20M3液氨储罐设计说明书[精品].doc

20液氨储罐 设计说明书 专业班级： 化工07—1班 姓 名： 张 炫 学 号： 太原理工大学化学工程工艺学院 2009年 5 月20液氨储罐设计说明书 氨作为一种重要的化工原料，应用广泛，为运输及储存便利，通常，将气态的氨气通过加压或冷却，得到液态氨。液氨，又称为无水氨，是一种无色液体，有强烈的刺激性气味，液氨在工业上应用广泛，而且具有腐蚀性，且容易挥发，采用钢瓶和槽车装运。 本次设计为20液氨储罐。 一　选择压力容器 1 压力容器的类型 化工设备的主体是压力容器，容器的强度决定着设备的安全性，为了加强压力容器的安全监察，保护任命生命和财产的安全，国家质量监督局颁布了?压力容器安全技术监察规程?这是一部对压力容器安全技术监督提出基本要求的法规，压力容器设计、安装、使用、检验、修理和改造等单位必须遵守的法规，为了有利于安全技术监督和管理，?压力容器安全技术监察规程?将其管辖范围内的压力容器划分为三类，分别为第一类压力容器、第二类压力容器和第三类压力容器。 本次设计压力容器中的介质为液态氨，属于中度危害，且设计压力为中压，所以将其划分为第三类压力容器。 2 压力容器的用材 正确选择材料对于保护设备的安全使用和降低成本是至关重要的。压力容器用材料包括容器及压壳体用钢和设备零部件用材料，零部件有受压元件（如接管、法兰）和非受压元件（如支座），所用材料涉及钢板、钢管、锻件、型钢及钢棒等。 压力容器受元件用钢应符合GB150?钢制压力容器?中的有关规定，对于非受压元件用钢，当与受压元件焊接时，也应是焊接性能良好的钢材。 压力容器通常采用钢板经过成型焊接而成，法兰视具体情况可采用钢板或锻件，螺栓和螺柱应采用钢棒，接管一般应采用无缝钢管，支座所用材料涉及钢板，型钢及钢管，因为使用温度在-20℃～50℃，设计压力为2.0MPa，所以选用16MnR， 封头采用标准椭圆形封头，同样采用16MnR。 16MnR的使用温度为-20～475℃，设计压力p≤35MPa，对容器中的介质没有限制，是压力容器专用钢。 二　设计压力和设计温度的确定 １．设计温度的确定 根据液氨储罐工作温度为-20～48℃ 所以选择设计温度t=50℃ ２．设计压力的确定 经查下表得50℃下液氨饱和蒸汽压为1.925MPa，所以工作压力=（1.925－0.101）MPa=1.824MPa，设计压力为容器的设计载荷条件之一，其值不得低于最高工作压力，而最高工作压力系指容器顶部在正常工作过程中可能产生的最高表压。装设安全阀的容器，考虑到安全阀开启动作的滞后，容器不能及时泄压，设计压力不得低于安全阀的开启压力，通常可取最高工作压力的1.05——1.10倍，所以设计压力P=2.0Mpa 液化气饱和蒸汽压及饱和液密度 温度℃ -20 20 40 50 饱和蒸汽压Bar 氨 1.93 1.93 15.20 19.25 氯 0.82 5.65 10.27 13.03 丙烷 2.55 8.96 14.48 17.93 丙烯 2.96 9.65 15.86 19.99 饱和液密度Kg/升 氨 0.6650 0.6103 0.5795 0.5663 氯 1.528 1.406 1.342 1.307 丙烷 0.56 0.53 0.47 0.45 丙烯 0.57 0.515 0.475 0.45 三.储罐构形的确定 1筒体公称直径和筒体长度的确定 公称容积＝20，则L＝20。设计筒长与筒径＝3.4（1.5－4.5）计算，得 ＝1900mm，L＝6700mm.。直边长度为25mm ，得封头容积＝2×0.9687＝1.9374 ，计算筒体容积＝＝18.845 筒体体积V＝＝20.782420 故公称直径DN＝＝1900 mm，筒体长度L=6700mm 2封头结构型式尺寸的确定 公称直径DN＝＝1900 mm，封头的公称直径必须与筒体的公称直径相一致，且中低压容器经常采用的封头型式是标准椭圆形封头，根据JB／T4746－，选用封头标准号为EHA 1900×11－16MnR。公称直径DN＝1900mm，总深度H＝500mm，内表面积 A＝4.0624，容积V＝0.9687。 4．筒体名义厚度的初步确定 卧式容器不考虑液柱静压力，故计算压力＝p＝2.0 MPa。 筒体设计选用6～16 mm厚度的16MnR，50℃下其许用应力＝170 MPa。 计算厚度 式中， ――计算压力，MPa； ――圆筒内直径，mm； ――容器元件材料在设计温度下的许用应力，MPa； ――圆筒的焊接接头 根GB3531，负偏差＝0.25系数，＝1.0。 设计容器 ＝1