下载文档原格式
第一章绪论1. 1设计任务设计一液氨贮罐。
工艺条件：温度为40℃，氨饱和蒸气压MPa.1，容积55为20m3, 使用年限15年。
1.2设计要求及成果1. 确定容器材质；2. 确定罐体形状及名义厚度；3. 确定封头形状及名义厚度；4. 确定支座，人孔及接管，以及开孔补强情况5. 编制设计说明书以及绘制设备装配图1张（A1）。
1.3技术要求（一）本设备按GBl50-1998《钢制压力容器》进行制造、试验和验收（二）焊接材料，对接焊接接头型式及尺寸可按GB985-80中规定(设计焊接φ)接头系数0.1=（三）焊接采用电弧焊，焊条型号为E4303（四）壳体焊缝应进行无损探伤检查，探伤长度为100％第二章设计参数确定2.1 设计温度O题目中给出设计温度取40C2.2 设计压力在夏季液氨储罐经太阳暴晒，随着气温的变化，储罐的操作压力也在不断变化。
通过查阅资料可知包头最高气温为40.4℃，通过查表可知，在40℃ 时液氨的饱和蒸汽压(绝对压力)为1.55MPa ，密度为580kg/m3，而容器设计时必须考虑在工作情况下可能遇到的工作压力和相对应的温度两者相结合中最苛刻工作压力来确定设计压力。
一般是指容器顶部最高压力与相应的设计温度一起作为设计载荷条件，其值不低于工作压力。
此液氨储罐采用安全法，依据《化工设备机械基础》若储罐采用安全法时设计压力应采用最大工作压力w P 的1.105.1-倍，取设计压力w P P 05.1=（已知MPa P w 55.1=表压）所以 MPa P P w 6.105.1==。
2.3 腐蚀余量查《腐蚀数据手册》16MnR 耐氨腐蚀，其y mm /1.0<λ，若设计寿命为15年，则mm 5.11.0152=⨯==αλC2.4焊缝系数该容器属中压贮存容器，技《压力容器安全技术监察规程》规定，氨属中度 毒性介质，容器筒体的纵向焊接接头和封头基本上都采用双面焊或相当于双面焊的全焊透的焊接接头，所以φ取0.1或85.0常见。
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。
3立方液氨储罐设计目录一设计任务、设计思想、设计特点 (1)二材料及结构的选择与论证 (1)三设计计算内容 (4)四容器的压力实验 (7)五进出料接管的选择、液面的设计 (8)六支座的设计 (10)七压力容器焊接结构设计要求 (13)1、筒体与椭圆封头的焊接接头 (13)2、管法兰与接管的焊接接头 (13)3、接管与壳体的焊接接头 (13)八筒体和封头的校核计算 (14)1、筒体轴向应力校核 (14)2、由设计压力引起的轴向应力 (15)3、轴向应力组合与校核 (16)4、筒体和封头切向应力校核 (16)九设备结构图 (17)总结 (18)参考文献 (19)②工艺条件的要求化工设备是为工艺过程服务的，应保证在指定的生产工艺条件下完成指定的生产任务，即满足相应的工艺条件要求③经济合理性要求在满足设备的安全运行和工艺条件的前提下，结构要合理，制造要简单，尽量减少加工量，降低制造成本。
④便于操作和维护例如所设置的阀门、平台、人孔形位置要合适，易损件便于更换等。
⑤环境保护要求所谓化工设备失效的一个新概念是“环境失败”即有害物质泄露到环境中，生产过程残留无法消除的有害物质及噪音等，化工容器在设计时包括化工工厂的选址均应考虑这些因素的影响。
（2）主要设计参数的确定及说明本储罐设计公称容积为3m3，公称直径Dg为1220mm，材料为16MnR在温度t ≤42℃时工作，液氨的饱和蒸汽压为1.8MP，取P=1.8MP，取t][σ=170MP，则双面对接焊的全焊透对接焊缝为100%无损，根据书本表5-4可得焊接接头系数全部无损检测φ=1.00。
二材料及结构的选择与论证（1）材料选择与论证本贮罐选用16MnR制作罐体和封头。
材料：本贮罐选用16MnR制作罐体和封头。
16MnR表示平均含碳量为0.16%的容器钢，属于低碳钢，它的塑性好，焊接性和锻造性良好，适宜制造化工容器等焊接件和设备封头等冲压件，也可用来制造受载不大的螺栓，或经渗碳后制作齿轮和轴等零件。
卧式液氨储罐不同液位容积计算卧式储罐由直段筒体及两侧封头组焊而成，去掉直段筒体，两侧封头可组成椭圆球体。
该椭圆球体符合椭圆球体公式：2222221x y z a b c ++= 其中a=b ，则有222221x y z a c++= 垂直于y 轴分成无限小微元，任一微元面积为：22()yi cS a y a π=-当液面高度为h 时，椭圆球体内液氨容积为V1=h yi a S dy -⎰ 22()h a c a y dy a π-=-⎰3322()33c h a a h a π=-+ 直段筒体部分：筒体的纵断面方程为222x y a += 任一微元的面积为yj S =则筒体部分容积为：2h yj a V S -=⎰h a L -=⎰2(arcsin )2h La a π=+ (arcsin )22h a ππ-≤≤ 液氨总容积为V=V1+V2， V=23242()33c h a a h a π-++2(arcsin )2h La a π+ 热电厂液氨罐尺寸为：直段筒体长度L1=8480mm ，封头直段长度L2=40mm ，筒体半径R=a=b=1300mm ，封头高度c=650mm ，设液位距中心点高度为h ，则32320.652(1.3 1.3)(8.4820.04) 1.3(arcsin )1.333 1.32h h V h ππ⨯=-+⨯++⨯⨯+ （-1.3≤h ≤1.3）具体容积计算见excel 表格.液氨密度与温度的关系满足回归方程：0.63860.00145t ρ=-⨯氨罐液氨质量为m v ρ=⨯ =[32320.652(1.3 1.3)(8.4820.04) 1.3(arcsin )1.333 1.32h h h ππ⨯-+⨯++⨯⨯]×（0.6386-0.00145t ）备注：1、h 不是实际液面高度，而是实际液面高度与氨罐中心高度差值（1.3M ）2、t 为环境温度。
33立方米液氨储罐设计1. 引言液氨储罐是用于储存液态氨的设备，广泛应用于化工、农业和制冷等领域。
本文将介绍一种33立方米液氨储罐的设计方案。
该储罐采用钢板焊接结构，具有坚固的强度和良好的密封性。
设计目标是确保储罐在工作条件下的安全可靠性，并满足相关标准和规范的要求。
2. 设计参数储罐的基本参数如下： - 容积：33立方米 - 材质：Q345钢- 温度：低温条件，设计工作温度为-33°C - 压力：设计压力为1.6MPa - 焊接材料：对焊钢管3. 结构设计3.1 外壳设计储罐采用圆筒形外壳设计，底部为圆锥形设计。
外壳材料选用Q345钢板，通过焊接工艺连接。
3.2 支撑设计储罐设置足够数量的支撑，以保证储罐在工作状态下能够承受压力和重力。
支撑结构采用钢材焊接而成。
3.3 进出口设计为了方便装料和排放气体，储罐设计有进出口管道。
进口管道通过安全阀进行安全控制，出口管道通过底阀进行液氨的排放。
3.4 密封设计储罐采用密封设计，以保证液氨不会泄漏。
密封件选用耐低温和耐腐蚀的材料，确保长期使用不出现渗漏问题。
4. 安全性设计4.1 压力安全储罐设计了安全阀，当压力超过设计压力时，安全阀自动打开，释放过高压力，以保证储罐不会发生爆炸等事故。
4.2 抗震安全储罐设置了抗震支撑结构，以提高整个储罐系统的抗震性能，确保在地震发生时，储罐能保持稳定且不会受到破坏。
4.3 安全排放储罐的底部设置了底阀，当需要排放液氨时，可通过打开底阀实现安全排放。
4.4 防腐蚀措施考虑到液氨的腐蚀性，储罐进行了合适的防腐蚀处理，以延长储罐的使用寿命。
5. 检验与验收储罐设计完成后，需要进行相关检验和验收。
- 设计抗压强度是否满足要求 - 安全系统工作是否正常 - 密封性能是否达标 - 各部位焊接质量是否符合要求6. 结论本文介绍了一种33立方米液氨储罐的设计方案，包括结构设计、安全性设计和检验与验收等内容。
储罐设计满足相关标准和规范要求，能够在安全可靠的情况下储存液态氨。
XX学院本科课程设计题目: 液氨储蓄罐的机械设计专业: 应用化学学院: 化学XX 学院班级: XX级XX 班姓名: XXX 学号: XXX指导教师: XXX目录一、设计条件 (3)二、设计内容 (3)1.选择符合要求的材料 (3)2.确定设计参数 (3)3.罐体壁厚设计 (4)4.封头壁厚设计 (5)5.校核水压实验强度 (5)6.应力的计算 (6)7.鞍座的设计 (8)8.人孔的设计 (9)9.人孔的补强 (10)10.接口管的设计 (11)五、课程设计收获 (12)六、设计符号说明 (12)七、参考资料 (13)液氨储罐的机械设计一、设计时间2016年10月25日-2016年12月25日二、设计条件1.工艺条件；温度40℃, 氨的饱和蒸汽压1.55MPa2.贮罐筒体为圆柱形, 封头为标准椭圆封头3.贮罐容积V（单位m3）: 204.使用地点：XX三、设计内容1.选择符合要求的材料因为液氨的腐蚀性小, 贮罐可选用一般钢材, 但由于液氨贮罐属于带压容器, 可以考虑20R和16MnR这两种钢种。
而16MnR在中温（475℃以下）及低温（-40℃以上）的机械性能优于20R, 是使用十分成熟的钢种, 质量稳定, 可使用在-40-475℃场合, 故在此选择16MnR钢板作为制造筒体和封头的材料。
2.确定设计参数(1)设计温度题目中给出设计温度取40℃。
(2)设计压力在夏季液氨储罐经太阳暴晒, 随着气温的变化, 储罐的操作压力也在不断变化。
通过查阅资料可知包头最高气温为40℃, 通过查表可知, 在40℃时液氨的饱和蒸汽压(绝对压力)为 1.55MPa, 密度为580kg/m3, 而容器设计时必须考虑在工作情况下可能遇到的工作压力和相对应的温度两者相结合中最苛刻工作压力来确定设计压力。
一般是指容器顶部最高压力与相应的设计温度一起作为设计载荷条件, 其值不低于工作压力。
此液氨储罐采用安全法, 依据《化工设备机械基础》若储罐采用安全法时设计压力应采用最大工作压力/的/倍, 取设计压力/（已知/表压）所以 /。
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：。
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。
设计题目：液氨贮罐第一章：筒体的设计和校核1.1设计条件设计一液氨贮罐，内径为2.4，罐体（不包括封头）长度为4.6米，使用地点: 山东。
1.2罐体设计及校核选用16Mn 制作罐体与封头，计算壁厚δ 根据公式δ=c icP D 122[]P C C σϕ++-c P :本贮罐在夏季最高气温可达到40℃，这时候氨的饱和蒸汽压力为1.585MPa ，故取P=1.6 3MPa D 内: 已知为2800mm 查表可得：/[]σ=170 MPa C1=0mm C2=2mmϕ=0.9（双面对接焊，全部探伤）δ=1.63240013.4921700.9 1.6⨯=⨯⨯-mm所以选用16mm 厚的钢板制作罐体强度校核：//c P Di e []2eδσφδ=≤∂（+）其中e δ=n δ-C1-C2=16-0-2=14mm所以/ 1.63140.53212σ⨯==⨯（2400+14）＜/[]σϕ=153MPa 所以n δ=16mm ，/[]σ没有变化，故取名义厚度16mm 合适。
罐体最大允许工作压力/2e[][Pw]Di eδφδ∂=+所以2141700.9[Pw] 1.775240014⨯⨯⨯==+MPa第二章：封头的设计和校核2.1封头的设计和校核罐内需要承受162公斤厘米压力，封头采用椭圆形，材料为16Mn 钢板最大宽度为3米，直径2.4米的封头需拼焊厚冲压 封头计算厚度的计算公式：c i/ckP D 2[]0.5P δσϕ=-, (k=1.0 ， ϕ=0.9)则2400 1.6312.8221700.90.5 1.63mm δ⨯==⨯⨯-⨯，C3=2mm所以封头名义厚度n C1+C2=12.820216δδ=+++=mm ，由钢材标准规定，可取名义厚度为16mm 。
强度校核：//Pc i e []2eδσφδ=≤∂（D +）e n C1-C2=16214δδ=--=mm//240014140.53[]214σσ+⨯==≤⨯（）1.63 =153n 16mm δ=时，/[]σ没有变化，所以取n 16mm δ=合适。
湖北大学化学化工学院化工设备机械基础课程设计计算说明书课程设计题目:液氨储罐设计一、设计任务书 (1)二、液氨储罐设计参数的确定 (2)1、根据要求选择罐体和封头的材料 (2)2、确定设计温度与设计压力 (2)3、其他设计参数 (2)三、筒体和封头壁厚的计算 (2)1、筒体壁厚的计算 (2)1.1设计参数的确定 (3)四、罐体的开孔与补强 (4)1、开孔补强的设计准则 (4)2、开孔补强的计算..................................42.1、开孔补强的有关计算参数.......................52.2、补强圈的设计. (5)五、选择鞍座并核算承载能力 (5)一、设计任务书试设计一液氨储罐，其公称容积、储罐内径、罐体（不包括封头）长度见下表。
使用地点：家乡--湖北省十堰市竹溪县。
技术特性表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、确定设计温度与设计压力液氨储罐通常置于室外，虽然设计有保温措施，但罐内液氨的温度和压力还是可能直接受到大气温度的影响，在夏季液氨储罐经太阳暴晒，液氨温度可达40℃，随着气温的变化，储罐的操作压力也在不断变化.根据《化学化工物性数据手册》查得40℃饱和蒸汽压为1.55MPa,可以判定设计的容器为储存内压压力容器，按《压力容器安全技术监察规程》规定，盛装液化气体无保冷设施的压力容器，其设计压力应不低于液化气40℃时的饱和蒸汽压力，可取液氨的设计压力为1.70MPa，当液化气体储罐安装有安全阀时，设计压力可取最大操作压力的1.05-1.10倍，所以1.7MPa合适。
0.6MPa≤p≤10MPa 属于中压容器。
3、其他设计参数容器公称直径见技术特性表即公称直径DN=2.0m；罐体和封头的材料为钢板厚度负偏差C1=0.8mm，查材料腐蚀手册得40℃下液氨对钢板的腐蚀速率小于0.05mm/年，所以双面腐蚀取腐蚀裕量C2=2mm所以设计厚度为：δd=δ+C2+C1=10.05+0.8+2=12.85mm圆整后取名义厚度14mm.1.3刚度条件设计筒体的最小壁厚因为Di=2000mm<3800mm，所以δmin=2Di/1000=4.0mm，另加C2=2mm，所以δd=6.0mm。
20m3液氨储罐的设计摘要储罐按其形式可分为方形和矩形容器、球形容器、圆筒形容器（立式、卧式）。
按其承压性质和能力可分为内压和外压，内压容器又可分为常压、低压、中压、高压、超高压等五类。
根据使用时候的壁温，可分为常温容器、高温容器、中温容器和低温容器。
按其结构材料分类，容器有金属制的和非金属制的两类。
按其反应情况可分为反应压力容器（R）、换热压力容器（E）、分离压力容器（S）、储存压力容器（C）等。
本次设计，我选用的是卧式圆筒形、中压常温的内压容器。
经计算，筒体规格为：公称直径DN 1800mm，1m高的容积V12.545m3，1m高的内表面积F1 5.66m2，1m高筒节质量536kg。
封头选用椭圆形标准封头，其规格为：公称直径DN 1800mm，曲面高度h1 450mm，直边高度h0 40mm，内表面积F i, 3.73m2,，容积V 0.866m3。
筒体外伸端到支座的距离a = 1.8m。
目录1 引言 (1)2 设计任务书 (1)3 设计参数及材料的选择 (1)3.1 设备的选型与轮廓尺寸 (1)3.2 设计压力 (2)3.3 筒体及封头材料的选择 (2)3.4 许用应力 (3)4 结构设计 (3)4.1 筒体壁厚计算 (3)4.2 封头设计 (4)4.2.1 半球形封头 (4)4.2.2 标准椭圆形封头 (4)4.2.3 标准碟形封头 (5)4.2.4 圆形平板封头 (6)4.2.5 不同形状封头比较 (6)4.3 压力试验 (7)4.4鞍座 (8)4.4.1鞍座的选择 (8)4.4.2 鞍座的位置 (9)5 结果 (11)参考文献 (13)1 引言液氨，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。
氨易溶于水，溶于水后形成氢氧化铵的碱性溶液。
液氨多储于耐压钢瓶或钢槽中，且不能与乙醛、丙烯醛、硼等物质共存。
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。
则质量合格，缓慢降压将罐体内的液体排净，用压缩空气吹干罐体。
若质量不合格，修补后重新试压直至合格为止。
二、 罐体的气压试验．1、气压试验压力的确定气压试验压力：p T =1.15p[σ]/[σ]t p T =1.15×1.76×1= 2.024 (MPa) 2、气压试验的强度校核 由σmax ＝p T （Di ＋S n －c ）/[2(S n -c)]＝2.024（1600＋12－2.8）/[2(12-2.8)]＝177.0 (MPa)∵ σmax ＝177.0 (MPa) ＜0.8σs Ф =0.8×345 × 1=276 (MPa) ∴ 气压强度足够3、压力表的量程、气温的要求压力表的量程：2p=2×2.024=4.048 (MPa) 或3.306 MPa－8.096 MPa ，T气温≥15℃4、气压试验的操作过程气压试验时缓慢升压至0.5Kgf/cm2，保持10分钟并进行初检，合格后继续升压至10.12 Kgf/cm2，然后按级差为2.024 Kgf/cm2逐级升至20.24 Kgf/cm2，保持10～30分钟，然后再降至17.6 Kgf/cm2，至少保压30分钟，同时进行检查。
若无泄露和明显的残留变形。
则质量合格，若质量不合格，修补后重新试压直至合格为止。
第三章贮罐附件的选型及尺寸设计一、接管法兰联接结构的设计1、接管法兰密封面形式及垫片的设计因为p＝1.6MPa＜2.5MPa ，介质温度为40℃，由文献[1][2]可知：接N管法兰密封面形式为凹凸形密封面、光滑型密封面，垫片为石棉橡胶垫片、垫片的材料为中压石棉橡胶板。
接管法兰密封垫片的尺寸如下表：二、支座的选型及设计1、鞍式支座的选型：筒体的DN=1600 mm，选鞍式A型支座，支座数量为2个2、鞍式支座的尺寸的设计：储罐的总重量估算为2800kg，物料的重量约为5220kg，则每个支座承受的重量约为：（2800＋5220）×9.81/2 N＝39.34 kN3、查文献[1]P338表16－19，支座的有关尺寸为：134三、接管长度的设计四、人孔的设计人孔的作用：为了检查压力容器在使用过程中是否产生裂纹、变形、腐蚀等缺陷。
人孔的结构：既有承受压力的筒节、端盖、法兰、密封垫片、紧固件等受压元件，也有安置与启闭端盖所需要的轴、销、耳、把手等非压元件。
人孔类型：从是否承压来看有常压人孔和承压人孔；从人孔所用法兰类型看，承压人孔有板式平焊法兰人孔、带颈平焊法兰人孔和带颈对焊法兰人孔；从人孔盖开启方式及开启后人孔盖的所处位置看，人孔又可分为回转盖人孔、垂直吊盖人孔和水平吊盖人孔三种，人孔标准HG21524-95规定当PN>=1.0Mpa时只能用带颈平焊法兰人孔或带颈对焊法兰人孔。
综合考虑选择水平吊盖带颈对焊法兰人孔。
五、液面计的设计根据选用表选用：反射式玻璃板液面计液面计接管：无缝钢管GB163-87热轧钢管，尺寸为φ89×12 mm 。
第四章罐体的开孔与补强一、开孔补强的设计准则等面积设计法：起补强作用的金属面积不小于被削弱金属的面积二、等面积补强设计计算查得接管[σ]＝140MPa ，C2＝1 mm设接管名义厚度Sn ＝6mm ，C1＝0.6 mm设计厚度Sd ＝pcDi/（2 [σ]Ф－pc）＋C＝0.3×（219－12）/（2×140×1－0.3）＋1.6＝1.9 mm ，圆整至Sn ′＝2 mm ，按标准取 Sn＝6 mm所以壳体开孔处计算厚度 S＝1.316 mm接管计算厚度 St＝1.9－1.6＝0.3 mm壳体开孔处有效厚度 Se＝5－1.5＝3.5 mm开孔直径 d＝219－12＋2×1.6＝210.2 mm1、釜体上封头固体进料处开孔后被削弱的金属面积A的计算A＝d S＝210.2×1.316＝276.7mm22、封头起补强作用金属面积A1的计算A1＝（B－d）（Se－S）＝210.2（3.5－1.316）＝459.07mm23、接管起补强作用金属面积A2的计算A 2＝2h1（Sn－St－C）f＋2h2（Sn－C－C2）f＝2×（210.26）1/2（6－0.3－1.6＋6－1.6－1）＝532.7mm2第五章焊缝结构的设计一、容器上的焊缝结构的设计第六章计算结果总表：总结：通过本次化工设备机械基础课程设计，我学到了很多知识。
在平时的学习中，对老师的讲解似乎听懂了。
这次的课程设计感触很大，设计一个容器时，才发现自己的知识这么贫乏，很多问题不得不去亲自去查阅资料，与同学讨论。
这次课程设计让我们开始真正接触压力容器的各种标准，了解基本化工容器相关制造标准，设计时对CAD绘图和化工设备机械基础知识掌握得更加牢固。
课程设计是学习过程汇总不可缺少的一个环节，自己设计的过程会得很多收获，虽然优缺点和不足，但我们参与了，了解了，知道自己的不足，需要继续学习，为今后的学习增加了动力。
由于种种原因，课程设计的结果还不是非常完美，同时也存在许多缺点和不足，望各位老师给予批评指正，这对我们今后的学习、工作将更有益。
在这里我们对指导老师致以由衷的感谢。
鸣谢参考文献：[1] 汤善甫、朱思明等编 . 化工设备机械基础 . 上海：华东理工大学出版社.1991.12[2] 化工设备设计手册 . 材料与零部件（上）. 上海科学技术出版社 .1981[3] 广西大学《实用机械零部件手册》编写组 . 实用机械零件手册.广西科学技术出版社。
