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1.工艺设计......................................... 错误！未定义书签。
1.1设计储量 ............................................. 错误！未定义书签。
1.2初步设计 ............................................. 错误！未定义书签。
2.机械设计......................................... 错误！未定义书签。
2.1设计条件 .............................................. 错误！未定义书签。
2.1设计原始数据 ..................................... 错误！未定义书签。
2.2.1设计温度 .......................................... 错误！未定义书签。
2.2.2设计压力 .......................................... 错误！未定义书签。
2.2结构设计 ............................................. 错误！未定义书签。
2.2.1筒体和封头结构设计....................... 错误！未定义书签。
2.2.2 人孔设计 ......................................... 错误！未定义书签。
2.2.4接管及法兰设计 .............................. 错误！未定义书签。
2.2.5补强设计 .......................................... 错误！未定义书签。
2.2.6鞍座设计 .......................................... 错误！未定义书签。
燕京理工学院Yanching Institute of Technology（2018）届本科生化工设备机械基础大作业题目：液氨储罐的设计学院：化工与材料工程学院专业：应用化学学号： 140140023 姓名：游超杰指导教师：周莉莉2017年6月30日目录1、设计任务书12、前言33.设计方案43.1设计依据及原则43.2、设计要求5技术特性表54、设计计算74.1、圆筒厚度设计74.2、封头壁厚设计84.3、水压试验及强度校核95、选择人孔并核算开孔补强105.1、人孔参数确定105.2、开孔补强的计算116、接口管设计146.1、进料管146.2、出料管146.3、液位计接口管146.4、放空阀接口管156.5、安全阀接口管156.6、排污管156.7、压力表接口157、鞍座负载设计15首先粗略计算鞍座负荷157.1、罐体质量m1167.2、封头质量m2167.3、液氨质量m3167.4、附件质量m4178、设计汇总181、设计任务书课题：液氨储罐的设计（家乡XX）设计内容：根据既定的工艺参数设计一台液氨储罐已知工艺参数：最高使用温度T=40℃罐体容积V=12mm3此时氨的饱和蒸汽压P=1.55MPa具体的内容包括：1.筒体材料选择2.罐的结构及尺寸（内径、长度）形状（卧式、球形、立式），罐体厚度，封头形状及厚度，支座的选择，人孔及接管，开孔补强下达时间：2017年6月16日完成时间：2017年6月30日2、前言本次课程设计是化工与材料工程学院，应用化学专业对化工设备机械基础这门课程进行的。
课设题目为液氨储罐的课程设计。
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。
NH3气氨相对密度(空气＝1)：0.59，分子量为17．04.液氨的密度是0.562871Kg/L(50℃) 。
设计任务书设计题目：液氨储罐设计设计任务：试设计一液氨储罐，完成主体设备的工艺设计和附属设备的选型设计。
包括筒体、封头、零部件的材料的选择及结构的设计；罐的制造施工及焊接形式等；设计计算及相关校核；各设计的参考标准；附CAD图。
已知工艺参数如下：最高使用温度：T=50℃；公称直径：DN=3000㎜；筒体长度（不含封头）：Lo=5900㎜。
目录1 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并查阅相关书籍完成设计。
本设计的液料为液氨，它是一种无色液体。
氨作为一种重要的化工原料，应用广，分子量17.03，相对密度0.7714g/L，熔点-77.7℃，沸点-33.35℃，泛。
分子式NH3自燃点651.11℃，蒸汽压1013.08kPa(25.7℃)。
蒸汽与空气混合物爆炸极限16～25%(最易引燃浓度17%)。
氨在20℃水中溶解度34%,25℃时,在无水乙醇中溶解度10%,在甲醇中溶解度16%,溶于氯仿、乙醚,它是许多元素和化合物的良好溶剂。
水溶液呈碱性。
液态氨将侵蚀某些塑料制品,橡胶和涂层。
遇热、明火,难以点燃而危险性较低; 但氨和空气混合物达到上述浓度范围遇明火会燃烧和爆炸,如有油类或其它可燃性物质存在,则危险性更高。
设计基本思路：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。
设备的选择大都有相应的执行标准，设计时可以直接选用符合设计条件的标准设备零部件，也有一些设备没有相应标准，则选择合适的非标设备。
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。
2 设计选材及结构2.1 工艺参数的设定2.1.1设计压力根据《化学化工物性数据手册》查得50℃蒸汽压为2032.5kpa，可以判断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50℃时的饱和蒸汽压力，可取液氨容器的设计压力为 2.16 Mpa，属于中压容器。
目录第一章绪论 (2)设计任务 (2)设计思想 (3)设计特点 (2)第二章材料及结构的选择与论证 (2)材料选择 (2)结构选择与论证 (2)第三章设计计算 (4)筒体厚度设计 (4)封头壁厚设计 (4)水压试验及强度校核 (4)人孔并核算开孔补强 (5)核算承载能力并选择鞍座 (7)液面计选择 (7)压力表选择 (8)接口管选择 (8)设计小结 (9)第四章主要参考资料 (9)附于储罐装配图与储罐零件图于本书末前言本说明书为《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。
设计任务书设计题目：液氨储罐设计设计任务：试设计一液氨储罐，完成主体设备的工艺设计和附属设备的选型设计。
包括筒体、封头、零部件的材料的选择及结构的设计；罐的制造施工及焊接形式等；设计计算及相关校核；各设计的参考标准；附CAD图。
已知工艺参数如下：最高使用温度：T=50℃；公称直径：DN=3000㎜；筒体长度（不含封头）：Lo=5900㎜。
任务下达时间：2010年11月19日完成截止时间：2010年12月30日目录设计任务书1 前言 (3)2 设计选材及结构 (4)2.1 工艺参数的设定 (4)2.1.1设计压力 (4)2.1.2筒体的选材及结构 (4)2.1.3封头的结构及选材 (4)3 设计计算 (6)3.1 筒体壁厚计算 (6)3.2封头壁厚计算 (6)3.3压力试验 (7)4 附件的选择 (8)4.1人孔的选择 (8)4.2人孔补强的计算 (8)4.3进出料接管的选择 (10)4.4液面计的设计 (11)4.5安全阀的选择 (12)4.6排污管的选择 (12)4.7 鞍座的选择 (12)4.7.1鞍座结构和材料的选取 (12)4.7.2容器载荷计算 (13)4.7.3鞍座选取标准 (14)4.7.4鞍座强度校核 (14)5 容器焊缝标准 (16)5.1压力容器焊接结构设计要求 (16)5.2筒体与椭圆封头的焊接接头 (16)5.3管法兰与接管的焊接接头 (16)5.4接管与壳体的焊接接头 (16)6 筒体和封头的校核计算 (18)6.1 筒体轴向应力校核 (18)6.1.1由弯矩引起的轴向应力 (18)6.1.2 由设计压力引起的轴向应力 (19)6.1.3 轴向应力组合与校核 (19)6.2筒体和封头切向应力校核 (20)7 总结 ...................................................................................................... 错误!未定义书签。
过程装备基础课程设计：计算说明书SPECIFICATION学院：化学化工学院专业班级：姓名：目录一、设计条件表----------------------------------------------------- 1二、管口表----------------------------------------------------------- 1三、封头设计-------------------------------------------------------- 1四、筒体长度确定-------------------------------------------------- 2五、设备的设计计算---------------------------------------------- 2六、开孔及开孔补强------------------------------3七、卧式容器应力校核-------------------------------------------- 5八、零部件设计----------------------------------------------------- 51、支座设计--------------------------------------------------------------5２、人孔其法兰设计------------------------------------------------------73、液氨入口接管与其法兰设计------------------------------------- 74、液氨出口接管及其法兰设计---------------------------------------75、气氨出口接管及其法兰设计-------------------------------------- 76、安全阀接口管及其法兰设计------------------------------------- 77、压力表接管及其法兰设计----------------------------------------- 78、放空口接管及其法兰设-------------------------------------------- 89、排污管及其法兰设计------------------------------------------------810、液位计及其法兰的选择------------------------------------------- 8九、焊接接头设计--------------------------------------------------9 参考资料-------------------------------------------------------------1150 ｍ３液氨储罐设计计算说明书一、设计条件表序号 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 1.952 MPa 由介质温度确定４ 工作温度 -20～48 ℃ ５ 公称容积（Ｖｇ）50 m 3 6 装量系数 0.85 7 工作介质 液氨 8使用地点太原市（室外）二、管口表符号 ITEM 公称尺寸 N.SIZE 公称压力 PN 连接标准 CONNECT.STD 法兰型式 TYPE 密封面形式 FACING 用途或名称 SERVICE 设备中心线至法栏面距离/mm a 40 2.5 HG20594-97 带颈对焊 FM 液氨进口管 \ b 40 2.5 HG20594-97 带颈对焊 FM 出口管 \ c 25 2.5 HG20594-97 带颈对焊 FM 放空口 \ d 80 2.5 HG20594-97 带颈对焊 FM 安全阀 \ e 600 2.5 HG20594-97 带颈对焊 FM 人孔 \ f 32 2.5 HG20594-97 带颈对焊 FM 排污口 \ g 40 2.5 HG20594-97 带颈对焊 FM 液氨出口 \ h 25 2.5 HG20594-97 带颈对焊 FM 压力表接口 \ I1-2202.5HG20594-97带颈对焊FM液面计\三、封头设计1、选用标准椭圆形封头2、确定EHA 椭圆形封头内表面积及容积 （1）确定封头的大概直径因为：逻V =503m ，筒体长为L:D i ≈3 设：L=3D i 则：L D V i π41=逻， 于是 mm V D i 2769343≈=π逻 （2）选取EHA 椭圆形封头的直径将圆筒直径圆整为mm DN 2700=,得38055.2mV =封头，则389.448055.22502=⨯-=-=封头逻筒体（实）V V V m 3解得mm L ='实，将其圆整为mm L 8100=实。
50立方米液氨储罐设计说明书50立方米液氨储罐是一种用于储存液氨的设备，具有广泛的应用领域，包括化工、农业、制冷等行业。
本设计说明书将详细介绍50立方米液氨储罐的结构、性能、操作要点以及安全措施，以供相关人员参考和指导。
首先，介绍储罐的结构。
50立方米液氨储罐由罐体、密封装置、进出料口、排气装置、压力表等组成。
罐体采用钢材制成，经过特殊防腐处理，确保其在长期存储液氨的环境下不受腐蚀。
密封装置采用可靠的螺栓紧固和软管连接，以保证液氨不泄漏。
进出料口和排气装置在设计上考虑了便捷性和安全性，使得装卸操作更加方便，并能有效消除气体积压。
其次，介绍储罐的性能特点。
50立方米液氨储罐具有良好的密封性能、耐腐蚀性和抗震性。
密封装置的选材和结构设计保证了液氨的密封性，有效防止液氨的挥发和泄漏。
同时，储罐的钢材材质和结构设计考虑了液氨的腐蚀性，能够在长期使用中保持稳定性。
此外，储罐经过专业设计，在地震等外力作用下能够保持稳定，保护液氨的安全。
然后，介绍储罐的操作要点。
在使用50立方米液氨储罐时，需要按照相关操作规程进行操作。
首先，操作人员需要了解储罐的结构和性能特点，熟悉液氨的特性和储罐的操作要点。
其次，操作人员需要正确连接进出料口和排气装置，确保液氨的输送畅通。
操作过程中，需要注意操作规程，确保操作的安全性和可靠性。
最后，介绍储罐的安全措施。
50立方米液氨储罐在储存液氨的同时，也需要考虑安全问题。
操作人员需严格遵守有关安全操作规程，穿戴相应的个人防护装备。
储罐周围应设有安全警示标志，以引起人们的注意和警惕。
定期对储罐进行检查和维护，确保其安全使用。
综上所述，本设计说明书详细介绍了50立方米液氨储罐的结构、性能、操作要点和安全措施。
鉴于液氨储存的重要性和风险性，操作人员在使用储罐时应该严格按照说明书操作，并加强安全意识和防护措施，确保液氨的安全储存和使用。
燕京理工学院Yanching Institute of Technology（2018）届本科生化工设备机械基础大作业题目： 50立方米液氨储罐设计学院：化工与材料工程学院专业：应用化学1402学号： 9 姓名：张震指导教师：周莉莉教研室主任（负责人）：顾明广2017年6月20日目录课程设计任务书...................................... 错误!未定义书签。
50m³液氨储罐设计................................ 错误!未定义书签。
课程设计内容........................................ 错误!未定义书签。
液氨物化性质及介绍.............................. 错误!未定义书签。
第一章设备的工艺计算........................... 错误!未定义书签。
设计储存量................................... 错误!未定义书签。
设备的选型的轮廓尺寸的确定................. 错误!未定义书签。
设计压力的确定............................. 错误!未定义书签。
设计温度的确定............................. 错误!未定义书签。
主要元件材料的选择......................... 错误!未定义书签。
第二章设备的机械设计........................... 错误!未定义书签。
设计条件（见表2-1和表2-2）............... 错误!未定义书签。
结构设计................................... 错误!未定义书签。
材料选择................................ 错误!未定义书签。
筒体和封头结构设计...................... 错误!未定义书签。
法兰的结构设计.......................... 错误!未定义书签。
人孔、液位计结构设计.................... 错误!未定义书签。
支座结构设计........................... 错误!未定义书签。
焊接接头设计及焊接材料的选取........... 错误!未定义书签。
开孔补强计算................................ 错误!未定义书签。
补强设计方法判别......................... 错误!未定义书签。
有效补强范围............................. 错误!未定义书签。
有效补强面积............................ 错误!未定义书签。
接管的多余面积........................... 错误!未定义书签。
补强面积................................. 错误!未定义书签。
第三章液面计的选用............................ 错误!未定义书签。
第四章视镜的选用.............................. 错误!未定义书签。
第五章安全阀的选用............................ 错误!未定义书签。
第六章焊接接头的设计.......................... 错误!未定义书签。
第七章垫片及螺栓的选择........................ 错误!未定义书签。
课程设计总结.................................... 错误!未定义书签。
参考文献..................................... 错误!未定义书签。
课程设计任务书50m³液氨储罐设计一、课程设计要求：1.按照国家最新压力容器标准、规范进行设计，掌握典型过程设备设计的全2.设计计算采用手算，要求设计思路设计思路清晰，计算数据准确、可靠。
3.独立完成。
二、原始数据1、设备工艺、结构设计；2、设备强度计算与校核；3、技术条件编制；4、绘制设备总装配图；5、编制设计说明书。
四、学生应交出的设计文件（论文）：1.设计说明书一份；2.总装配图一张 (A3图纸一张)课程设计内容液氨物化性质及介绍液氨，又称为无水氨，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。
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液氨分子式NH3，分子量，相对密度L ，熔点℃，沸点℃，自燃点℃，蒸汽压℃)。
蒸汽与空气混合物爆炸极限为16—25%（最易引燃浓度为17%）氨在20℃水中溶解度34%；25℃时,在无水乙醇中溶解度10%；在甲醇中溶解度16%,溶于氯仿、乙醚,它是许多元素和化合物的良好溶剂。
水溶液呈碱性。
液态氨将侵蚀某些塑料制品,橡胶和涂层。
遇热、明火，难以点燃而危险性极低，但氨和空气混合物达到上述浓度范围遇火和燃烧或爆炸，如有油类或其它可燃物存在则危险性极高。
第一章 设备的工艺计算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。
设计储存量t V W ρφ=式中：W ——储存量，t ； φ——装量系数； V ——压力容器容积；m 3t ρ——设计温度下的饱和溶液的密度，3m tW=×50×= t设备的选型的轮廓尺寸的确定根据设计要求，本设计为卧式容器，筒体采用圆筒形，封头采用标准椭圆形封头由已知数据计算出筒体的基本参数如下：椭圆形封头基本参数如下表：表1-2 椭圆形封头参数V计=π/4×DN2×L+V封×2=π/4ײ×+×2=³实际工作容积V工=V计×f=×=³设计压力的确定液氨在40℃的饱和蒸汽压为 MPa，由于按《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Pv=，大气压Pa=. 而最高工作压力指容器顶部在正常工作过程中可能产生的最高表压可取液氨容器的设计压力为最大工作压力的倍。
即P=水压试验 Pt=×=设计温度的确定设计温度系指容器在正常操作情况下，在相应设计压力下，设定受压元件的金属温度，其值不得低于元件金属可能达到的最高金属温度，对于0℃以下的金属温度，则设计温度不高于元件金属可能达到的最低金属温度，容器的设计温度是指壳体的设计温度，可知器设计温度选取的依据是：其值不得低于最高金属温度或不得高于最低金属温度（0℃以下）。
河北省张家口市当地最高工作温度为-15℃-35℃，则设计温度取40℃。
主要元件材料的选择液氨属于液化气体，查阅文献，可知属于第一组介质查第一组介质—压力容器类别划分图，可知50m³液氨储罐属于第II类压力容器。
第二章设备的机械设计设计条件（见表2-1和表2-2）内容备注工作介质液氨工作压力 Mpa设计压力 Mpa工作温度℃-15—35设计温度℃40） m350公称容积（Vg）m3计算容积（V计工作容积（V）m3工装量系数 f介质密度（ρ）t/m³L材质Q345R保温要求无保温层表2-2管口表接管代号公称尺寸连接尺寸标准连接面形式用途或名称a DN450HG20592 FM人孔b DN15G1/2FM压力表口c DN50HG20592 FM气相出口d DN80HG20592 FM安全阀排气口结构设计材料选择根据液氨的物性选择罐体材料，碳钢对液氨有良好的耐蚀性腐蚀率在㎜/年以下，且又属于中压储罐，可以考虑20R和16MnR这两种钢材，综合考虑经济因素，根据GB150-1998表4-1，选用筒体材料为低合金钢（16MnR）Q345（钢材标准为GB6654）[σ]t=163 Mpa。
Q345（16MnR）适用范围：用于介质含有少量硫化物，具有一定腐蚀性,壁厚较大（≥8mm）的压力容器。
2.2.2 筒体和封头结构设计由表1-1可知筒体公称直径DN=2600mm ，长度L=8400mm由表1-2可知EHA标准椭圆形封头公称直径DN=2600mm 总深度H=690mm2.2.3 法兰的结构设计法兰有设备法兰和管法兰，设备筒体和封头焊接在一起，所以不需要设备法兰，只有管法兰。
（1）公称压力确定计算压力是指在相应的设计温度下，用以确定组件最危险截面厚度的压力，其中包括液柱静压力。
通常情况下，计算压力等于设计压力与液柱静压力之和，当组件所承受的液柱静压力小于5%设计时，可忽略不计。
经查《压力容器安全技术监察规程》得液氨的设计压力P设=×P工作=×（）=液柱静压力ρgh=××2600=，（2）法兰类型、密封面形式选择液氨易挥发，为强渗透性的中度危害介质，查文献可知须采用带颈对焊型管法兰，面封面采用凹凸面密封。
（3）法兰尺寸查阅文献可知各法兰详细尺寸及法兰质量，详细见下图2-2和表2-3图2-22.2.4 人孔、液位计结构设计（1）人孔设计人孔的作用：为了检查压力容器在使用过程中是否产生裂纹、变形、腐蚀等缺陷以及装拆设备的内部零件。
人孔的结构：人孔为组合件，包括承压零件筒节、端盖、法兰、密封垫片、紧固件等受压元件，以及人孔启闭所需要的轴、销、耳、把手等非受压件。
圆形人孔的公称直径规定为400~600mm容器公称直径大于或等于1000mm且筒体与封头为焊接连接时，至少设一个人孔。
卧式容器的筒体长度大于等于6000mm,应考虑设置2个以上人孔。
综合考虑，选择回转该带颈对焊法兰人孔，公称压力,公称直径DN450，MFM型密封面,材料选用16MnR标记为：人孔 MFMⅢ s-35CM (NM-XB350) A HG/T 21518-2005查阅文献，得本次选用回转盖带颈对焊法兰人孔结构尺寸，见下图2-3和表2-4图2-3 回转盖带颈对焊法兰人孔结构图（2）液位计的选择液位计是用以指示容器内物料液面的装置，液位计的种类很多，常见的有许多包括玻璃管液面计、玻璃板液面计、浮标液面计、防霜液面计、磁性液位计等其中：玻璃管液面计和玻璃板液面计适用于工作温度在0℃以上；浮标液面计适用于常压设备；防霜液面计适用于液体温度在0℃一下的液体测量；液氨储罐工作温度在-20~50℃，设计压力为，以上三种都不适合。
磁性液位计适用于PN=~16MPa，-40~300℃，液体密度≥cm³，适合于液氨储罐根据设计要求选择磁性液位计，标记如下：HG/T 21584-95 BF321C2.2.5 支座结构设计容器支座有鞍式支座、腿式支座、支承式支座、耳式支座和裙式支座。
