa，设计压力确定Pc=（1.05～1.1）Pw ≈2.2MPa。
2.2设备材料选择原则根据液氨介质特性含水量不高于0.2%，且有可能受空气中O₂或CO₂污染，使用温度高于-5℃，属于液氨应力腐蚀环境。
对本设备根据设计压力、温度、介质特性，主体板材选用GB/T713-2017《锅炉和压力容器用钢板》低合金钢Q345R，供货状态正火；根据介质危害程度，最低设计金属温度，本设计选用符合GB/T9948的钢管，材料选择10#钢，供货状态正火；法兰锻件根据压力、介质不允许微量泄漏等特性，依照HG/T20592-2009《钢制管法兰、垫片、紧固件》选择带颈对焊法兰，公称压力等级PN40，材质为16MnⅡ锻件，密封面形式凹凸面。
2.3最高允许工作压力的引入及计算过程根据HG/T20660-2017《压力容器中化学介质毒性危害和爆炸危险程度分类标准》氨属于中毒危害介质，泄漏时易挥发可燃气体，爆炸极限为16%～25%，属于易爆介质，对于盛装不允许有微量泄漏的压力容器，应进行泄漏试验，该设备选择气密性试验，试验压力等于设计压力，并且试验时，需要将安全附件装配齐全，为了确保泄漏性试验顺利进行，所以引入最高允许工作压力，最高允许工作压力[PMAWP]是根据容器各受压元件有效厚度计算得到的，考虑了该元件承受的所有载荷，取各受压元件承受最高允许工作压力的最小值；综上各压力之间关系：工作压力Pw＜设计压力Pc＜安全阀整定压力Pz＜最高允许工作压力。
·《化工容器设计》课程设计说明书300m3液氨储罐设计专业：过程装备与控制工程班级：13级过控1班学号：姓名：目录1 设计参数的选择 (4)1.1 设计的题目 (4)1.2 原始数据 (4)1.3 储存量 (4)1.4 设计压力 (5)1.5 设计温度 (5)2 容器的结构设计 (6)2.1 筒体的内径和长度的确定 (6)2.2 筒体和封头的厚度设计计算 (6)2.3 人孔设计 (7)2.4 其他零部件的设计 (7)2.4.1 液位计的设计 (7)2.4.2 管口设计 (8)2.5 鞍座选型和结构设计 (11)2.5.1 质量确定 (11)2.5.2 鞍座的安装位置 (12)3 开孔补强设计 (13)3.1 补强设计方法判别 (13)3.2 补强圈计算 (13)3.2.1 圆筒开孔所需补强面积 (13)3.2.2 壳体有效厚度减去计算厚度之外的多余面积 (14)3.2.3 接管有效厚度减去计算厚度之外的多余面积 (14)3.2.4 焊缝金属面积 (14)3.2.5 另加补强面积 (14)4 强度计算 (15)4.1 液压试验 (15)4.2 圆筒轴向弯矩 (15)4.2.1 载荷分布 (15)4.2.2 筒体弯矩 (16)4.3 圆筒轴向应力计算并校核 (16)5.3.1 筒体应力 (16)4.3.2 筒体轴向应力校核 (17)4.4 切向剪应力的计算并校核 (18)4.4.1 圆筒切向剪应力的计算 (18)4.4.2 圆筒被封头加强时，最大剪应力 (18)4.4.3 切向剪应力的校核 (18)4.5 圆筒周向应力的计算并校核 (19)4.5.1 在横截面的最低点处 (19)4.5.2 周向应力校核 (19)5 防护及使用管理 (20)5.1 防腐 (20)5.2 防静电 (20)5.3 热处理要求 (20)5.4 焊接 (20)5.5 使用及管理 (20)1 设计参数的选择1.1 设计的题目300m3液氨储罐设计1.2 原始数据表1.1 设计条件序号项目数值单位备注1 名称液氨储罐2 用途液氨储存3 最高工作压力 1.36 MPa 液氨在50℃下的压力4 工作温度-45～48 ℃5 公称容积300 m36 工作压力波情况可不考虑7 装量系数0.98 工作介质液化石油气9 材料16MnDR10 焊接要求单面焊，100%无损探伤11 设计寿命20年12 腐蚀速率0.1mm/a13 其他要求1.3 储存量盛装液化气体的压力容器设计存储量：W=ΦVρt式中，装载系数Φ=0.9压力容器设计V=300m³设计温度下的饱和液体密度ρt=562.87㎏/m³则：存储量W=15.20t1.4 设计压力设计压力取饱和蒸气压，p=1.5MPa 1.5 设计温度工作温度为-45℃～48℃，则取设计温度取50℃2 容器的结构设计2.1 筒体的内径和长度的确定由设计任务书可知：V=300m 3 L/D=8 取 L=8D 则有： 30048484322==⨯==D DD LD V πππm D 63.3843003=⨯=π取内径为3700mm ，由于筒体的内径较大，所以采用钢板卷制，公称直内径DN3700mm.选用标准椭圆形封头表2.1 EHA 椭圆形封头内表面积及容积公称直径（mm ） 总深度H/mm 内表面积A/m 2 容积V/m 3 370096515.30477.0605则筒体长度：mm D V L 266024370014.3100605.721030042V 2992封头总=⨯⨯⨯-⨯=-=π 圆整：L =26610mm 则实际体积：3392封头2实际089.300100605.72426610370014.324m mm V LD V =⨯⨯+⨯⨯=+=π则体积相对误差为：%5%03.0%100300300089.300%100实际<=⨯-=⨯-V V V 符合设计要求。
立方米液氨储罐施工方案1. 引言立方米液氨储罐是用于存储和运输液化氨的重要设备，广泛应用于化工、农业和制冷等领域。
本文档将介绍立方米液氨储罐的施工方案，包括施工准备、施工流程、安全措施和质量控制等内容，并提供相关的 Markdown 文本格式。
2. 施工准备2.1 材料准备•立方米液氨储罐主体材料：碳素钢板•其他辅助材料：焊条、焊剂、螺栓等2.2 设备准备•焊接设备：电焊机、电焊割设备等•起重设备：吊车、起重机等•质量检测设备：焊缝检测仪器、材料强度测试仪器等2.3 施工场地准备•确保施工场地平整、无杂物•设置安全警示标志•确保施工场地通风良好3. 施工流程3.1 底板安装•清理施工场地•安装支撑架•安装底板3.2 罐体安装•安装罐体侧板•焊接罐体侧板与底板•安装罐体顶板•焊接罐体顶板与侧板3.3 罐体加工•焊接加固筋•安装进出料口、排气阀等附件•焊接进出料口、排气阀等附件3.4 焊接工艺•根据焊接规范施工•进行焊接前的预热处理•使用正确的电流和电压进行焊接•焊接后进行冷却处理3.5 焊缝检测•使用焊缝检测仪器对焊缝进行检测•检测焊缝的质量和强度4. 安全措施4.1 人员安全•施工人员必须穿戴防护装备，如安全帽、防护眼镜、防护手套等•施工人员必须经过专业培训，熟悉施工操作规范和安全操作流程•施工现场必须设置安全警示标志4.2 施工场地安全•施工场地必须保持干燥，防止液氨泄露•施工场地必须远离明火和易燃物品4.3 操作安全•施工人员必须熟悉液氨的性质，了解其安全操作规范•施工人员必须严格按照操作规范进行施工•确保焊接设备和起重设备的安全使用5. 质量控制5.1 材料质量控制•检查材料证书和相关质量文件•检查材料的表面质量和尺寸规格5.2 焊接质量控制•焊接前进行预热处理•使用正确的焊接参数进行焊接•检测焊缝质量和强度5.3 安全阀和压力表检测•安装和检测液氨储罐的安全阀和压力表•确保其正常工作并符合相关安全标准结论本文档介绍了立方米液氨储罐的施工方案，包括施工准备、施工流程、安全措施和质量控制等内容。
液氨储罐的设计范文
1.储罐材料选择
液氨是一种在常温下为无色气体，液氨储罐需要选用能够承受低温和高压的材料。
常见的材料有碳钢、不锈钢和玻璃钢。
碳钢和不锈钢都具有较好的强度和耐腐蚀性，适合储存液氨。
玻璃钢具有较高的机械强度和良好的耐腐蚀性能，但需要特别注意低温下的应力开裂。
2.结构设计
液氨储罐通常是垂直圆柱形结构，底部为圆锥形或平底设计，顶部有透气装置和液位计。
储罐壁通常采用双层结构，内层负责贮存液氨，外层起到保温作用。
内外层之间的空气隔离，可以减少换热，提高保温效果。
内壁还需喷涂耐腐蚀涂层，以防止液氨对储罐壁的腐蚀。
3.安全性能
液氨是一种具有强烈刺激性和腐蚀性的气体，因此液氨储罐设计时需要采取一系列安全措施。
首先是防火措施，储罐需要设置适当的防火墙和阻火系统。
其次是安全阀和爆破片的设置，用于防止罐内压力超过安全范围。
还需要配备泄漏探测器和报警系统，以及防爆电器设备。
4.储罐周围环境
5.附属设备
液氨储罐需要配备一些附属设备，如输送系统、冷却系统、液位监测系统等。
输送系统可以将液氨导入或排出储罐，冷却系统可以保持储罐内的液氨在适当的温度范围内，液位监测系统可以实时监测储罐内的液位情况。
总结：。
液氨储罐课程设计1. 引言液氨储罐是一种用于储存氨气的设备，广泛应用于化工、冶金、制药、食品加工等领域。
由于液氨具有高毒性、易燃易爆等危险性质，储罐设计和操作安全非常重要。
2. 设计要求液氨储罐的设计应满足以下要求：- 安全：储罐内氨气压力控制在安全范围内，避免漏气和爆炸等事故。
- 稳定：储罐体结构稳定，能承受储存氨气的重量。
- 经济：储罐设计应在满足安全和稳定要求的前提下，尽可能减少成本。
3. 设计原则液氨储罐的设计原则：- 选择合适材料：储罐体应选用抗腐蚀和耐磨损性能好的材料，如碳钢、不锈钢等。
- 合理结构：储罐结构应简单、紧凑、稳定，高低温变形小。
- 考虑安全设计：储罐应有压力自动调节器、安全阀、温度控制器、液位监测器、泄漏探测器等安全设备。
- 考虑操作性：储罐应有方便操作的进出口和排气口，易于维修保养。
- 环保：储罐设计应考虑废气、废水等环保问题。
4. 设计步骤液氨储罐的设计步骤：1）确定储罐容量和使用环境：需考虑使用要求、周围环境等因素。
2）选择合适的材料和工艺：根据使用要求和成本等考虑，选择合适的材料和工艺。
3）确定储罐内部结构和设备：包括泵、管道、安全设备、控制器等。
4）制定设计方案：根据前面的工作，制定详细的设计方案，包括制图和计算书等。
5）审核和调整设计方案：方案制定后，需要进行审核和调整，确保方案的合理性和安全性。
6）制造和安装：制造和安装储罐，同时对储罐进行测试和验收。
7）后续维护：储罐安装后需要进行日常维护，如检查气密性、液位监测等。
5. 结论液氨储罐设计应在满足安全和稳定要求的前提下，尽可能减少成本。
设计过程中需注意选择合适材料、简化结构、考虑安全设计和操作性等因素。
储罐制造时需要对设计方案进行审核和调整，并进行测试和验收。
储罐安装后需要进行日常维护，确保储罐的安全运行。
前言本设计是针对《化工设备机械基础》这门课程所安排的一次课程设计，是对这门课程的一次总结，要综合运用所学的知识，查阅相关书籍,小组团结合作共同完成设计。
本设计的液料为液氨。
液氨，又称为无水氨,是一种无色液体.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。
液氨在工业上应用广泛，而且具有腐蚀性，且容易挥发，所以其化学事故发生率相当高。
氨作为一种重要的化工原料,应用广泛.分子式NH，分子量17。
03，相对密度0.7714g/L,熔点-77。
7℃,沸点3-33.35℃，自燃点651.11℃，蒸汽压1013。
08kPa(25.7℃)。
设计基本思路：设计压力容器要求根据化工生产工艺提出的条件，确定容器设计所需参数(P、T、D），选定材料和结构形式，通过强度计算确定容器筒体及封头壁厚。
对已制定材准的受压元件，可直接选取。
而本设计容器为318m的液氨储罐,所以要求结合所学到的知识和利用身边可以查到的资料对318m的液氨储罐进行设计.课程设计是对课程内容的应用性训练环节，是学生应用所学知识进行阶段性的单体设备或单元设计方面的专业训练过程，也是对理论教学效果的检验。
通过这一环节使学生在查阅资料、理论计算、工程制图、调查研究、数据处理等方面得到基本训练，培养学生综合运用理论知识分析、解决实际问题的能力.液氨储罐属于化工常见的储运设备,一般可分解为筒体,封头，法兰，人孔，手孔，支座及管口等几种元件。
储罐的工艺尺寸可通过工艺计算及生产经验决定.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、容器筒体的性状及厚度、封头的性状及厚度、确定支座，人孔及接管、开孔补强的情况以及其他接管的设计与选取。
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、人孔接管、人孔补强、接管、管法兰、液位计、鞍座、焊接形式进行了设计和选择。
课程设计－液氨储罐设计
液氨储罐设计是一种重要的工程研究课题，通过科学设计液氨储罐，可以更有效地支
持液氨的运输、储存和使用。
为了让液氨储罐长期保持高效运行，需要做出合理的设计，
包括结构优化、设备安装/安全性等。
首先，液氨储罐的外表及内部结构必须合理，其次，液氨储罐的抗爆能力是一个重要
的指标。
储罐的抗爆性能取决于储罐的材料和厚度，两者必须权衡，在抗爆性能满足要求
的情况下，罐体应尽量轻，可以减轻设备的重量。
此外，在承受液氨极高的腐蚀性作用，
储罐材质除了要耐腐蚀，还必须减少储罐表面的缺陷和斑点，以尽量减少液氨的腐蚀渗透，维持储罐更长久的使用寿命。
另外，液氨储罐结构要求安全可靠，支架应能承受压力，罐体及支架无渗漏；液氨储
罐的内外表面应无裂纹、斑点和缺陷，以便提高贮存液氨的安全性；储罐内部及连接处应
做到无死角，确保清洗和液氨的流动；合理的耗能节点设计可以使储罐的节能效果更出色，耗能节点可以选择一端法兰式或折叠式接口；还应安装安全阀、急停阀，以防止压力过大时，对罐体和储罐周围环境造成危害；此外，安装安全设备及报警装置， function installed，当储罐出现异常时，及时发出警报，可以确保安全。
液氨储罐设计既考虑到安全又考虑到节能，包括结构优化、安装安全系统、主从机节
能设计等，这些步骤可以帮助用户保障液氨储罐系统的安全、可靠性和节能效果，从而更
好地支撑液氨运输、储存和使用。
