容器設(shè)計(jì)過(guò)程裝備課程設(shè)計(jì)書(shū)第一章 設(shè)計(jì)思路 （1）設(shè)計(jì)特點(diǎn)綜合運(yùn)用所學(xué)的過(guò)程設(shè)備設(shè)計(jì)的知識(shí)，本著認(rèn)真負(fù)責(zé)的態(tài)度，對(duì)儲(chǔ)罐進(jìn)行設(shè)計(jì)。在設(shè)計(jì)過(guò)程中綜合考慮了經(jīng)濟(jì)性、實(shí)用性和安全可 靠性。各項(xiàng)設(shè)計(jì)參數(shù)都正確考慮了行業(yè)使用標(biāo)準(zhǔn)或國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，這樣讓設(shè)計(jì)有章可循，并且考慮到了結(jié)構(gòu)方面的要求，合理進(jìn)行設(shè)計(jì)。 （2）設(shè)計(jì)特點(diǎn)容器的設(shè)計(jì)一般由筒體、封頭、法蘭、支座、接口管及人孔等組成。常、低壓化工設(shè)備通用零部件大都有標(biāo)準(zhǔn)，設(shè)計(jì)時(shí)可直接選用。本設(shè)計(jì)書(shū)主要介紹了氣罐的筒體、封頭的設(shè)計(jì)計(jì)算，低壓通用零部件的選用。第二章 主要材料、焊縫結(jié)構(gòu)和探傷（1）材料的選擇容器介質(zhì)為空氣，為無(wú)腐蝕介質(zhì)，儲(chǔ)罐選用碳素結(jié)構(gòu)鋼，且設(shè)計(jì)壓力為在范圍內(nèi)，屬于低壓容器。所以選擇系列的鋼材可以滿足要求。鋼板的適用范圍：容器設(shè)計(jì)壓力鋼板使用溫度為用于殼體時(shí)，厚度不大于所以滿足設(shè)計(jì)要求，則選擇鋼板。查表知的許用應(yīng)力為（2）焊縫及探傷焊接接頭采用V型坡口雙面焊接，由于工作介質(zhì)特性為無(wú)毒性、低腐蝕性，此處采用局部無(wú)損探傷，其焊接接頭系數(shù)由焊接接頭系數(shù)表（查教材過(guò)程裝備設(shè)計(jì)表）查得由教材過(guò)程設(shè)備設(shè)計(jì)表取,由于介質(zhì)特性為低腐蝕性，無(wú)毒，所以去平面腐蝕裕。（3）焊接制造（a）焊接接頭結(jié)構(gòu)所有焊接接頭均要求全熔透。A,B類(lèi)對(duì)接接頭：采用（HG 20583-1998）DU8，D類(lèi)焊接接頭，接管不內(nèi)伸時(shí)采用G6（b）焊條選擇根據(jù)GB/T5117-1995碳鋼焊條的成分及性能要求標(biāo)準(zhǔn)，碳鋼焊條型號(hào)根據(jù)熔敷金屬的力學(xué)性能、藥皮類(lèi)型、焊接位置和焊接電流接管B、D與筒體，筒體與封頭，人孔接管與筒體間焊條型號(hào)E4303，藥皮類(lèi)型選鈦鈣型，電流種類(lèi)為AC,DC。第三章 設(shè)計(jì)參數(shù)（1）設(shè)計(jì)壓力P設(shè)計(jì)壓力為壓力容器的設(shè)計(jì)載荷之一，其值不得低于最高工作壓力，裝有安全閥的容器通常可取最高工作壓力的倍，即。此處取,所以。（2）設(shè)計(jì)溫度 （3）工作介質(zhì)空氣 無(wú)腐蝕（4）筒體直徑Di長(zhǎng)度L及短軸h取長(zhǎng)徑比圓整后取，封頭結(jié)構(gòu):標(biāo)準(zhǔn)橢圓形封頭，由半個(gè)橢球殼和一個(gè)高為h2的短筒節(jié)構(gòu)成。封頭的直邊高度h240mm橢圓封頭容積：筒體高：圓整后得： 第四章 筒體計(jì)算（1）筒體厚度計(jì)算計(jì)算厚度： 設(shè)計(jì)厚度： 考慮到鋼板厚度系列取名義厚度： （2）水壓試驗(yàn)及應(yīng)力校核 （a）試驗(yàn)壓力 取最大試驗(yàn)壓力 ：(b)應(yīng)力校核 筒體有效厚度： 則滿足水壓試驗(yàn)要求。 第五章 封頭計(jì)算（1） 封頭選擇 從受力與制造方面分析來(lái)看，球形封頭是最理想的結(jié)構(gòu)形式。但缺點(diǎn)是深度大，沖壓較為困難；橢圓封頭深度比半球形封頭小得多，易于沖壓成型，是目前中低壓容器中應(yīng)用較多的封頭之一。平板封頭因直徑和厚度都較大，加工與焊接方面都要遇到不少困難。從鋼材耗用量來(lái)看：球形封頭用材最少，比橢圓封頭節(jié)約，平板封頭用材最多。但是，從強(qiáng)度、結(jié)構(gòu)和制造方面綜合考慮，采用橢圓形封頭最為合理。（2）封頭厚度計(jì)算采用標(biāo)準(zhǔn)橢圓 則 k=1.0計(jì)算厚度： 設(shè)計(jì)厚度： 考慮到鋼板厚度系列取名義厚度： （3）水壓試驗(yàn)及強(qiáng)度校核（a）試驗(yàn)壓力 取最大試驗(yàn)壓力 ： （b） 應(yīng)力校核 封頭的有效厚度: 則滿足水壓試驗(yàn)要求。總體結(jié)構(gòu)尺寸如下：公稱直徑 筒體高筒體壁厚 封頭壁厚 第六章 接管補(bǔ)強(qiáng)和人孔補(bǔ)強(qiáng) （1）接管補(bǔ)強(qiáng) 1、補(bǔ)強(qiáng)及補(bǔ)強(qiáng)方法判別a.補(bǔ)強(qiáng)判別 根據(jù)教材過(guò)程設(shè)備設(shè)計(jì)表，許補(bǔ)強(qiáng)的最大接管外徑為。所給的接管只有檢查孔的外徑大于，故其需要另行補(bǔ)強(qiáng)。b.補(bǔ)強(qiáng)計(jì)算方法判別檢查孔是在筒體上面且=1300mm，開(kāi)孔直徑，滿足等面積法開(kāi)孔補(bǔ)強(qiáng)計(jì)算的適用條件，故可用等面積法進(jìn)行開(kāi)孔補(bǔ)強(qiáng)計(jì)算。2、開(kāi)孔所需補(bǔ)強(qiáng)面積a.殼體開(kāi)孔處計(jì)算厚度 由于開(kāi)孔位于殼體時(shí)，封頭的計(jì)算厚度為按周向應(yīng)力計(jì)算而得的厚度： 先計(jì)算強(qiáng)度削弱系數(shù) 接管有效厚度為 開(kāi)孔所需補(bǔ)強(qiáng)面積按下式計(jì)算3、有效補(bǔ)強(qiáng)范圍有效寬度 取兩者中的最大值 所以 有效高度 外側(cè)有效高度h1按下式計(jì)算 取兩者中較小的值 所以 內(nèi)側(cè)有效高度 取兩者中的最小值 所以 4、有效補(bǔ)強(qiáng)面積 a)多余金屬面積A1 b)接管多余金屬面積接管計(jì)算厚度 接管多余金屬面積 C)接管區(qū)焊接面積 （焊腳取）d)有效補(bǔ)強(qiáng)面積5、所需另行補(bǔ)強(qiáng)面積擬采取補(bǔ)強(qiáng)圈補(bǔ)強(qiáng)。6、補(bǔ)強(qiáng)圈設(shè)計(jì)根據(jù)接管公稱直徑DN150選補(bǔ)強(qiáng)圈，參照補(bǔ)強(qiáng)圈標(biāo)準(zhǔn)JB/T4736取補(bǔ)強(qiáng)圈外徑，內(nèi)徑。因,補(bǔ)強(qiáng)圈在有效補(bǔ)強(qiáng)范圍內(nèi)。補(bǔ)強(qiáng)厚度為 考慮鋼板負(fù)偏差并經(jīng)圓整，取補(bǔ)強(qiáng)圈名義厚度為。綜上所述選擇補(bǔ)強(qiáng)圈外徑，內(nèi)徑，補(bǔ)強(qiáng)圈名義厚度為。 第七章 標(biāo)準(zhǔn)件選取及其他設(shè)置（1）容器支座的選擇1、計(jì)算質(zhì)量罐體質(zhì)量： 查表得單個(gè)封頭質(zhì)量m2=61.9kg 附件質(zhì)量包括人孔，接管，閥座等近似取m3=12kg 充氣質(zhì)量，由于介質(zhì)是空氣，所以 設(shè)備的最大質(zhì)量2、 計(jì)算支座支反力單個(gè)支腿所受的力：根據(jù)JB/T4712.4-2007，選用A型支撐式支座，使用容器的公稱直徑是1300，支腿數(shù)量為3個(gè)。支座總重為47.4Kg。（2）法蘭的選擇查標(biāo)準(zhǔn)，根據(jù)接管直徑和最大壓力要求選擇法蘭，E1和E2處的法蘭選擇PN0.6DN150；B處的法蘭選擇PN0.6DN40;D處的法蘭選擇PN0.6DN40（3）壓力計(jì)的選擇量程裝在鍋爐、壓力容器上的壓力表，其最大量程（表盤(pán)上刻度極限值）應(yīng)與設(shè)備的工作壓力相適應(yīng)。壓力表的量程一般為設(shè)備工作壓力的153倍，最好取2倍。若選用的壓力表量程過(guò)大，由于同樣精度的壓力表，量程越大，允許誤差的絕對(duì)值和肉眼觀察的偏差就越大，則會(huì)影響壓力讀數(shù)的準(zhǔn)確性；反之，若選用的壓力表量程過(guò)小，設(shè)備的工作壓力等于或接近壓力表的刻度極限，則會(huì)使壓力表中的彈性元件長(zhǎng)期處于最大的變形狀態(tài)，易產(chǎn)生永久變形，引起壓力表的誤差增大和使用壽命降低。另外，壓力表的量程過(guò)小，萬(wàn)一超壓運(yùn)行，指針越過(guò)最大量程接近零位，而使操作人員產(chǎn)生錯(cuò)覺(jué)，造成更大的事故。因此，壓力表的使用壓力范圍，應(yīng)不超過(guò)刻度極限的6070。 測(cè)量精度壓力表的精度是以允許誤差占表盤(pán)刻度極限值的百分?jǐn)?shù)來(lái)表示的。精度等級(jí)一般都標(biāo)在表盤(pán)上，選用壓力表時(shí)，應(yīng)根據(jù)設(shè)備的壓力等級(jí)和實(shí)際工作需要來(lái)確定精度。額定蒸汽壓力小于2.45MPa的鍋爐和低壓容器所用的壓力表，其精度不應(yīng)低于25級(jí)；額定蒸汽壓力大于2.45MPa的鍋爐和中、高壓容器的壓力表，精度不應(yīng)低于1.5級(jí)。 表盤(pán)直徑為了使操作人員能準(zhǔn)確地看清壓力值，壓力表的表盤(pán)直徑不應(yīng)過(guò)小。在一般情況下，鍋爐和壓力容器所用壓力表的表盤(pán)直徑不應(yīng)小于100mm，如果壓力表裝得較高或離崗位較遠(yuǎn)，表盤(pán)直徑還應(yīng)增大。綜合考慮選用隔膜壓力表, 技術(shù)指標(biāo)為：精度等級(jí)：(1.) 公稱直徑：50 接頭螺紋：1.5 G1 測(cè)量范圍：02.4Mpa（4）接管方式及設(shè)置管與管之間采用法蘭連接，接管與容器之間采用補(bǔ)強(qiáng)圈補(bǔ)強(qiáng)接管位置：兩相鄰開(kāi)孔中心的間距(對(duì)曲面間距以弧長(zhǎng)計(jì)算)應(yīng)不小于兩孔直徑之和的2倍。（5）各工藝開(kāi)孔設(shè)置（1）進(jìn)氣管 采用453.5管的一端切成45，伸入貯罐內(nèi)少許。配用具有突面密封的平焊管法蘭。 法蘭標(biāo)記：HG 20592 法蘭 DN 401.0 RF Q235B。 墊片標(biāo)記：HG 20606 墊片 DN 40-0.6 XB350（2）出氣管 采用453.5 法蘭標(biāo)記：HG 20592 法蘭 DN 401.0 RF Q235B 墊片標(biāo)記：HG 20606 墊片 DN 40-0.6 XB350（3）安全閥接管 安全閥接管尺寸由安全閥泄放量決定。本貯罐選用896 的無(wú)縫鋼管。 法蘭標(biāo)記：HG 20592 法蘭 DN 801.6 RF Q235B。（4）壓力表接管 M201.5 Q235B。（5）檢查孔標(biāo)準(zhǔn)：尺寸，實(shí)面（RF）HG2158-95(帶頸對(duì)焊法蘭式) 墊片標(biāo)記：HG 20606 墊片 DN 150-0.6 XB350。（5）墊片形式橡膠墊；材料；石棉橡膠板。第八章 總結(jié)任何設(shè)計(jì)都不是自己想當(dāng)然想怎么做就怎么做的，大到筒體，小到零部件，每一個(gè)設(shè)計(jì)都要經(jīng)過(guò)嚴(yán)格計(jì)算或選擇論證，都要有章可循、有法可依，這是這次課程設(shè)計(jì)留給我最大的啟示。其實(shí)這個(gè)道理在生活中又何嘗無(wú)處不在？做人就要像這次設(shè)計(jì)一樣，要實(shí)事求是，腳踏實(shí)地。通過(guò)本次課程設(shè)計(jì)，使我對(duì)像儲(chǔ)氣罐這類(lèi)壓力容器的設(shè)計(jì)方法、步驟、思路、有一定的了解與認(rèn)識(shí)。在課程設(shè)計(jì)過(guò)程中，基本能按照規(guī)定的程序進(jìn)行，先針對(duì)所給壓力，溫度收集、調(diào)查有關(guān)資料，然后進(jìn)入草案階段，其間與指導(dǎo)教師鐘明老師進(jìn)行幾次方案的討論、修改，補(bǔ)充，最后定案，進(jìn)行正式壓力容器設(shè)計(jì)階段。包括選材、壁厚計(jì)算、強(qiáng)度校核和水壓試驗(yàn)等。經(jīng)一系列計(jì)算、按標(biāo)準(zhǔn)選取法蘭等可得所設(shè)計(jì)的壓力容器滿足設(shè)計(jì)及工藝要求。最后，非常感謝指導(dǎo)老師袁文老師，在你的幫助下我完成了此次課程設(shè)計(jì)，使我通過(guò)在這次設(shè)計(jì)中學(xué)到了很多有用而且實(shí)用的知識(shí)，作為即將踏上社會(huì)的我們來(lái)說(shuō)這是一筆巨大的財(cái)富。第九章 參考文獻(xiàn)（1）化工部設(shè)備設(shè)計(jì)技術(shù)中心站主編。鋼制管法蘭、墊片、緊固件。北京：化學(xué)工業(yè)部。1998（2）鄭津洋、董其伍、桑芝富主編。過(guò)程設(shè)備設(shè)計(jì)。北京：化學(xué)工業(yè)出版社出版。2005（3）魏兆燦、劉紹娟等主編。化工設(shè)備圖冊(cè)。北京：化學(xué)工業(yè)部設(shè)備