300立方米液氨储罐设计

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：。