东北石油大学过程设备设计常规设计的幻灯片.ppt

* 4.3 常规设计 例 题： 有一卧式圆筒形贮罐，内装浓度99%的液氨，筒体 ，筒体长 两端采用标准椭圆封头，贮罐最高操作温度（夏季）不超过50℃，具有可靠的冷却措施，罐顶有安全阀，试初步确定其壁厚。 内径 1、设计参数及材料的确定 （1）设计温度T：因具有可靠的冷却措施，故取最高操作温度，T=50℃ （2）设计压力P：氨为液化气，查有关手册，在50℃时的饱和蒸汽压为1.97MPa（表），设安全阀开启压力为 因此，取： 由计算可知液体静压力小于5%的设计压力，故 ，而假设氨的 。液柱压力为： 故液体静压力忽略不计） 忽略不计。（因为 密度 （3）计算压力 因不计液柱静压力，故可取 根据GB150-1998(2010)《钢制压力容器》，因为： 故不能选用Q235-A，在此选用16MnR(Q345)钢板，使用状态为热轧或正火。 （4）材料选择： （5）腐蚀裕量 查《腐蚀数据手册》16MnR耐氨腐蚀，腐蚀速率 这里取： 若设计寿命为15年，则可得： （6）焊接接头系数 该容器属中压贮存容器，按《压力容器安全技术监察规程》规定，氨属中度毒性介质，且： 故应视为第三类压力容器，筒体纵焊缝应采用全焊透双面对焊，且100%无损探伤，所以 查附录表得 （8）钢板负偏差： 根据设定的： 查P133表4—2得： （7）许用应力： 2、厚度计算： 筒体计算厚度： 筒体设计厚度： 考虑到： 则筒体的名义厚度： （与假设的相一致） 3、讨论： （1）厚度计算还应包括封头计算； （2）上述计算过程确定的 结果，作为卧式容器，还应在根据支座设计并对有关应力进行校核后，方可最后确定 。 （3）确定 和 时均应先设定 计算得到的名义厚度 必须在设定范围内。 ，只是初步 范围，最后 （4）原则上应按传热学方法计算金属温度后再确定设计温度，但对于0℃以上工况，若根据实际条件能确定最高金属温度的上下限，且该范围内许用应力值不变或变化极小，则可取上限温度作为设计温度。 ⑤?比较计算外压力 和许用外压力 ：若 且较接近，则假设的名义厚度 合理，否则需要重新假设计算。 ★厚壁圆筒的设计步骤 见教材133页！ 4.3 常规设计 4.3.3 封头设计 外压容器设计例题 有一减压塔如图所示：内径 量C=2mm， 为24600mm（包多封头直边段），塔内真空度为30mmHg，设计温度为150℃，塔壁材料为Q235-A ，试问：当塔的有效壁厚 ，壁厚附加 筒体上下端为标准椭圆封头，筒体长度 时： 1.塔体和封头稳定性是否满足要求？ 2.若不满足则应加多少个加强圈？并确定加强圈的型号（用等边角刚）。 3.若不设加强圈，则壁厚应为多少才能满足稳定性要求？ 解： 1.稳定性校核： 按无安全控制装置真空容器考虑，据GB150, 取设计外压： 计算压力： （1）塔体圆筒的校核： 圆筒计算长度： 圆筒外径： 由 查图4-6得： 可见： 筒体 不满足稳定性要求 由A查图4-7无交点，所以： （2）椭圆封头稳定性校核： 当量曲率半径： 所以： 按半球封头设计时： 由A查厚度计算图（Q235-A，150℃）得： 许用外压 故封头： 时满足要求 2、筒体加强圈设计 （材料Q235-A，设计温度150℃） 加强圈个数n及间距 加强圈最大间距按下式计算： * * *