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化工设备机械基础课程设计题目：液氨储罐设计指导老师：设计人:设计任务书课题：液氨储罐的机械设计设计内容：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=42mm3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，设备装配图（A2）下达时间： 2011 年 11 月 10 日完成时间：2011 年 11 月 16 日前言本次课程设计是化工学院，化学工程与工艺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。
N H3 气氨相对密度(空气＝1)：0.59，分子量为17．04.液氨的密度是0.562871K g/L(50℃) 。
自燃点：651．11℃ 饱和蒸汽压：2. 033MPa 熔点( ℃) ：- 77．7 爆炸极限：16％～25％沸点( ℃) ：- 33．4 1％水溶液 PH值：11．7比热 kJ ( kg〃K) ：氨（液体）4. 609 氨（气体）2. 179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。
液氨主要用于生产硝酸、尿素和其他化学肥料，还可用作医药和农药的原料。
中北大学课 程 设 计 说 明 书学生姓名： 学 号： 学 院： 机械工程与自动化学院 专 业： 过程装备与控制工程 题 目： 〔〕M 3液氯储罐设计指导教师：职称:2021年06月08日陆辉山 闫宏伟 高 强魏秀业 刘 波 崔宝珍中北大学课程设计任务书2021/2021 学年第二学期学院：机械工程与自动化学院专业：学生姓名：学号：课程设计题目：〔45〕M3液氯储罐设计起迄日期：06 月08 日～06月22日课程设计地点：校内指导教师：陆辉山闫宏伟高强系主任：姚竹亭下达任务书日期: 2021年06月08日压力容器的用途十分广泛。
它是在石油化学工业、能源工业、科研和军工等国民经济的各个部门都起着重要作用的设备。
压力容器一般由筒体、封头、法兰、密封元件、开孔和接管、支座等六大局部构成容器本体。
此外，还配有平安装置、表计及完成不同生产工艺作用的内件。
压力容器由于密封、承压及介质等原因，容易发生爆炸、燃烧起火而危及人员、设备和财产的平安及污染环境的事故。
目前，世界各国均将其列为重要的监检产品，由国家指定的专门机构，按照国家规定的法规和标准实施监督检查和技术检验。
本次课程设计目的主要是使用国家最新压力容器标准、标准进行设计，掌握典型过程设备设计的全过程；掌握查阅和综合分析文献资料的能力，进行设计方法和设计方案的可行性研究和论证；掌握电算设计计算，要求设计思路清晰，计算数据准确、可靠，且正确掌握计算机操作和专业软件的使用；掌握工程图纸的计算机绘图。
1 工艺设计 (1) (1) (1)2筒体及封头设计 (2) (2) (2) (3)3接管及接管法兰设计 (4) (4) (4) (5) (6) (7)4人孔的结构设计 (8) (8) (8) (9)5支座的设计 (12) (12) (13)6液面计及平安阀选择 (14)7总体布局 (14)8焊接结构设计及焊条的选择 (14)9强度校核 (17)10参考文献 (35)1 工艺设计1.1 存储量盛装液化气体的压力容器设计存储量t V W ρφ=式中：W ——储存量,t ； φ——装载系数； V ——压力容器容积；t ρ——设计温度下的饱和溶液的密度，3m t ；根据设计条件t V W ρφ==0.945 1.31453.22t t ⨯⨯=1.2 设备的选型及轮廓尺寸粗略计算内径： 32454m L D i =π一般2=DL，取4=DL得2429i D mm =，圆整得：mm D i 2500=选用EHA 椭圆封头，查?EHA 椭圆形封头内外表积及容积表?可得：深度mm B 665=，内外表积20861.7m A =，容积32417.2m V =封根据32g 45242m V L D V V V i =+=+=封封筒πm m D V V L i g 8254422=-=π封，圆整得:mm L 8300=32223.452417.223.85.24242m V L D V V V i =⨯+⨯⨯=+=+=ππ封封筒计误差100%0.51%ggV V V -⨯=计3m 70.4023.459.0=⨯==计工V V φ所以，筒体的公称直径mm D i 2500=,长度mm L 8300=2 筒体及封头设计2.1 材料的选择液氯属于高危害性的介质，但其腐蚀性小,使用温度为C 。
带液氨储罐课程设计一、教学目标本课程旨在让学生了解和掌握液氨储罐的基本知识，包括液氨的性质、储罐的结构和操作方法等。
通过本课程的学习，学生应能理解液氨在工业中的应用，掌握液氨储罐的基本操作技能，并能够对储罐进行简单的维护和故障排除。
在知识目标方面，学生需要了解液氨的化学性质、物理性质及其在工业中的应用；掌握液氨储罐的结构、工作原理和操作方法；了解液氨储罐的安全技术和故障处理方法。
在技能目标方面，学生需要能够正确操作液氨储罐，进行液氨的充装、运输和储存；能够对液氨储罐进行简单的维护和故障排除；能够进行液氨储罐的安全监测和应急处理。
在情感态度价值观目标方面，学生需要培养对液氨储罐操作的认真负责的工作态度，对液氨储罐安全的高度警惕性，以及对液氨储罐维护和故障处理的积极性和主动性。
二、教学内容本课程的教学内容主要包括液氨的性质、液氨储罐的结构和操作方法、液氨储罐的安全技术和故障处理等方面。
首先，我们将介绍液氨的化学性质和物理性质，包括液氨的分子结构、颜色、气味、沸点、溶解性等，以及液氨在工业中的应用。
其次，我们将介绍液氨储罐的结构和工作原理，包括储罐的类型、材料、容量、工作压力等，以及储罐的充装、运输和储存方法。
然后，我们将介绍液氨储罐的操作方法和安全技术，包括操作步骤、操作注意事项、安全监测和应急处理等。
最后，我们将介绍液氨储罐的维护和故障处理方法，包括储罐的日常维护、定期检查、故障诊断和排除等。
三、教学方法为了提高学生的学习兴趣和主动性，我们将采用多种教学方法，包括讲授法、讨论法、案例分析法和实验法等。
首先，我们将采用讲授法向学生传授液氨储罐的基本知识和操作技能。
通过教师的讲解，学生可以系统地了解液氨储罐的相关内容。
其次，我们将采用讨论法引导学生进行思考和交流。
通过分组讨论和全班讨论，学生可以深入理解液氨储罐的原理和操作方法，提高解决问题的能力。
然后，我们将采用案例分析法让学生分析和解决实际问题。
通过分析储罐操作中的案例，学生可以掌握液氨储罐的安全技术和故障处理方法。
氨储罐设计课程设计一、教学目标本课程的教学目标是使学生掌握氨储罐设计的基本原理和方法，能够运用相关知识进行简单的氨储罐设计。
1.了解氨的物理和化学性质。
2.掌握氨储罐的类型和结构。
3.熟悉氨储罐的设计计算方法。
4.了解氨储罐的安全性能和检测方法。
5.能够运用氨的物理和化学性质进行氨储罐的设计。
6.能够运用氨储罐的设计计算方法进行氨储罐的设计。
7.能够对氨储罐的安全性能进行评估。
情感态度价值观目标：1.培养学生对氨储罐安全的重视。
2.培养学生对环境保护的责任感。
二、教学内容教学内容主要包括氨的性质、氨储罐的类型和结构、氨储罐的设计计算方法、氨储罐的安全性能和检测方法等。
具体的教学大纲如下：1.氨的性质2.氨储罐的类型和结构3.氨储罐的设计计算方法4.氨储罐的安全性能5.氨储罐的检测方法三、教学方法教学方法主要包括讲授法、案例分析法和实验法。
1.讲授法：通过教师的讲解，使学生了解和掌握氨储罐设计的基本原理和方法。
2.案例分析法：通过分析实际案例，使学生了解氨储罐设计的具体应用。
3.实验法：通过实验，使学生了解氨储罐的安全性能和检测方法。
四、教学资源教学资源包括教材、参考书、多媒体资料和实验设备。
1.教材：选用《氨储罐设计》教材。
2.参考书：提供相关的专业书籍，供学生自主学习。
3.多媒体资料：制作相关的教学PPT，提供形象的视觉教学资源。
4.实验设备：准备氨储罐模型和检测设备，供学生进行实验操作。
五、教学评估教学评估将采用多元化的方式进行，以全面、客观、公正地评价学生的学习成果。
1.平时表现：通过课堂参与、提问、小组讨论等形式的评估，占总成绩的30%。
2.作业：布置与课程相关的设计练习和研究报告，占总成绩的20%。
3.考试：进行氨储罐设计知识的笔试和实际操作考核，占总成绩的50%。
六、教学安排教学安排将根据课程内容和学生的实际情况进行制定。
1.教学进度：按照教学大纲进行，确保每个知识点得到充分的讲解和实践。
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。
巢湖学院《化工设备机械基础》课程设计设计题目: 液氨贮罐设计姓名：鲁小乐学号：09007026专业：2009级化学工程与工艺指导教师：吴凤义2011年12月制附：设计任务书专业：化学工程与工艺班级：2009级姓名：鲁小乐学号：指导教师：吴凤义设计日期：2011年12月一、设计题目10.0m3液氨贮罐的设计二、设计参数与要求1、设计参数液氨压力:16Kg/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、罐体附件的选型与尺寸设计(1)工艺接管的设计(2)支座的设计(3)人孔的设计(4)液面计的设计5、罐体的开孔与补强的计算(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，A1号图纸五、参考资料[1] 汤善甫、朱思明等编.化工设备机械基础[M] . 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附：目录一、液氨储罐的工艺设计计算 (1)1、罐体的设计 (1)1.1、罐体的PN、DN确定 (1)1.1.1、罐体DN的确定 (1)1.1.2、釜体PN的确定 (1)1.2、筒体壁厚的设计 (1)1.2.1、设计参数的确定 (1)1.2.2、筒体壁厚的设计 (1)1.2.3、刚度条件设计筒体的最小壁厚 (1)1.3、罐体封头壁厚的设计 (2)2.3.1、设计参数的确定 (2)2.3.2、封头的壁厚设计 (2)2.3.3、封头的直边、体积与重量的确定 (2)1.4、筒体的长度设计与重量的确定 (2)1.5、贮罐的压力试验 (3)1.6、罐体的水压试验 (3)1.6.1、液压试验压力的确定 (3)1.6.2、液压试验的强度校核 (3)1.6.3、压力表的量程、水温的要求 (3)1.6.4、液压试验的操作过程 (3)1.7、罐体的气压试验 (3)1.7.1、气压试验压力的确定 (3)1.7.2、气压试验的强度校核 (3)1.7.3、压力表的量程、气温的要求 (4)1.7.4、气压试验的操作过程 (4)2、罐体的开孔与补强 (4)2.1、开孔补强的设计准则 (4)2.2、开孔补强的计算 (4)2.2.1、开孔补强的有关计算参数 (4)2.2.2、补强圈的设计 (5)3、罐体附件的选型与尺寸设计 (5)3.1、工艺接管的设计 (5)3.1.1、液氨进料管 (5)3.1.2、液氨出料管 (5)3.1.3、排污管 (6)3.1.4、安全阀接口管 (6)3.1.5、压力表接口管 (6)3.2、支座的设计 (6)3.3、鞍座的计算 (6)3.4、安装位置 (7)3.5、人孔的设计 (7)3.6、液面计的设计 (7)二、设计结果一览表 (9)三、课程设计总结 (10)四、参考资料 (11)一、液氨储罐的工艺设计计算1、罐体的设计1.1、罐体的PN、DN确定1.1.1、罐体DN的确定液氨贮罐的长径比L/D i一般取3～3.5，本设计取L/D i＝3.3，由V＝(πDi2/4) L＝10和L/D i＝3.3，得：D i=1.569m=1569mm。
液氨储罐课程设计分析课程设计任务书课程设计任务书1. 设计题目：液氨储罐机械设计2. 课程设计要求及原始数据（资料）：(1)、课程设计要求：①.使用国家最新压力容器和换热器标准、规范进行设计，掌握典型过程设备设计的全过程。
②.广泛查阅和综合分析各种文献资料，进行设计方法和设计方案的可行性研究和论证。
③.设计计算要求设计思路清晰，计算数据准确、可靠。
④.设计说明书可以手写，也可打印，但工程图纸要求手工绘图。
⑤.课程设计全部工作由学生本人独立完成。
(2). 设计数据：13. 工艺条件图4. 计算及说明部分内容（设计内容）：第1章绪论：（1）液氨储罐的设计背景（2）液氨贮罐的分类及选型；（3）主要设计参数的确定及说明。
第2章材料及结构的选择与论证（1）材料选择与论证；（2）结构选择与论证：封头型式的确定、人孔选择、法兰型式、液面计的选择、鞍座的选择确定。
第3章工艺尺寸的确定第4章设计计算（1）计算筒体的壁厚；（2）计算封头的壁厚；（3）水压试验压力及其强度校核；（4）选择人孔并核算开孔补强；（5）选择鞍座并核算承载能力；（6）选择液位计；（7）选配工艺接管。
设计小结参考文献5．绘图部分内容：总装配图一张（A1图纸）2课程设计任务书6．设计期限：1周（ 2013 年 06月 24 日～ 2013 年 07 月 05日）7、设计参考进程：(1)设计准备工作、选择容器的型式和材料半天(2)设计计算筒体、封头、选择附件并核算开孔补强等一天(3)绘制装配图二天(4)编写计算说明书一天(5)答辩半天8．参考资料：(一)国家质量技术监督局，GB150-1998《钢制压力容器》，中国标准出版社，1998；(二)国家质量技术监督局，《压力容器安全技术监察规程》，中国劳动社会保障出版社，1999(三)《金属化工设备·零部件》第四卷(四)中华人民共和国化学工业部，中华人民共和国待业标准《钢制管法兰、垫片、紧固件》，1997(五)《化工设备机械基础课程设计指导书》（图书馆借阅书号：TQ 05/51）(六)刁玉纬王立业，《化工设备机械基础》，大连理工大学出版社，2003年第五版；(七)李多民俞惠敏，《化工过程设备机械基础》，中国石化出版社，2007；(八)董大勤，《化工设备机械基础》，化学工业出版社，1994年第二版；(九)汤善甫朱思明，《化工设备机械基础》，华东理工大学出版社，2004年第二版；发给学生（签名）：指导教师：年月日（注：此任务书应附于所完成的课程设计说明书封面后）3目录第一章绪论 (6)1.1 液氨贮罐的设计背景 (6)1.2 液氨贮罐的分类及选型 (6)1.2.（1）贮罐的分类 (6)1.2.（2）贮罐的选型 (6)1.3 设计温度和设计压力的确定 (7)第二章材料及结构的选择与论证 (8)2.1材料选择与论证 (8)2.1.（1）容器用钢 (8)2.2.（2）附件用钢 (8)2.2结构选择与论证 (8)2.2.（1）封头形式的确定 (8)2.2.（1）人孔的选择 (9)2.2.（3）法兰形式 (9)2.2.（4）液面计的选择 (10)2.2.（5）鞍式支座的选择 (10)第三章工艺尺寸的确定 (11)第四章设计计算 (14)4.1计算罐体壁厚设计 (14)4.2 计算封头的壁厚 (14)4.3校核罐体和封头水压试验强度 (15)4.4选择人孔并核算开孔补强 (15)4.4（1）计算削去的承受应力所必须的金属截面 (16) 4.4（2）.计算有效补强范围 (16)4.4（3）. 计算有效补强金属截面积 (16)4.4（4）. 所需补强截面积4A为 (17)4.4（5）.补强圈设计 (17)4.5.选择鞍座并核算承载能力 (17)4目录54.5（1）.罐体的质量1m ...................................................17 4.5（2）.封头的质量2m ...................................................18 4.5（3）.水压试验时水的质量3m .......................................18 4.5（4）.附件的质量4m (18)4.6选择液位计...............................................................18 4.7选配工艺接管 (18)4.7（1）.液氨进料管 ......................................................19 4.7（2）液氨出料管......................................................19 4.7（3）排污管............................................................19 4.7（4）.放空管接口管...................................................19 4.7（5）.液面计接管 ......................................................19 4.7(6).安全阀接口管 (19) 设计心得.....................................................................20 参考文献 (21) 第一章绪论：1.1.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。
带液氨储罐课程设计一、课程目标知识目标：1. 学生能够理解液氨的基本性质、储存原理及其在工业中的应用。
2. 学生能够掌握带液氨储罐的结构、工作原理及安全操作规程。
3. 学生能够了解液氨泄漏的应急处理方法及相关安全措施。
技能目标：1. 学生能够运用所学知识，分析带液氨储罐的运行状况，判断潜在的安全隐患。
2. 学生能够根据实际情况，设计出合理的液氨储罐安全防护措施。
3. 学生能够通过团队合作，完成对带液氨储罐的模拟操作和故障排查。
情感态度价值观目标：1. 培养学生对化工安全知识的重视，提高安全意识，形成良好的安全操作习惯。
2. 培养学生面对紧急状况时的冷静判断和果断处理能力，增强责任感。
3. 培养学生团队协作精神，学会沟通与交流，共同解决问题。
本课程针对高年级学生，结合化学、物理及工程学科知识，注重理论知识与实践操作的紧密结合。
通过本课程的学习，使学生能够掌握带液氨储罐的相关知识，提高实际操作能力，培养安全意识和团队合作精神，为未来从事化工领域工作打下坚实基础。
二、教学内容1. 液氨的基本性质：讲解液氨的物理性质、化学性质，以及在工业中的应用。
参考教材章节：第三章《化工原料》第二节“氨及其衍生物”2. 带液氨储罐的结构与原理：介绍带液氨储罐的构造、工作原理及主要性能参数。
参考教材章节：第五章《化工设备》第三节“压力容器及储罐”3. 储罐安全操作规程：详细讲解带液氨储罐的安全操作流程、注意事项及应急预案。
参考教材章节：第六章《化工生产安全管理》第二节“化工设备操作安全”4. 液氨泄漏应急处理：分析液氨泄漏的危害、原因，介绍应急处理方法及安全措施。
参考教材章节：第六章《化工生产安全管理》第三节“事故应急预案与处理”5. 实践操作：组织学生进行带液氨储罐的模拟操作、故障排查及应急处理演练。
教学内容安排与进度：第一课时：液氨的基本性质及工业应用第二课时：带液氨储罐的结构、原理及性能参数第三课时：储罐安全操作规程及注意事项第四课时：液氨泄漏应急处理方法及安全措施第五课时：实践操作（分组进行模拟操作、故障排查及应急处理演练）教学内容注重理论与实践相结合，以教材为依据，科学系统地组织教学，提高学生对带液氨储罐知识的掌握和应用能力。
班级：XXX时间：2012年12月小组成员：XXX(XX) XX(XX) XXX(XX) XX(XX)前言本设计是针对《化工设备基础》课程所安排的一次课程设计，是对这门课程的一次总结，设计中，要综合运用所学的知识，查阅相关书籍，小组成员团结合作共同完成设计。
本设计的液料为液态氨。
液氨，分子式 NH；分子量 17.03 ；无色有刺激性恶臭的气体；蒸汽压 506.62kPa(4.7℃)；熔点 -77.7℃；沸点-33.5℃；溶解性：易溶于水、乙醇、乙醚；密度：相对密度(水=1)0.82(-79℃)；相对密度(空气=1)0.6；稳定性：稳定；危险标记 6(有毒气体)；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。
氨作为一种重要的化工原料，应用广泛。
主要用途：用作致冷剂及制取铵盐和氮肥。
设计要求：设计容积为6m3，压力为2.2MPa，装填量75%，使用寿命为20年，适合天津环境的液氨储罐。
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。
设计符号说明：V：设计容器体积V0：封头体积H：筒体高度Di：公称直径Pc：容器压力[σ]t：许用应力C1：钢板厚度偏差C2：腐蚀余量θ：焊缝系数σs：屈服极限Sn：壁厚P T：试验压力Ae补强面积A1壳体有效厚度减去计算厚度之外的多余面积A2接管有效厚度减去计算厚度之外的多余面积A3焊缝金属截面积m1罐体质量m2封头质量m3液氨质量m4附件质量L1两鞍座间距离A鞍座与封头切线之间距离fr：金属削弱系数目录前言――――――――――――――――――――――――――――――――――――1第一章设计概述――――――――――――――――――――――――――――――3 1简介―――――――――――――――――――――――――――――――――――3 2液氨性质―――――――――――――――――――――――――――――――――3 3选材料――――――――――――――――――――――――――――――――――3第二章设计计算――――――――――――――――――――――――――――――3 1温度确定―――――――――――――――――――――――――――――――――3 2设计压力―――――――――――――――――――――――――――――――――4 3储罐类型―――――――――――――――――――――――――――――――――4 4筒体几何尺寸计算―――――――――――――――――――――――――――――5 5腐蚀余量―――――――――――――――――――――――――――――――――6 6许用应力―――――――――――――――――――――――――――――――――6 7壁厚计算―――――――――――――――――――――――――――――――――7 8水压实验―――――――――――――――――――――――――――――――――8第三章容器标准零件选取―――――――――――――――――――――――――81人孔设计―――――――――――――――――――――――――――――――――8 2人孔补强―――――――――――――――――――――――――――――――――8①不计焊缝系数的筒体计算壁厚―――――――――――――――――――――――8②开孔所需补强面积――――――――――――――――――――――――――――8③补强有效的范围―――――――――――――――――――――――――――――9④有效补偿面积――――――――――――――――――――――――――――――9⑤补强圈厚度―――――――――――――――――――――――――――――――10 3鞍座设计―――――――――――――――――――――――――――――――――10①罐体质量――――――――――――――――――――――――――――――――11②封头质量――――――――――――――――――――――――――――――――11③液氨质量――――――――――――――――――――――――――――――――11④附件质量――――――――――――――――――――――――――――――――11 4鞍座安放位置―――――――――――――――――――――――――――――――12 5工艺接管的设计――――――――――――――――――――――――――――――12①液氨进料管―――――――――――――――――――――――――――――――12②液氨出料管―――――――――――――――――――――――――――――――12③排污管―――――――――――――――――――――――――――――――――12④液面计接管―――――――――――――――――――――――――――――――12⑤放空管接管―――――――――――――――――――――――――――――――13第四章设备总装配图――――――――――――――――――――――――――――13第五章设计总结――――――――――――――――――――――――――――――13第六章参考资料――――――――――――――――――――――――――――――14第一章设计概述1简介设计容积为6m3，压力为2.2MPa，装填量75%，使用寿命为20年，适合天津环境的液氨储罐。
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，查阅相关书籍,小组团结合作共同完成设计。
本设计的液料为液氨。
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。
氨作为一种重要的化工原料,应用广泛.分子式NH，分子量17。
03，相对密度0.7714g/L,熔点-77。
7℃,沸点3-33.35℃，自燃点651.11℃，蒸汽压1013。
08kPa(25.7℃)。
设计基本思路：设计压力容器要求根据化工生产工艺提出的条件，确定容器设计所需参数(P、T、D），选定材料和结构形式，通过强度计算确定容器筒体及封头壁厚。
对已制定材准的受压元件，可直接选取。
而本设计容器为318m的液氨储罐,所以要求结合所学到的知识和利用身边可以查到的资料对318m的液氨储罐进行设计.课程设计是对课程内容的应用性训练环节，是学生应用所学知识进行阶段性的单体设备或单元设计方面的专业训练过程，也是对理论教学效果的检验。
通过这一环节使学生在查阅资料、理论计算、工程制图、调查研究、数据处理等方面得到基本训练，培养学生综合运用理论知识分析、解决实际问题的能力.液氨储罐属于化工常见的储运设备,一般可分解为筒体,封头，法兰，人孔，手孔，支座及管口等几种元件。
储罐的工艺尺寸可通过工艺计算及生产经验决定.液氨储罐是合成氨工业中必不可少的储存容器，所以本设计过程的内容包括容器的材质的选取、容器筒体的性状及厚度、封头的性状及厚度、确定支座，人孔及接管、开孔补强的情况以及其他接管的设计与选取。
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。
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。
课程设计－液氨储罐设计
液氨储罐设计是一种重要的工程研究课题，通过科学设计液氨储罐，可以更有效地支
持液氨的运输、储存和使用。
为了让液氨储罐长期保持高效运行，需要做出合理的设计，
包括结构优化、设备安装/安全性等。
首先，液氨储罐的外表及内部结构必须合理，其次，液氨储罐的抗爆能力是一个重要
的指标。
储罐的抗爆性能取决于储罐的材料和厚度，两者必须权衡，在抗爆性能满足要求
的情况下，罐体应尽量轻，可以减轻设备的重量。
此外，在承受液氨极高的腐蚀性作用，
储罐材质除了要耐腐蚀，还必须减少储罐表面的缺陷和斑点，以尽量减少液氨的腐蚀渗透，维持储罐更长久的使用寿命。
另外，液氨储罐结构要求安全可靠，支架应能承受压力，罐体及支架无渗漏；液氨储
罐的内外表面应无裂纹、斑点和缺陷，以便提高贮存液氨的安全性；储罐内部及连接处应
做到无死角，确保清洗和液氨的流动；合理的耗能节点设计可以使储罐的节能效果更出色，耗能节点可以选择一端法兰式或折叠式接口；还应安装安全阀、急停阀，以防止压力过大时，对罐体和储罐周围环境造成危害；此外，安装安全设备及报警装置， function installed，当储罐出现异常时，及时发出警报，可以确保安全。
液氨储罐设计既考虑到安全又考虑到节能，包括结构优化、安装安全系统、主从机节
能设计等，这些步骤可以帮助用户保障液氨储罐系统的安全、可靠性和节能效果，从而更
好地支撑液氨运输、储存和使用。
中北大学课 程 设 计 说 明 书学生姓名： 学 号： 学 院： 机械工程与自动化学院 专 业： 过程装备与控制工程 题 目： （）M 3液氯储罐设计指导教师：职称:2013年06月08日陆辉山 闫宏伟 高 强魏秀业 刘 波 崔宝珍中北大学课程设计任务书 2012/2013 学年第二学期学院：机械工程与自动化学院专业：学生姓名：学号：课程设计题目：（45）M3液氯储罐设计起迄日期： 06 月 08 日～06月 22日课程设计地点：校内指导教师：陆辉山闫宏伟高强系主任：姚竹亭下达任务书日期: 2013年06月08日压力容器的用途十分广泛。
它是在石油化学工业、能源工业、科研和军工等国民经济的各个部门都起着重要作用的设备。
压力容器一般由筒体、封头、法兰、密封元件、开孔和接管、支座等六大部分构成容器本体。
此外，还配有安全装置、表计及完成不同生产工艺作用的内件。
压力容器由于密封、承压及介质等原因，容易发生爆炸、燃烧起火而危及人员、设备和财产的安全及污染环境的事故。
目前，世界各国均将其列为重要的监检产品，由国家指定的专门机构，按照国家规定的法规和标准实施监督检查和技术检验。
本次课程设计目的主要是使用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过程；掌握查阅和综合分析文献资料的能力，进行设计方法和设计方案的可行性研究和论证；掌握电算设计计算，要求设计思路清晰，计算数据准确、可靠，且正确掌握计算机操作和专业软件的使用；掌握工程图纸的计算机绘图。
1 工艺设计 (1)1.1存储量 (1)1.2设备的选型及轮廓尺寸 (1)2筒体及封头设计 (2)2.1材料的选择 (2)2.2筒体壁厚设计计算 (2)2.3封头壁厚的设计计算 (3)3接管及接管法兰设计 (4)3.1接管尺寸选择 (4)3.2管口表及连接标准 (4)3.3接管法兰的选择 (5)3.4垫片的选择 (6)3.5紧固件的选择 (7)4人孔的结构设计 (8)4.1密封面的选择 (8)4.2人孔的设计 (8)4.3核算开孔补强 (9)5支座的设计 (12)5.1支座的选择 (12)5.2支座的位置 (13)6液面计及安全阀选择 (14)7总体布局 (14)8焊接结构设计及焊条的选择 (14)9强度校核 (17)10参考文献 (35)1 工艺设计1.1 存储量盛装液化气体的压力容器设计存储量t V W ρφ=式中：W ——储存量,t ； φ——装载系数； V ——压力容器容积；t ρ——设计温度下的饱和溶液的密度，3m t ；根据设计条件t V W ρφ==0.945 1.31453.22t t ⨯⨯=1.2 设备的选型及轮廓尺寸粗略计算内径： 32454m L D i =π一般2=DL，取4=D L得2429i D mm =，圆整得：mm D i 2500=选用EHA 椭圆封头，查《EHA 椭圆形封头内表面积及容积表》可得：深度mm B 665=，内表面积20861.7m A =，容积32417.2m V =封根据32g 45242m V L D V V V i =+=+=封封筒πmm D V V L i g 8254422=-=π封，圆整得:mm L 8300=32223.452417.223.85.24242m V L D V V V i =⨯+⨯⨯=+=+=ππ封封筒计误差100%0.51%ggV V V -⨯=计3m 70.4023.459.0=⨯==计工V V φ所以，筒体的公称直径mm D i 2500=,长度mm L 8300=2 筒体及封头设计2.1 材料的选择液氯属于高危害性的介质，但其腐蚀性小,使用温度为C 。
～4020-，根据《压力容器设计手册》中钢板的使用条件，选择16MnR 钢板作为制造筒体和封头材料。
2.2 筒体壁厚设计计算2.2.1 设计压力液氯储罐的工作温度-20℃——40℃，故选取设计温度t=50℃，由《压力容器介质手册》【1】查的，该温度下的绝对饱和蒸汽压为1.432MPa 。
在本次设计中的液氯储罐上装有安全阀，通常认为设计压力为工作压力的1.05——1.1倍，所以设计压力()1.1 1.4320.1 1.466p MPa =⨯-=。
2.2.2 液柱静压力由《某些无机物重要物理性质表》【1】查的，液氯的密度为31314/kg m ，内径2500i D mm =由《各地区重力加速度表》查的太原地区的29.79684/g m s =，则根据公式i p gD ρ=静可得0.032p MPa =静2.2.3 计算压力c p因为100% 2.2%5%p p⨯=静＜，所以可忽略静压力的影响。
即1.466c p p MPa ==2.2.4 设计温度下材料的许用应力[]tσt 为C 。
～4020-，假设筒体厚度为mm 166～，由《钢板许用应力表》可得MnR 16的[]MPa t170=σ2.2.5 焊接接头系数φ本次液氯储罐的设计采用双面焊对接接头和相当于双面焊的全焊透对接接头，100%无损检测，所以 1.0φ=。
2.2.6 内压容器的计算厚度δ根据内压容器的计算厚度公式【2】：[] 1.466250010.8262170 1.0 1.4662c i tcp D mm mm p δσ⨯===⨯⨯-Φ-11.489mm 在mm 166～之间，故假设是成立的。
取腐蚀裕量22C mm =， 212.826d C mm δδ=+=。
由《常用钢板厚度负偏差表》可查的，在6654GB 的钢板标准下MnR 16的负偏差mm C 25.01=。
113.076d C mm δ+=查《钢板厚度的常用规格表》，将其圆整为14mm ，即名义厚度14n mm δ=的MnR 16钢板。
2.3 封头壁厚的设计计算2.3.1 标准椭圆形封头的计算厚度根据标准椭圆形封头的计算厚度公式【2】：[] 1.466250010.8032170 1.00.5 1.46620.5c itcp D mm p δσφ⨯===⨯⨯-⨯-取腐蚀裕量22C mm =，210.803212.803d C mm δδ=+=+=由《常用钢板厚度负偏差表》可查的，在6654GB 的钢板标准下MnR 16的负偏差mm C 25.01=。
113.053d C mm δ+=查《钢板厚度的常用规格表》，将其圆整为14mm ，即名义厚度14n mm δ=的MnR 16钢板，可见标准椭圆形封头与筒体等厚。
3 接管及接管法兰设计3.1 接管尺寸选择3.1.1 液氯进、出口接管和空气进、出口接管选用补强管。
查《化工容器及设备简明设计手册》【3】得：图3.1 补强管【3】3.1.23.2管口表及连接标准表3.3 管口表3.3接管法兰的选择图3.2 接管法兰结构表3.4 接管法兰结构尺寸表【3】表3.5 接管法兰标记3.4垫片的选择垫片选用石棉橡胶垫片，查HG/T 20606-1997《钢制管法兰用非金属平垫片》，得：表3.6 垫片尺寸表【3】3.5紧固件的选择查HG 20613-97 《钢制管法兰用紧固件》得螺柱的长度和平垫圈尺寸：表4 螺栓及垫片【3】4人孔的结构设计4.1密封面的选择由于本次设计的介质是高度危害的，所以本次设计采用凹凸法兰密封面（MFM）。
4.2人孔的设计本次设计的储罐设计压力为1.466MPa，根据2005THG《钢～2151421535/制人孔和手孔》【3】，采用回转盖带颈对焊法兰人孔。
该人孔标记为：人孔CM MFM S 35-Ⅲ B 500 2.5- 200521518/-T HG【3】4.3 核算开孔补强本次设计人孔的公称外径为50089mm mm ＞，所以进行补强圈补强。
4.3.1 圆柱开孔所需补强面积A由《钢板许用应力表》可知厚度为厚度14m 的低合金钢MnR 16在C 。
～4520-时的[]MPa 170=σ。
由《钢管许用应力表》可知厚度为厚度mm 12的低合金钢MnR 16在C 。
～4520-时的[]163t MPa σ=。
由强度消弱系数计算公式得：[]1630.9588[]170t r f σσ=== 钢管厚度负偏差mm C 25.01=，腐蚀裕量厚度mm C 12= 接管有效厚度121210.2510.75et n C C mm δδ=--=--= 开孔直径()22530212210.25508.5w d d S C mm =-+=-⨯-⨯+= 圆柱开孔所需补强面积：()()221508.510.826210.82610.7510.95885514.61et A d f mm τδδδ=+-=⨯+⨯⨯⨯-=4.3.2 有效补强范围内的补强面积e A1) 有效补强范围内的宽度B有效不强范围内的宽应B 取()22n nt dd δδ⎧⎪⎨++⎪⎩二者中的较大值，其中21017d mm =,()2560.5n nt d mm δδ++=，显然()nt n d d δδ++22＞，所以21017B d mm ==。
2) 有效补强范围的外侧高度1h有效补强范围的外侧高度1h应取⎪⎩接管实际外伸高度二者中的较小值，其中78.115mm==，接管实际外伸高度为12280123403H H mm mm +=+=。
nt d δ小于接管实际外伸高度，所以178.115h mm ==。
3) 有效补强范围的内侧高度2h有效补强范围的内侧高度2h应取⎪⎩接管实际内伸高度二者中的较小值，其中78.115mm ==，接管实际内伸高度设计为mm 0，接管实际内伸高度小于nt d δ，所以mm h 02=。
4) 壳体有效厚度减去计算厚度之外的多余面积1A圆筒计算厚度10.584mm δ=，接管有效厚度1210.75et n C C mmδδ=--=()()()()()()()()12211017508.511.7510.826210.7511.7510.82610.9588469.036e et e A B d f mm τδδδδδ=-----=---⨯⨯--= 5) 接管有效厚度减去计算厚度之外的多余面积2A接管计算厚度[] 1.4665002.2592163 1.0 1.4662c i t tcp D mm p δσφ⨯===⨯⨯--根据公式()()()()212222278.11510.75 2.2592010.75 1.250.95881326.549et t et A h h C f mm τδδδ=---=⨯⨯--⨯⨯-⨯= 6)焊缝金属面积3A由于本次设计的储罐是存放有毒介质的，所以选用D 类接头形式进行焊接，因此，223126362A mm =⨯⨯=7) 有效补强范围内的补强面积e A根据公式2123469.0361326.549361831.585e A A A A mm =++=++=8) 补强圈的选取因为A A e ＜，所以需要另加补强，其补强面积为：e A A A -=425514.611811.5853683.025mm =-=。
