液化石油气储罐方案说明书(自动保存)

个人资料整理仅限学习使用个人资料整理仅限学习使用100m3液化石油气储罐设计绪论随着我国化学工业的蓬勃进展，各地建立了大量的液化气储配站。对于储存量小于500m3或单罐容积小于150m3时．一般选用卧式圆筒形储罐。液化气储罐是储存易燃易爆介质．直接关系到人民生命财产安全的重要设备。因此属于设计、制造要求高、检验要求严的三类压力容器。本次设100m3液化石油气储罐设计即为此种状况。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,要留意与一般气体贮罐的不同点,尤其要留意安全,还要留意在制造、安装等方面的特点。目前我国普遍承受常温压力贮罐,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,但加工制造及安装简单,焊接工作量大,故安装费用较高。一般贮存总量大于500m3或单罐容积大于200m3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洁,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项选择用卧式圆筒形贮罐,只有某些特别状况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》进展制造、试验和验收。并承受劳动部颁发《压力容器安全技术监察规程》(简称容规>的监视。液化石油气贮罐,不管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、支座以及各种接收组成。贮罐上设有液相管、液相回液管、气相管、排污管以及安全阀、压力表、温度计、液面计等。第一章设计参数的选择1、设计题目：85m3液化石油气储罐的设计2、设计数据：1：序号工程数值序号工程数值单位备注1名称2用途85m3液化石油气储罐液化石油气储配站3最大工作压力1.77MPa4工作温度505公称直径3000Cmm6容积85m37单位容积充装量0.428装量系数0.99工作介质液化石油气<易燃〕10其他要求100%3、设计压力：1.1倍，即P1.10.790.869MPa4、设计温度：50C，设计温度取45550C。5、主要元件材料的选择：筒体材料的选择：根据GB150-1998表4-116MnR<GB6654〕t170MPa。16MnR适用范围：用于介质含有少量硫化物，具有肯定腐蚀性 ,壁厚较大<8mm〕的压力容器。鞍座材料的选择：依据JB/T4731,鞍座选用材料为Q235-B地脚螺栓的材料选择：

147MPasaGB/T700Q235Q235的许用应力

147MPabt其次章设备的构造设计1、圆筒厚度的设计计算压力P：c液柱静压力:P1=gh5609.813.21.76104PaP1/P1.76104/0.869106 2% 5%,故液柱静压力可以无视，即Pc该容器需100%探伤，所以取其焊接系数为

P0.869MPa1.0。圆筒的厚度在6~16mm范围内，查GB150-1998中表4-170C下，屈服极限强度 345MPa，许用应力s

t170MPa利用中径公式，计算厚度：2

PDit-Pc

0.869MPa340021.01700.869

8.7mm查标准HG20580-1998《钢制化工容器设计根底规定》表7-10.25mm，而有GB150-1998中3.5.5.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%差可以无视不计，故取C 0。1查标准HG20580-1998《钢制化工容器设计根底规定》表7-5C21mm。本例取C=12n则筒体的设计厚度 C1 C2 8.7019.7mmn圆整后，取名义厚度n

10mm筒体的有效厚度e n C1 C2 1019mm2、封头厚度的设计JB/T4746-2023《钢制压力容器用封头》中表1，得公称直径DN=D=3400mmiDEHA计算：

i 2GB150-19987-12hiPD 0.869MPa3400c i

8.7mm2 t-0.5Pc

21.001700.50.869同上，取C2

1mmC 0。1封头的设计厚度 8.7mm 01mm 9.7mmd圆整后，取封头的名义厚度n

10mm，有效厚度e n C1 C2 1019mm封头型记做EHA320022-16MnRJB/T47463、筒体和封头的构造设计封头的构造尺寸<封头构造如以下图1〕D由 i

D2，得hH i

3400

40mm2Hh 4 4查标准JB/T4746-2023《钢制压力容器用封头》中表B.1EHA椭圆形封头内外表积、容积，如下表2：公称直径DN/mm总深度公称直径DN/mm总深度H/mm内外表积A/m2容积V/m3封340089012.95815.5080筒体的长度计算V D2 L2V4i 封V

，而充装系数为0.9i0.94D2i

L2V封1000.94

3.42 L25.5080计算得L=11.025，取L=11m4、鞍座选型和构造设计鞍座选型该卧式容器承受双鞍式支座，材料选用Q235-B。估算鞍座的负荷：储罐总质量mm 2m m m1 2 3 4m——筒体质量：m DL×3.143.210103 7.85103 9218.726kg1 1m——单个封头的质量：查标准JB/T4746-2023《钢制压力容器用封头》中表B.2EHA椭圆形封2头质量，可知，m 1592.3kg2m——充液质量： < ，故3 液化石油气 水m V1000V10003 水

3.2 1025.5085110.8366103g4m4——附件质量：人孔质量为302kg，其他接收质量总和估为400kg，即m4 702kg综上所述，mm1 2m2 m3 m4 123.94103kgG=mg=1215.87kN,607.94N由此查JB4712.1-2023容器支座，选取轻型，焊制为 BI,包角为120，有垫板的鞍座。查JB4712.1-2023表6得鞍座构造尺寸如下表3：公称直径DN3400公称直径DN3400腹板12b7302 4允许载荷Q/kN835390鞍座高度250l3b212垫板h3354e140筋板底板l12480b3430螺栓间距l22200b1380310螺孔孔长D/l28/60116垫板弧长3950鞍座质量Kg559鞍座位置确实定由于当外伸长度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确定值相等，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简单，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JB4731《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。D由标准椭圆封头 iD

2,有h=H-i

40mmD2(Hh) 4D)3此外，由于封头的抗弯刚度大于圆筒的抗变钢度，故封头对于圆筒的抗弯钢度具有局部的加强JB4731还规定当满足A≤0.2L时，最好使A≤0.5Rm<Rm

nn2

1700 n 1705mm20.51705852.5mmA=85m综上有：A=850mm(A为封头切线至封头焊缝间距离，L为筒体和两封头的总长>5、接收，法兰，垫片和螺栓的选择、接收和法兰液化石油气储罐应设置排污口，气相平衡口，气相口，出液口，进液口，人孔，液位计口，温度计3查HG/T20592-2023《钢制管法兰》中表8.23-1PN10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。HG/T20592-2023D中表D-3,得各法兰的质量。查HG/T20592-2023《钢制管法兰》中表3.2.，法兰的密封面均承受MFM<凹凸面密封〕。4：接收和法兰尺寸序号名称序号名称公称DN钢管外径外径法兰D螺栓孔K螺栓L螺栓孔数n<8螺栓Th法兰C法兰颈N SHR1法兰法兰高度质量Ha排污口8089B20016018M1620105 3.2106504b气相平衡口8089B200160188M16201053.2106504c气相口8089B200160188M16201053.2106504d出液口8089B200160188M16201053.2106504e进液口8089B200160188M16201053.2106504f人孔500530B6706202620M24285627.116129039.5g1-2口3238B140100184M1218402.364402h口2025B10575144M1218402.364401m口2025B10575144M1218402.364401n口100108B220180188M16201313.6128524.5s排空口5057B165125184M1618742.985452.5垫片HG/T20609-2023《钢制管法兰用金属包覆垫片》，得：符号管口名称5公称直径内径D1外径D2a排污口80109.5142b气相平衡口80109.5142c气相口80109.5142d出液口80109.5142e进液口80109.5142f人孔g1-2液位计口3261.582h温度计口2045.561m压力表口2045.561n安全阀口80109.5142s排空口5077.5107注：1：包覆金属材料为纯铝板，标准为GB/T3880L32填充材料为有机非石棉纤维橡胶板。3垫片厚度均为3mm。螺栓<螺柱〕的选择查HG/T20613-2023《钢制管法兰用紧固件》中表5.0.7-和附录中表A.0.尺寸：

螺柱的长度和平垫圈6公称直径螺纹螺柱长ddh12a80M169017303b80M169017303c80M169017303d80M169017303e80M169017303f500M2412525444g1-232M168517303h20M127513242.5m20M127513242.5n80M169017303s50M168517303紧固件用平垫圈mm6紧固件用平垫圈mmHG/T21518-2023《回转盖带颈对焊法兰人孔》，查表3-1，选用凹凸面的法兰，其明细尺寸见下表：7人孔尺寸表单位：mm密封面型凹凸面D730b143d030式MFM公称压力10D1660b248螺柱数量20PNMPa公称直径500H1280A405螺母数量40DNd sw53012H2123B200螺柱尺寸M332170d506b44L300总质量kg302个人资料整理仅限学习使用个人资料整理仅限学习使用第三章：容器强度的校核3.1水压试验应力校核：试验压力：PT

1.25P1.250.8691.086MPa)1.086(34009)圆筒的薄膜应力T

T i 2e

205.96MPa290.9s

T筒体轴向弯矩计算工作时支座反力F

1G 2hiH-h850mm圆筒中间处截面上的弯矩FL12R2M a

h2/L2 4Ai4L1 4h4L1 i3L607.9411.0812

0.82

/11.02

40.854鞍座处横截面弯矩：

140.85311.08

11.08

1038kNmmi1AR2 h2 10.851.7052 0.852miM FA1

L 2AL

607.940.851

11.0820.8511.08 29.54kNm2 4h1 i3L

140.85311.08筒体轴向应力计算及校核<1〕圆筒中间横截面上，由压力及轴向弯矩引起的轴向应力最高点处：pRM 01.607 1038000 ca1 2e最低点处：

1R2 20.0123.14ae

0.009

12.635MPapRM 0.8691.705 11038000 cm 12 2 R2e ae

20.009

0.009

95.043MPa<2〕由压力及轴向弯矩引起的轴向应力A0.5RJB/T4731-20237-1K=1.0，K=1.0m 1 2鞍座横截面最高处点轴向应力：pR M 0.8691.705 2954 cm 23 2 KR2e 1 me

20.009 13.14

0.09

82.768MPa鞍座横截面最低点处轴向应力：pR Mc m

2 0.36MPa4 2 K R2e 2 m e<3〕筒体轴向应力校核Ra

0.09491700

0.000805依据圆筒材料查图4-8可得B 2EA 221050.000805 98.9MPa3 3t cr

min(0.R8cr

， t2 3,< t1 4

170MPa，合格130MPa，合格,< 130MPa，合格T1 T4 cr筒体和封头中的切向剪应力计算与校核因A Rm，带来的加强作用，查JB/T4731-2023表7-2得K=0.88，K=0.401，其最大剪应力位于2靠近鞍座边角处 KF 3

3 434.86MPaRme]=0.8

17059t=0.8170=136MPa故有 <]=136P故切向剪应力校核合3.5.封头中附加拉伸应力<Kh

F” 607.94103=0.401 =15.89MPa1.7050.009me由内压力引起的拉伸应力<K=1.0〕h 2e

=10.8693.4=164.3MPa20.0091.25t

1.25170139.04=73.46MPa>合格h h筒体的周向应力计算与校核圆筒的有效宽度b 335mm，当容器焊在支座上时，取k0.1，查JB/4731-2023表7-3可2得K 0.76,K 0.0132。5 6(1>.鞍座在横截面最低点处周向应力RKF 0.10.7660794055 b 0.3350.009

15.325MPae2(2>.鞍座角边处的周向应力由于L 11080 6.58,则R 1705aF 12KFR6 m

607940 120.0136079401.705

203.17MPa6 4b L2e2 e

40.0090.335 11.080.0092(3>.应力校核15.3255

t 170MPa203.171.256

t 1.25170 212.5MPa，鞍座应力计算与校核腹板水平应力及强度校核：由 120可得K9=0.204，水平分力FS

KF0.204607.94kN124kN9计算高度H 1 1

，鞍座腹板厚度b

12mmmin(Rs 3m

3o鞍座有效断面平均应力：oFs9 Hb

1240000.250.012

41.33MPas0鞍座有效断面应力校核[]s—Q235-B

[]s=235MPa41.332[]

156.67MPa9 3 s腹板与筋板组合截面应力计算及校核圆筒中心线至根底外表距离：HvRm h 4 1705250121967mm查表知：地震强度为7度<0.1g〕时，水平地震影响系数 0.08则轴向力FE G 0.081215.87kN84984.56N筋板面积：A1 b23 335103350mm2腹板面积：1A22(l20) (248020)1229520mm21A22/21015l 2480/2101510390815mmzx1zxzzl1 zzl2 1

3 381510/2820mm8203901210mm则：Asa

6A A1

633502952049620mm2形心：yc

1 2 Asa

)/263350(33512)/249620

70.218mmby” 2 c 2

y 33512c 2

b3 (l20)3I 2[323 z2)]21y 12 1 1 2 123351032[3 3350(8202 12102)](248020)3 2.921010mm31232I 6[b32

20)32 Ay1z 12 1c 12 2c1103353 (248020)1226[ 3350815103.219] 2952070.2181.88109mm312 12腹板与筋板组合截面断面系数：b1 380/210180mm,maxZmax

2l1 102480/2101230mm2IZ yry ZmaxIZ zrzmax

12301.88109180

2.374107mm310.4106mm2Z min(Z,Zr rz

)10.4106mm2ryf0.4取鞍座底板与根底间<水泥〕静摩擦系数由于 1 E

F” Fh FHE E Vsa A 2Z sa r sa607.94103

86.984103

250 86.984103

1967 13.663MPa49620 210.4106 49620(110802850)s1.2[]ssa

1.2235282MPa地震引起的地脚螺栓应力鞍座上地脚螺栓n=2l2

2100mm每个地脚螺栓的横截面积：1A D2 3.14242 489.6mm2bt 4 4HEV E地脚螺栓应力：

=86984.561.967=171098.63NmVM0-0 171098.63EV 70.46MPabt nlAbt

22.48489.6106地脚螺栓选GB/T700Q235]t

147MPa1.2[]bt

地脚螺栓切应力：F 86984.56E

44.42MPabt n”Abt

40.00048960.[]bt

第四章开孔补强设计中89mm时，接收厚度满足要求，不另行补强，DN=500mm的人孔需要补强。补强设计方法判别按HG/T21518-2023,选用回转盖带颈对焊法兰人孔。开孔直径dd2C 50022504mmi 2Dd i

3400

1700mm2 2故可以承受等面积法进展开孔补强计算。接收材料选用10号钢，其许用应力

t108MPa依据GB150-1998中式8-1，A=d r其中：壳体开孔处的计算厚度 8.7mm接收的有效厚度 C C 12111mmet nt 1 2[]t 108强度减弱系数f n

0.635r []r 170所以开孔所需补强面积为A=d有效补强范围4.2.1BGB150中式8-7，得：

rB 2d25041008mm1B d22

2 504210212548mmntBmax(B,B1 2

)1008mm4.2.2有效高度确实定(1〕h确实定1GB150中式8-8，得：dnt50412hdnt504121hH1

280mmhmin(h1 1

,1

””)77.8mm(2〕h2

确实定50412GB150-199850412dnthdnt2h””02h min(h2

”h2

””)0

77.8mm有效补强面积GB150中式8-10~8-13，分别计算如下：A AA Ae 1 2 3

A (Bd)(

)2(

)(1f)筒体多余面积A1

e et e r1 8.7)(10.635)645.71mm2接收的多余面积接收厚度：PcDi 0.869500 1.28mmt 2[]t 0.5Pc217010.50.869A 2 1

)fet t

2h(2

C)f2 r焊缝金属截面积6.0mm1A 62 236mm23 24.4补强面积A A A Ae 1 2 3

645.71861.6361543.31mm2由于Ae 所需另行补强面积：A AA 5085.71543.313542.39mm24 e补强圈设计：依据DN500取补强圈外径D’=840mm。由于B>D’，所以在有效补强范围。补强圈d’=530+2=532mm补强圈厚度：” A4

3542.39

11.5mmD”d”840532圆整取名义厚度为12mm容器各受压元件的组装通常承受焊接。焊接接头是焊缝、融合线和热影响区的焊接的质量与容器的安全。筒体的焊接和封头与筒体的焊接承受X型坡口，由于同厚度下削减焊接量约1/2,焊接变形及产生内应力也小。壳体与接收的连接为角接接头参考文献.GB150-1998.1998.1999.2023.11.2023.2023.1996蔡纪宁.《化工设备机械根底课程设计指导书》.化学工业出版社.2023贺匡国.《化工容器及设备简明设计手册》.化学工业出版社.2023年8月“:///article/59/347/202303/22513.shtml“.:///article/59/347/202303/22513.shtml.2023-3-22“://info.oil.hc360/html/001/008/002/112300.h年tm“.://info.oil.hc360/html/001/008/002/112300.“://info.oil.hc360/html/001/008/002/112300.h年tm“tm.日“://51mro/Article/law/z/hy/o/202311/5187.html“.://51mro/Article/law/z/hy/o/202311/5187.html.2023-11-15“://info.oil.hc360/html/001/008/002/112580.h年tm“.://info.oil.hc360/html/001/008/002/112580.“://info.oil.hc360/html/001/008/002/1