20M3液化石油气储设计.doc

摘要 本设计按过程装备与控制工程专业教学计划要求，在完成专业核心课程《过程设备设计》学习后，这对此课程安排的课程设计。其目的是强化理论知识，并进行实践训练，培养学生解决工程实际问题的能力。 我的主要任务是完成20M3液化石油气储罐设计。儿储罐属于存储压力容器（代号C）主要用于储存、盛装气体、液体、液化气体等介质的压力容器。按照国家必威体育精装版压力容器标准、规范进行设计，本着可靠、经济、适用的原则选取。本次设计分成两个阶段，一为设计计算、绘制装备图草图，二为用CAD绘制总装配图。本次设计按照工艺人员给定的工艺条件，计算确定储罐的轮廓尺寸的设计计算及相关的结构设计，其具体内容包括工艺设计、机械设计、技术条件的编制等等。 本次储罐设计是在孙海洋XX老师的耐心指导下完成的，XX老师对本次设计给予了莫大的帮助，对此表示由衷感谢。 前言 1 第一章 工艺计算 2 1.1设计存储量 2 1.2设计压力 2 1.3设计温度确定 3 第二章 机 械 设 计 3 2.1承压壳体设计 3 2.2零部设计 6 第三章 各种接管总体布局 14 第四章 强度计算校核 15 4.1水压试验 15 4.2应力校核 15 4.3稳定性条件 17 4.4补强计算 17 4.5气密性试验 20 总结 21 参考文献: 22 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。 式中：——装载系数（Ф=0.90）； V——压力容器容积（20m3）； ——设计温度下的饱和溶液的密度，（0.485） 根据设计条件=0.9×20×0.485=8.730t 1.2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。工作压力为相应温度下的饱和蒸气压。因此，不需要设保冷层。 表1常温储存液化气体压力容器规定温度下的工作压力 液化气体临界温度 无保冷设施规定温度下的工作压力 ≧50℃ 50℃饱和蒸汽压力 ＜50℃ 设计规定的最大装量下位50℃的气体压力 表2常温储存混合液化气体压力容器规定温度下的工作压力 混合液化石油气50℃饱和蒸汽压力 无保冷规定温度下的工作压力 ≦异丁烷50℃饱和蒸汽压力 =异丁烷50℃ ＞异丁烷50℃饱和蒸汽压力≦丙烷50℃饱和蒸汽压力 =丙烷50℃饱和蒸汽压力 ＞丙烷50℃饱和蒸汽压力 =丙烷50℃饱和蒸汽压力 表3 液化气体饱和蒸汽压及饱和密度 温度℃ -15 10 30 50 饱和蒸汽压Mpa 液化石油气 0.183 0.319 0.722 1.182 丙烷 0.279 0.616 1.058 1.710 饱和液密度Kg/m3 液化石油气 571 543 512 485 因为：P异丁烷P液化气P丙烷 当液化石油气在50℃时的饱和蒸汽压力高于异丁烷在50℃时的饱和蒸汽压力时，若无保冷设施，则取50℃时丙烷的饱和蒸汽压力作为最高工作压力。 对于设置有安全泄放装置的储罐，设计压力应为1.05~1.1倍的最高工作压力。 即为=1.710MPa。故，=1.77MPa。 1.3设计温度确定 液化石油气参数的确定， 根据本设计工艺要求，使用地点为太原市的室外，用途为液化石油气储配站工作温度为-20—50℃，介质为易燃易爆的气体。 在低温状态下,由饱和蒸气压力引起的应力水平不会很高。 由上述条件选择危险温度为设计温度。为保证正常工作，对设计温度留一定的富裕量。所以，取最高设计温度t=50℃，最低设计温度t=﹣20℃。根据储罐所处环境，最高温度为危险温度，所以选t=50℃为设计温度。 第二章 机 械 设 计 2.1承压壳体设计 化工设备结构设计包括承压壳体（筒体和封头）及零部件的设计。零部件包括支座、接管和法兰、人孔和手孔、液面计、视镜等。我国已经制订了化工设备通用零部件的系列标准，设计时可根据具体设计条件按照标准进行选用。 为使壳体满足工艺要求，材料选择也很重要。 表4 Q345R Q245R的性能参数 钢号 钢板标准 状态 厚度mm 常用强度指标 定温下的许用应力MPa σbMPa σsMPa ≦20 100