液化石油气卧式储罐课程设计精编版
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洛阳理工学院课程设计说明书课程名称:焊接结构学设计课题:液化石油气储气罐焊接结构设计专业:材料成型及控制工程指导教师:班级:姓名:······2013年06月16 日课程设计任务书机电工程系材料成型及控制工程专业学生姓名班级学号课程名称:焊接结构学设计题目:液化石油气储气罐焊接结构设计课程设计内容与要求:1、选择不同的梁柱桁架类或压力容器类结构,并完成整体装备图;2、将梁柱桁架类结构或压力容器结构划分成几个不同部分,按照课题设计相应的焊接工艺流程;3、编写课程设计说明书指导教师安俊超设计(论文)开始日期2013.06.10设计(论文)完成日期2013.06.16课程设计评语第1 页机电工程系材料成型及控制工程专业学生姓名李鹏辉班级B100306 学号B10030618课程名称:焊接结构学设计题目:液化石油气储气罐焊接结构设计课程设计篇幅:图纸 1 张说明书28 页指导教师评语:2013年06月16日指导教师安俊超洛阳理工学院目录前言 (2)第一章石油液化气罐的分析 (3)1.1、石油液化气罐的使用背景 (3)1.2、石油液化气罐的结构及尺寸参数 (4)1.3、石油液化气罐材料的选择 (5)第二章石油液化气罐工艺分析 (10)2.1、石油液化气罐的成形工艺 (10)2.2、确定焊缝位置 (11)2.3、焊接接头形式以及坡口的设计 (12)2.4、石油液化气罐的焊接方法的选择 (18)第三章石油液化气罐焊接参数的选择及工艺 (22)3.1、焊条的选择 (22)3.2、焊丝的选择 (22)3.3、焊剂的选择 (22)3.4、焊接电流、电压和焊接速度的选择 (23)3.5、工艺参数的确定 (29)3.6、焊接设备的选择 (29)3.7、结构设计的工艺过程 (31)第四章液化石油气储罐检验方案 (33)4.1、设备概况及其基本参数 (33)4.2、检验依据 (33)4.3、检验准备 (34)4.4、检验项目 (35)4.5、出具检验报告 (37)4.6、检验报告的审核签发 (37)总结 (37)参考文献 (39)前言焊接也是一种制造技术,它是适应工业发展的需要,以现代工业为基础发展起来的,并且直接服务于机械制造工业。
卧式液化石油气储罐设计及安全56m3要摘本次设计地储罐其介质为液化石油气.液化石油气作为一种化工基本原料和新型燃料,已愈来愈受到人们地重视.在化工生产方面,液化石油气经过分离得到乙烯、丙烯、丁烯、丁二烯等,用来生产合塑料、合成橡胶、合成纤维及生产医药、炸药、染料等产品.液化石油气是由碳氢化合物所组成,主要成分为丙烷、丁烷以及其他烷系或烯类等.丙烷加丁烷百分比地综合超过60%,低于这个比例就不能称为液化石油气.液化石油气具有易燃易爆地特点,液化石油气储罐属于具有较大危险地储存容器.针对液化石油气储罐地危险特性,结合本专业安全工程所学地内容,在设计上充分考虑压力容器地安全,确保液化石油气储罐地安全运行,对化工行业具有重要地现实意义.本次设计地主要根据有:GB150-2011《钢制压力容器》、《压力容器安全技术监察规程》.另外地零部件标准主要有JB/T 4736-2002《补强圈》,HG 20592~20614-97《钢制管法兰、垫片、紧固件》,JB/T 4712.1-2007《鞍式支座》,HG 21518-95《回转盖带颈对焊法兰人孔》等.本次设计地流程为:先根据容器要求确定压力容器所属类别,确定储罐主体及其接管所用材料、储罐主体地直径和长度,其次进行筒体和封头地壁厚计算并校核,然后计算人孔地开口补强面积和补强圈地厚度,再根据筒体和各个接管地总质量选择支座,最后进行安全阀地选型和校核.关键词:液化石油气,安全阀,开口补强,安全管理.毕业设计(论文)原创性声明和使用授权说明原创性声明本人郑重承诺:所呈交地毕业设计(论文),是我个人在指导教师地指导下进行地研究工作及取得地成果.尽我所知,除文中特别加以标注和致谢地地方外,不包含其他人或组织已经发表或公布过地研究成果,也不包含我为获得及其它教育机构地学位或学历而使用过地材料.对本研究提供过帮助和做出过贡献地个人或集体,均已在文中作了明确地说明并表示了谢意.日期:名:者作签期:指导教师签名:日使用授权说明本人完全了解大学关于收集、保存、使用毕业设计(论文)地规定,即:按照学校要求提交毕业设计(论文)地印刷本和电子版本;学校有权保存毕业设计(论文)地印刷本和电子版,并提供目录检索与阅览服务;学校可以采用影印、缩印、数字化或其它复制手段保存论文;在不以赢利为目地前提下,学校可以公布论文地部分或全部内容.期:日作者签名:学位论文原创性声明本人郑重声明:所呈交地论文是本人在导师地指导下独立进行研究所取得地研究成果.除了文中特别加以标注引用地内容外,本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写地成果作品.对本文地研究做出重要贡献地个人和集体,均已在文中以明确方式标明.本人完全意识到本声明地法律后果由本人承担.日月年日期:作者签名:学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文地规定,同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文地复印件和电子版,允许论文被查阅和借阅.本人授权大学可以将本学位论文地全部或部分内容编入有关数据库进行检索,可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文..涉密论文按学校规定处理日月日期:年作者签名:日月年日期:导师签名:目录错误!未定义书签。
专业设计课程任务书80m 3液化石油气卧式储罐设计摘要液化石油气储罐是盛装液化石油气的常用设备,由于该气体具有易燃易爆的特点,因此在设计这种储罐时,要注意安全与防火,和在制造、安装等方面的特点。
卧式储罐结构设计是以应力分析为主要途径,以材料力学为基础,对容器的各个主要受压部分进行设计。
利用ANSYS软件对进行静力学应力、应变模拟分析,得出的应力作用下的较为精确详尽的储罐响应结果,直观的再现了储油罐在应力作用下的受力情况和薄弱环节,从为储罐的设计提供了可靠的依据。
在焊接过程中,采用多层多道焊,选择合理的焊接工艺措施,如控制焊接电流、电弧电压,选择材料、破口形式、焊丝焊剂、焊条等,不但能控制结构的焊接变形和应力,而且能保证焊缝的组织和性能,有效提高压力容器的品质。
此外,除第一层打底焊外,每层都要捶击消除应力,每道焊缝都要清渣,防止夹渣,焊缝要圆滑过渡,防止应力集中。
同时,在工程预算方面,从原材料花费、焊接相关花费、人工费几个方面进行统计估算。
关键词:卧式储罐,结构设计,模拟分析,焊接工艺,工程预算80m3 LIQUEFIED OIL TANK STRUCTURE DESIGNABSTRACTLiquefied petroleum gas storage tank is holding the commonly used equipment, liquefied petroleum gas (LPG) due to the characteristics of the gas is flammable and explosive, so in the design of the tank, pay attention to the safety and fire protection, and in the aspect of manufacture, installation, etc. Horizontal tank structure design is based on stress analysis as the main way, on the basis of mechanics of materials, to design the main compression portion of the container. Using ANSYS software to the stress, strain simulation statics analysis, it is concluded that the stress under the action of response result more accurate and detailed tank, intuitive reproduce the force of the oil tank under the effect of stress and the weak link, from the design provides a reliable basis for storage tank. In the welding process, the use of multi-layer welding, multichannel selecting rational welding process measures,Such as control welding current, arc voltage, material selection, crevasse form, flux welding wire, welding wire, etc., not only can control the welding deformation and stress of structure, and can guarantee organization and properties of the weld, effectively improve the quality of the pressure vessel. In addition, in addition to the first layer of backing welding, each layer to thump of eliminating stress and every way weld slag removal, preventing slag, weld to smooth the transition, prevent stress concentration. At the same time, in the aspect of engineering budget, from raw materials costs, welding related costs and labor statistical estimation.KEY WORDS:Horizontal tank,Structure design,Simulation analysis, Welding process,Project budg专业设计课程任务书 (1)摘要 (2)ABSTRACT (3)第一章设计参数的选择 (6)1.1液化石油气参数的确定 (6)1.2设计温度 (6)1.3设计压力 (6)1.4 设计储量 (7)1.5 主要元件材料的选择 (8)1.5.1筒体材料的选择 (8)1.5.2鞍座材料的选择 (8)1.5.3地脚螺栓的材料选择 (8)第二章容器的结构设计 (9)2.1筒体和封头的设计 (9)2.1.1 筒体设计 (9)2.1.2封头设计 (9)2.3筒体厚度计算 (10)2.4封头厚度计算 (10)第三章零部件的确定 (12)3.1开孔和选取法兰分析 (12)3.1.1人孔的设计 (12)3.1.2 接管和法兰 (13)3.1.3 垫片 (15)3.1.4 螺栓(螺柱)的选择 (15)3.1.5液位计的设计 (16)3.2鞍座选型和结构设计 (17)3.2.1鞍座选型 (17)3.2.2 鞍座位置的确定 (18)3.3开孔补强 (19)3.3.1补强及补强方法判别 (19)3.3.2开孔所需补强面积 (19)3.3.3有效补强范围 (20)3.3.4有效补强面积 (20)第四章应力校核 (23)4.1 圆筒轴向弯矩计算 (23)4.1.1 圆筒中间截面上的轴向弯矩 (23)4.1.2 支座截面处的弯矩 (24)4.2 圆筒轴向应力计算并校核 (25)4.2.1 圆筒中间截面上的轴向应力 (25)4.2.2 由压力及轴向弯矩引起的轴向应力计算并校核 (25)4.2.3 圆筒轴向应力校核 (26)4.3 切向剪应力的计算及校核 (26)4.4 鞍座应力计算并校核 (27)4.5地震引起的地脚螺栓应力 (29)4.5.1倾覆力矩计算 (29)4.5.2由倾覆力矩引起的地脚螺栓拉应力 (30)4.5.3由地震引起的地脚螺栓剪应力 (30)第五章水压数值模拟 (31)5.1设定分析作业名和标题 (31)5.1.1 定义工作文件名 (31)5.1.2 定义工作标题 (31)5.1.3 更改工作文件储存路径 (31)5.1.4 定义分析类型 (31)5.2实体建模 (31)5.2.1 生成椭圆封头截面 (31)5.2.2 建立椭圆局部坐标系 (31)5.2.3 生成成容圆柱部分截面 (31)5.2.4生成1/4罐体 (31)5.2.5 工作平面旋转 (32)5.2.6 激活总体直角坐标系,映射几何体 (32)5.3网格划分 (33)5.3.1 定义单元类型 (33)5.3.2 选择单元体 (33)5.3.3 定义材料属性 (33)5.3.4 切分容器罐模型 (34)5.3.5 自定义网格 (34)5.4添加位置约束 (35)5.4.1 设计压力为1.77MPA的模拟过程 (35)5.4.2 最高工作压力为1.6MPA的模拟过程 (36)5.5求解 (37)5.6后处理查看变形图 (37)5.6.1 设计压力为1.77MPA的后处理模拟 (37)5.6.2 最高工作压力为1.6MPA的后处理模拟 (41)5.7结论 (45)第六章焊接工艺参数的选择 (46)6.1母材焊接性 (46)6.2母材碳当量估测 (46)第七章焊接方法的选择 (47)7.1 焊接方法的选择 (47)7.2焊接设备 (47)7.2.1手弧焊机 (47)7.2.2埋弧焊机 (48)第八章焊接材料选择 (50)8.1焊接材料选用原则 (50)8.2焊条电弧焊焊接材料 (51)8.3埋弧焊焊接材料选择 (51)8.3.1焊丝的选择 (51)8.3.2焊剂的选择 (52)第九章焊接工艺参数的选择 (53)9.1埋弧焊工艺参数的选择 (53)9.1.1焊接电流 (53)9.1.2电弧电压 (53)9.1.3焊接速度 (53)9.1.4焊丝直径与伸出长度 (53)9.1.5其他 (53)9.2焊条电弧焊焊接工艺参数选择 (54)9.2.1确定焊条直径 (54)9.2.2焊接电流的确定 (54)9.2.3焊接电压的确定 (55)9.2.4焊接速度V的确定 (55)9.2.5层数的确定 (55)9.2.6焊钳,焊接电缆的确定 (56)第十章焊接顺序 (57)10.1焊缝位置及说明 (57)10.2焊接顺序 (58)第十一章焊接工艺 (59)11.1铁板弯曲成筒的焊接焊缝 (59)11.1.1 工艺要求 (59)11.1.2 工艺顺序 (59)11.2筒体环向焊缝 (59)11.2.1 工艺要求 (60)11.2.2 工艺顺序 (60)11.2.3焊接操作 (60)11.3法兰与接管焊缝 (61)11.4筒体与接管焊缝 (63)第十二章焊材的消耗及造价 (65)12.1原材料花费 (65)12.2 焊接相关花费 (65)12.3人工花费 (66)12.4工程预算表 (66)第十三章焊接工艺实施阶段 (68)13.1 焊前准备 (68)13.2成型 (68)13.2.1 筒体成型(卷板) (68)13.2.2 封头 (69)13.3 焊后处理 (70)13.3.1检验 (70)13.3.2技术要求 (70)13.3.3焊后热处理 (71)13.3.4涂装 (71)13.3.5返修 (71)结论 (72)参考文献 (73)谢辞 (74)第一章设计参数的选择1.1液化石油气参数的确定液化石油气的主要组成部分由于石油产地的不同,各地石油气组成成分也不同。
过程装备与控制工程《过程装备设计》课程设计任务书一、设计目的1、复习巩固《过程装备设计》中的理论内容;2、掌握设备设计的步骤、方法。
熟悉常用设备设计的标准。
二、设计题目及设计任书课程设计题目:( 10 )M3( 1.57 )MPaDN(1800 )液化石油气(氨气)储罐设计每人一题,从表中依次选取。
1、液化石油气储罐设计见卧罐参数表,每人一组数据2、设备简图见附件。
3、设计内容与要求(1)概述简述储罐的用途、特点、使用范围等主要设计内容设计中的体会(2)工艺计算根据安装地点的气象记录确定容器的操作温度;根据操作温度、介质特性确定操作压力;筒体、封头及零部件的材料选择;(3)结构设计与材料选择封头与筒体的厚度计算封头、法兰、接管的选型和结构尺寸拟定;根据容器的容积确定总体结构尺寸。
支座选型和结构确定各工艺开孔的设置;各附件的选用;(4)容器强度的计算及校核水压试验应力校核卧式容器的应力校核开孔补强设计焊接接头设计(5)设计图纸总装配图一张A1三、参考文献1. GB150《钢制压力容器》2. HGJ20580-20585一套3. JB4731-2019T+钢制卧式容器4. HG20592-20635钢制管法兰、垫片、紧固件5. HG21514-21535-2019 钢制人孔和手孔6. JB/T 4736 《补强圈》7. JB/T 4746 《钢制压力容器用封头》8. JB/T 4712 《鞍式支座》9. 《压力容器安全技术监察规程》201910. 郑津洋、董其伍、桑芝富.《过程设备设计》.化学工业出版社.2019目录摘要 (I)ABSTRACT (I)第一章绪论 (3)1.1液化石油气储罐的用途与分类 (3)1.2液化石油气特点 (3)1.3液化石油气储罐的设计特点 (3)第二章工艺计算 (4)2.1设计题目 (4)2.2设计数据 (4)2.3设计压力、温度 (4)2.4主要元件材料的选择 (5)第三章结构设计与材料选择 (5)3.1筒体与封头的壁厚计算 (5)3.2筒体和封头的结构设计 (6)3.3鞍座选型和结构设计 (7)3.4接管、法兰、垫片和螺栓的选择 (8)3.5人孔的选择 (10)3.6安全阀安全阀的选型 (10)第四章设计强度的校核 (12)4.1水压试验应力校核 (12)4.2筒体轴向弯矩计算 (13)4.3筒体轴向应力计算及校核 (13)4.4筒体和封头中的切应力计算与校核 (13)4.5封头中附加拉伸应力 (14)4.6筒体的周向应力计算与校核 (14)4.7鞍座应力计算与校核 (14)第五章开孔补强设计 (15)5.1补强设计方法判别 (16)5.2有效补强范围 (16)5.3有效补强面积 (16)第六章储罐的焊接设计 (17)6.1焊接的基本要求 (17)6.2焊接的工艺设计 (18)设计总结 (18)参考文献 (19)摘要本次设计的卧式储罐其介质为液化石油气。
太原理工大学过程设备设计课程设计说明书题目:20m3液化石油气储罐设计专业:过程装备与控制工程班级:1102班姓名:学号:指导老师:晁攸明,张兴芳,孙海洋2019年12 月23 日20m3液化石油气储罐设计课程设计要求1.按照国家压力容器标准,规范进行设计,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。
原始数据:序项目数值备注号1 名称液化石油气储罐2 用途液化石油气储配站3 最高工作压力MPa 由介质温度决定4 工作温度℃﹣20~505 公称容积M3206 工作压力波动情况可不考虑7 装量系数ƒ0.98 工作介质液化石油气(易燃)9 使用地点太原市,室外目录一.工艺设计 (3)1.设计压力的确定 .............................................错误!未定义书签。
2.设计温度的确定 (4)二.机械设计..............................................................错误!未定义书签。
1.结构设计 (4)1.1设计条件 ..................................................错误!未定义书签。
1.2结构设计 (5)1.2.1材料选择 (6)1.2.2筒体和封头结构设计 (6)1.2.3筒体整体、接管、人孔分布图 (7)1.2.4法兰设计 (7)1.2.5接管设计 (8)1.2.6垫片的选择 (8)1.2.7螺栓(螺柱)的选择 (8)1.2.8人孔和手孔结构设计 (9)1.2.9支座结构设计 .......................................错误!未定义书签。
1.2.10焊接接头设计 .....................................错误!未定义书签。
56m3卧式液化石油气储罐设计及安全摘要本次设计的储罐其介质为液化石油气。
液化石油气作为一种化工基本原料和新型燃料,已愈来愈受到人们的重视。
在化工生产方面,液化石油气经过分离得到乙烯、丙烯、丁烯、丁二烯等,用来生产合塑料、合成橡胶、合成纤维及生产医药、炸药、染料等产品。
液化石油气是由碳氢化合物所组成,主要成分为丙烷、丁烷以及其他烷系或烯类等。
丙烷加丁烷百分比的综合超过60%,低于这个比例就不能称为液化石油气。
液化石油气具有易燃易爆的特点,液化石油气储罐属于具有较大危险的储存容器。
针对液化石油气储罐的危险特性,结合本专业安全工程所学的内容,在设计上充分考虑压力容器的安全,确保液化石油气储罐的安全运行,对化工行业具有重要的现实意义。
本次设计的主要根据有:GB150-2011《钢制压力容器》、《压力容器安全技术监察规程》。
另外的零部件标准主要有JB/T 4736-2002《补强圈》,HG 20592~20614-97《钢制管法兰、垫片、紧固件》,JB/T 4712.1-2007《鞍式支座》,HG 21518-95《回转盖带颈对焊法兰人孔》等。
本次设计的流程为:先根据容器要求确定压力容器所属类别,确定储罐主体及其接管所用材料、储罐主体的直径和长度,其次进行筒体和封头的壁厚计算并校核,然后计算人孔的开口补强面积和补强圈的厚度,再根据筒体和各个接管的总质量选择支座,最后进行安全阀的选型和校核。
关键词:液化石油气,安全阀,开口补强,安全管理毕业设计(论文)原创性声明和使用授权说明原创性声明本人郑重承诺:所呈交的毕业设计(论文),是我个人在指导教师的指导下进行的研究工作及取得的成果。
尽我所知,除文中特别加以标注和致谢的地方外,不包含其他人或组织已经发表或公布过的研究成果,也不包含我为获得及其它教育机构的学位或学历而使用过的材料。
对本研究提供过帮助和做出过贡献的个人或集体,均已在文中作了明确的说明并表示了谢意。
作者签名:日期:指导教师签名:日期:使用授权说明本人完全了解大学关于收集、保存、使用毕业设计(论文)的规定,即:按照学校要求提交毕业设计(论文)的印刷本和电子版本;学校有权保存毕业设计(论文)的印刷本和电子版,并提供目录检索与阅览服务;学校可以采用影印、缩印、数字化或其它复制手段保存论文;在不以赢利为目的前提下,学校可以公布论文的部分或全部内容。
液化石油气储罐课程设计一、课程目标知识目标:1. 让学生掌握液化石油气的基本概念、性质和用途;2. 使学生了解液化石油气储罐的结构、工作原理及安全操作要求;3. 帮助学生掌握液化石油气的储存、运输和使用的相关知识点。
技能目标:1. 培养学生运用所学知识分析液化石油气储罐的能力;2. 提高学生实际操作液化石油气储罐的安全意识和技能;3. 培养学生通过小组合作、探讨问题,提高解决问题的能力。
情感态度价值观目标:1. 培养学生对液化石油气资源的合理利用和环境保护意识;2. 增强学生的安全意识,使其在使用液化石油气过程中能够自觉遵守相关规定;3. 激发学生对化学学科的兴趣,培养其探究精神和创新意识。
课程性质:本课程为化学学科的一节实践性课程,结合理论知识与实际操作,旨在提高学生对液化石油气储罐的认识和应用能力。
学生特点:考虑到学生所在年级,已具备一定的化学基础知识和实验操作技能,对新鲜事物充满好奇心,但安全意识尚需加强。
教学要求:注重理论与实践相结合,强调安全操作,培养学生的动手能力、思考能力和团队合作精神。
通过本课程的学习,使学生能够将所学知识应用于实际生活,提高解决问题的能力。
后续教学设计和评估将以具体学习成果为依据,确保课程目标的实现。
二、教学内容1. 液化石油气的基本概念与性质:包括液化石油气的定义、制备方法、主要成分及其物理化学性质。
相关教材章节:第二章“气体与溶液”,第三节“液化石油气的性质与制备”。
2. 液化石油气储罐的结构与工作原理:介绍储罐的类型、结构、工作原理及安全附件。
相关教材章节:第三章“化学实验设备”,第四节“液化石油气储罐及其安全附件”。
3. 液化石油气的储存、运输与使用:涉及液化石油气的储存方式、运输工具、使用规范及注意事项。
相关教材章节:第四章“化学试剂的储存与运输”,第一节“液化石油气的储存与运输”。
4. 液化石油气储罐的安全操作:讲解安全操作规程、事故处理方法及应急预案。
中北大学课程设计说明书学生姓名:董龙学号:0902034147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:60M3液化石油气储罐设计陆辉山闫宏伟高强指导教师:职称: 2012年06月11日中北大学课程设计任务书2011/2012 学年第二学期学院:机械工程与自动化学院专业:过程装备与控制工程学生姓名:董龙学号:0902034147 课程设计题目:60M3液化石油气储罐设计起迄日期:06 月11 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: 2012年06月11日前言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。
目录封面 (1)封面 (2)设计任务书 (3)前言 (6)目录 (7)第一章、工艺设计 (8)1.压力容器存储量 (8)2.压力计算 (9)第二章、机械设计 (9)1、结构设计 (9)⑴、筒体和封头的设计 (9)⑵、接管与接管法兰设计 (11)⑶、人孔、补强、液面计及安全阀的设计 (15)⑷、鞍座的设计 (18)⑸、焊接头设计 (20)第三章、强度计算校核 (21)1、内压圆筒校核 (21)2、左封头计算校核 (24)3、右封头计算校核 (25)4、鞍座校核 (26)5、各种接口补强校核 (35)参考资料 (36)设计感想 (37)第一章、工艺设计1、盛装液化石油气的压力容器设计存储量 W=ΦVt 式中, 装载系数Ф=0.90 压力容器容积V=60m 3设计温度下饱和液体密度ρ石油气 <ρ水=1000 kg/m 3 ,故取介质密度ρ=1000 kg/m 3 则 :存储量W=60m 3×1000 kg/m 3×0.9=54000kg 工作温度为 -20℃∽48℃ 则取设计温度为50℃22、设计压力该储罐用于液化石油气储配供气站,因此属于常温压力储存。
前言随着我国石油化工行业的快速发展,液化石油气作为炼油化工的副产品,以其经济高效、清洁环保以及灵活方便的优势占据着城乡能源市场,储配站的液化石油气通常采用球形储罐或卧式储罐进行储存。
液化石油气是一种低碳的烃类混合物,主要由乙烷、乙烯、丙烷、丙烯、丁烷、丁烯及少量的戊烷、戊烯等组成。
常温常压下是气态,在加压和降低温度的条件下变成液体。
气态相对密度为空气的2倍,液化石油气的饱和蒸气压随温度升高而急剧增加,其膨胀系数较大,一般为水的10倍以上,气化后体积膨胀250~ 300倍。
液化石油气是一种极易燃烧、爆炸的石油化工原料,其储罐属于具有较大危险的储存容器之一。
因此,在满足设施功能要求下,储罐具有良好的安全性是设计的首要问题。
目前我国普遍采用的常温压力贮罐一般有两种形式:球形储罐和圆筒形储罐。
球形储罐与圆筒形储罐相比,前者具有投资少,金属耗量少,占地面积少等优点,但加工制造及安装复杂,焊接工作量大,故安装费用较高。
一般储存总量大于500m3或单罐容积大于200m3时选用球形储罐比较经济。
而圆筒形贮罐具有加工制造安装简单,安装费用少等优点,但金属耗量大占地面积大。
所以在总贮量小于500m3,单罐容积小于100m3时选用卧式贮罐比较经济。
圆筒形贮罐按安装方式可分为卧式和立式两种。
在一般中、小型液化石油气站内大多选用卧式圆筒形贮罐,,只有某些特殊情况下(站内地方受限制等)才选用立式。
本次设计对液化石油气卧式储罐进行设计计算。
主要内容包括储罐工艺参数计算、储罐的结构设计、储罐的强度计算、应力校核、绘制设备总图以及针对一些安全问题提出对策措施。
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。
目录1 概述 ................................................... 错误!未定义书签。
设计任务及原始参数................................... 错误!未定义书签。
油气储运课程设计任务书1、设计题目: 115m3 卧式液化石油气储罐设计2、设计条件:(1)操作温度:45℃(2)设计温度:50℃(3)操作压力:1.568MPa(4)设计压力:1.725MPa(5)介质:液化石油气;(6)全容积:115m3;(7)设备及附件材料自选.3、设计任务:(1)储罐分类、卧式储罐发展简况、介质物性;(2)设计参数选择;(3)储罐结构设计;(4)开孔补强设计计算;(5)储罐强度计算;(6)卧式储罐装配图(A3).4、设计要求:由于设计参数是每个人各不相同,所以,基本上能够保证学生独立完成任务能力地锻炼,并可在碰到确实需要讨论地个别难题时仍然可以相互讨论,从而培养学生合作解决问题地能力.课程设计是在课程学习阶段结束后,学生们独立进行地工程设计工作,是总结性地、重要地教案实践环节,其目地是培养学生综合运用所学知识,理论联系实践,分析解决工程实践问题地能力.本设计学生必须完成一张A2 装配图(包括至少四个详图)和编制技术性设计说明书一份.毕业设计(论文)原创性声明和使用授权说明原创性声明本人郑重承诺:所呈交地毕业设计(论文),是我个人在指导教师地指导下进行地研究工作及取得地成果.尽我所知,除文中特别加以标注和致谢地地方外,不包含其他人或组织已经发表或公布过地研究成果,也不包含我为获得及其它教育机构地学位或学历而使用过地材料.对本研究提供过帮助和做出过贡献地个人或集体,均已在文中作了明确地说明并表示了谢意.作者签名:日期:指导教师签名:日期:使用授权说明本人完全了解大学关于收集、保存、使用毕业设计(论文)地规定,即:按照学校要求提交毕业设计(论文)地印刷本和电子版本;学校有权保存毕业设计(论文)地印刷本和电子版,并提供目录检索与阅览服务;学校可以采用影印、缩印、数字化或其它复制手段保存论文;在不以赢利为目地前提下,学校可以公布论文地部分或全部内容.作者签名:日期:学位论文原创性声明本人郑重声明:所呈交地论文是本人在导师地指导下独立进行研究所取得地研究成果.除了文中特别加以标注引用地内容外,本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写地成果作品.对本文地研究做出重要贡献地个人和集体,均已在文中以明确方式标明.本人完全意识到本声明地法律后果由本人承担.作者签名:日期:年月日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文地规定,同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文地复印件和电子版,允许论文被查阅和借阅.本人授权大学可以将本学位论文地全部或部分内容编入有关数据库进行检索,可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文.涉密论文按学校规定处理.作者签名:日期:年月日导师签名:日期:年月日摘要:通过本次设计,锻炼了查找文献地能力,提高了计算机水平,并且对卧式储罐等大型储罐有了进一步地了解,加深了对本专业课程地认识,在设计地同时,也锻炼了学习地逻辑思维能力和实际动手能力,为今后地工作奠定了良好地基础.从液化石油气地特点,探讨有关卧式圆筒形液化石油气储罐地设计主要对其设计参数、材料选择、结构设计、安全附件及制造与检验等几个方面进行分析和计算.关键字:液化石油气卧式储罐设计强度Abstract: Through the design of the literature search, exercise capacity, improve the level of computer, and the horizontal tanks and other large storage tanks have the further understanding, deepened the understanding of professional courses, in the design at the same time, also training the learning ability of logical thinking and the actual operation ability, for the future work of laying good foundation from a liquefied petroleum gas characteristics, discuss related to the horizontal cylindrical liquefied petroleum gas tank design of its main design parameters, material selection, structure design, manufacture and inspection of safety accessories and several aspects of analysis and calculation. Keywords: liquefied petroleum gas horizontal tank design strength目录第一章绪论 (7)第二章设计参数地选择 (7)第三章容器地结构设计 (9)3.1圆筒厚度地设计 (9)3.2封头厚度地计算 (9)3.3筒体和封头地结构设计 (10)3.4人孔地选择 (11)3.5接管,法兰,垫片和螺栓(柱) (11)3.5.1接管和法兰 (11)3.5.2垫片 (12)3.5.3螺栓(螺柱)地选择 (13)3.6鞍座选型和结构设计 (13)3.6.1鞍座选型 (13)3.6.2鞍座地安装位置 (14)第四章开孔补强设计 (15)4.1补强设计方法判别 (15)4.2有效补强范围 (15)4.2.1有效宽度B (15)4.2.2外侧有效高度 (15)4.2.3内侧有效高度 (16)4.3有效补强面积 (16)4.4补强面积 (16)第五章强度计算 (17)5.1水压实验应力校核 (17)5.2圆筒轴向弯矩计算 (17)5.2.1圆筒中间截面上地轴向弯矩 (17)5.2.2鞍座平面上地轴向弯矩 (17)5.3圆筒轴向应力计算及校核 (18)5.3.1圆筒中间截面上由压力及轴向弯矩引起地轴向应力 (18)5.3.2由压力及轴向弯矩引起地轴向应力计算及校核 (18)5.3.3圆筒轴向应力校核 (19)5.4切向剪应力地计算及校核 (19)5.4.1圆筒切向剪应力地计算 (19)5.4.2圆筒被封头加强()时,其最大剪应力 (19)5.4.3切向剪应力地校核 (20)5.5圆筒周向应力地计算和校核 (20)5.5.1在横截面地最低点处: (20)5.5.2在鞍座边角处 (20)5.5.3鞍座垫板边缘处圆筒中地周向应力 (21)5.5.4周向应力校核 (21)5.6鞍座应力计算及校核 (21)5.6.1腹板水平分力及强度校核 (21)5.6.2鞍座压缩应力及强度校核 (22)5.7地震引起地地脚螺栓应力 (23)5.7.1倾覆力矩计算 (23)5.7.2由倾覆力矩引起地地脚螺栓拉应力 (24)5.7.3由地震引起地地脚螺栓剪应力 (24)参考文献 (25)第一章绪论卧式油罐(Horizontal oil tank)是用以储存原油、植物油,化工溶剂、水或其他石油产品地长形容器.卧式油罐是由端盖及卧式圆形或椭圆形罐壁和鞍座所构成,通常用于生产环节或加油站.钢板是一种宽厚比和表面积都很大地扁平钢材.下面成都304不锈钢管教授给大家详细介绍一下,按厚度为薄钢板(厚度<=4毫M)和厚钢板(厚度& gt。
液化石油气卧式储罐课程设计精编版MQS system office room 【MQS16H-TTMS2A-MQSS8Q8-MQSH16898】前言随着我国石油化工行业的快速发展,液化石油气作为炼油化工的副产品,以其经济高效、清洁环保以及灵活方便的优势占据着城乡能源市场,储配站的液化石油气通常采用球形储罐或卧式储罐进行储存。
液化石油气是一种低碳的烃类混合物,主要由乙烷、乙烯、丙烷、丙烯、丁烷、丁烯及少量的戊烷、戊烯等组成。
常温常压下是气态,在加压和降低温度的条件下变成液体。
气态相对密度为空气的2倍,液化石油气的饱和蒸气压随温度升高而急剧增加,其膨胀系数较大,一般为水的10倍以上,气化后体积膨胀250~ 300倍。
液化石油气是一种极易燃烧、爆炸的石油化工原料,其储罐属于具有较大危险的储存容器之一。
因此,在满足设施功能要求下,储罐具有良好的安全性是设计的首要问题。
目前我国普遍采用的常温压力贮罐一般有两种形式:球形储罐和圆筒形储罐。
球形储罐与圆筒形储罐相比,前者具有投资少,金属耗量少,占地面积少等优点,但加工制造及安装复杂,焊接工作量大,故安装费用较高。
一般储存总量大于500m3或单罐容积大于200m3时选用球形储罐比较经济。
而圆筒形贮罐具有加工制造安装简单,安装费用少等优点,但金属耗量大占地面积大。
所以在总贮量小于500m3,单罐容积小于100m3时选用卧式贮罐比较经济。
圆筒形贮罐按安装方式可分为卧式和立式两种。
在一般中、小型液化石油气站内大多选用卧式圆筒形贮罐,,只有某些特殊情况下(站内地方受限制等)才选用立式。
本次设计对液化石油气卧式储罐进行设计计算。
主要内容包括储罐工艺参数计算、储罐的结构设计、储罐的强度计算、应力校核、绘制设备总图以及针对一些安全问题提出对策措施。
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。
目录1 概述设计任务及原始参数本次设计要求根据给定的资料和数据,设计一个液化石油气储配站使用的液化石油气卧式储罐。
相关要求及数据如下表1-1所示。
液化石油气的性质液化石油气在常温常压下呈气态,在常温加压或常压低温下很容易从气态转变为液态,便于运输及贮存,故称液化石油气。
液化石油气主要组成有丙烷、丙烯、丁烷、丁烯等四种。
除上述主要成分外,有的还含有少量的戊烷、硫化物和水等。
通常所说的液化石油气都存在液、气两种形态,液、气态处于动态平衡中。
液化石油气沸点很低,储罐内液化石油气受热膨胀,很可能会将储罐内空间充满,导致钢瓶胀裂发生爆炸。
液化石油气的饱和蒸汽压是随温度而变化的,温度升高,蒸汽压也增大。
此外液化石油气的蒸汽压和组份有关,不同组份有不同的蒸汽压。
大约温度每升高1℃,蒸汽压力增大约—。
液化石油气极易燃,与空气混合能形成爆炸性混合物。
遇热源和明火有燃烧爆炸的危险。
与氟、氯等接触会发生剧烈的化学反应。
其蒸气比空气重,能在较低处扩散到相当远的地方,遇明火会引着回燃。
此外,液化石油气还具有易爆性,液化石油气的爆炸极限为%—%,其爆炸极限范围比汽油大,爆炸下限低,比汽油更易发生燃烧爆炸。
易产生静电积聚,在收发作业中易产生大量的静电积聚,易引起静电事故。
易膨胀性,液化石油气的膨胀系数大约是同温度下水的10—15倍。
当温度升高时,液化石油气的体积增大,压力急剧升高,一旦超过容器承压极限,就会造成容器破裂,增大火灾爆炸的危险性。
具有冻伤危险性,液化石油气气化潜热很大,平时液化石油气是加压液化储于钢瓶或罐中,在使用时减压后由液态汽化变为气体,这时会吸收大量热量。
若容器破裂,液化石油气由容器中喷出,溅到人身上,将会造成冻伤;毒性,当人大量吸入液化石油气后会中毒,使人昏迷、呕吐、不适,严重时可使人窒息死亡,也可引起多种慢性病。
2 工艺参数计算设计压力的确定根据TSG_R0004-2009《固定式压力容器安全技术监察规程》,设计压力是指设定的卧式容器顶部的最高压力,其值不低于工作压力。
当容器上装有安全阀时,考虑到安全阀开启动作的滞后,容器不能及时泄压,设计压力不得低于安全阀的开启压力。
安全阀开启压力是指阀瓣在运行条件下开始升起,介质连续排出的瞬时压力,其值小于等于~倍容器的工作压力。
规定的工作压力为,取设计压力为工作压力的倍,即设计压力应为:P d=1.1×P=1.1×1.61=1.771Mpa——设计压力,MPa;式中PdP——工作压力,MPa。
设计温度的确定设计温度是指容器在正常操作时,在相应的设计压力下,壳壁或元件金属可能达到的最高或最低温度(壳体沿截面厚度的平均温度)。
当壳壁或元件金属的温度低于-20℃,按最低温度确定设计温度,除此之外,设计温度一律按最高温度选取。
液化气储罐的工作温度为-20℃~50℃,所以设计温度取最高温度50℃。
设计存储量的确定液态丙烷的密度为507kg/m3,液态丁烷的密度为583kg/m3,在丙烷:丁烷=5:5时,液态液化石油气的密度为545kg/m3。
设液态液化石油气的密度为545kg/m3进行计算,液化气储罐的设计存储量应为:W=φVρ=0.9×60×545=29430kg式中W——设计存储量,kg;φ——充装系数;V——容积,m3;ρ——液化石油气密度,kg/m3。
3 储罐的结构设计筒体的材料选择及结构设计根据《固定式压力容器第二部分:材料》中表2的规定,储罐筒体的材料选用Q345R,钢板标准为GB713。
由于储罐的工作温度为-20℃~50℃,相应温度下选许用应力为189MPa,钢板厚度为3~16mm。
(2)筒体长度设计筒体直径DN=2300mm,根据JB/T 4746-2002《钢制压力容器用封头》,选用EHA 椭圆形封头,封头容积V封=。
V筒+2V封=V φ2.32π4×L+2×1.7588m3=60m30.9L=15.20m式中L——筒体长度,m。
筒体长度取整为15200mm。
(3)筒体厚度的设计根据《固定式压力容器第三部分:设计》计算筒体厚度。
储罐设计要求需100%探伤,所以取其焊接系数φ=1.00。
δ=pcD i2[σ]φ−pc=1.771×23002×189×1.00−1.771=10.827mm式中D i——圆筒内直径,mm;δ——筒体计算厚度,mm;pc——计算压力,MPa;[σ]t——设计温度下封头材料的许用应力,MPa;φ——焊接接头系数。
根据《锅炉压力容器安全》中的建议,取钢板厚度负偏差C1=,腐蚀裕度C2=2mm。
δ+C1+C2=10.827+0.8+2=13.627mm 加钢材圆整值后名义厚度δn=14mm。
筒体的相关设计汇总如下表3-1。
根据《固定式压力容器第二部分:材料》中表2的规定,封头材料选用Q345R,钢板标准为GB713。
由于储罐的工作温度为-20℃~50℃,相应温度下选许用应力为189MPa,钢板厚度为3~16mm。
(2)封头的结构设计由上一节筒体的长度设计的结论可知,选用EHA椭圆形封头。
根据JB/T 4746-2002《钢制压力容器用封头》,总深H=615mm,内表面积A= 。
D N2(H−h)=223002×(615−h)=2h=40mm式中D N——筒体公称直径,mm;h——封头直边高度,mm。
封头内曲面深度h i=615−40=575mm(3)封头厚度的计算根据《固定式压力容器第三部分:设计》计算封头厚度。
储罐设计要求需100%探伤,所以取其焊接系数φ=1.00。
D i 2h i =23002×575=2由《固定式压力容器第三部分:设计》中的规定,取K=。
δ=KpcD i2σφ−0.5pc=1.00×1.771×2300××.00−0.5×1.771=10.801mm式中D i——与封头连接的圆筒内直径,mm;δ——封头计算厚度,mm;K——椭圆形封头形状系数;pc——计算压力,MPa;[σ]t——设计温度下封头材料的许用应力,MPa;φ——焊接接头系数。
根据《锅炉压力容器安全》中的建议,取钢板厚度负偏差C1=,腐蚀裕度C2=2mm。
δ+C1+C2=10.801+0.8+2=13.601mm 加钢材圆整值后名义厚度δn=14mm。
根据JB/T 4746-2002《钢制压力容器用封头》查得,相应封头的质量为。
封头的相关设计汇总如下表3-2。
结构尺寸如图3-1。
法兰和接管的结构及材料选择液化石油气储罐应设置排污口、气相平衡口、气相口、出液口、进液口、人孔、液位计口、温度计口、压力表口、安全阀口、排空口。
各接口都应设置相应的接管,通过法兰与外界连接。
(1)法兰的结构及材料选择=6MPa,板式平焊法设计压力,根据HT/G 20592-2009《钢制管法兰》表,选用PN兰PL。
根据HT/G 20592-2009《钢制管法兰》表,P=6MPa时,液位计口选接管公称直N径32mm,压力表口,温度计口选接管公称直径20mm,其余管口可选接管公称直径=80mm。
由介质特性和使用工况,根据HT/G 20592-2009《钢制管法兰》表,选择密DN封面形式为突面RF。
根据各管公称直径及HT/G 20592-2009《钢制管法兰》表得各法兰的尺寸如表3-3所示。
表3-3 各法兰的尺寸(2)接管的结构及材料选择接管选用无缝钢管。
根据《压力容器与化工设备实用手册》中表1-2-2确定接管的相关尺寸,如表3-4所示。
人孔的结构设计人孔是为了检查压力容器在使用过程中是否产生裂纹、变形、腐蚀等缺陷的结构。
人孔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来看,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。
在人孔法兰与人孔盖之间的密封面,根据人孔承压的高低、介质的性质,可以采用突面、凹凸面、榫槽面或环连接面。
从人孔盖的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。
人孔的结构采用带整体锻件凸缘补强的回转盖,采用板式平焊法兰连接,密封面采用突面RF 形式。
人孔的公称直径取D N =500mm ,以方便工作人员的进入检修。
根据HG/T 21517-2014《回转盖带颈对焊法兰人孔》表3-3确定人孔。
人孔的相关尺寸如下表3-5所示。
表3-5 人孔的相关尺寸Q345R 。
人孔位置选在距封头切线2000mm 处。
支座的材料选择及结构设计(1)支座负荷的计算 储罐总质量m =m 1+2m 2+m 3+m 4式中m 1——筒体质量,kg ;m 1=ρV =ρπDδL=7.85×103×π×2.3×0.014×15.2=12070kgρ——Q345R 钢材密度,查阅资料,为7.85×103kg /φ3;φ2——封头质量,kg ; φ3——充液质量,kg ;φ3=φφ=φ(φ筒+2φ封)=1000×(2.32π4×15.2+2×1.7588m 3)=66670kg式中水的密度大于液化石油气,水压试验充满水,故取密度1000kg/m 3。