压缩空气储罐设计
- 格式:docx
- 大小:427.73 KB
- 文档页数:22
压缩空气储罐标准压缩空气储罐标准是指对压缩空气储罐的设计、制造、安装和使用过程中的一系列规范和要求。
这些标准的制定是为了确保压缩空气储罐的安全性、可靠性和高效性,避免可能发生的意外事故,并保护人员和设备的安全。
首先,压缩空气储罐标准对储罐的设计和制造提出了严格的要求。
根据标准的规定,储罐必须具有足够的强度和稳定性,以承受内部的压力和外部的环境影响。
储罐的材料必须符合相应的标准,以确保其耐腐蚀性和耐用性。
此外,储罐的设计必须考虑到安全阀、排水装置、液位计等必要的附件,以确保储罐的安全运行。
其次,压缩空气储罐标准还对储罐的安装和使用提出了具体的要求。
在安装储罐时,必须确保其稳固可靠,避免受到外部振动和冲击的影响。
储罐必须与压缩空气系统的其他设备正确连接,确保气体的流动畅通,并保证系统的工作效率。
在使用储罐时,必须按照标准的操作规程进行,定期检查和维护储罐,及时发现并排除潜在的安全隐患,确保储罐的安全运行。
此外,压缩空气储罐标准还要求对储罐进行定期的检测和试验。
这些检测和试验包括静态和动态的试验,以验证储罐的强度和密封性。
储罐的安全阀、液位计、排水装置等附件也必须定期检查和维护,确保其正常运行。
只有经过严格的检测和试验,储罐才能被认为是符合标准的,才能保证其安全性和可靠性。
总的来说,压缩空气储罐标准的制定和遵守对保障压缩空气系统的安全和稳定运行起着至关重要的作用。
遵循标准的要求,能够有效的减少安全事故的发生,保护人员和设备的安全,同时也能提高系统的工作效率和可靠性。
因此,压缩空气储罐的设计、制造、安装和使用过程中,都必须严格遵守相关的标准和规范,确保系统的安全性和可靠性。
压力容器
产品质量证明书
产品名称_压缩空气储罐______
产品编号_ 200921________
质量保证工程师(签章)____________ 单位法定代表人(签章)____________ 质量检验专用(公章)______________
济南钢铁集团压力容器厂
产品合格证
制造单位:济南钢铁集团压力容器厂
制造许可证编号:TS-2012
产品名称__压缩空气储罐____ 类别________一类__
设计单位_济南钢铁集团压力容器厂
设计批准编号___TS1237119-2012
图号___S08-27订货单位济钢
产品编号___200921__制造编号_200921________
制造完成日期年月日
本压力容器产品经质量检验符合《压力容器安全技术监察规程》、设计图样和技术条件的要求。
质量总检验员签字年月日
质量检验专用(公章)年月日
电话:88825137
产品技术特性产品编号200921
产品主要受压元件使用材料一览表(含焊接材料)产品编号200921
6 / 18
审核人:王平平填表人:崔秀霞年月
产品焊接试板力学和弯曲性能检验报告产品编号200922
理化责任人:赵虎填表人:崔秀霞2009年8月20日
8 / 18
压力容器外观和几何尺寸检验报告
产品编号
焊缝射线检测报告产品编号200921
焊缝射线检测底片评定表产品编号:200921
渗透检测报告产品编号
磁粉检测报告产品编号
产品制造变更报告产品编号:
热处理检验报告
产品编号:
审核人:检查员:年月日
16 / 18
压力试验检验报告□水压□气压□气密性。
目录卧式储气罐设计任务书•••• 第一张绪论 ............... 1.1设计背景 ............1.2 • (2)1. 31.4 1.5 L6 储罐的用途及分类.......... 储存介质的性质 ............ 设计任务 .................. 设计思想 ................. 设汁特点 ................. 1. 7设计数据 ..................第二章 容器主要原件的设计2. 1圆筒片度的设计 ............ 2.2封头的设计 ................. 2. 3人孔的选择 ................ 2.4接管和法兰 ................. 2. 5螺栓(螺柱)的选择 ........ 2. 6鞍座选型和结构设计 .........第三章开孔强度设计 ..............3. 1补强设计方法的判断 ........ 3. 2有效补强范围.............. 3. 3有效补强面积 ............... 第四章强度设计 .................. 4. 1水压试验校核 .............. 4.2圆筒轴向应力弯矩计算.…. 4.3圆筒的轴向应力及校核…… 4. 4切向剪应力的计算机校核…4. 5圆筒周向应力的计算及校核 4. 6鞍座应力计算及校核 ........ 4. 7地震引起的地脚螺栓应力… 第五章焊接结构设计 ..............5. 1焊接方法 .................. 5. 2焊接工艺及技术要求 ........总结 ............................ 附录:参考文献 .................11 11 11 11 12 12 12 14 14 15 16 18 18 18 19 20 22卧式储气罐设计任务书号二粽尺■ . -r* ::37Z盒 > 2fXFMOD^2WHG ;03K-F RF击r 口b 1« M 】$1・5YK3n7Q 内做in 口C 32 WWIW 址HGM 他忖 RF 融阳口d 20 WMYYBin 却IW压力表口 e400人孔 i253iraJl-7C内敘翳口, •工阿3埠11 跻压力血0.6 250 3 横工作压力H5 4 12工泌st«« 56 主夏昭件的材期<3135 A7jwmsss临30Z 35 6 7 8 9 I”蓄口義第一章绪论1.1设计背景所谓容器是指用于储存气体、液化气体、液体和固体原料、中间产品或成品的设备。
核电厂压缩空气系统供气管径和储气罐容积计算的研究李晶;庞永梅;杨建辉;陈振洪【摘要】压缩空气是核电机组内的一种重要动力源,管径和储气罐容积的合理设计对整个系统的经济性及运行的可靠性有重要的意义,文中分别对管径和储气罐容积计算公式的选用做了相应的分析,并提出了储气罐的容积计算应按照储气罐在系统中的作用而选用不同的公式.对后续核电站压缩空气分配系统设计有一定的借鉴意义.【期刊名称】《应用能源技术》【年(卷),期】2017(000)004【总页数】3页(P19-21)【关键词】压缩空气;管径计算;储气罐容积计算【作者】李晶;庞永梅;杨建辉;陈振洪【作者单位】深圳中广核工程设计有限公司,广东深圳518000;深圳中广核工程设计有限公司,广东深圳518000;深圳中广核工程设计有限公司,广东深圳518000;深圳中广核工程设计有限公司,广东深圳518000【正文语种】中文【中图分类】TH411压缩空气作为核电机组内一种重要的动力源,在核电机组的系统中,压缩空气分配系统主要分仪表压缩空气分配系统(简称SAR)和公用压缩空气分配系统(简称SAT),仪表用压缩空气分配系统主要是供应在所有的工况下为核电机组内各个场所的气动控制装置所需的仪表用压缩空气。
公用压缩空气分配系统主要是在电站运行及停堆期间供应机组各个场所内的动力设施和维修所需的压缩空气。
虽然压缩空气分配系统都与核安全无关,不执行核安全功能,但是,某些安全相关系统的临时运行需要压缩空气。
由于在核电机组压缩空气分配系统中有优先级设定,即在管路压力下降时优先保证仪表用压缩空气的供气,当管路压力低于0.86MPa(abs.)时,位于常规岛厂房的快速关断阀将会切断公用压缩空气分配系统往常规岛和BOP部分的供气。
所以,合理设计压缩空气分配统对保证核电站的正常运行和安全有重要的意义,压缩空气分配系统供气管径和储气罐容积设置的计算是分配系统设计的主要部分,在核电站的设计中,在用气设备多,用气量大的BOP部分的很多子项和系统的设计与参考电站变化较多,为保证系统的安全性和经济性,需要根据各电站的实际耗气量,选用合适的计算方法,进行优化设计,对此,文中主要对供气管径和储气罐容积的计算公式的选择进行相应的分析研究。
压缩空气储罐标准
压缩空气储罐是用于存储和平衡压缩空气系统中的气体的设备。
这些储罐在压缩空气系统中起到缓冲和平稳压力的作用。
储罐的设计和制造需要遵循一系列标准,以确保其安全性、可靠性和符合工业规范。
以下是一些常见的压缩空气储罐标准:
1.ASME Boiler and Pressure Vessel Code(ASME锅炉和压力容
器规范):美国机械工程师学会(ASME)发布的这一规范包括了对各种压力容器,包括储罐,的设计、制造、检验和测试的要求。
2.ISO 9001:2015:国际标准化组织(ISO)发布的ISO 9001:2015
标准是质量管理体系的国际标准,压缩空气储罐制造商可以依据这一标准来确保其制造过程符合质量管理的要求。
3.DOT-3AA / DOT-3AAX:在美国,运输部(Department of
Transportation,DOT)发布了一系列标准,其中DOT-3AA和DOT-3AAX标准适用于气体储罐的制造和使用。
4.PED(Pressure Equipment Directive,压力设备指令):适用
于欧洲市场,规定了在欧洲销售的压力设备,包括压缩空气储罐,必须符合的安全和性能标准。
5.GB150:中华人民共和国发布的GB150标准规定了压力容器
的设计、制造和检验要求,适用于中国的压缩空气储罐。
在选择和使用压缩空气储罐时,制造商和用户应当遵循适用的标准,并确保储罐的设计、制造和安装符合相关的法规和规范。
这有助
于确保储罐在使用中的安全性和可靠性。
目录卧式储气罐设计任务书 (2)第一张绪论 (3)1.1设计背景 (3)1.2 储罐的用途及分类 (4)1.3 储存介质的性质 (4)1.4 设计任务 (5)1.5 设计思想 (5)1.6 设计特点 (5)1.7设计数据 (6)第二章容器主要原件的设计 (6)2.1圆筒厚度的设计 (6)2.2 封头的设计 (7)2.3人孔的选择 (8)2.4接管和法兰 (8)2.5螺栓(螺柱)的选择 (9)2.6鞍座选型和结构设计 (9)第三章开孔强度设计 (11)3.1补强设计方法的判断 (11)3.2有效补强范围 (11)3.3 有效补强面积 (11)第四章强度设计 (12)4.1水压试验校核 (12)4.2圆筒轴向应力弯矩计算 (12)4.3 圆筒的轴向应力及校核 (14)4.4切向剪应力的计算机校核 (14)4.5圆筒周向应力的计算及校核 (15)4.6鞍座应力计算及校核 (16)4.7地震引起的地脚螺栓应力 (18)第五章焊接结构设计 (18)5.1焊接方法 (18)5.2焊接工艺及技术要求 (19)总结 (21)附录:参考文献 (22)卧式储气罐设计任务书第一章绪论1.1设计背景所谓容器是指用于储存气体、液化气体、液体和固体原料、中间产品或成品的设备。
压力容器是容器的一种,是指最高工作压力P≥0.1MPa,容积V≥25L,工作介质为气体、液化气体或最高工作温度高于或等于标准沸点液体的容器。
它广泛地用于化工、炼油、机械、动力、轻工、纺织、冶金、核能及运输等工业部门,是生产过程中必不可少的设备[1]。
随着石油化工、电站锅炉和原子能工业的迅猛发展,压力容器制造技术也有了很大的发展,它主要表现在以下三个方面:一是压力容器向大型化过渡,容器直径和壁厚成倍增长;二是低合金高强度钢的广泛应用,大部分压力容器均采用了各种级别的低合金高强度钢;三是焊接新工艺、新技术的广泛应用,使得焊接质量进一步提高,从而提高了这些大型产品质量的可靠性。
其中以压力容器产品大型化、高参数化的趋势尤为明显。
1000吨级的储气罐、2000吨级的煤液化反应器、10000立方米的天然气球罐(日本最大的天然气球罐为30000立方米)等已经在我国大量应用。
压力容器在石油化工、核工业、煤化工等领域中的应用场合也日益苛刻。
因此,耐高温、高压和耐腐蚀的压力容器用材料的研制与开发一直是压力容器行业所面临的重大课题。
对此,各国均投入了大量的人力物力从事相关的研究工作。
目前,压力容器用材料的主要研究成果和技术进步表现在以下几个方面:①材料的高纯净度:冶金工业整体技术水平和装备水平的提高,极大地提高了材料的纯净度,提高了压力容器用材料的力学性能指标,提高了压力容器的整体安全性;②材料的介质适应性:针对各种腐蚀性介质和操作情况,已研究开发出超级不锈钢、双相钢、特种合金等金属材料,使之适合各种应用条件,给容器设计者以更多选择的空间,为长期安全生产提供了保证;③材料的应用界限:针对高温蠕变、回火脆化、低温脆断所进行的研究,准确地给出材料的适用范围;④更高强度材料的应用:在设备大型化的要求下,传统的材料已经无法解决,诸如30000立方米天然气球罐、200000立方米原油≥ 800MPa 高强材料的应用正在引起国储罐以及超高压容器的选材问题。
目前b内研究人员的广泛关注[2]。
近年来,压力容器制造业在装备投资中,焊接设备的比例占了40%以上。
正由于这些先进高效焊接设备及工艺的采用,使压力容器制造技术有了更大的提高和发展。
就具体的压力容器焊接而言,焊条电弧焊的比例已逐步缩小,而埋弧自动焊、氩弧焊、CO2气体保护焊等先进的焊接技术已经得到广泛应用;带极堆焊、窄间隙埋弧焊和药芯焊丝气体保护焊等高效率的焊接方法设备已成为一些大型压力容器厂必备的焊接设备;小管径内壁堆焊、管子-管板自动旋转氩弧焊、马鞍形接管自动焊等一系列新型焊机也在不少工厂中得到了应用。
这对于稳定地提高压力容器焊接质量,提高压力容器制造工艺水平,无疑将起到很大推动作用。
压力容器是一个涉及多行业、多学科的综合性产品,其建造技术涉及到冶金、机械加工、腐蚀与防腐、无损检测及安全防护等众多行业。
随着冶金、机械加工、焊接和无损检测等技术的不断进步,特别是以计算机技术为代表的信息技术的飞速发展,带动了相关产业的发展。
在世界各国投入了大量人力物力进行深入研究的基础上,压力容器技术领域也取得了相应的进展。
为了生产和使用更安全、更具有经济性的压力容器产品,传统的设计、制造、焊接和检验方法已经和正在不同程度地为新技术、新工艺所代替、而冶金机械加工、焊接和无损检测等压力容器相关行业的技术进步,是压力容器行业整体制造技术水平提高的前提条件。
中国是压力容器的生产大国,目前生产的目的主要是满足国内的需求。
生产厂家的数量(约3200 家)和相应的装备能力均为世界领先,从以储气罐为代表的重型容器到高压气体运输容器等特殊的容器,中国都有很强的生产能力,并且产品的价格和质量都具有一定的竞争力。
多年的生产实践和国家的规范化管理,使我国的压力容器行业形成了装备齐全、人员配套、管理严格的生产格局,为我国的压力容器产品走向世界奠定了基础。
随着我国加入WTO和国民经济持续高速发展,压力容器制造业今后也必然会有一个很大的发展,只有认清发展趋势,才能把握住自己的发展方向,才会使压力容器制造业有更好的发展。
1.2 储罐的用途及分类储存设备又称储罐,主要是指用于储存或盛装气体、液体、液化气体等介质的设备,在化工、石油、能源、轻工、环保、制药及食品等行业得到广泛应用,如氢气储罐、液化石油气储罐、石油储罐、液氨储罐等。
储罐内的压力直接受温度影响,且介质往往易燃、易爆或有毒。
储罐的结构形式主要有卧式储罐、立式储罐和球形储罐。
1.3 储存介质的性质储存介质的性质,是选择储罐形式和储存系统的一个重要因素。
介质最重要的特性有:可燃性、饱和蒸汽压、密度、腐蚀性、毒性程度、化学反应活性(如聚合趋势)等。
储存介质可燃性的分类和等级,可在有关消防规范中查得。
饱和蒸汽压是指在一定温度下的密闭容器中,当达到气液两相平衡时气液分界面上的蒸汽压,它随温度而变化,但与容积的大小有关。
对于液化石油气和液化天然气之类,都不是纯净物,而是一种混合物,此时的饱和蒸汽压与混合比例有关,可根据道尔顿定律和拉乌尔定律进行计算。
当储存的介质为具有高粘度或高冰点的液体时,为保持其流动性,就需要对储存设备进行加热或保温,使其保持便于输送的状态。
储存液体的密度,直接影响制造工艺和设备造价。
而介质的毒性程度则直接影响设备制造与管理的等级和安全附件的配置。
储存设备若盛装液化气体时,除了应该考虑上述条件外,还应注意液化气体的膨胀性和压缩性。
液化气体的体积会随温度的上升而膨胀,温度的降低而收缩。
如果环境温度变化较大,储罐就可能因超压而爆破。
为此,在储存设备使用时必须严格控制储罐的充装量。
当储罐的金属温度受大气环境温度影响时,其最低设计温度可按该地区气象资料,取气象局实测的10年逐月平均最低温度的最小值。
随着液化气体温度的下降,罐内压力也将较大幅度下降,此时罐体的应力水平就有较大的降低。
为此,在确定储罐设计温度时,可按有关规定进行低温低应力分析。
当储罐内部因温度降低而使内压低于大气压时,还应进行罐体的稳定性校核,以免发生失稳失效。
1.4 设计任务针对化工厂中常见的气体储罐,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。
1.5 设计思想设计储存设备,首先必须满足各种给定的工艺要求,考虑储存介质的性质、容量的大小、设置的位置、钢材的耗量以及施工的条件等来确定储罐的形式;在设计中还必须考虑场地的条件:环境温度、风载荷、地震载荷、雪载荷、地基条件等,因此设计者在设计储存设备时必须针对上述条件进行综合的考虑,以确定最佳的设计方案。
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。
1.6 设计特点压力容器的外壳由筒体、封头、密封装置、开孔接管、支座及安全附件六大部件组成。
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储气罐的的筒体、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。
1.7设计数据设计数据详见表1-1表1-1第二章 容器主要原件的设计2.1圆筒厚度的设计全容积为3m 3的卧式压缩空气储罐,焊接系数为∅=0.85,根据HGT3154-1985≪卧式椭圆形封头贮罐系列≫表6,取D i =1000mm 。
设计压力P c =0.6MP a ,此储罐的最高工作温度为90℃,圆筒材料为Q235-A 假设圆筒的厚度在6~16mm 范围内,查GB150-1998中表4-1,可得:疲劳极限强度σb =375MP a ,屈服极限强度σs =235MP a ,在90℃时近似取为100℃时的[σ]t =113MPa 。
利用公式,δ=P c D i 2∅[σ] −Pc =0.6×10002×0.85×113−0.6=3.13mm (2-1) 查标准HG20580-1998《钢制化工容器设计基础规定》及其中表7-3查得压力容器专用钢板厚度负偏差不大于0.25 mm ,钢板厚度负偏差为可以忽略,即C 1=0,而有GB150-1998中 3.5.5.1知,腐蚀裕量C 2=.2:则筒体的名义厚度δn ≥3.13+0+2=5.13:根据钢板的厚度规格,查《钢板的常用厚度表》,圆整为δn =6mm 。
2.2 封头的设计从受力与制造角度分析,球形封头是最理想的结构形式,但其缺点是深度大,冲压较困难;而椭圆形封头深度比半径小,易于冲压成型,是目前低压容器中用的较多的,故采用标准椭圆形封头,各参数与筒体相同,则封头的设计厚度: mm P D P c t i c d 32.36.05.08.0113210006.05.0][2=⨯-⨯⨯⨯=-⋅=ϕσδ (2-2)考虑到钢板负偏差,所以封头厚度应再加上C=C1+C2=2,即 δn ≥3.32+2=5.32mm根据钢板的厚度规格,查《钢板的常用厚度表》,圆整为δn =6mm ,可见跟筒体等厚。
由D i /2h i =2,得h i =D i /4=1000/4=250mm封头的容积:查标准JB/T4746-2002《钢制压力容器用封头》中表1和表B.1、表B.2,选择封头的型号为EHA1000×6-Q235A ,椭圆形封头内表面积、容积、质量见表2-1和图1。