卧式储罐课程设计

1、精选优质文档-倾情为你奉上精选优质文档-倾情为你奉上专心-专注-专业专心-专注-专业精选优质文档-倾情为你奉上专心-专注-专业目 录 TOC o 1-3 f h z u 第一章 石脑油特性中文名称： 石脑油（粗汽油）化学品英文名称： Naphtha石脑油（petroleum naphtha ligroin）：一般含烷烃55.4%、单环烷烃30.3%、双环烷烃2.4%、烷基苯11.7%、苯0.1%。平均分子量为114，密度为0.76g/cm3，爆炸极限1.2%6.0%。主要成分： 主要为烷烃的C4C6成份。石脑油在常温、常压下为无色透明或微黄色液体，有特殊气味，不溶于。在650-750kg/m3

2、、。硫含量不大于0.08%，烷烃含量不超过60%，含量不超有12%，烯烃含量不大于1.0%。外观与性状： 无色或浅黄色液体。沸点()： 20160相对密度(水=1)： 0.780.97闪点()： -2引燃温度()： 350爆炸上限%(V/V)： 8.7爆炸下限%(V/V)： 1.1溶解性： 不溶于水，溶于多数有机溶剂。健康危害： 石脑油蒸汽可引起眼及上呼吸道刺激症状，如浓度过高，几分钟即可引起呼吸困难、紫绀等缺氧症状。环境危害： 对环境有危害，对水体、土壤和大气可造成污染。燃爆危险： 本品易燃，具刺激性。危险特性： 其蒸汽与空气可形成爆炸性混合物，遇明火、高热能引起燃烧爆炸。与氧化剂能发生强烈

3、反应。其蒸汽比空气重，能在较低处扩散到相当远的地方，遇火源会着火回燃。应急处理：迅速撤离泄漏污染区人员至安全区，并进行隔离，严格限制出入。切断火源。建议应急处理人员戴自给正压式呼吸器，穿防静电工作服。尽可能切断泄漏源。防止流入下水道、排洪沟等限制性空间。小量泄漏：用砂土、蛭石或其它惰性材料吸收。大量泄漏：构筑围堤或挖坑收容。用泡沫覆盖，降低蒸汽灾害。用防爆泵转移至槽车或专用收集器内，回收或运至废物处理场所处置。第二章 设计参数的选择1、设计题目：卧式石脑油储罐2、原始数据：工作压力：0.83、操作温度：204、介质名称及特性（无毒，易燃）：石脑油5、全容积：96、设计压力：设计压力取工作压力的

4、1.1倍，即7、设计温度：设计温度取为8、公称直径：根据筒体全容积，粗定筒体公称直径为1600mm。9、主要元件材料的选择：根据GB150-19981表4-1，选用筒体材料为16MnR（钢材标准为GB6654）。根据JB/T47312,鞍座选用材料为Q235-B，其许用应力 QUOTE sa=147MPa 。地脚螺栓选用符合GB/T 700规定的Q235，Q235的许用应力 QUOTE bt=147MPa 第三章 容器的结构设计3.1圆筒厚度的设计由于该容器储存介质易燃，所以该容器的焊缝都要采用全焊透结构，需要对该储罐进行100%探伤，所以取焊缝系数为 QUOTE =1.0 。假设圆筒的厚度在

5、616mm范围内，查GB150-1998中表4-1，可得：疲劳极限强度 QUOTE b=510MPa ，屈服极限强度 QUOTE s=345MPa ， QUOTE 25 下的许用应力为 QUOTE t=170MPa ，利用中径公式 （3-1）查标准HG20580-19983表7-1知，钢板厚度负偏差为0.25mm，而由1中3.5.5.1知，当钢材的厚度负偏差不大于0.25mm，且不超过名义厚度的6%时，负偏差可以忽略不计，故取C1=0。查3中表7-5知，对于有轻微腐蚀的介质，腐蚀裕量 QUOTE C2=1mm 。则筒体的名义厚度 QUOTE n4.15mm+0+1mm=5.15mm 圆整后取为

6、 QUOTE n=6mm 3.2封头厚度的计算查标准JB/T4746-20024中表1，得公称直径选用标准椭圆形封头，长短轴比值为2，根据1中椭圆形封头计算中式（7-1） (3-2)同上，取 QUOTE C1=0 ， QUOTE C2=1mm 则封头的名义厚度为 QUOTE n4.15mm+0+1mm=5.15mm 圆整后取为 QUOTE n=6mm 3.3筒体和封头的结构设计由封头长短轴之比为2，即 QUOTE Di2hi=2 ，得 QUOTE hi=Di4=16004mm=400mm 查标准4中表B.1 EHA和B.2 EHA表椭圆形封头内表面积、容积，质量，见表3-1和图3-1。取装料系

7、数为0.9，则即 QUOTE 90.9=41.62L0+20.5864 算得 QUOTE L0=4.39m 圆整后取为 QUOTE L0=4.4m 表3-1 封头尺寸表公称直径DN mm总深度H mm内表面积A 容积质量Kg16004252.90070.5864133.4图3-1 椭圆形封头3.4人孔的选择根据HG/T 21517-20055，查表3-3，选用凹凸面的法兰，其明细尺寸见表3-2： 表3-2 人孔尺寸表 单位：mm密封面型式凹凸面MFMD6702324公称压力PN MPa1.062028螺柱数量20公称直径DN500250A365螺母数量405308103B175螺柱尺寸M241

8、20db28L250总质量kg1533.5接管、法兰、垫片和螺栓（柱）3.5.1接管和法兰该石脑油储罐应设置物料入口、物料出口、温度计口、压力表口、安全阀口、液面计口、排污口和人孔。初步确定各口方位如图3-2：图3-2 各管口方位查HG/T 20592-20096中表8.2 3-1 PN带颈对焊钢制管法兰，选取各管口公称直径，查得各法兰的尺寸。查6中附录D中表D-3,得各法兰的质量。查6中表3.2.2，法兰的密封面均采用MFM（凹凸面密封）。将查得的各参数整理如表3-33.5.2垫片查HG/T 20609-20097，得各管口的垫片尺寸如表3-4：表3-4 垫片尺寸表管口名称公称直径内径D1外

9、径D2进料口80109.5142出料口80109.5142排污口80109.5142人孔500561624液位计口3261.582温度计口2045.561压力表口2045.561安全阀口80109.5142排空口5077.5107注：1：包覆金属材料为纯铝板，标准为GB/T 3880，代号为L3。2：填充材料为有机非石棉纤维橡胶板。3：垫片厚度均为3mm。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螺栓孔直径L螺栓孔数量n（个）螺栓Th法兰厚度C法兰颈法兰高度法兰质量NR进料口8089B200160188M16201053.2106504.0出料口8089B20016018

10、8M16201053.2106504.0排污口8089B200160188M16201053.2106504.0人孔500液位计口3238B140100184M1618562.666422.0温度计口2025B10575144M1218402.364401.0压力表口2025B10575144M1218402.364401.0安全阀口8089B200160188M16201053.2106504.0排空口5057B165125184M1618742.985452.5表3-3 各管口法兰尺寸表3.5.3螺栓（螺柱）的选择查HG/T 20613-20098中表5.0.7-11和附录中表A.0.1,

11、得螺柱的长度和平垫圈尺寸如表3-5：表3-5 螺栓及垫片名称紧固件用平垫圈 mm公称直径螺纹螺柱长H进料口80M169217303出料口80M169217303排污口80M169217303人孔500液位计口32M168517303温度计口20M127513242.5压力表口20M127513242.5安全阀口80M169217303排空口50M1690173033.6鞍座选型和结构设计3.6.1鞍座选型该卧式容器采用双鞍式支座，初步选用轻型鞍座，材料选用Q235-B。估算鞍座的负荷：储罐总质量 （3-3）筒体质量：单个封头的质量，充液质量：，水压试验充满水，故取介质密度为， 则附件质量：人孔

12、质量为，其他接管总和为200kg，即综上所述，则每个鞍座承受的质量为，即为。查JB4712.1-20079表1，优先选择轻型支座。查9中表2，得出鞍座尺寸如表3-6：表3-6 鞍座尺寸表公称直径DN1600腹板8垫板390允许载荷QkN275筋板2558鞍座高度h250170e70底板1120240螺栓间距9602008鞍座质量Kg11612垫板弧长1870增加100mm增加的高度Kg123.6.2鞍座的安装位置根据2中6.1.1规定，应尽量使支座中心到封头切线的距离A小于等于，当无法满足A小于等于时，A值不宜大于。为圆筒的平均内径。即取鞍座的安装位置如图3-3所示：图3-3 鞍座安装位置第四

13、章 开孔补强设计根据1中式8.3，知该储罐中只有人孔需要补强。4.1补强设计方法判别人孔开孔直径为 故可采用等面积法进行补强计算接管材料选用16MnR，其许用应力根据GB150-1998中式8-1： （4-1）式中：壳体开孔处的计算厚度接管的有效厚度强度削弱系数所以4.2有效补强范围4.2.1有效宽度B按1中式8-7，得： （4-2）4.2.2外侧有效高度根据1中式8-8，得：4.2.3内侧有效高度根据1中式8-9，得：4.3有效补强面积根据1中式8-10 至式8-13，分别计算如下： （4-3）筒体多余面积接管多余面积焊缝金属截面积，焊脚去6mm，则4.4补强面积因为，所以开孔需另行补强另行

14、补强面积为第五章 强度计算5.1水压试验应力校核试验压力圆筒的薄膜应力为即，所以水压试验合格5.2圆筒轴向弯矩计算圆筒的平均半径为鞍座反力为5.2.1圆筒中间截面上的轴向弯矩根据2中式7-2，得：5.2.2鞍座平面上的轴向弯矩根据2中式7-3，得：图5-1（a）筒体受剪力图图5-1（b）筒体受弯矩图5.3圆筒轴向应力计算及校核5.3.1圆筒中间截面上由压力及轴向弯矩引起的轴向应力根据2中式7-4至式7-7计算最高点处： （5-1）最低点处： （5-2）5.3.2由压力及轴向弯矩引起的轴向应力计算及校核鞍座平面上，由压力及轴向弯矩引起的轴向应力，按下式计算：a).当圆筒在鞍座平面上或靠近鞍座处有

15、加强圈或被封头加强（即）时，轴向应力位于横截面最高点处.取鞍座包角，查表7-1（JB/T4731-2005）得，.则b).在横截面最低点处的轴向应力：5.3.3圆筒轴向应力校核 （5-3）查图4-810得，,则满足条件5.4切向剪应力的计算及校核5.4.1圆筒切向剪应力的计算根据2中式7-9计算，查2中表7-2，得： （5-4）5.4.2圆筒被封头加强（）时，其最大剪应力根据2中式7-10，计算得： （5-5）5.4.3切向剪应力的校核圆筒的切向剪应力不应超过设计温度下材料许用应力的0.8倍，即。封头的切向剪应力，应满足而故圆筒满足强度要求。根据2中式7-12 （5-6）则 （5-7）故封头满

16、足强度要求5.5圆筒周向应力的计算和校核根据鞍座尺寸表知：即，所以此鞍座垫片作为加强用的鞍座。5.5.1在横截面的最低点处：根据2中式718 其中（容器焊在支座上） （5-8）查2中表7-3知， 则5.5.2在鞍座边角处由于 根据2中式720:由于 查2中表7-3知，则 （5-9）5.5.3鞍座垫板边缘处圆筒中的周向应力由于，根据2中式7225.5.4周向应力校核根据2中式7.3.4.3故圆筒周向应力强度满足要求。5.6鞍座应力计算及校核5.6.1腹板水平分力及强度校核根据2中表77鞍座包角，查2中表75得：。则垫板起加强作用，则：其中，则则查2中表51，得：，则由于，所以其强度满足要求。5.

17、6.2鞍座压缩应力及强度校核根据2中表76，取则 ，钢底板对水泥基础的则 所以压应力应按2中式729计算： （5-9）其中 ，筋板面积 腹板面积：形心：腹板与筋板组合截面断面系数：代入公式得取 则根据2中式732进行校核即满足强度要求。5.7地震引起的地脚螺栓应力5.7.1倾覆力矩计算5.7.2由倾覆力矩引起的地脚螺栓拉应力根据2中式7-34计算 （5-10）其中n为承受倾覆力矩的地脚螺栓个数，；为筒体轴线两侧的螺栓间距；为每个地脚螺栓的横截面面积，；则取载荷系数，则由于，所以强度符合要求。5.7.3由地震引起的地脚螺栓剪应力根据2中式7-35计算 （5-11）其中为承受剪应力的地脚螺栓个数，；则 由于