液 氨 储 罐 机 械 设 计

化工设备课程设计50m液氨储罐设计——3学生姓名：왕량学校：대련대학专业班级：화공101学号：10412041指导老师：진숙화时间：2013.09.06目录第一章前言 (4)1.1设计条件 (4)1.2设计依据 (4)1.3设计结构 (5)第二章材料的选择 (5)2.1筒体和封头材料 (5)2.2各零、部件材料 (5)2.3焊接材料 (5)第三章工艺设计 (6)3.1壁厚设计 (6)3.1.1 筒体壁厚设计 (6)3.1.2 封头壁厚设计 (7)3.1.3 筒体及封头的水压强度校核 (7)3.2 人孔的设计 (8)3.2.1人孔的选择 (8)3.2.2 人孔的补强 (8)3.3 接口管的设计 (10)3.3.1 接口管的选用 (10)1、液氨进料管 (10)3.3.2 接口管汇总表 (11)3.4 鞍座的设计 (11)3.4.1 鞍座的选取 (11)3.4.2 鞍座的计算 (11)3.5 SW6校核 (12)第四章自我评价 (18)符号说明 (18)参考文献 (18)化工设备课程设计任务书一、设计题目液氨储罐设计姓名：王亮二、设计参数及要求介质：液氨设计使用年限：15年建议使用材料：2、设计要求1.计算单位一律采用国际单位；2.计算过程及说明应清楚；3.所有标准件均要写明标记或代号；4.设计计算书目录要有序号、内容、页码；5.设计计算书中与装配图中的数据一致。

如果装配图中有修改，在说明书中要注明变更；6.书写工整，字迹清晰，层次分明；7.设计计算书要有封面和封底，均采用B5纸，横向装订成册；8.完成ppt汇报。

三、设计内容1.符号说明2.前言（1）设计条件；（2）设计依据；（3）设备结构形式概述。

3.材料选择（1）选择材料的原则；（2）确定各零、部件的材质；（3）确定焊接材料。

4.绘制装配图（1）按照工艺要求，绘制工艺结构草图；（2）确定支座、接管、人孔及主要零部件的轴向及环向位置，以单线图表示；（3）标注形位尺寸。

化工设备机械基础课程设计题目：液氨储罐的机械设计班级：07080102学号：0708010209姓名：熊领领指导老师：崔岳峰沈阳理工环境与化学工程学院2010月11月设计任务书课题：液氨储罐的机械设计设计内容:根据给定的工艺参数设计一个液氨储罐已知工艺参数：1 最高使用温度：T=50℃2 公称直径: DN=2600mm=3900mm3 筒体长度（不含封头）：L具体内容包括： 1：筒体材料的选择2：罐的结构及尺寸3 罐的制造施工4 零部件型号及位置、接口5 相关校核及计算设计人：熊领领学号： 0708010209下达时间： 2010年11月19号完成时间: 2010年12月20号目录1设计方案 (1)1.1设计依据 (1)1.2设计参数的确定 (1)1.3设计结果的确定 (2)2工艺计算 (3)2.1壁厚的设计 (3)2.1.1筒体壁厚设计 (3)2.1.2封头壁厚的设计 (3)2.1.3筒体与封头水压强度的校核 (4)2.2人孔的设计及补强的确定 (5)2.2.1人孔的选择 (5)2.2.2补强的确定 (5)2.3接口管的设计 (6)2.3.1液氨进料管的设计 (6)2.3.2液氨出料管的设计 (6)2.3.3放空管接管口的设计 (6)2.3.4液面计接口管的设计 (6)2.3.5排污管的设计 (6)2.3.6安全阀接口管的设计 (7)2.4鞍座的设计 (7)2.4.1罐体的质量 (7)2.4.2封头的质量 (7)2.4.3液氨的质量 (7)2.4.4附件的质量 (8)3参数的校核 (9)3.1筒体轴向应力的校核 (9)3.1.1筒体轴向弯矩计算 (9)3.1.2筒体轴向应力计算 (10)3.2筒体和封头切向应力的校核 (11)3.2.1筒体切向应力 (11)3.2.2 封头切向应力校核 (11)3.3筒体环向应力的校核 (12)3.3.1轴向应力计算 (12)3.3.2轴向应力校核 (12)3.4鞍座有效断面平均压力 (12)4液氨贮罐设备图 (14)5设计汇总 (15)6总结 (16)参考文献 (17)1设计方案1.1设计依据本液氨贮罐属于中压容器，设计以“钢制压力容器”国家标准为依据，严格按照政府部门对压力安全监督的法规“压力容器安全技术监督教程”的规定进度进行设计。

巢湖学院08化材系化学工程与工艺专业化工机械课程设计题目液氨储罐槽说明书图纸指导教师吴凤义学生姓名胡飞2011 年 06月日液氨贮罐设计任务书专业：化学工程与工艺班级：（1）姓名：胡飞学号： 08003022 指导教师：吴凤义设计日期：一、设计题目： 10.0m3液氨贮罐的设计二、设计参数及要求1、设计参数液氨压力:16Kgf/cm2;温度：40℃；公称容积：10.0m3操作容积：9.0m3介质: 液氨设计使用年限:10年建议使用材料:16MnR2、设计要求根据设计参数, 对液氨贮罐的主要元件(筒体、封头)进行正确的强度、刚度和稳定性计算和结构设计；对贮罐的附件进行选型；熟悉贮罐质量的检验方法；绘制出贮罐的装配图；三、设计内容1、概述2、罐体的设计(1)罐体的PN、DN确定(2)筒体壁厚的设计(3)封头壁厚的设计(4)筒体长度的设计3、罐体的压力试验(1)罐体的水压试验(2)罐体的气压试验4、罐体附件的选型及尺寸设计(1)工艺接管的设计(2)支座的设计（3）接管长度的设计(4)人孔的设计(5)液面计的设计5、罐体的开孔及补强的计算(1)容许开孔的范围(2)开孔补强的设计计算(3)补强圈的设计5、设计结果汇总6、10.0m3液氨贮罐装配图7、设计评述四、图纸要求10.0m3液氨贮罐装配图，A2号图纸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-Pc)+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S n ′＝14 mm ，[σ]t ＝170 MPa ，c 1＝0.8 mm由公式S d ＝P c Di/(2 [σ]t Ф-0.5P c )+c 可得：S d ＝1.76×1600/(2×170×1-0.5×1. 76)＋ 2 ＋0.8＝11.10 mm 圆整S n ＝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。

目录第一章概论 (4)一、设计原则及规范 (4)二、项目建设概况 (5)第二章建设项目过程中危险源及危险和有害因素分析 (7)第三章储罐设计 (13)一、设计参数 (13)二、筒体设计 (14)三、内压封头设计： (17)四、人孔的设计和选择: (18)五、支座设计： (19)管道 ................................................................................................................................................. 错误!未定义书签。

法兰 (20)第四章储罐附件 (21)一、温度计 (21)二、液面计 (21)三、压力表 (23)四、氨气浓度检测仪 (24)五、水淋浴装置 (25)六、隔热和保冷设施 (26)七、通风设施 (26)八、安全阀 (26)第五章液氨冷库总平面布置及周边环境 (29)一、液氨储罐区的设置： (29)二、本装置布置时应当考虑的安全原则： (29)三、罐区防火间距： (30)四、安全色及安全标志 (31)第六章电气 (31)一、爆炸危险区域内电气设备选型 (31)二、防雷及防静电措施 (32)三、照明 (32)第七章防火提 (32)第八章消防设计 (35)一、消防车道 (35)二、消防栓 (36)三、灭火系统 (36)四、消防池 (36)第九章事故模拟计算 (38)一、泄漏程度分析 (38)二、危害半径模拟计算 (40)三、池火灾事故的模拟计算： (42)四、爆炸损害计算 (43)第十章安全控制措施 (45)一、应急事故处理 (45)二、人员疏散 (47)第十一章安全管理制度 (48)一、重大危险源管理制度 (48)二、储罐及储罐区安全管理制度 (48)第十二章结论与建议 (49)第一章概论一、设计原则及规范1.设计原则：认真贯彻“预防为主，防消结合”的方针，严格遵循国家和地方的有关防火规范及规定，搞好本项目的安全设计。

《过程设备设计》课程设计说明书设计项目： 20M³液氨储罐设计所属院系：化学化工学院专业班级：化学工程与工艺1304班学号：学生姓名：指导教师：张铱鈖2016年01月20日摘要本次课程设计任务为设计一个容积为20m³的液氨储罐，采用常规设计方法，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、接管等进行设计，然后对其进行强度校核，最后形成合理的设计方案。

设计说明书的正文部分包括工艺设计和机械设计，其中机械设计包括结构设计和强度计算两部分内容，结构设计中包括设备一系列零部件的数据，强度计算包括厚度计算、水压试验、气密性试验等。

一、设计任务书20M³液氨储罐设计课程设计要求及原始数据（资料）一、课程设计基本要求1、按照国家压力容器设计标准、规范设计要求，掌握典型过程设备设计的过程。

2、设计计算采用手算，要求设计思路清晰，计算数据准确、可靠。

3、工程图纸要求计算机绘图。

4、独立完成。

二、原始数据表1 设计条件表目录一、设计任务书 (2)二、课程设计内容 (5)工艺设计 (5)一、设计压力的确定 (5)二、设计温度的确定 (6)机械设计 (6)一、结构设计 (6)①设计条件 (6)②结构设计 (7)1、压力容器选择 (7)物料的物理化学性质压力容器的类型压力容器的用材2、筒体和封头的结构设计 (8)容器的筒体和封头壁厚的设计 (8)三·设备的设计计算1、筒体名义厚度的初步确定 (8)2、封头壁厚的计算 (8)容器的水压试验 (10)3、各个接管的位置及法兰的选择 (11)接管的设计法兰的设计垫片的选择4、人孔的选取 (13)5、液面计的设计 (15)6、鞍座的计算 (16)筒体的质量封头的质量液氨的质量附件的质量确定鞍座类型鞍座安装位置确定7、焊接接头设计 (17)回转壳体的焊接结构设计接管与壳体的焊接结构设计带补强圈的接管的焊接 (18)四、参考文献 (20)二、课程设计内容课程设计内容包括工艺设计和机械设计两部分工艺设计工艺设计的内容是根据设计任务提供的原始数据和生产工艺要求，通过计算和选型确定设备的轮廓尺寸。

课程设计题目液氨储罐的设计院 (系) 化学与化工学院专业过程装备与控制工程学号0806250118姓名杨律化指导老师范晓勇目录附：课程设计任务书一序言（一）设计任务（二）设计思想（三）设计特点二材料及构件的选择（一）材料的选择（二）构件的选择三设计计算内容（一）封头的设计（二）计算压力P的确定c（三）名义厚度的初步确定（四）容器的压力实验（五）人孔的设置（六）容器载荷的计算（七）支座的设计确定（八）各物料进出管位置的确定及其标准的选择（九）液位计的设计（十）焊接接头设计四设计小结五储罐总装配示意图六参考资料附：课程设计任务书一序言：（一）设计任务：设计液氨储罐，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：综合运用所学的化工容器设计的基础课程知识，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。

（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件大都有标准，设计时可直接选用。

本设计书主要介绍了液氨储罐的筒体，封头的设计计算，低压通用零件的选用。

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，合理的进行设计。

二材料及构件的选择：（一）材料的选择：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，又称为无水氨，是一种无色液体，有强烈的刺激性气味，液氨在工业上应用广泛，而且具有腐蚀性，且容易挥发，采用钢瓶和槽车装运。

纯液氨腐蚀性小，储罐可选用一般钢材，但由于压力较大，可以考虑20R，16MnR这两种钢材。

如果纯粹从技术角度看，可用20R类的低碳钢板，16MnR钢板的价格虽比20R贵，但在制造费用方面，同等重量设备的计价，16MnR钢板较为经济，所以在此选择16MnR钢板作为制造筒体和封头的材料。

液氨储存区域安全设施配置标准1 范畴本标准规定了火力发电企业液氨储存区域设计、运行、保护方面的安全设施配置要求，适用于xx区域各单位液氨储存区域。

2 规范性引用文件下列文件中的条款通过本标准的引用而成为本标准的条款。

凡是注日期的引用文件，仅注日期的版本适用于本文件。

凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。

《危险化学品安全管理条例》（中华人民共和国国务院令第591号）《危险化学品重大危险源监督管理暂行规定》(国家安全生产监督管理总局令第40号)《危险化学品从业单位安全标准化通用规范》(AQ3013-2008)DLT1123-2009《火力发电企业生产安全设施配置》《xx省液氨储存与装卸安全生产技术规范（试行）》3 术语和定义安全设施安全设施是指企业（单位）在生产经营活动中，将危险、有害因素控制在安全范畴内，以及减少、预防和排除危害所配备的装置（设备）和采取的措施。

3.2安全附件通过自身的结构功能限制或避免设备、系统的某种危险，避免突发事件扩大或升级，减少事故缺失的安全附件。

4 基本原则设备（含容器）本体或设备邻近醒目位置应配置设备标志牌，标明设备编号、设备名称。

现场阀门应配置标明阀门名称、编号的标志牌和开启、关闭操作方向。

安全标志应设在与安全有关的醒目位置，便于进入现场的人员看见，并有足够的时间来注意它所表示的内容。

环境信息标志宜设在有关场所的入口处和醒目处；局部信息标志应设在所触及的相应危险地点、设备（部件）邻近的醒目处。

液面计、压力计、温度计、安全阀等安全附件配置应完全。

5 氨区安全设施配置规范厂区内应划定氨区，周围设置围墙（栏），高度不低于2m，四周外要有醒目的“液氨储存区 30米内严禁烟火”字样。

氨区建在地势平整、透风顺畅的地段。

制止设置在学校、医院、居民区等人口稠密区邻近，符合《石油化工企业卫生防护距离》（SH3093—1999）的要求。

氨区应布置在厂区边沿酒囊饭袋地带，与办公区分开布置，应在工厂全年最小频率风向的上方位。

课程设计题目：100m³双鞍座卧式液化石油气储罐设计学院：榆林学院专业：过程装备与控制工程指导老师：范晓勇学生姓名：李云玲学号：0806250208完成日期2011年7月16日星期六前言 (1)第一章课程设计任务书 (1)1.设计目的： (1)2.设计内容及要求： (1)3.课程设计要求： (1)1）设计内容： (1)2）设计工作任务： (2)第二章设计选材及结构 (2)2.1 工艺参数的设定 (2)2.1.1 设计压力 (2)2.1.2 筒体的选材及结构 (2)2.1.3 封头的结构及选材 (3)第三章设计计算 (3)3.1筒体壁厚计算 (3)3.2 封头壁厚计算 (4)3.3 压力试验 (4)3.3.1水压试验 (4)3.3.2水压试验的应力校核： (5)第四章附件选择 (5)4.1 人孔选择 (5)4.2 人孔补强的计算 (6)4.2.1内压容器开孔后所需的补强面积: (6)4.2.2最大开孔的限制 (6)4.2.3有效补强面积即已有的加强面积 (7)4.3 进出料接管的选择 (8)4.4 液面计的设计 (9)4.5 安全阀的选择 (10)4.6 排污管的选择 (10)4.7法兰的选取 (10)4.8 镙栓的选取 (10)4.9 鞍座的选择 (11)4.9.1鞍座结构和材料的选取 (11)4.9.2容器载荷计算 (12)4.9.3鞍座选取标准 (12)4.9.4鞍座强度校核 (13)第五章容器焊缝标准 (13)5.1 压力容器焊接结构设计要求 (13)5.2 筒体与椭圆封头的焊接接头 (14)5.3 管法兰与接管的焊接接头 (14)5.4 接管与壳体的焊接接头 (14)第六章筒体和封头的校核计算 (15)6.1筒体轴向应力校核 (15)6.1.1 由弯矩引起的轴向应力 (15)6.1.2由设计压力引起的轴向应力： (16)6.1.3 轴向应力组合与校核 (16)6.2 筒体和封头切向应力校核 (16)第七章总结 (17)参考文献 (18)前言本设计的液料为液氨，它是一种无色液体。

目录第一章、绪论-----------------------------------------------------21.液氨贮罐的设计背景---------------------------------------------52.设计任务-----------------------------------------------------3.设计思路-----------------------------------------------------4.2.液氨贮罐的分类及选型-------------------------------------------53.设计温度和设计压力的确定--------------------------------------- 第二章、材料及结构的选择与论证-----------------------------------61.材料选择与论证-------------------------------------------------62.结构选择与论证-------------------------------------------------7 第三章工艺尺寸的确定-------------------------------------------8 第四章设计计算-------------------------------------------------91.计算筒体的壁厚-------------------------------------------------92.计算封头的壁厚------------------------------------------------103.水压试验压力及其强度校核--------------------------------------104.选择人孔并核算开孔补强----------------------------------------115.选择鞍座并核算承载能力----------------------------------------136.选择液位计----------------------------------------------------147.选配工艺接管--------------------------------------------------14 设计小结--------------------------------------------------------15参考文献--------------------------------------------------------16总图材料明细表………………………………………………………第一章、绪论1、液氨贮罐的设计背景化学工业和其它流程工业的生产都离不开容器。

液氨储罐规要求第一章总则第一条为加强液氨储存、装卸环节的安全生产技术管理，进一步规液氨储存、装卸的安全生产行为，保障人身和财产安全，防止发生事故，依据《中华人民全生产法》、《危险化学品安全管理条例》和《危险化学品从业单位安全标准化规》等法律、法规及有关标准等，制定本规。

第二条本规适用于省境从事液氨生产、经营、储存和使用等企业的液氨储存、装卸的安全生产技术管理。

第三条新建、改建、扩建液氨储存、装卸装置和设施，属于危险化学品建设项目安全许可畴的，应严格遵照《危险化学品建设项目安全许可实施办法》和《省安全生产监督管理局关于危险化学品建设项目安全许可和试生产(使用)方案备案工作的意见》，获得安全生产行政许可后方可投入生产(使用)。

第四条涉及液氨储存、装卸的企业，应认真落实“安全第一、预防为主，综合治理”的方针，严格遵守危险化学品安全生产的法律、法规、标准和相关规，建立、健全安全生产责任制度，积极开展安全标准化创建活动，不断改善安全生产条件，提高本质安全水平，确保安全生产。

第五条液氨的储存、装卸装置和设施，应做到安全可靠、技术先进，禁止使用国家明令禁止或淘汰的工艺和设备设施。

第二章设计管理第一节场所选址第六条液氨储存和装卸场所的选择，应全面考虑周边的自然环境和社会环境，使其符合安全生产有关标准规的要求。

第七条在进行区域规划时，液氨储存和装卸场所应根据所在企业及相邻工厂或设施的特点和火灾危险性，结合地形、风向等条件，合理布置。

第八条液氨储存和装卸场所应禁止设置在学校、医院、居民区等人口稠密区附近。

液氨储存数量构成重大危险源的，与下列场所、区域的距离必须符合国家标准或者国家有关规定：1.居民区、商业中心、公园等人口密集区域;2.学校、医院、影剧院、体育场等公共设施;3.供水水源、水厂及水源保护区;4.车站、码头(按照国家规定、经批准专门从事危险化学品装卸作业的除外)、机场、公路、铁路、水路交通干线、地铁风亭及出入口;5.基本农田保护区、畜牧区、渔业水域和种子、种畜、水产苗种生产基地;6.河流、湖泊、风景名胜区和自然保护区;7.军事禁区、军事管理区;8.法律、行政法规规定的予以保护的其他区域。