化工设备设计基础设计案例课件

1、第十二章第十二章 容器设计举例容器设计举例设计一液氨贮罐。工艺尺寸：贮罐内设计一液氨贮罐。工艺尺寸：贮罐内径径D Di i=2600mm=2600mm，贮罐，贮罐( (不包括封头不包括封头) )长度长度L L4800mm4800mm。使用地点：天津。使用地点：天津。解：解：1. 1.罐体壁厚设计罐体壁厚设计 根据第二篇第八章选材所作的分析，根据第二篇第八章选材所作的分析，本贮罐选用本贮罐选用16MnR16MnR制作罐体和封头。制作罐体和封头。设计壁厚设计壁厚d dd d根据根据(4-12)(4-12)式计算：式计算： 22CppDtidd设计压力设计压力: :夏季最高温度可达夏季最高温度可达4

2、040，氨，氨饱和蒸气压饱和蒸气压1.555MPa1.555MPa（绝压（绝压) )故取故取p=1.1x1.455=1.6MPa (p=1.1x1.455=1.6MPa (表压表压) )；D Di i=2600mm=2600mm； t t170MPa(170MPa(附录附录6)6)； 1.O(1.O(双面对接焊双面对接焊100100探伤，表探伤，表(4-9)(4-9)C C2 2=1mm =1mm 22CppDtidd取取C Cl l0.8mm0.8mm（表（表4-104-10），圆整取），圆整取d dn n16mm16mm厚的厚的16MnR16MnR钢板制作罐钢板制作罐体。体。3 .130

3、. 16 . 10 . 1170226006 . 1dd2 2封头壁厚设计封头壁厚设计采用标准椭圆形封头。采用标准椭圆形封头。设计壁厚设计壁厚d dd d按按(4-12)(4-12)式计算：式计算： 1.0 (1.0 (钢板最宽钢板最宽3m3m，直径，直径2.6m2.6m，封，封头需焊后冲压头需焊后冲压) )。 考虑钢板厚度负偏差及冲压减薄量，圆考虑钢板厚度负偏差及冲压减薄量，圆整后取整后取d dn n16mm16mm厚厚16MnR16MnR钢板制作钢板制作 mmCppDtid2 .136 . 15 . 00 . 1170226006 . 15 . 022d校核罐体与封头水压试验强度式校核罐体

4、与封头水压试验强度式(4-19)(4-19) s s=345 MPa =345 MPa （附录表（附录表6 6）水压试验满足强度要求。水压试验满足强度要求。 ddseeiTTDp9 . 02)(MPappT0 . 26 . 125. 125. 1mmCne2 .148 . 116ddMPaseT5 .3103450 . 19 . 09 . 02 .142)2 .142600(0 . 23 3鞍座鞍座 先粗略计算鞍座负荷。先粗略计算鞍座负荷。 贮罐总质量：贮罐总质量：mm=mm1 1+ +mm2 2+ +mm3 3+ +mm4 4 式中式中 : :mm1 1- -罐体质量；罐体质量； mm2 2

5、- -封头质量；封头质量； mm3 3- -液氨质量；液氨质量； mm4 4- -附件质量。附件质量。（1 1）罐体质量）罐体质量mm1 1 , ,筒节筒节DNDN=2600mm=2600mm，d dn n=16mm=16mm，q q1 1=1030Kg/m=1030Kg/m（附录（附录7 7），）， mm1 1=q q1 1L L=4944(Kg) =4944(Kg) （2 2）封头质量）封头质量mm2 2 , ,椭圆形封头椭圆形封头DNDN=2600mm=2600mm，d dn n=16mm=16mm，h h=40mm =40mm q q2 2=1100Kg/m=1100Kg/m（附录（附

6、录1919）mm2 2=2=2q q2 2=2200(Kg)=2200(Kg) （3 3）充水质量）充水质量mm3 3 mm3 3=V Vg gV V=V V对对+ +V V筒筒=30.42m=30.42m3 3, , mm3 330420 Kg 30420 Kg （4 4）附件质量）附件质量mm4 4人孔约人孔约200Kg200Kg，其它接管总和按，其它接管总和按300Kg300Kg计，计，mm4 4=500Kg =500Kg 设备总重量设备总重量mm=mm1 1+ +mm2 2+ +mm3 3+ +mm4 4=4950+2200=4950+2200+30420+500=38070=38.1

7、 t +30420+500=38070=38.1 t 每个鞍座承约受每个鞍座承约受190KN190KN负荷，选负荷，选用轻型带垫板，包角为用轻型带垫板，包角为120120的的鞍座。即鞍座。即JBJBT4712-92T4712-92鞍座鞍座 A2600A2600一一 F FJBJBT4712-92T4712-92鞍座鞍座 A2600A2600一一 S S 4.4.人孔人孔常温及最高工作压力常温及最高工作压力1.6MPa1.6MPa，按，按公称压力公称压力1.6MPa1.6MPa的等级选取。的等级选取。考虑人孔盖直径较大较重，水平考虑人孔盖直径较大较重，水平吊盖人孔。吊盖人孔。人孔标记：人孔标记：

8、 HG21523-95 HG21523-95 人孔人孔RF RF （AGAG）450-1.6450-1.6 RFRF指突面密封，指突面密封，指接管与法兰指接管与法兰的材料为的材料为20R20R，AGAG是指用普通石棉橡胶板垫片，是指用普通石棉橡胶板垫片，450-1.6450-1.6是指公称直径为是指公称直径为450mm450mm、公称压力为公称压力为1.6 MPa1.6 MPa。 5 5人孔补强确定人孔补强确定筒节不是无缝钢管不能直接用补筒节不是无缝钢管不能直接用补强圈标准。强圈标准。人孔筒节内径人孔筒节内径d d450mm450mm，壁厚壁厚d dn n10mm10mm。补强圈内径补强圈内径

9、D D1 1=484mm=484mm，外径，外径D D2 2=760mm=760mm，补强金属面积应大于等于开孔减少补强金属面积应大于等于开孔减少截面积，截面积，补强圈的厚度补强圈的厚度故补强圈取故补强圈取24mm24mm厚。厚。mmDDCdi3 .234847608 . 116)8 . 12450(212dd补6 6接口管接口管 (1)(1)液氨进料管：液氨进料管：用用f f57573.5mm3.5mm无缝钢管无缝钢管( (强度验算略强度验算略) )。一端切成。一端切成4545。配用具有突面密封的平焊管法兰，配用具有突面密封的平焊管法兰，法兰标记：法兰标记：HG20592 HG20592 法

10、兰法兰SO50-1.6 RF 16MnRSO50-1.6 RF 16MnR。 壳体名义壁厚壳体名义壁厚d dn n16mm12mm16mm12mm，接，接管公称直径小于管公称直径小于80mm80mm，不用补强。，不用补强。 (2)(2)液氨出料管：液氨出料管：可拆压出管可拆压出管f f25253mm3mm，用，用法兰套在接口管法兰套在接口管f f38383.5mm3.5mm内。内。罐体接口管法兰：罐体接口管法兰：HG20592 HG20592 法兰法兰SO32-1.6 RF SO32-1.6 RF 16MnR16MnR。连接尺寸和厚度与连接尺寸和厚度与HG20592 HG20592 法法兰兰S

11、O32-1.6 RF 16MnRSO32-1.6 RF 16MnR相同，相同，但内径但内径25mm25mm。 液氨压出管端部法兰液氨压出管端部法兰( (与氨输送与氨输送管相连管相连) )用用HG20592 HG20592 法兰法兰SO20-1.6 RF 16MnRSO20-1.6 RF 16MnR。都不必。都不必补强。压出管伸入贮罐补强。压出管伸入贮罐2.5m2.5m。(3)(3)排污管：排污管：贮罐右端最底部安设排污管，贮罐右端最底部安设排污管，f f57573.5mm3.5mm，管端焊有一与截止，管端焊有一与截止阀阀J41W-16J41W-16相配的管法兰：相配的管法兰：HG20592 H

12、G20592 法兰法兰SO50-1.6 RF SO50-1.6 RF 16MnR16MnR。排污管与罐体联接处焊有一厚度排污管与罐体联接处焊有一厚度为为10mm10mm的补强圈。的补强圈。 (4)(4)液面计接管液面计接管本贮罐采用两支玻璃管液面计本贮罐采用两支玻璃管液面计BIW PN1.6BIW PN1.6，L L1000mm1000mm，HG5-HG5-227-80 227-80 与液面计相配的接管与液面计相配的接管f f18183mm3mm，管法兰为管法兰为HG20592 HG20592 法兰法兰SO15-1.6 RF 16MnRSO15-1.6 RF 16MnR。(5)(5)放空管接管

13、放空管接管用用f f32323.5mm3.5mm无缝钢管，无缝钢管，法兰法兰HG20592 HG20592 法兰法兰SO25-1.6 RF SO25-1.6 RF 16MnR16MnR。(6)(6)安全阀接管安全阀接管 安全阀接管尺寸由安全阀泄放量决安全阀接管尺寸由安全阀泄放量决定。定。本贮罐选用本贮罐选用f f32322.5mm2.5mm的无缝钢管，的无缝钢管，法兰为法兰为HG20592 HG20592 法兰法兰 SO25-1.6 RF 16MnRSO25-1.6 RF 16MnR。7 7设备总装配图设备总装配图附有附有贮罐的总装配图贮罐的总装配图，技术特性表技术特性表，接管表接管表，各零部

14、件的名称、规格、，各零部件的名称、规格、尺寸、材料等见尺寸、材料等见明细表明细表。 本贮罐技术要求本贮罐技术要求1 1本设备按本设备按GBl50-1998GBl50-1998钢制压力钢制压力容器容器进行制造、试验和验收进行制造、试验和验收 2 2焊接材料，对接焊接接头型式及焊接材料，对接焊接接头型式及尺寸可按尺寸可按GB985-80GB985-80中规定中规定( (设计焊设计焊接接头系数接接头系数 1.0) 1.0) 3 3焊接采用电弧焊，焊条型号为焊接采用电弧焊，焊条型号为E4303 E4303 本贮罐技术要求本贮罐技术要求4 4壳体焊缝应进行无损探伤检查，壳体焊缝应进行无损探伤检查，探伤长度为探伤长度为100100 5 5设备制造完毕后，以设备制造完毕后，以2MPa2MPa表压表压进行水压试验进行水压试验 6 6管口方位按管口方位按接管表接管表技技 术术 特特 性性 表表名名 称称指指 标标设计压力设计压力1.6MPa工作温度工作温度40物料名称物料名称液氨液氨容积容积30.52m3 接接 管管 表表符号符号连接法兰标准连接法兰标准密封面形式密封面形式 用途用途a1-2HG20592 SO15-1.6 RF突面突面液面计接