液氨贮罐机械设计.docVIP

设计任务书 设计课题：液氨贮罐的机械设计 工艺参数 最高使用温度：T=50℃ 公称直径：DN=2800mm 筒体长度（不含封头）：L0=5200mm 设计内容 筒体材料的选择 罐的结构尺寸 罐的制造施工 零部件型号及位置 相关校核计算 设计人：卢思聪 学号：0708010221 下达时间：2010年11月19日 完成时间：2010年12月21日 目录 设计任务书 I 1 前言 1 2 设计思想及基本参数 2 2.1 设计思想 2 2.2 基本设计参数 2 3 材料结构的选择与论证 3 3.1 材料的选择 3 3.2 结构选择与论证 4 3.2.1 贮罐结构形式的选择 4 3.2.2 封头的选择 4 3.2.3 人孔的选择 4 3.2.4 法兰的选择 5 3.2.5 支座的选择 6 4 设计计算 7 4.1 筒体厚度的计算 7 4.2 封头厚度的计算 7 4.3 水压实验及强度校核 8 4.4 选择人孔及核算开孔补强 9 4.5 核算承载能力及选择鞍座 11 5 附件的选择与确定 13 5.1 选择液面计 13 5.2 选择工艺接管 13 5.2.1 液氨进料管 13 5.2.2 液氨出料管 13 5.2.3 排污管 14 5.2.4 安全阀接管 14 5.2.5 放空接管 14 5.2.6 液面计接管 14 6参数校核 15 6.1 筒体轴向应力校核 15 6.1.1 筒体轴向弯矩计算 15 6.1.2 筒体轴向应力计算 16 6.2 筒体和封头切向应力校核 17 6.2.1 筒体切向应力计算 17 6.2.2 封头切向应力计算 17 6.3 筒体环向应力校核 17 6.3.1 环向应力计算 17 6.3.2 环向应力校核 18 6.4 鞍座有效断面平均压力 18 7 设计总汇 20 8 液氨储罐装配图 21 9 结束语 22 10 参考文献 23 1 前言 本次课程设计是在我们学完《化工设备机械基础》这门课程后开的课程设计，任务是设计一台液氨贮罐，以提高我们对理论知识的理解和运用。 在设计中通过工艺计算及查阅了相关的资料，按照设计任务对液氨贮罐的材料结构和相应的型号进行了确定，并用CAD工具绘制成图。 由于个人的知识水平有限，若在设计中有不足和错误之处，还望老师指正。 2 设计思想及基本参数 2.1 设计思想 化工容器设计的基本要求是安全性与经济性，安全是核心问题，在充分保证安全的前提下尽可能做到经济。 首先根据设计任务及基本参数，查阅各种国家规定的设计标准进行容器的选型、基本结构的确定和材料的选择，其中包括贮罐类型的选择，容器用钢材料的选择，封头的选择，人孔的选择，法兰的选择，液面计的选择，支座的选择。 然后再根据设计参数进行工艺计算，设计出容器各组成部分的工艺数据，其中包括筒体的厚度，封头的厚度，水压实验及强度核算，人孔及开孔补强，承载能力及鞍座的设计等等。 最后对设计出的结果进行总汇并做出所设计贮罐的装配CAD图。 2.2 基本设计参数 最高使用温度：T=50℃ 公称直径：DN=2800mm 筒体长度（不含封头）：L0=5200mm 查表可知50℃时液氨的饱和蒸汽压为P=2.033Mpa（绝对压力）此压力即为容器的最大工作压力。容器的设计压力应该高于其最大工作压力，对于装有安全阀的容器，其设计压力不得低于安全阀的开启压力，安全阀的开启压力是根据容器最大工作压力调定，据此，取最大压力的1.10倍作为容器的设计压力，则 设计压力p=1.1×（2.033-0.101）=2.1252Mpa（表压）， 取p=2.2Mpa（表压）。 3 材料结构的选择与论证 3.1 材料的选择 钢材根据化学成分，压力容器用钢可分为碳素钢、低合金钢和高合金钢。 在设计和制造化工容器时，选择容器用钢必须综合考虑：容器的操作条件，材料的使用性能，材料的加工工艺性能，经济的合理性。并且必须符合GB150-1988《钢制压力容器》的要求。 由于设计要求最高使用温度：T=50℃，设计压力P=2.2Mpa（表压），液氨低腐蚀，该容器属于中压、低温范畴，同时温度和压力有波动。对材料的要求应是耐压，耐低温，且抗压力波动。根据选材原则优先考虑16MnR、15MnVR、15MnTi等钢材。再考虑到经济性选择16MnR为设计容器筒体和封头所用钢材。在GB 150《钢制压力容器》中，对钢板、锻件、紧固件均规定了材料的许用应力，16MnR的许用应力见表3-1。 表3.1 压力容器用16MnR钢板的许用应力 钢号 钢板标准 使用状态 厚度 mm 常温强度指标 在下列温度(℃)下的需用应力/MPa σb MPa σs MPa ≤20 100 150 16Mn