化工设备机械基础课程设计..doc

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 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 3 筒体长度（不含封头）：L0=3900mm 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。以安全为前提，综合考虑质量保证的各个环节，尽可能做到经济合理，可靠的密封性，足够的安全寿命。设计的主要步骤如下： 1）对设计中要用的各种设计参数进行计算和选取，以及根据制造容器的特殊要求选择材料。 2）利用计算公式对容器筒体和封头壁厚的设计，以及封头类型的选择。 3）根据鞍座承受的载荷而选用对称布置的双鞍座，再对容器进行各种应力分析和校核。 4）从连接的密闭性、强度等出发，标准选用各种法兰。 5）根据以上的容器设计计算，画出总的设备图。 1.2设计参数的确定 1）设计温度:T=50℃ 2)设计压力：查《化工设备机械基础》(赵军，张有忱，段成红编，p132)本贮罐在最高使用温度下，氨的饱和蒸汽压为2.033Mpa(绝对压强)，故取设计压力为p=1.10×（2.033－0.10133）=2.12MpaPi=DN·ρ·g=2.6×562.90×9.81×10-6=0.0144Mpa＜5％p=0.106Mpaσ］=［σ］t=112Mpa）,法兰材料选择16Mn(锻)，鞍座底板材料选用16MnR，鞍座其余材料选用Q235-AF。 4)钢板厚度负偏差：由《化工设备机械基础》（赵军，张有忱，段成红编，p128）表9—10知钢板厚度在8.0~25mm时钢板负偏差C1=0.8mm。 5)腐蚀裕量：根据《化工设备机械基础》（赵军，张有忱，段成红编，p128） 知腐蚀余量有介质对材料的均匀腐蚀速率与容器的设计寿命决定。腐蚀裕量C2=λ·n ，其中λ为腐蚀速率；n为容器的设计寿命。根据《腐蚀数据与选材手册 》（左景伊，左禹编著P216）钢铁对于氨气和液氨有优良的腐蚀性，腐蚀率在0.1mm/a以下。且设计贮罐为单面腐蚀，故取C2=2.0mm。 6)焊接头系数：本次设计是液氨贮罐的机械设计。氨属于中度毒性物质，又由于PV=2.12×2.62×π/4=47.2510Mpa.m3 ,由《化工设备机械基础》（赵军，张有忱，段成红编，p99，p127表9—6）可知，该设备为中压储存容器，即为第三类压力容器。要保证设备密封性能良好，故筒体焊接结构采用双面焊或相当于双面的全焊透的对接接头，且全部无损探伤的，故取焊接头系数φ=1.0。 7）许用应力：对于本设计是用钢板卷焊的筒体以内径作为公称直径DN=D1=2600mm。假设16MnR钢的厚度在16~36mm之间，根据《化工设备机械基