個人資料整理 僅限學習使用中北大學課程設計說明書學生姓名：王飛學 號：0802034112學 院：機械工程與自動化學院專 業：過程裝備與控制工程題 目：<55）M3液氯儲罐設計指導教師： 陸職輝稱山:閆宏偉高 強2018年06月12日個人資料整理 僅限學習使用中北大學課程設計任務書2018/2018學年第 二學期學 院：機械工程與自動化學院專 業：過程裝備與控制工程學生姓名：王飛學號：0802034112課程設計題目：<55）M3液氯儲罐設計起迄日期：課程設計地點：指導教師：系 主 任：

06月13日～06月24日校內陸輝山閆宏偉高強姚竹亭個人資料整理 僅限學習使用下達任務書日期 :2018年06月12日課程設計任務書1．設計目的：設計目的使用國家最新壓力容器標準、規范進行設計，掌握典型過程設備設計的全過程。掌握查閱和綜合分析文獻資料的能力，進行設計方法和設計方案的可行性研究和論證。掌握電算設計計算，要求設計思路清晰，計算數據準確、可靠，且正確掌握計算機操作和專業軟件的使用。掌握工程圖紙的計算機繪圖。2．設計內容和要求<包括原始數據、技術參數、條件、設計要求等）：1．原始數據設計條件表序號項目數值單位備注1名稱液氯儲罐2用途液氯儲存站3最高工作壓力1.4327MPa由介質溫度確定4工作溫度-20～45℃5公稱容積<V）553Mg6工作壓力波動情況可不考慮7裝量系數(φ>0.9V8工作介質液氯<高度危害）9使用地點室內10安裝與地基要求11其它要求管口表接管代號公稱尺寸連接尺寸標準連接面形式用途或名稱液位計接口空氣進口管空氣出口管液氯進口管液氯出口管安全閥接口壓力表接口人孔個人資料整理 僅限學習使用課程設計任務書2．設計內容1）設備工藝、結構設計；2）設備強度計算與校核；3）技術條件編制；4）繪制設備總裝配圖；5）編制設計說明書。3．設計工作任務及工作量的要求〔包括課程設計計算說明書 (論文>、圖紙、實物樣品等〕：1）設計說明書：主要內容包括：封面、設計任務書、目錄、設計方案的分析和擬定、各部分結構尺寸的設計計算和確定、設計總結、參考文獻等；2）總裝配圖設計圖紙應遵循國家機械制圖標準和化工設備圖樣技術要求有關規定，圖面布置要合理，結構表達要清楚、正確，圖面要整潔，文字書寫采用仿宋體、內容要詳盡，圖紙采用計算機繪制。個人資料整理 僅限學習使用課程設計任務書4．主要參考文獻：國家質量技術監督局，GB150-1998《鋼制壓力容器》，中國標準出版社，1998[2]國家質量技術監督局，《壓力容器安全技術監察規程》，中國勞動社會保障出版社， 1999全國化工設備設計技術中心站，《化工設備圖樣技術要求》，2000，11鄭津洋、董其伍、桑芝富，《過程設備設計》，化學工業出版社，2001黃振仁、魏新利，《過程裝備成套技術設計指南》，化學工業出版社，2002國家醫藥管理局上海醫藥設計院，《化工工藝設計手冊》，化學工業出版社，1996蔡紀寧主編，《化工設備機械基礎課程設計指導書》，化學工業出版社，2003年5．設計成果形式及要求：1）完成課程設計說明書一份；2）草圖一張<A1圖紙一張）3）總裝配圖一張 (A1圖紙一張>；6．工作計劃及進度：2018年06月13日：布置任務、查閱資料并確定設計方法和步驟06月13日～06月17日：機械設計計算<強度計算與校核）及技術條件編制06月17日～06月22日：設計圖紙繪制<草圖和裝配圖）06月22日～06月24日：撰寫設計說明書06月24日：答辯及成績評定系主任審查意見：簽字：年月日個人資料整理 僅限學習使用筒體材料的選擇根據液氯的特性，查 GB150-1998選擇16MnR。16MnR是壓力容器專用鋼，適用范圍：用于介質具有一定腐蝕性 ,壁厚較大< ）的壓力容器。50℃時的許用應力 ,鋼板標準GB6645。設計溫度的確定個人資料整理 僅限學習使用設計溫度是指容器在正常的工作情況下，設定的元件的金屬溫度 <沿元件金 屬截面的溫度平均值）。當元件金屬溫度不低于 0°C時，設計溫度不得低于元件金屬可能達到的最高溫度；當元件金屬溫度低于 0°C時，其值不得高于元件金屬可能達到的最低溫度。考慮一定的余量和相關標準的使用，這里選為 50℃。3.筒體封頭設計筒體直徑一般由工藝條件決定，但是要符合壓力容器的公稱直徑。標準橢圓型封頭是中低壓容器經常采用的封頭形式。封頭公稱直徑必須與筒體的公稱直徑相一致。由公式 D L=55*(1+5%>取=4，解得D=2639mm，圓整至2700mm。由《JBT4746-2002--鋼制壓力容器用封頭》查得，總深 H=740mm，內表面積A=8.8503m，封頭容積V=3.1198mV =V +V ，即 D L=55*1.05-2*V,代入參數得L=8997mm圓整至9000mm計算容積V = D L+2*V=57.77m工作容積V = V =0.9*57.77=51.993m設計壓力的確定設計壓力為容器的設計載荷條件之一，其值不得低于最高工作壓力，而最高工作壓力指容器頂部在正常工作過程中可能產生的最高表壓。裝設安全閥的容器，考慮到安全閥開啟動作的滯后，容器不能及時泄壓，設計壓力不得低于安全閥的開啟壓力，通常可取最高工作壓力的1.05——1.10倍。計算壓力是指在相應的設計溫度下，用以確定元件最危險截面厚度的壓力，其中包括液柱靜壓力。通常情況下，計算壓力等于設計壓力與液柱靜壓力之和，當元件所承受的液柱靜壓力小于5%設計時，可忽略不計。個人資料整理 僅限學習使用t=50℃時,根據《壓力容器介質手冊》可得液氯的密度是 1.314 ，飽和蒸 汽壓Pv=1.4327MPa,大氣壓Pa=0.1MPa設計壓力P=1.1*Pv=1.1*<1.4327-0.1 ）=1.466MPa液柱靜壓力=ρgD=1314*9.8*2.7=0.035<5%*P ，所以忽略液柱靜壓力。計算壓力P=P=1.466MPa厚度的計算假設厚度范圍在 16-36mm，則16MnR的許用應力[σ]=163MPa液氯為高度危害介質，所以進行 100%無損檢測，焊縫接頭系數 Φ=1圓筒厚度δ==12.20mm液氯有強的腐蝕性，所以取腐蝕余量 C=4mm，厚度負偏差C=-0.3mm設計厚度 =δ+C=16.20mm名義厚度 +0.8=17.00mm圓整至18mm封頭厚度S==12.20mm名義厚度同樣圓整至 18mm查《JBT4746-2002 鋼制壓力容器用封頭》得，封頭質量 m=1145kg直邊段高度為740-=65mm6.管口表接管代號公稱尺寸公稱壓力連接尺寸標準連接面形式aDN100PN1.6MPaHG20595-1997MFMbDN100PN1.6MPaHG21524-2005MFMcDN500PN1.6MPaMFM

用途或名稱液氯進口管安全閥接口人孔個人資料整理 僅限學習使用dDN50PN1.6MPaHG20595-1997MFMeDN50PN1.6MPaHG20595-1997MFMfDN32PN1.6MPaHG20595-1997MFMgDN25PN1.6MPaHG20595-1997MFMhDN100PN1.6MPaHG20595-1997MFM一些接管具體設計如下：

空氣進口管空氣出口管壓力表接口液位計接口液氯出口管①人孔根據HG21518-95選回轉蓋帶頸對焊法蘭人孔，密封面為凹凸面MFM。具體數據如下：人孔接管高H=290mm個人資料整理 僅限學習使用②液氯進出口管進口管管端成 45°角可使液流集中，避免成滴水，對臥式容器插入深度為全高的 ，插入液體中對減少液面形成泡沫及穩定液面等都有利。接管高度和安全閥同為150mm③液位計接管、空氣進出口管、壓力表接管高度均為 100mm注:接管補強數據見校核表法蘭墊片的選用①接管法蘭根據 HG20592-1997由相應接管公稱直徑選取設計數據如下表：②墊片選擇根據HG20592法蘭標準的規定，當壓力等級≤1.6MPa且有劇毒介質時，選擇纏繞墊片。具體數據如下表公稱通徑 內環內徑 纏繞墊 內環厚度DN內徑 外徑 厚度個人資料整理 僅限學習使用25344357324351652.51.8505773871001081291493.22.4500521549575鞍座的選擇16MnR鋼的密度為7.85×10kg/m筒體的質量m= = = ×2.7×0.018×7.85×10=1198.55kg儲存液氯的質量m==67710.4kg單個封頭質量m=1145kg附件質量m=500kg總重G=(m＋m＋m＋m>g=717kN單個鞍座承受的重量 G′= =358.5kN根據JB/T4712-92選取輕型鞍座DN2800,許用載荷447Kn,120°包角，具體數據見下表個人資料整理 僅限學習使用公稱直徑DN

鞍 座 底板 腹板 筋板高度hb2800 250 2040 300 12 10 320 268 358 8公稱墊板螺栓連接尺寸鞍座質量kg增加100mm高度增加的質量kg直徑弧長間距螺孔螺紋M孔長DN2800 3260 500 8 65 1800 24 M20 40 291 28鞍座位置通常取尺寸A不超過0.2L值，中國現行標準JB個人資料整理 僅限學習使用4731《鋼制臥式容器》規定 A≤0.2L=0.2<L+2h），A最大不超過0.25L.否則由于容器外伸端的作用將使支座截面處的應力過大。∴A≤0.2×9.13=1..826m由于封頭的抗彎剛度大于圓筒的抗變鋼度，故封頭對于圓筒的抗彎鋼度具有局部的加強作用。若支座靠近封頭，則可充分利用罐體封頭對支座處圓筒截面的加強作用。因此， JB4731還規定當滿足A≤0.2L時，應盡量使A≤0.5R，即A≤0.5×1.35=0.675m綜上，取A=600mm9.焊接容器各受壓元件的組裝通常采用焊接。焊接接頭是焊縫、融合線和熱影響區的總稱，焊縫是焊接接頭的主要部分。焊接接頭的形式和坡口形式的設計直接影響到焊接的質量與容器的安全。回轉殼體與封頭