50M3液化石油气储罐设计完美版

1、标准文案课程设计说明书学生：学号：学 院：专 业：题 目： (50) M3液化石油气储罐设计指导教师： 职称:2014 年大全课程设计任务书学年第学期学院：专业：学生姓名：学号：课程设计题目：(50) M3液化石油气储罐设计起迄日期：课程设计地点：校指导教师：下达任务书日期：2014年标准文案课程设计任务书1设计目的：”1）使用国家最新压力容器标准、规进行设计，掌握典型过程设备设计的全过程。2）掌握查阅、综合分析文献资料的能力，进行设计方法和方案的可行性研究和论证。3）掌握电算设计计算，要求设计思路清晰，计算数据准确、可靠，且正确掌握计算 机操作和专业软件的使用。4）掌握工程图纸的计算机绘图。

2、2. 设计容和要求（包括原始数据、技术参数、条件、设计要求等）：,j m 一 a - j a m w - a j m 一 a - j a m w - a j m 一 a - j a w m w - a j m 一 a - j a w m -a j m 一 a - j a w m j a j m 一 .n a - j a » m w w - a &a_ » a - j a » m w w - a &a _ » a - j a » m w - a &a _ » a - j a > m w - a &a

3、 _ «1 原始数据设计条件表序号项目数值单位备注1名称液化石油气储罐2用途液化石油气储配站3最咼工作压力1.92MPa由介质温度确定4工作温度-20 48C5公称容积（Vg）50M36工作压力波动情况可不考虑7装量系数（$ V）0.98工作介质液化石油气（易燃）9使用地点室外10安装与地基要求储罐底壁坡度 0.01 - 0.0211其它要求管口表接管代号公称尺寸连接尺寸标准连接面形式用途或名称A32HG20592-1997RF液位计接口B80HG20592-1997RF放气管C500HG/T21514-2005/人孔D80HG20592-1997RF安全阀接口E80HG20592-

4、1997RF排污管F80HG20592-1997RF液相出口管G80HG20592-1997RF液相进口管H20HG20592-1997RF压力表接口I20HG20592-1997RF温度计接口2 设计容1）设备工艺、结构设计；2）设备强度计算与校核；3）技术条件编制；4）绘制设备总装配图；5）编制设计说明书。3. 设计工作任务及工作量的要求包括课程设计计算说明书（论文）、图纸、实物样品等：1）设计说明书：主要容包括：封面、设计任务书、目录、设计方案的分析和拟定、各部分结构尺寸的设计计算和确定、设计总结、参考文献等；2）总装配图设计图纸应遵循国家机械制图标准和化工设备图样技术要求有关规定，图面

5、布置要合理，结构表达要清楚、正确，图面要整洁，文字书写采用仿宋体、容要详尽，图纸采用计算机绘制。大全4. 主要参考文献:1 国家质量技术监督局，GB150-1998钢制压力容器，中国标准，19982 国家质量技术监督局，压力容器安全技术监察规程，中国劳动社会保障，19993 全国化工设备设计技术中心站，化工设备图样技术要求，2000，114 津洋、董其伍、桑芝富，过程设备设计，化学工业，2001黄振仁、新利，过程装备成套技术设计指南，化学工业，2002 国家医药管理局医药，化工工艺设计手册，化学工业，19967蔡纪宁主编，化工设备机械基础课程设计指导书，化学工业，2003年5. 设计成果形式及

6、要求：1）完成课程设计说明书一份；2）草图一（A1图纸一）3）总装配图一 （A1图纸一）;标准文案.、八、一前言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 , 尤其是安全与防火 , 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 , 常温贮罐一般有两种形式 : 球 形贮罐和圆筒形贮罐。球形贮罐和圆筒形贮罐相比 : 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。一般贮存总量大于 500 M3或单罐容积大于200

7、 M3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 M3, 单罐容积 小于100 M3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、小型液化石油气站大多选用卧式圆筒形贮罐 , 只有某些特殊情况下 (站地方受限制 等) 才选用立式。本文主要讨论卧式圆筒形液化石油气贮罐的设计。 液化石油气呈液态时 的特点。 (1) 容积膨胀系数比汽油、煤油以及水等都大 , 约为水的 16倍, 因此, 往槽车、贮 罐以及钢瓶充灌时要严格控制灌装量 , 以确保安全 ；(2) 容重约为水的一半。因

8、为液化石油 气是由多种碳氢化合物组成的 , 所以液化石油气的液态比重即为各组成成份的平均比重 , 如在常温20C时,液态丙烷的比重为0. 50,液态丁烷的比重为0. 56 0. 58,因此，液化石 油气的液态比重大体可认为在 0. 51 左右, 即为水的一半。 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、液相回液管、

9、气相管、排污管以及安全 阀、压力表、温度计、液面计等大全目录第一章 工艺设计 - 1 -1.1 液化石油气参数的确定 -1 -1.2 设计温度 -1 -1.3 设计压力 -1 -1.4 设计储量 -2 -第二章 结构设计 - 3 -2.1 筒体和封头的设计： -3 -2.1.1 筒体设计： - 3 -2.1.2 封头设计： - 3 -2.1.3 筒体厚度计算： - 4 -2.1.4 封头厚度计算： - 5 -第三章 零部件的确定 - 5 -3.1 开孔和选取法兰分析 -5 -3.2 安全阀设计 -6 -3.2.1 安全阀最大泄放量的计算 - 7 -3.2.2 安全阀喷嘴面积的计算 - 7 -3

10、.2.3 安全阀的选型 - 9 -3.2.4.安全阀法兰的确定 - 10 -3.3 压力表及其连接件的确定 - 103.4 液面计及其连接件的确定 - 123.5 接管，法兰，垫片和螺栓的选择 - 123.5.1 接管和法兰 - 12 -3.5.2 垫片的选择 - 14 -3.5.3 螺栓（螺柱）的选择 - 15 -3.6 人孔的选取 - 163.7 开孔补强 - 173.8 鞍座选型和结构设计 - 203.8.1 鞍座选型 - 20 -3.8.2 鞍座位置的确定 - 22 -3.9 焊接接头的设计： - 23-第四章 强度校核 24结束语 34参考文献 35第一章工艺设计1.1液化石油气参数

11、的确定液化石油气的主要组成部分由于石油产地的不同，各地石油气组成成分也不同。取产自克拉玛依液化石油气如下：组成成分1=1异辛烷乙烷丙烷异丁烷正烷异戊烷正戊烷乙炔各成分百分比0.012.2547.323.4821.963.791.190.02表1-1液化石油气组成成分对于设计温度下各成分的饱和蒸气压力如下：表1-2各温度下各组分的饱和蒸气压力温度，C饱和蒸汽压力，MPa异十烷乙烷丙烷异丁烷止烷异戊烷正戊烷乙炔-2501.30.20.060.040.0250.0070-2001.380.270.0750.0480.030.0090002.3550.4660.1530.1020.0340.02402

12、003.7210.8330.2940.2050.0760.058050071.7440.670.50.20.160.00111.2设计温度根据本设计工艺要求，使用地点为室外，用途为液化石油气储配站工作温度为-2048C,介质为易燃易爆的气体。从表中我们可以明显看出，温度从50C降到-25C时，各种成分的饱和蒸气压力下降的很 厉害，可以推断,在低温状态下，由饱和蒸气压力引起的应力水平不会很高。由上述条件选择危险温度为设计温度。为保证正常工作，对设计温度留一定的富裕量。 所以，取最高设计温度t=50C，最低设计温度t=- 25C。根据储罐所处环境，最高温度为 危险温度，所以选t=50C为设计温度。

13、1.3设计压力该储罐用于液化石油气储配供气站，因此属于常温压力储存。工作压力为相应温度下的饱和蒸气压。因此，不需要设保温层。根据道尔顿分压定律，我们不难计算出各种温度下液化石油气中各种成分的饱和蒸气分压，如表：表1-3各种成分在相应温度下的饱和蒸气分压温度r饱和蒸气分压,MPa1=1异辛烷乙烷丙烷异丁烷正烷异戍烷正戍烷乙烯-2500.0290.09460.0140.00880.000950.0000830-2000.0310.1270.01760.01050.001140.0001090000.0530.22040.03590.02240.001290.00025602000.0840.394

14、0.0690.0450.002880.00063050000.08250.15730.10980.007580.00190有上述分压可计算再设计温度t=50C时，总的高和蒸汽压力n=8P= "yp =0.01% X 0+2.25% X 7+47.3% X 1.744+23.48% X 0.67+21.96% X 0.5+3.79% Xi=10.2+1.19%X 0.16+0.02%X 0.0011=1.25901 MPa因为： P异丁烷 (0.2) <P 液化气 (1.25901)<P 丙烷 (1.744)当液化石油气在50r时的饱和蒸汽压力高于异丁烷在50r时的饱和蒸汽

15、压力时，若无保冷设施，则取50r时丙烷的饱和蒸汽压力作为最高工作压力。对于设置有安全泄放装置的储罐，设计压力应为1.05-1.1倍的最高工作压力。所以有Pc=1.1X 1.744=1.92MPa。1.4设计储量表1-4液化石油气主要成分在50 r的密度 Kg/m3温度r丙烷异丁烷正丁烷50446520542参考化工原理：1 n w 0.493 0.2348 0.2196 510 t i 1 i446520542故设计存储量为:W=? V P t=0.9 X 50X 510=22950Kg=22.95t第二章结构设计2.1筒体和封头的设计:对于承受压，且设计压力Pc=1.92MPa<4MP

16、a的压力容器，根据化工工艺设计手册（下） 常用设备系列，采用卧式椭圆形封头容器。2.1.1筒体设计：查 GB150-2011,为了有效的提咼筒体的刚性，一般取 L/D=36，为方便设计，此处取L/D=4 所以有：504由 连解得：D=2.515m=2515mm圆整得D=2600mm。2.1.2封头设计：查标准JB/T4746-2002钢制压力容器用封头中表 B.1 EHA椭圆形封头表面积、容积得：LL图2-1椭圆形封头EHA椭圆形封头表面积、容积公称直径DN /mm总深度H /mm表面积A/ m容积V 封 /m 由 2V封 + D L/4=50 得 L=8471mm26006907.65452

17、.5131圆整得L=8500mm则L/D=3.27>3符合要求。则V计=VW +2 X V封= D L/4+2 X V封=50.16 M3V计-VV50.16 50 100%0.32%5%50故符合要求。3V计= V 计=45.144 m当量静液压：L计=L+4H/3=9.391 m静液压：P静gDi 510 9.8 2.6 10-60.013MpaR殳X 5%=0.096Mpa >> P静则P静可以忽略。根据介质的易燃易爆、有毒、有一定的腐蚀性等特性，存放温度为-2048 C,最高工作压力等条件。根据 GB150-2011表2,选用筒体材料为低合金钢Q345R （钢板标准为

18、GB713）,适用于介质含有少量硫化物，具有一定腐蚀性，壁厚较大（8mm）的压力容器。 Q345R钢板在-2048 C围的许用应力根据过程设备设计表D-1查取，根据GB150,初选厚度为316mm，最低冲击试验温度为-20C，热轧处理，c =189Mpa;面焊接；钢板 负偏差由化工设备机械基础查得：C10.8mmC2 2mm腐蚀裕量由化工设备机械基础查得：则壁厚附加量 C=0.8+2=2.8 mm。2.1.3筒体厚度计算：13.27 mm翻1.92 26002 tPC 2 189 1 1.92此式，根据过程设备设计第二版表4-3，焊接接头形式采用双面焊对接接头确定:C213.27 2 15.2

19、7mm对Q345R，钢板负偏差C10.8,可取名义厚度n 18mm2.1.4封头厚度计算:PcDit20.5Pc1.92 260013.232 189 1 0.5 1.92dC2 13.23215.23mm对Q345R,钢板负偏差G 0.8，为便于取材可取封头名义厚度n 18mm。水压实验强度校核：规定的实验压力由化工设备机械基础表14-7可知,水压实验时的应力：Pt=1.25 P =1.25X 1.92=2.4MpatR Dje 2.4 2600 18 2.8 “t je206.46Mpa2 e 2 18 2.8 1Q345R钢制容器在常温水压实验时许可应力，查表知18mm钢板 s 345M

20、Pat 0.9 s 0.9 345 310.5MPa因为 t t，故筒体厚度满足水压实验时强度要求。第三章零部件的确定3.1开孔和选取法兰分析液化石油气储罐应设置排污口，出液口，进液口，人孔，液位计口，温度计口，压力表口，安全阀口，排空口。根据工艺设计，应使进出口、排污口、放空口满足同一工艺条件。查化工工艺手册表25-5液化石油气储罐的具体尺寸，选取开孔流速为 u=20m/s.流量Q=45L/s，根据公式Qdu24,算出管子径d=59mm，根据强度校核和管子外径规格，选用管子的外径为89,厚度为18,具体校核在后续章节给出。法兰的选择：查钢制管法兰、垫片、紧固件HG 20592-20635-9

21、7表6.0.2法兰类型与密封面型式,按照公称压力由低到高的原则，首先选用板式平焊法兰（PL），得到如下表：法兰类型密封面型式压力等级PN （ MPa）板式平焊法兰（PL）凸面（RF）0.25-2.5标准文案全平面（FF）0.25-1.6根据上表和设计压力Pc=1.92MPa,应该选用公称压力为2.5MPa的凸面板式平焊法兰（PL）A田I甲面肯噓或平澤幔曲童法兰（必盟干FNO 25, nrw.*、F«l 転OI«Fd）Tlu_B_dJitDIfi當靈丙f临H平輝Nltl就和（滋再于FWOM* FNQ 6. PM ti、僵3用号鹘注兰，蹙樽孑PM*.O, PM1图3-2板式平焊

22、钢制管法兰3.2安全阀设计液化石油气储罐的设计压力在1. 6 MPa以上，属于三类压力容器，必须设置安全阀 在安全阀的计算和选型时，首先确定防止设备超压所需的最大泄放量，然后根据最大泄放 大全标准文案量计算安全阀的喷嘴面积，计算过程需要很多参数。本文针对液化石油气的性质，参考炼 油技术与工程第34卷第7期液化石油气储罐安全阀的工艺计算。3.2.1安全阀最大泄放量的计算一般造成设备超压的原因主要有三种：一是操作故障；二是火灾三是动力故障。在计 算安全阀时，最大泄放量应根据工艺过程的具体情况确定，并按可能发生的最危险情况考 虑。根据资料，对于易燃液化气体如液化石油气，在发生火灾时，安全阀的泄放量最

23、大。 在火灾情况下，设备吸热，液相迅速汽化，引起设备的压力升高，这种情况下液相的汽化 量即为安全阀的泄放量。泄放量决定于火灾时单位时间传人设备的热量和液体的气化潜 热。一般情况下，液化石油气储罐不保温，储罐安全泄放量可按式计算：w 2.55 105 FA0'82Wsq式中：Ws液化石油气储罐的安全泄放量，kg / hq液相液化石油气的蒸发潜热，kJ/ kg液化石油气的汽化潜热 q=300(kJ/ kg)( 50°C)F系数储罐在地面上，取F=1Ar储罐的受热面积，m2。对椭圆形封头的卧式储罐，Ar = D°(l0.3D。)。以上计算Ar的公式中：D°为储罐

24、外径；l为卧式储罐总长，单位均为 m。D。Di 2 n 2.6 2 0.0182.636mlL 2H 2 n 8.52 0.692 0.0189.916mArD0(l 0.3D0)88.67 m2则Ws=33620kg/h3.2.2安全阀喷嘴面积的计算液化石油气储罐安全阀起跳排放出的是气体，其喷嘴面积可按一般气体安全阀喷嘴面积通用公式计算，安全阀的排气能力决定于安全阀的喷嘴面积。即根据安全阀出口压力(背压)的大小不同，安全阀的排气能力应按临界条件和亚临界条件两种状况进行计算：临界条件下p0( 2 )k/(k 1)Pd(k 1)亚临界条件下些（2 ）k/（k1）Pd k 1式中：Po安全阀的出口

25、侧压力（绝压）,MPa;Ps 安全阀的定压，MPa；pd 安全阀的排放压力（绝压），MPa；取Pd=Pc=1.92k 绝热系数，对于液化石油气:k 1.15()k/(k 1)0.5744液化石油气储罐安全阀放空气体一般排入火炬系统或直接高空排放，其出口侧压力（背压）Po很小，即Po/Pd<0.5744,因此安全阀的排气能力应该按临界条件计算，查钢制压 力容器得对应的公式为：7.6 10 2CKpd . M /ZT式中:Ws 安全阀的排放能力，kg/h;K安全阀的排放系数，与安全阀的结构型式有关，应根据试验数据确定，无参考数据时，可按下述规定选取：对全启式安全阀:K=0. 60. 7;大全

26、对带调节圈的微启式安全阀：K=0 . 40. 5;对不带调节圈的微启式安全阀：K=0 . 250. 35;液化石油气储罐设置的安全阀，需要有较大的排气能力，应选用全启式安全 阀，取 K=0 . 65。A 安全阀的喷嘴面积，单位 mm2。C气体的特性系数，仅与气体的绝热系数 k有关，可按下式算：C 520(k 1) /(k 1)对于液化石油气，绝热指数k 1.15,计算得C=332Z安全阀进口处气体的压缩系数，液化石油气的压缩系数Z 0.7T安全阀进口处介质的热力学温度，K;安全阀排放温度T=323343 K。取T=330K气体的摩尔质量,kg / kmol。摩尔质量 M 50 kg/ kmol

27、所以得:Ws7.6 102CKpd，M/ZT2124.5mm得出安全阀喷嘴面积为2A玉4最后得出安全阀的径：d048.9mm3.2.3安全阀的选型查化工管路手册上册444页，（九）安全阀，1各种安全阀的产品名称、型号、技术数据，根据介质为石油气，发现无公称压力为2.5MPa的安全阀，所以选用公称压力为4.0MPa的安全阀，型号为A40Y-40 A40Y-40I，其尺寸参数如下表:公称通 径D N主要外形尺寸（mm）重量配法兰标准号LL1DbDN1DDD2D6b1f1d1doH乙80170150195221002151801551212031850588865kg进口 HG5016-58凸面岀

28、口按阀 配3.24安全阀法兰的确定查HG 5016-58知安全阀进口法兰的型号为凹凸面对焊法兰，其尺寸参数如下:公称 直 径管子法兰重量双头螺栓橡胶石棉垫D NdHDD1D2D4D6bh凸面凹面数量直径/长度外径径厚度808919516013812012124585.024.648M16 85120901.5（ 4.5）3.3压力表及其连接件的确定取其在筒体上的开孔序号为 C,根据压力表选型手册和经济耐用型原则，首先选 用通用型压力表，又由于工作地点在室外，容易腐蚀，所以选择全不锈钢压力表。故最后 确定选用丫-B系列的全不锈钢压力表。其外形尺寸系列如下，根据尺寸表和压力值，应选 择Y-100B

29、，连接压力表的法兰外形图如下。型号D也接头曙蚊）LHH.町Y-60B06055Midrl-514 3513Y-&3B&51/4 JNPT)764533220Y-100B010090M2CX1 54416Y*103BgodG3/8 .1/220116554J2730Y-I50B015012U3f3 1/2 (PT)441BY-153B951/4 1洞叩155 5442?30M20Xt5法兰尺寸如下表:代号量程(Mpa)法兰标准代号凸面法兰尺寸DKdfLCBMF42.5-4.0DIN11585653M122625根据法兰的径，和强度要求，选择接管© 32X 8,其强度校核

30、将在后面给出。3.4液面计及其连接件的确定根据容器的工作温度-2048C,设计压力Pc=1.92MPa,介质密度 510kg/m3,查化 工容器及设备设计简明手册，玻璃管液面计适用工作工作压力小于 1.6MPa,并不满足工 作的需求，所以选用价格稍高的磁性液面计，根据测量围 300-10000mm,工作压力：（高 压型）4.0MPa,介质温度：（标准型）-20E-150C,介质密度 450kg/m3，选择了 L5770T 顶装式的磁性液面计。取其在筒体上的开孔序号为 A，根据法兰标准和液面计的型号标准综合考虑，选用公 称直径为© 32的液面计，其接管法兰也用公称直径为© 3

31、2的凹凸面法兰，其尺寸与压力表 连接法兰一致。2-顼皋土了言冬a图3.2磁性液面计3.5接管，法兰，垫片和螺栓的选择3.5.1接管和法兰法兰尺寸如表：表3-1法兰尺寸序号名称公称通 径Dn钢管外径B连接尺寸法兰厚度C法兰高度H法兰颈法兰径B1坡口宽度b法兰理论质量kg法兰外径D螺栓孔中 心圆 直径K螺栓 孔直 径L螺栓孔数 量n螺栓ThB系列A液位计口3238140100188M161830603952.02B物料入口8089200160188M1624401189164.86C物料出口8089200160188M1624401189164.86D安全阀口8089200160188M16244

32、01189164.86E排污口8089200160188M1624401189164.86F放气管8089200160188M1624401189164.86G温度计口3238140100188M161830603952.02H压力表口3238140100184M161830603952.02接管外径的选用以B国沿用系列（公制管）为准，对于公称压力 接管，查压力容器与化工设备实用手册普通无缝钢管，选材料为 尺寸如下如表：0.25< Pn < 25MPa 的Q345R。对应的管子表3-2管子尺寸序号名称公称直径管子外径数量管口伸出量管子壁厚伸长量质量（kg）A液位计管32381100

33、6.50.505B放气管80891150184.106D安全阀管80891150184.106E排污管80891150184.106F物料出管80891150184.106G物料进管80891150184.106H压力表管323811006.50.505I温度计管323811006.50.5053.5.2垫片的选择查过程设备设计第三版表4-11垫片的选用，根据介质为液化石油气、公称压力为2.5MPa、工作温度为500°C以及密封面为凸面得出垫片的形式可以选用缠绕垫、柔性石墨 复合垫，其材料可以选用0Cr13、钢带-石棉板、石墨-0Cr13等骨架。图3-5凹凸面型垫片表3-3垫片尺寸符

34、号管口名称公称直径DN（mm）径Di(mm)外径D2（mm）厚度S (mm)A液位计口3261.5823B放气口801201423D安全阀801201423E排污口801201423F物料出口801201423G物料进口801201423H压力表口3261.5823I温度计口3261.58233.5.3螺栓（螺柱）的选择根据密封所需压紧力大小计算螺栓载荷，选择合适的螺柱材料。计算螺栓直径与个数， 按螺纹和螺栓标准确定螺栓尺寸。选择螺栓材料为Q345。查钢制管法兰、垫片、紧固件中表 5.0.07-9和附录中标A.0.1，得螺柱的长度和 平垫圈尺寸：图3-6双头螺柱图3-7螺母表3-4螺栓及垫圈尺

35、寸名称管口名称公称直径螺纹螺柱长紧固件用平垫圈 mmd1d2hA液位计管32M168517303B放气管80M1610017303D安全阀80M1610017303E排污口80M1610017303F液相出口80M1610017303G液相进口80M1610017303H压力表口32M168517303I温度计口32M1685173033.6人孔的选取查压力容器与化工设备实用手册，因筒体长度8500mm>6000mm,需开两个人孔， 选回转盖带颈平焊法兰人孔。由使用地为室外，确定人孔的公称直径 DN=500mm，以方便工作人员的进入检修。配 套法兰与上面的法兰类型相同，根据 HG/T 2

36、1518-2005回转盖带颈平焊法兰人孔，查表 3-1，由PN=2.5MPa选用凹凸面的密封形式 MFM，采用8.8级35CrMoA等长双头螺柱连接。 其明细尺寸见下表：表3-5人孔尺寸表单位：mm密封面型式凹凸面MFMD730b143do30公称压力PNMPa2.5D1660b248螺柱数量20公称直径DN500H1280A405螺母数量40dw s530 12H2123B200螺柱尺寸M 33 2 170d506b44L300总质量kg302图3-6回转盖带颈平焊法兰人孔3.7开孔补强：(1) 补强及补强方法判别强判别根据化工设备设计表4-15,允许不另行补强的最大接管外径为89 mm按H

37、G/T 21518-2005选用回转盖带颈平焊法兰人孔，开孔外径等于530mm,需另行考虑其补强。补强计算方法判别设：厚度附加量c=2mm开孔直径 d=di+2c=500+2 x 2=504mmd Di 2260021300mm满足等面积法开孔补强计算的使用条件，故可采用等面积法进行开孔补强计算。(2) 开孔所需补强面积筒体计算厚度Pc Dit2Pc1.92 26002 189 1 1.9213.27接管材料选用16Mn钢，查GB/T20581-2011,500mm开孔接管外径529mm,最小壁厚10mm, 则接管厚度S nt=14mm，许用应力S卜189MnPa,筒体厚度S n=18mm ,

38、需用应力S t=185MPa,故强度削弱系数：fr1891851.04 1故取强度削弱系数fr 1。根据 GB150-2011 中，A=d 2 et(1 fr) =504X 13.27=6688 mm2(3) 有效补强围 有效宽度B的确定：按GB150中有：B1=2d=2 X 504=1008mmB2=d+2 S n+2 S nt=504+2X 18+2 X 12=564mmB=max (B1 , B2) =1008 mm 有效高度的确定外侧有效高度h1的确定根据GB150中式8-8，得：h；, d nt 、504 1277.77mmh1 =接管实际外伸高度=280 mm> ”h1= m

39、in (h1 , h2 ) =77.77 mm侧有效高度h2的确定根据GB150-2011中式8-9，得:h2,d nt 504 1277.77mmh2=0h2 min (h2：h2”)0(4) 有效补强面积A根据GB150中式8-10 式8-13,分别计算如下:Ae =Ai+A 2+A3筒体多余面积AiA1B d2 et efr21008 504 15.2 13.27972.72mml 2管的多余面积A2接管计算厚度:&Dit1.92 5000矶2.55mm2 189 1 0.5 1.92A2 h1et2h2 et2C2 fr 2 77.7710 2.551158.77mm2焊缝金属

40、截面积焊角取6.0mmA31 62 2 36mm22有效补强面积d4520.59/ 840 54015.1mm2AeA1 A2 Ac 972.72 1158.77 362167.49mm因为a A 6688.08mm，所以开孔需另行补强。乓 A 代 6688.08 2167.49 4520.59mm2补强圈设计：根据JB/T 4736-2002取补强圈外径D ' =840mm 。因为B> D',所以在有效补强围。补强圈径 d' =530+10=540mm补强圈厚度：根据GB-150, JB/T4736-2002,补强圈焊接形式 D型D1=do+（6 12）ID.D

41、i表6补强圈补强及附件的选择接管公称直径DN/mm外径D2径D1厚度 e（1.5 n ）重量(Kg)5008405401641.5(5)人孔补强圈设计:图3-7补强圈3.8鞍座选型和结构设计3.8.1鞍座选型该卧式容器采用双鞍座式支座，根据工作温度为 -2048C，按JB/T 4731-2005表5-1 选择鞍座材料为Q345,使用温度为-20250C，许用应力为c sa= 170MPa。估算鞍座的负荷：计算储罐总重量 m=m什2m2+m3+m4。其中：mi为筒体质量：对于Q345R普通碳素钢，取p =7.85X 103kg/m3m仁 n DL SXp = nX 2.6X 8.5X 18X 1

42、0-3X 7.85X 103=9810.35kgm2为单个封头的质量：查标准JB/T 4746-2002钢制压力容器用封头中标B.2 EHA 椭圆形封头质量，可知m2=1064.2kg。m3为充液质量：p液化石油气 p水 故 m3(max =P 水x V=1000X V=1000 X(n /4X 2.&X 8.5+2X 2.5131) =50155.12 kg。 m4为附件质量：选取人孔后，查得人孔质量为302 kg,其他接管质量总和估为400 kg。综 上述： 总质量m=m1+2m2+m3+m4=9810.35+2 X 1064.2+50155.12+302 X2+400=63097

43、.87kg 63098kg。每个鞍座承受的重量为 G/2=mg / 2=(63098 X 9.8)/2=309.18 kN由此查JB 4712.1-2007容器支座。选取轻型，焊制A，包角为120°,有垫板的鞍座., 筋板数为6。查JB 4712.1-2007表3得鞍座尺寸如表5,示意图如下图：表3-7鞍座支座结构尺寸公称直径Dn2600腹板S 210垫板b4610允许载荷Q/kN440筋板|3295S 410鞍座高度h250b2268e120底板丨11880b3360螺栓间距l21640b1300S 38螺孔/孔长D/l24/40S 114弧长3030重量kg298图3-11鞍座3

44、.8.2鞍座位置的确定因为当外伸长度A=0.207L时，双支座跨距中间截面的最大弯矩和支座截面处的弯矩 绝对值相等，从而使上述两截面上保持等强度，考虑到支座截面处除弯矩以外的其他载荷， 面且支座截面处应力较为复杂，故常取支座处圆筒的弯矩略小于跨距中间圆筒的弯矩，通 常取尺寸A不超过0.2L值，为此中国现行标准JB 4731钢制卧式容器规定A<0.2L=0.2 (L+2h)，A最大不超过0.25L.否则由于容器外伸端的作用将使支座截面处的应力过大。由标准椭圆封头Di2 ，有 h=H-Di / 4=690-2600 / 4=40mm2(H h)故 A < 0.2(L+2h)=0.2(8

45、500+2 X 40)=1716mm由于接管比较多，所以固定支座位于储罐接管较多的左端。此外，由于封头的抗弯刚度大于圆筒的抗弯刚度，故封头对于圆筒的抗弯刚度具有局 部的加强作用。若支座靠近封头，则可充分利用罐体封头对支座处圆筒截面的加强作用。因此，JB 4731还规定当满足A<0.2L时，最好使A<0.5R m (Rm=Ri+S n/2)，即Rm=1200+18/2=1309mmA < 0.5Rm =0.5X 1309=654.5mm 取 A=650mm综上述：A=650 mm (A为鞍座底板中心线至封头焊缝间距离，L为筒体和两封头直 边段的总长)3.9焊接接头的设计:1.

46、筒体和封头的焊接:S =620 a =6070 b=02 p=2 3采用丫型对接接头和手工电弧焊，综合考虑材料选用Q345R.查 NBT47015-2011(GB/T4705)选用焊条类型：E5015,埋伏焊，H08MnA 焊丝。图3-12 丫型坡口为保证焊接质量，易于检查。筒体上的所有焊缝及环向接头、封头上的拼接接头，都采用对接焊。对于人孔和筒体的焊接部位，因为两板厚度差大于3m,必须进行削薄加工,以使两侧面厚度基本相等。采用X型对接接头和手工电弧焊。2. 人孔补强圈形式对于人孔、补强圈与壳体的接头选用 B类接头形式，如图:；"切a嘉I却冃.島4S 9, >1M)I.非轉眸工

47、視非備勞、低眼 朋大的溫度榊度的一类压力容 Ki1.适用于企畠常内冲駁好即 烽星件整接忻耳设餐的焊轅3. 焊接方法与材料对于一般的压力容器焊接，方法均为手工电弧焊。焊接材料为焊条。筒体和接管间的焊 接属于低碳钢和低合金钢之间的焊接。应选用强度较低的钢材等强度的焊条焊接。焊条类型：E5015。标准文案大全第四章强度校核钢制卧式容器计算单位计算条件设计压力p1.92MPa设计温度 t50筒体材料名称Q345R热轧）封头材料名称Q345R热轧）封头型式椭圆形筒体直径Di2600mm筒体长度 L8500mm仃简图<|hfhl II丿筒体名义厚度n18mm支座垫板名义厚度rn10mm筒体厚度附加量C2mm腐蚀裕量C12mm筒体焊接接头系数1封头名义厚度hn18mm封头厚度附加量Ch2mm鞍座材料名称Q345R鞍座宽度b300mm鞍座包角91200支座形心至封头切线距离A650mm鞍座高度H250mm地震烈度低于7度压圆筒校核计算单