30立方米液化石油气储罐设计.doc

前言 随着我国化学工业的蓬勃发展，各地建立了大量的液化气储配站。对于储存量小于500 或单罐容积小于150时．一般选用卧式圆筒形储罐。液化气储罐是储存易燃易爆介质．直接关系到人民生命财产安全的重要设备。因此属于设计、制造要求高、检验要求严的三类压力容器。本次设计的为30液化石油气储罐设计即为此种情况。 液化石油气贮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, 因此在设计这种贮罐时, 要注意与一般气体贮罐的不同点, 尤其要注意安全, 还要注意在制造、安装等方面的特点。 目前我国普遍采用常温压力贮罐,一般贮存总量大于500或单罐容积大于200时选用球形贮罐比较经济; 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500, 单罐容积小于100时选用卧式贮罐比较经济。本文主要讨论卧式圆筒形液化石油气贮罐的设计。 　卧式液化石油气贮罐设计的特点。卧式液化石油气贮罐也是一个储存压力容器, 也应按GB150《钢制压力容器》进行制造、试验和验收; 并接受劳动部颁发《压力容器安全技术监察规程》(简称容规) 的监督。液化石油气贮罐, 不论是卧式还是球罐都属第三类压力容器。贮罐主要有筒体、封头、人孔、支座以及各种接管组成。贮罐上设有液相管、气相管、排污管以及压力表、温度计、液面计等。 第1章 设计参数的选择 1.1设计数据 表1-:1：设计数据 序号 项目 数值 单位 备注 1 名称 30液化石油气储罐 2 用途 液化石油气储存 3 最大工作压力 1.77 MPa 4 工作温度 50 5 公称容积 30 6 装量系数 0.9 t/ 7 工作介质 液化石油气 8 工作压力波动 不考虑 9 使用地点 荆门市，室外 10 其他要求 100%无损检测 1.2设计压力 设计压力是根据最高工作压力来确定，原则是根据最危险的操作情况而定。通常选取工作压力的1.05-1.1倍，本次设计选取1.1，数据见下表1-2。 表1-2：液化石油气饱和蒸气压及密度 介质 温度 -15 10 30 50 液化石油气 饱和蒸汽压（绝压）MPa 0.183 0.319 0.722 1.182 丙烷 0.279 0.616 1.058 1.710 液化石油气 饱和液体密度kg/ 571 543 512 4485 该储罐用于液化石油气的储存，属于常温，工作压力为介质在相应温度下的饱和蒸气压。其中丙烷占主要部分可以选取丙烷的饱和蒸汽压。因此取50℃时丙烷的饱和蒸汽压为最高工作压力，由上表知50℃时丙烷的饱和蒸汽压为1.710MPa，则其表压为1.710-0.1=1.610MPa，故设计压力为1.610x1.1=1.77MPa。 1.3设计温度 设计温度是指容器在正常工作情况下，设定的元件金属温度。其值必须大于或等于正常工作的最高温度。由于工作环境在荆门室外，取最高温度50℃为设计温度。 1.4选取材料 正确的选材对于设备安全运行和降低生产成本至关重要。压力容器用材有：受压壳体及设备零部件又有受压元件与非受压元件，其包含有：钢板，钢管，钢棒等。 压力容器经钢板成型焊接而成。法兰视情况采用钢板或者锻件。螺栓，螺母采用钢棒。支座选用型钢或者钢管。常见的碳素钢和低合金钢有Q245R,Q345R等。无缝钢管材料有：10Mn，16Mn等。 对于此次储罐，设计压力为中压，温度范围-20—50，综合设备结构工艺和工作条件，参照GB713-2008，查《锅炉与压力容器用钢板》表2，可选用材料为Q345R。密度ρ=785kg/m3，许用应力[σ]=189MPa。钢管材料可以选用16Mn等 据JB/T 4732，支座材料可用Q235-A，地脚螺栓螺母按照GB/T700-2007规定，可选用Q235。 第2章 筒体及封头的设计 2.1筒体的结构设计 长径比L/D，选择时考虑的两个因素，罐体的加工和其受力大小。综合两方面情况长径比L/D一般取3—6，在这里可选L/D=4。 I筒体直径Di的确定 视筒体为圆柱形的，初步计算储罐直径Di 由： V=/4 L=4Di 得： Di==2.122m=2122mm 由于内径必须符合国家标准，此时内径可圆整为国家标准的公称直径DN故取Di=2200mm II筒体长度 由于储罐的容积是圆柱形筒体容积与两个封头的容积之和， 即： V=Vt+Vf 式中 Vt—圆柱形筒体的容积m3 Vf—单个封头的容积 m3 据JB/T4746-2002可得封头的容积为Vf=1.5459m3 故： Vt=V-Vf 即： =V-2Vf 故： L=4（V-2Vf）/=4x（30-2x1.5459）/2.2x2.2=7.079 圆整后取 L=7100mm 此时长径比L/D