氯液储罐汇报ppt

1、 题目 （ 50 ）M3液氯储罐设计设计条件序号项 目数 值单 位备 注1名 称液氯储罐2用 途液氯储存站3最高工作压力MPa由介质温度确定4工作温度-2045 5公称容积（Vg）50M3 6工作压力波动情况 可不考虑7装量系数(V)0.9 8工作介质液氯（高度危害）9使用地点绵阳市,室内10安装与地基要求 11其它要求 接管代号公称尺寸连接尺寸标准连接面形式用途或名称 液位计接口 空气进口管 空气出口管 液氯进口管 液氯出口管 安全阀接口 压力表接口 人 孔什么是（ 50 ）M3液氯储罐 公称容积为50 M3 的压力容器，用来储存液氯。 计划查阅浏览文献： GB150-1998钢制压力容器，

2、中国标准出版社，1998 过程设备设计，化学工业出版社，2001 化工工艺设计手册，化学工业出版社，1996 过程装备成套技术设计指南，化学工业出版社，2002 百度文库内设计案例大概设计步骤？1. 设计参数的确定1.1 设计压力 1.2 设计温度1.3 主要元件材料的选择2. 工艺设计 2.1 存储量 2.2 设备的选型及轮廓尺寸 3. 机械设计 2.1.1 筒体及封头设计 2.1.2 接管及接管法兰设计 2.1.3 核算开孔补强 2.1.4 总体布局 2.1.5 焊接结构设计及焊条的选择5. 压力容器校核设计温度 应该不低于最高使用温度45 选取45为设计温度设计压力： 设计压力应根据最高

3、工作压力来确定。对于盛装液化气体的压力容器，应按以下几条来确定最高工作压力： 没有实测数据或没有保冷设施的压力容器，其最高工作压力不得低于所装液化气体在规定的最大充装量时，温度为50的气体压力 由于没有保冷措施，选50下饱和蒸汽压1.414MPa 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1.051.10倍。 P设=1.1*Pv=1.1*(1.414-0.1) =1.466 MPa 液柱静压：P设 =.g.Di=1314*9.8*2.7=0.0355%*P设 所以忽略液柱静压力筒体材料的选择： 根据液氯的特性，查GB

4、150-1998选择Q345R。Q345R是压力容器专用钢，适用范围：用于介质具有一定腐蚀性,壁厚较大（8mm）的压力容器。50时的许用应力189Mpa 根据JB/T4731,钢管的材料选用20号钢，根据GB8163，其许用应力150.1Mpa 筒体的公称直径有标准选择，而它的长度L可以根据容积要求来决定。 根据公式 将L/D=5代入得：D=2.373m 圆整后，D=2.4m23i50%m4DL（ 1+5） 查标准JB/T4746-2002钢制压力容器用封头中表B.1 EHA椭圆形封头内表面积、容积，如下表： EHA椭圆形封头内表面积、容积序号公称直径DN（mm）（mm）总深度H（mm）（mm

5、）内表面积A（m（m2）容积V（m（m3）2924006406.54531.9905 由 Vg=V封头+V筒体 则：50*1.05=/4*Di2*L+2V封 计算得L=10725.3mm，取L=11000mm L/Di=11000/2400=4.58 在34.586，设计合理 计算容积V计=/4*Di2*L+2V封=53.74m3 工作容积Vg=V计=0.953.74=48.37m3焊接接头系数 压力容器焊接结构设计的基本原则(1)回转壳体的拚接接头必须采用对接接(2)对接接头应采用等厚度焊接(3)焊接接头应便于进行无损检测本次液氯储罐的设计采用双面焊相当于双面焊的全焊透接头，100%无损检测

6、，所以=1.0内压容器筒体厚度 根据GB150-2011可知Q345R的许用应力 筒体的计算厚度为:9.678mm 腐蚀余量C2=4mm，钢板厚度负偏差C1=0.3mm（GB713） 设计厚度：d =+C2=13.678 mm 名义厚度：n =d +0.3=13.978 mm 圆整：n =14 mmMPat1899.6782-citcp Dmmfp 有效厚度：e =n C1-C2=9.7mm 设计温度下允许最大工作压力：1.521MPa tewie21.521+PMPaD封头厚度 封头的计算厚度为：9.33mm 设计厚度：d =+C2=13.33mm 名义厚度：n =d +0.3=13.63m

7、m 圆整至14mm 有效厚度：e =n C1-C2=9.7mm 设计温度下允许最大工作压力：1.525MPa9.332 0.5citcPDmmP tewie21.525+0.5PMPaD水压试验： 根据公式， 式中: 则， 故符合工艺条件的要求。it+0.92TessPD t1.251.90625MPaTPPe129.7nCCmma345sMP1.9 (24009.7)236a0.9 345310.5a2 9.7 1.0TMPMP鞍座选型鞍座选型 该卧式容器采用双鞍座式支座，根据工作温度为-2045，选择鞍座材料为Q345R，使用温度为-20250，许用应力为 t = 189Mpa。 估算鞍座

8、的负荷： 储罐总质；量m=m1+2m2+m3+m4 m1 为筒体质量：对于Q345R，取=7.85103kg/m3 m1=DLn=2.411147.85=9114.9 kg m2为单个封头的质量：根据JBT4746得，封头质量m=706kg，可知m2=2*706=1412kg m3为充液质量,故m3（max）=（液氯）V=131453.74=70614.36 kg m4为附件质量取人孔质量为300kg，其他接管质量总和估100kg，即400kg G=（m1+2m2+m3+m4）*g=(9114.9+70614.36+1412+400)*g=800KN 每个鞍座承受的重量为 G/2=mg / 2

9、=800/2=400 kN （成都 重力加速度 9.7913） 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。公称直径DN允许载荷Q /kN鞍座高度h底板腹板筋板 l1b1l3b2b32400435250172024014102652082908垫板螺栓配置鞍座质量kg增加100mm高度增加的质量/kg弧长b4e间距l2螺孔d螺纹孔长l 280050010100152024M2040234231234鞍座位置确定 通常取尺寸A不超过0.2L值，为此中国现行标准JB 4731 规定A0.2L=0.2（L+2h），A最大不超过0.25L.

10、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Di/2（H-h）=2，有 h=H-Di / 4=640-2400 / 4=40mm 故 A0.2(L+2h)=0.2(11000+240)=2216mm 由于接管比较多，所以固定支座位于储罐接管较多的左端。 JB 4731 还规定当满足A0.2L时，最好使A0.5Rm（Rm=Ri+n/2），即Rm=1200+14/2=1207mm 。 A0.5Rm =0.51207=603.5mm ,取A=600 mm 。 综上所述：A=600 mm 法兰选型带颈对焊钢制法兰接管接管代号公称尺寸连接尺寸标准连接面形式用途或名称aDN65HG2

11、0592-2009MFM液氯进口管bDN50HG20592-2009MFM安全阀接口cDN500HG/T21516-2005/HG20592-2009MFM人 孔dDN50HG20592-2009MFM空气进口管eDN50HG20592-2009MFM空气出口管fDN25HG20592-2009MFM压力表接口gDN20HG20592-2009MFM液位计接口hDN65HG20592-2009MFM液氯出口管注：此设计接管厚度对于外径89mm的按照GB150的不另行补强标准法兰与接管HG20592-2009（PN16）序号名称公称直径DN钢管外径法兰焊端外径法兰外径D螺栓孔中心圆直径K螺栓孔直

12、径L螺栓孔数量n（个）螺栓Th 法兰厚度C法兰颈法兰高度H法兰质量 N S H1Ra液氯进口管 6576B185 145184M1620 92 2.9 10 6 48 3.74b安全阀接口 5057B165125184M1620742.985483.11c人 孔 500530B7156503320M30*2345461116129070.7d空气进口管 5057B165125184M1620742.985483.11e空气出口管 5057B165125184M1620742.985483.11f压力表接口 2532B11585144M1216462.664401.26g液位计接口 2025B1

13、0575144M1216402.364401.05h液氯出口管 6576B185 145184M1620 92 2.9 10 6 48 3.74垫片的选择（HG/T 20609-2009）符号管口名称公称直径内径D1外径D2a液氯进口管6597.5127b安全阀接口5077.5107c人 孔500561624d空气进口管5077.5107e空气出口管5077.5107f压力表接口255471g液位计接口2045.561h液氯出口管6597.5127注：1：包覆金属材料为纯铝板 2：垫片厚度均为3mm。螺栓（螺柱）的选择（HG/T 20613-2009）型号 紧固件用平垫圈 mm公称直径螺纹螺柱

14、长d1d2ha65M168517303b50M168517303c500M2412525444d50M249017303e50M169017303f25M127513242.5g20M127513242.5h65M168517303人孔的选择拟采用回转盖带颈对焊法兰人孔，根据前文对法兰的选取密封面选用凹凸面MFM的法兰密封面型式凹凸面MFMD71538.5螺柱数量20公称压力PN （ Mpa）1.665044螺母数量40公称直径DN500260A390螺柱尺寸53012119B200质量 273 24b44L300 1b2bwds0d1D1H2H30 170M安全阀的选用 考虑由于泄放的液氯有

15、毒、会污染环境，应采用封闭式安全阀。所以选用弹簧封闭全启式（带扳手）安全阀。液面计的选用 透光式玻璃面液面计，型号T；利用连通器原理，通过液面计的玻璃板视窗可以观察容器内部液面位置的变动情况。结构形式：保温型W,钢板16Mn.L=900,标准HG21589.1-1995。焊接接头的设计 回转壳体与封头的焊接接头选用Q345R X型对接接头 =12 60, b=0 3,P=1 3, =40 60 X 形 =1260b =03P=13=4060壳体的纵缝(常为内外对称的X形坡口)壳体的环缝(常为内外不对称的X形坡口内侧较小)核算开孔补强 根据JBT4736-2002,人孔接管直径为500mm，选取

16、补强圈外径840mm，内径530mm。 管材料选用20号钢，正火，由GB9948得其许用应力 由GB6654得低合金钢Q345R 在-2045时的t=189MPa由强度消弱系数计算公式得： 钢管厚度负偏差C1=0.25，腐蚀裕量厚度C2=4mm 1500.7937189ttnr 1 50tMPa 根据GB150-2011， 其中：壳体开孔处的计算厚度 接管的有效厚度 开孔直径 圆柱开孔所需补强面积: A=d2(1)retf9.678mmetnt12C C12 4 0.25 7.75mm 2500 2 4 508wd dCmm 221508 9.678 2 9.678 7.75 1 0.7949

17、48etrA dfmm （）（）有效补强范围(1）外侧有效高度的确定根据GB150，得：(2）内侧有效高度的确定122 508 1016Bdmm 222508 2 14 2 12 560nntBdmm 12max(,)1016BB Bmm1508 1278.08nthdmm2508 1278.08nthdmm11H80hmm接管实际外伸高度111min( ,)78.08hh hmm2 0mmh 222min(,)0mmhhh 壳体有效厚度减去计算厚度之外的多余面积A1 接管的厚度 接管的多余面积 焊缝金属面积A3：于本次设计的储罐是存放有毒介质的，所以选用D类接头形式进行焊接， 因此 有效补强

18、范围内的补强面积Ae1nn2()() 2()(1)(1016 508)(14 9.678) 2 7.75 (14 9.678)(1 0.794)2181etrAB dfmm 1.466 5002.4492 0.52 150 1 0.5 1.466ttPcDimmPc 21n2222 ()2 ()2 78.08 (12 2.449) 0.794 0 1184.24ttretrAhfhC fmm 2320.566=36Amm21233401.24eAAAAmm 补强圈的选取 根据JB/T4736-2002，DN500取补强圈外径D2=840mm,内径D1=530mm。因为BD2，所以在有效补强范围

19、。 因为AeA，所以需要另加补强，其补强面积为： 补强圈厚度： 圆整取名义厚度为5mm44948 3401.24 1546.76eAA Amm 41546.764.55840530AmmDd卧式容器（双鞍座）卧式容器（双鞍座）计算单位西安交通大学西安交通大学计计 算算 条条 件件简简 图图 计算压力 pC1.4661.466MPa 设计温度 t5050 圆筒材料Q345RQ345R 鞍座材料Q345Q345 圆筒材料常温许用应力 189189MPa 圆筒材料设计温度下许用应力t189189MPa 圆筒材料常温屈服点 s345345MPa 鞍座材料许用应力 sa170170MPa 工作时物料密度

20、 13141314kg/m3 液压试验介质密度 10001000kg/m3 圆筒内直径Di24002400mm 圆筒名义厚度 1414mm 圆筒厚度附加量 C4.34.3mm 圆筒焊接接头系数 1 1 封头名义厚度 1414mm 封头厚度附加量 Ch4.34.3mm 两封头切线间距离 L1108011080mm 鞍座垫板名义厚度 1010mm 鞍座垫板有效厚度 1010mm 鞍座轴向宽度 b240240mm 鞍座包角 120120 鞍座底板中心至封头切线距离 A600600mm 封头曲面高度 hi640640mm 试验压力 pT1.91.9MPa 鞍座高度 H250250mm腹板与筋板组合截面

21、积 0 0mm2 腹板与筋板组合截面断面系数0 0mm3 地震烈度77 圆筒平均半径 Ra 12071207mm 物料充装系数 0.90.9 一个鞍座上地脚螺栓个数2 2 地脚螺栓公称直径2424mm地脚螺栓根径0 0mm鞍座轴线两侧的螺栓间距15201520mm地脚螺栓材料 0tnhn0mre支支 座座 反反 力力 计计 算算 圆筒质量(两切线间)kg 封头质量(曲面部分)kg 附件质量kg 封头容积(曲面部分)m3 容器容积(两切线间)m3 容器内充液质量工作时 压力试验时 kg 耐热层质量0kg总质量工作时 压力试验时kg单位长度载荷 N/mm支座反力N4oo68485.68mV 1=9

22、114m2706m 3400m 1.9905hV 50.12V 4T52120mV12345279411.68mmmmmm 12345263046mmmmmm i65.21543mgqLhi51.77543m gqLh 1389117.22Fmg 1308925.42Fm g筒体弯矩计算筒筒 体体 弯弯 矩矩 计计 算算圆筒中间处截面上的弯矩 工作时 压力试验Nmm支座处横截面弯矩 工作时 压力试验Nmm222ai1i12/4=7843828164413RhLF LAMhLL22ai2i12111359684.3413RhALALMF AhL 222ai1i12/4=6227098884413TRhLF LAMhLL22ai2i1219018459.2413TRhALALMF AhL 筒体轴向应力计算筒体轴向应力计算：支座截面处轴向应