液化石油气卧式储罐课程设计.docVIP

前 言 随着我国石油化工行业的快速发展，液化石油气作为炼油化工的副产品，以其经济高效、清洁环保以及灵活方便的优势占据着城乡能源市场，储配站的液化石油气通常采用球形储罐或卧式储罐进行储存。 液化石油气是一种低碳的烃类混合物，主要由乙烷、乙烯、丙烷、丙烯、丁烷、丁烯及少量的戊烷、戊烯等组成。常温常压下是气态，在加压和降低温度的条件下变成液体。气态相对密度为空气的2倍，液化石油气的饱和蒸气压随温度升高而急剧增加，其膨胀系数较大,一般为水的10倍以上，气化后体积膨胀250～ 300倍。液化石油气是一种极易燃烧、爆炸的石油化工原料，其储罐属于具有较大危险的储存容器之一。因此，在满足设施功能要求下，储罐具有良好的安全性是设计的首要问题。 目前我国普遍采用的常温压力贮罐一般有两种形式：球形储罐和圆筒形储罐。球形储罐与圆筒形储罐相比，前者具有投资少， 金属耗量少，占地面积少等优点，但加工制造及安装复杂， 焊接工作量大，故安装费用较高。一般储存总量大于500m3或单罐容积大于200m3时选用球形储罐比较经济。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500m3，单罐容积小于100m3时选用卧式贮罐比较经济。圆筒形贮罐按安装方式可分为卧式和立式两种。在一般中、小型液化石油气站内大多选用卧式圆筒形贮罐,，只有某些特殊情况下（站内地方受限制等）才选用立式。 本次设计对液化石油气卧式储罐进行设计计算。主要内容包括储罐工艺参数计算、储罐的结构设计、储罐的强度计算、应力校核、绘制设备总图以及针对一些安全问题提出对策措施。各项设计参数都正确参考了行业使用标准或国家标准，这样让设计有章可循，并考虑到结构方面的要求，合理地进行设计。  目 录 TOC \o 1-3 \h \z \u 1 概述 1 1.1 设计任务及原始参数 1 1.2 液化石油气的性质 1 2 工艺参数计算 3 2.1 设计压力的确定 3 2.2 设计温度的确定 3 2.3 设计存储量的确定 3 3 储罐的结构设计 4 3.1 筒体的材料选择及结构设计 4 3.2 封头的材料选择及结构设计 5 3.3 法兰和接管的结构及材料选择 6 3.4 人孔的结构设计 8 3.5 支座的材料选择及结构设计 8 3.6 安全装置的设计 10 3.6.1 安全阀的选用 10 3.6.2 液位计的选用 12 3.6.3 压力表的选用 13 3.7 焊接接头设计 13 4 储罐的补强设计 14 5 储罐的强度计算及应力校核 16 5.1 储罐的强度计算 16 5.1.1 圆筒轴向应力 16 5.1.2 圆筒切向剪应力 18 5.1.3 封头切向剪应力 18 5.1.4 圆筒周向应力 18 5.2 储罐的应力校核 18 5.2.1 圆筒及封头的应力校核 18 5.2.1 支座的应力校核 19 6 安全管理 20 7 设计总结 21 参考文献 22 PAGE 22 1 概述 1.1 设计任务及原始参数 本次设计要求根据给定的资料和数据，设计一个液化石油气储配站使用的液化石油气卧式储罐。相关要求及数据如下表1-1所示。 表1-1 液化石油气储罐的原始数据 存储介质 液化石油气 工作压力（MPa） 1.61 工作温度（℃） -20~50 公称直径（mm） 2300 容积（m3） 60 充装系数 0.9 其他要求 100%探伤 1.2 液化石油气的性质 液化石油气在常温常压下呈气态，在常温加压或常压低温下很容易从气态转变为液态，便于运输及贮存，故称液化石油气。液化石油气主要组成有丙烷、丙烯、丁烷、丁烯等四种。除上述主要成分外，有的还含有少量的戊烷、硫化物和水等。通常所说的液化石油气都存在液、气两种形态，液、气态处于动态平衡中。液化石油气沸点很低，储罐内液化石油气受热膨胀，很可能会将储罐内空间充满，导致钢瓶胀裂发生爆炸。液化石油气的饱和蒸汽压是随温度而变化的，温度升高，蒸汽压也增大。此外液化石油气的蒸汽压和组份有关，不同组份有不同的蒸汽压。大约温度每升高1℃，蒸汽压力增大约0.02—0.03MPa。 液化石油气极易燃，与空气混合能形成爆炸性混合物。遇热源和明火有燃烧爆炸的危险。与氟、氯等接触会发生剧烈的化学反应。其蒸气比空气重，能在较低处扩散到相当远的地方，遇明火会引着回燃。此外，液化石油气还具有易爆性，液化石油气的爆炸极限为1.5%—9.5%，其爆炸极限范围比汽油大，爆炸下限低，比汽油更易发生燃烧爆炸。易产生静电积聚，在收发作业中易产生大量的静电积聚，易引起静电事故。易膨