液氨儲(chǔ)罐的設(shè)計(jì)

1、燕京理工學(xué)院化工設(shè)備機(jī)械基礎(chǔ)-大作業(yè)目錄1、設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)12、前言23.設(shè)計(jì)方案33.1設(shè)計(jì)依據(jù)及原則33.2、設(shè)計(jì)要求3技術(shù)特性表34、設(shè)計(jì)計(jì)算54.1、圓筒厚度設(shè)計(jì)54.2、封頭壁厚設(shè)計(jì)64.3、水壓試驗(yàn)及強(qiáng)度校核65、選擇人孔并核算開(kāi)孔補(bǔ)強(qiáng)75.1、人孔參數(shù)確定75.2、開(kāi)孔補(bǔ)強(qiáng)的計(jì)算86、接口管設(shè)計(jì)106.1、進(jìn)料管106.2、出料管106.3、液位計(jì)接口管106.4、放空閥接口管116.5、安全閥接口管116.6、排污管116.7、壓力表接口117、鞍座負(fù)載設(shè)計(jì)11首先粗略計(jì)算鞍座負(fù)荷117.1、罐體質(zhì)量m1127.2、封頭質(zhì)量m2127.3、液氨質(zhì)量m3127.4、附件質(zhì)量m4128

2、、設(shè)計(jì)匯總131、設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)課題：液氨儲(chǔ)罐的設(shè)計(jì)（家鄉(xiāng)衡水）設(shè)計(jì)內(nèi)容：根據(jù)既定的工藝參數(shù)設(shè)計(jì)一臺(tái)液氨儲(chǔ)罐已知工藝參數(shù)：最高使用溫度T=40罐體容積V=12mm3此時(shí)氨的飽和蒸汽壓P=1.55MPa具體的內(nèi)容包括：1.筒體材料選擇2.罐的結(jié)構(gòu)及尺寸（內(nèi)徑、長(zhǎng)度）形狀（臥式、球形、立式），罐體厚度，封頭形狀及厚度，支座的選擇，人孔及接管，開(kāi)孔補(bǔ)強(qiáng)下達(dá)時(shí)間：2017年6月16日完成時(shí)間：2017年6月30日252、前言本次課程設(shè)計(jì)是化工與材料工程學(xué)院，應(yīng)用化學(xué)專(zhuān)業(yè)對(duì)化工設(shè)備機(jī)械基礎(chǔ)這門(mén)課程進(jìn)行的。課設(shè)題目為液氨儲(chǔ)罐的課程設(shè)計(jì)。液氨，又稱(chēng)為無(wú)水氨，是一種無(wú)色液體。氨作為一種重要的化工原料，應(yīng)用廣泛，為

3、運(yùn)輸及儲(chǔ)存便利，通常將氣態(tài)的氨氣通過(guò)加壓或冷卻得到液態(tài)氨。液氨在工業(yè)上應(yīng)用廣泛，而且具有腐蝕性，且容易揮發(fā)，所以其化學(xué)事故發(fā)生率相當(dāng)高。NH3氣氨相對(duì)密度(空氣1)：0.59，分子量為1704.液氨的密度是0.562871Kg/L(50) 。自燃點(diǎn)：65111 飽和蒸汽壓：2.033MPa熔點(diǎn)()：-777 爆炸極限：1625 沸點(diǎn)()：-334 1水溶液PH值：117 比熱kJ(kgK)： 氨（液體）4.609 氨（氣體）2.179 蒸汽與空氣混合物爆炸極限1625%(最易引燃濃度17%)。氨在20水中溶解度34%,25時(shí),在無(wú)水乙醇中溶解度10%,在甲醇中溶解度16%,溶于氯仿、乙醚,它是

4、許多元素和化合物的良好溶劑。水溶液呈堿性。液態(tài)氨將侵蝕某些塑料制品,橡膠和涂層。遇熱、明火,難以點(diǎn)燃而危險(xiǎn)性較低; 但氨和空氣混合物達(dá)到上述濃度范圍遇明火會(huì)燃燒和爆炸,如有油類(lèi)或其它可燃性物質(zhì)存在,則危險(xiǎn)性更高。液氨主要用于生產(chǎn)硝酸、尿素和其他化學(xué)肥料，還可用作醫(yī)藥和農(nóng)藥的原料。 在國(guó)防工業(yè)中，用于制造火箭、導(dǎo)彈的推進(jìn)劑?？捎米饔袡C(jī)化工產(chǎn)品的氨化原料，還可用作冷凍劑。液氨還可用用于紡織品的絲光整理。液氨通常采用鋼瓶或槽車(chē)灌裝。灌裝用鋼瓶或槽車(chē)應(yīng)符合國(guó)家勞動(dòng)局頒發(fā)的 “氣瓶安全監(jiān)察規(guī)程”、“壓力容器安全監(jiān)察規(guī)程”等有關(guān)規(guī)定。本設(shè)計(jì)是針對(duì)化工設(shè)備機(jī)械基礎(chǔ)這門(mén)課程所安排的一次課程設(shè)計(jì)，是對(duì)這門(mén)課程的

5、一次總結(jié)，要綜合運(yùn)用所學(xué)的知識(shí)并查閱相關(guān)書(shū)籍完成設(shè)計(jì)。設(shè)計(jì)基本思路：本設(shè)計(jì)綜合考慮環(huán)境條件、介質(zhì)的理化性質(zhì)等因素，結(jié)合給定的工藝參數(shù)，機(jī)械按容器的選材、壁厚計(jì)算、強(qiáng)度核算、附件選擇、焊縫標(biāo)準(zhǔn)的設(shè)計(jì)順序，分別對(duì)儲(chǔ)罐的筒體、封頭、人孔接管、人孔補(bǔ)強(qiáng)、接管、管法蘭、液位計(jì)、鞍座、焊接形式進(jìn)行了設(shè)計(jì)和選擇。設(shè)備的選擇大都有相應(yīng)的執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)，設(shè)計(jì)時(shí)可以直接選用符合設(shè)計(jì)條件的標(biāo)準(zhǔn)設(shè)備零部件，也有一些設(shè)備沒(méi)有相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)，則選擇合適的非標(biāo)設(shè)備。各項(xiàng)設(shè)計(jì)參數(shù)都正確參考了行業(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，并考慮到結(jié)構(gòu)方面的要求，合理地進(jìn)行設(shè)計(jì)。本設(shè)計(jì)過(guò)程的內(nèi)容包括容器的材質(zhì)的選取、容器筒體的性質(zhì)及厚度、封頭

6、的形狀及厚度、確定支座、人孔及接管、開(kāi)孔補(bǔ)強(qiáng)的情況以及其他接管的設(shè)計(jì)與選取。3.設(shè)計(jì)方案3.1設(shè)計(jì)依據(jù)及原則本液氨貯罐屬于中壓容器，設(shè)計(jì)以“鋼制壓力容器”國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)（GB150）為依據(jù)，嚴(yán)格按照政府部門(mén)對(duì)壓力容器安全監(jiān)督的法規(guī)“壓力容器安全技術(shù)監(jiān)督教程”的規(guī)定進(jìn)行設(shè)計(jì)。以安全為前提，綜合考慮質(zhì)量保證的各個(gè)環(huán)節(jié)，盡可能做到經(jīng)濟(jì)合理，可靠的密封性，足夠的安全壽命。設(shè)計(jì)的步驟如下：(1) 根據(jù)設(shè)計(jì)中要用的各種參數(shù)進(jìn)行計(jì)算及材料選擇。(2) 對(duì)容器的筒體、封頭鞍座及其他附件進(jìn)行參數(shù)計(jì)算。(3) 對(duì)計(jì)算出來(lái)的數(shù)據(jù)進(jìn)行校核。3.2、設(shè)計(jì)要求技術(shù)特性表公稱(chēng)容積（立方米）12公稱(chēng)直徑（DN）1.6介質(zhì)液氨筒體長(zhǎng)

7、度（L）5.6工作壓力（Mpa）1.6工作溫度（）40使用地點(diǎn)河北衡水推薦材料16MnR管口表編號(hào)名稱(chēng)公稱(chēng)直徑（mm）編號(hào)名稱(chēng)公稱(chēng)直徑（mm）a1-a2液面計(jì)20e安全閥50b人孔450f放空管50c進(jìn)料管65g排污管50d出料管653.3、液氨儲(chǔ)罐設(shè)計(jì)參數(shù)的確定3.3.1、設(shè)計(jì)溫度與設(shè)計(jì)壓力的確定（1）設(shè)計(jì)溫度：T= 40（2）設(shè)計(jì)壓力:本貯罐在最高使用溫度40下，氨的飽和蒸汽壓為1.55MPa(絕對(duì)壓強(qiáng))，容器上裝有安全閥，則取1.05到1.10倍的最高工作壓力作為設(shè)計(jì)壓力，這里取最高設(shè)計(jì)壓力為1.10倍。所以設(shè)計(jì)壓力為P= 1.10（1.55-0.10133）=1.60MPa。3.3.2

8、、罐體和封頭材料的選擇（1）材料選擇：由操作條件可知，該容器屬于中壓、常溫范疇（化工設(shè)備機(jī)械基礎(chǔ) 第六版P56表2-2）。考慮到機(jī)械性能、強(qiáng)度條件、腐蝕情況等要求，筒體和封頭的材料選用可以考慮20R、16MnR這兩種鋼種。如果純粹從技術(shù)角度看，建議選用20R類(lèi)的低碳鋼板， 16MnR鋼板的價(jià)格比20R貴，但在制造費(fèi)用方面，同等重量設(shè)備的計(jì)價(jià)， 16MnR鋼板為比較經(jīng)濟(jì)。所以在此選擇16MnR 鋼板作為制造筒體和封頭材料。鋼號(hào)為16MnR的鋼板（適用溫度范圍-40-475，使用狀態(tài)為熱軋或正火，鋼板標(biāo)準(zhǔn)為GB66541996）。接管材料選用鋼號(hào)為16MnR的接管（許用應(yīng)力：=t=163MPa）。

9、法蘭材料為16MnR，鞍座材料選用16MnR。（2）鋼板厚度負(fù)偏差：由化工設(shè)備機(jī)械基礎(chǔ)第六版P97表49可知，鋼板厚度在7.5-25mm時(shí)鋼板負(fù)偏差C1=0.80mm。（3）腐蝕裕量:腐蝕裕量由介質(zhì)對(duì)材料的均勻腐蝕速率和容器的設(shè)計(jì)壽命決定。腐蝕裕量C2=Ka，其中K為腐蝕速率；a容器的使用壽命。對(duì)于低合金鋼的容器，其腐蝕程度若屬于輕度腐蝕，腐蝕速度 0.05-0.13（mm/a），腐蝕余量1.0mm，（第六版P98 表4-11）故腐蝕余量取C2=2.0mm.（4）焊接頭系數(shù)：本次課程設(shè)計(jì)是液氨儲(chǔ)罐的機(jī)械設(shè)計(jì)。氨屬于中度毒性物質(zhì)， 查（第六版P56 表2-2）可知該設(shè)備為中壓儲(chǔ)存容器，即為第三類(lèi)

10、壓力容器。由于焊縫區(qū)是容器上強(qiáng)度比較薄弱的地方，要保證設(shè)備密封性能良好，故筒體焊接結(jié)構(gòu)采用雙面焊的全焊透的對(duì)接接頭，且全部無(wú)損探傷的，故取焊接頭系數(shù)=1.0。（5）許用應(yīng)力：對(duì)于本設(shè)計(jì)是用鋼板卷焊的筒體以?xún)?nèi)徑作為公稱(chēng)直徑DN=Di=1600mm.假設(shè)16MnR鋼的厚度在16-36mm之間，設(shè)計(jì)溫度下鋼板的許用應(yīng)力t=163Mpa。4、設(shè)計(jì)計(jì)算4.1、圓筒厚度設(shè)計(jì)16MnR的密度為7.85t/m3，熔點(diǎn)為1430，許用應(yīng)力列于下表：表3.1 16MnR許用應(yīng)力鋼號(hào)板厚/在下列溫度（）下的許用應(yīng)力/ Mpa2010015020025030016MnR616170170170170156144163

11、6163163163159147134366015715715715013812560100153153150141128116在GB-150-1998鋼制壓力容器中規(guī)定，將計(jì)算厚度與腐蝕裕量作為設(shè)計(jì)厚度，即： 式中 d設(shè)計(jì)厚度（mm）；C2腐蝕裕量（mm）；Pc圓筒的設(shè)計(jì)壓力（MPa）；DN圓筒的公稱(chēng)直徑（mm）；焊接接頭系數(shù)；t鋼板在設(shè)計(jì)溫度下的許用應(yīng)力（MPa）。于是=1.601600/（21631.0-1.60）+2.0=9.89mm.將設(shè)計(jì)厚度加上鋼板負(fù)偏差后向上圓整到鋼板的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)格的厚度，及圓筒的名義厚度： =9.89+0.8=10.69mm 即=9.89+0.80+。圓整后取n=

12、11.00mm后的16MnR鋼板制作筒體。4.2、封頭壁厚設(shè)計(jì)由于橢圓封頭厚度的計(jì)算公式和筒體厚度的計(jì)算公式幾乎相同，說(shuō)明筒體采用標(biāo)準(zhǔn)橢圓封頭，其封頭厚度近似等于筒體厚度，這樣筒體和封頭可采用相同厚度的鋼板制作。因?yàn)镈i/2hf=2時(shí)，定義為標(biāo)準(zhǔn)橢圓封頭，所以封頭的形狀系數(shù)K=1.0。封頭的設(shè)計(jì)厚度為： 即=1.601600/（21631.0-0.51.60）+2.0=9.87mm?？紤]鋼板厚度負(fù)偏差及沖壓減薄量，需圓整，封頭的名義厚度由公式可得=9.87+0.8，圓整后取n=11mm厚的16MnR鋼板作封頭。4.3、水壓試驗(yàn)及強(qiáng)度校核由化工設(shè)備機(jī)械基礎(chǔ)（第六版P100）查得內(nèi)壓容器液壓試驗(yàn)時(shí)

13、應(yīng)力校核公式為 式中pt試驗(yàn)壓力（MPa）； e有效厚度（mm）；s圓筒材料在試驗(yàn)溫度下的屈服點(diǎn)（MPa）；Di圓筒的內(nèi)直徑；t 圓筒壁在試驗(yàn)壓力下的計(jì)算應(yīng)力（MPa）；圓筒的焊接接頭系數(shù)。其中pt=1.25p=1.251.60=2.00MPa e=8.2mm s=325MPa于是=196.12MPa=0.93251.0=292.5MPa.水壓試驗(yàn)滿(mǎn)足強(qiáng)度要求。5、選擇人孔并核算開(kāi)孔補(bǔ)強(qiáng)5.1、人孔參數(shù)確定為了檢查設(shè)備使用過(guò)程中是否產(chǎn)生裂紋、變形、腐蝕等缺陷，應(yīng)開(kāi)設(shè)檢查孔，此設(shè)備應(yīng)至少開(kāi)設(shè)一個(gè)人孔，人孔的形狀有圓形和橢圓兩種，當(dāng)設(shè)備內(nèi)徑Di1000mm時(shí)，壓力容器上的開(kāi)孔最好是圓形的。橢圓形人

14、孔的短軸與受壓容器的軸線(xiàn)平行。圓形人孔的直徑一般為450mm，受壓容器的壓力不高或有特殊需要時(shí)，直徑可以大一些。圓形人孔的直徑有DN400、DN450、DN500和DN600共4種。本設(shè)計(jì)根據(jù)儲(chǔ)罐在常溫工作壓力為1.60MPa的條件下工作，人孔標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)按公稱(chēng)壓力為1.60MPa的等級(jí)選取。受壓設(shè)備的人孔蓋較重，一般均選用吊蓋式人孔或回轉(zhuǎn)蓋式人孔。吊蓋式人孔使用方便，墊片壓緊較好，回轉(zhuǎn)蓋式人孔結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)所占空間平面較小，如布置在水平位置時(shí)，開(kāi)啟時(shí)較費(fèi)力。故選水平吊蓋帶頸平焊法蘭人孔，該人孔結(jié)構(gòu)中有吊鉤和銷(xiāo)軸，檢修時(shí)只須松開(kāi)螺栓將蓋板繞銷(xiāo)軸旋轉(zhuǎn)一個(gè)角度，由吊鉤吊住，不必將蓋板取下。人孔直徑選擇

15、DN450.該人孔標(biāo)記為：HG215231995人孔R(shí)F（AG）4501.6其中RF指凸面封閉，指材料為20R，AG是指用普通石棉橡膠板墊片，4501.6是指公稱(chēng)直徑為450mm、公稱(chēng)壓力為1.60MPa。5.1.1、人孔補(bǔ)強(qiáng)設(shè)計(jì)開(kāi)孔補(bǔ)強(qiáng)結(jié)構(gòu)：壓力容器開(kāi)孔補(bǔ)強(qiáng)常用的形式可分為補(bǔ)強(qiáng)圈補(bǔ)強(qiáng)、厚壁管補(bǔ)強(qiáng)、整體鍛件補(bǔ)強(qiáng)三種。補(bǔ)強(qiáng)圈補(bǔ)強(qiáng)是使用最為廣泛的結(jié)構(gòu)形式，它具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、制造方便、原材料易解決、安全、可靠等優(yōu)點(diǎn)。在一般用途、條件不苛刻的條件下，可采用補(bǔ)強(qiáng)圈補(bǔ)強(qiáng)形式。但必須滿(mǎn)足規(guī)定的條件。壓力容器開(kāi)孔補(bǔ)強(qiáng)的計(jì)算方法有多種，為了計(jì)算方便，采用等面積補(bǔ)強(qiáng)法，即殼體截面因開(kāi)孔被削弱的承載面積，必須由補(bǔ)強(qiáng)材

16、料予以等面積的補(bǔ)償。當(dāng)補(bǔ)強(qiáng)材料與被削弱殼體的材料相同時(shí)，則補(bǔ)強(qiáng)面積等于削弱的面積。補(bǔ)強(qiáng)材料采用16MnR。公稱(chēng)壓力MPa公稱(chēng)直徑dWSDD1bb1b2AH1H2d01.645048010640585343436365300204365.2、開(kāi)孔補(bǔ)強(qiáng)的計(jì)算由于人孔的筒節(jié)不是采用無(wú)縫鋼管，故不能直接選用補(bǔ)強(qiáng)圈標(biāo)準(zhǔn)。本設(shè)計(jì)所選用的人孔筒節(jié)內(nèi)徑d=450mm，壁厚m=10mm。故補(bǔ)強(qiáng)圈尺寸如下：查表 （化工設(shè)備機(jī)械基礎(chǔ) 董大勤 P302 表11-2）得人孔的筒體尺寸48010，由標(biāo)準(zhǔn)查的補(bǔ)強(qiáng)圈內(nèi)公式D1=484mm，外徑D2=760mm。開(kāi)孔補(bǔ)強(qiáng)的有關(guān)計(jì)算參數(shù)如下1、不計(jì)焊縫系數(shù)的筒體計(jì)算壁厚 mm2

17、、開(kāi)孔所需補(bǔ)強(qiáng)的面積A：開(kāi)孔直徑：d=di+2C=450+2（0.8+2）=455.6mm補(bǔ)強(qiáng)的面積：A=d=455.67.89=3594.684mm3、有效地寬度B： B=2d=2455.6=911.2mm B=d+2n+m=455.6+211+10=487.6mm 取最大值B=911.2mm4、有效高度h： 外側(cè)高度h1=mm或h1=接管實(shí)際外伸高度=250mm 兩者取較小值h1=67.49mm 內(nèi)側(cè)高度h2= 或 h2=接管實(shí)際內(nèi)伸高=0mm兩者取較小值h2=0mm5、 筒體多余面積A1 筒體有效厚度：e=n-C=11-2.8=8.2mm選擇與筒體相同的材料（16MnR）進(jìn)行補(bǔ)償，故fr

18、=1，所以A1=（B-d）（e-）-2m（e-）（1-fr） =（911.2-455.6）（8.2-7.89）-0 =141.23mm26、 接管多余金屬的截面積A2： 接管計(jì)算厚度t=Pcd/（2t -Pc）=1.6455.6/（21631-1.6）= 2.25 A2=2h1(m-C-t)fr+0=267.49（10-2.8-2.25）=668.42mm27、 補(bǔ)強(qiáng)區(qū)內(nèi)焊縫截面積A3 A3=20.51010=100mm28、 有效補(bǔ)強(qiáng)面積Ae Ae=A1+A2+A3=141.23+668.42+100=909.65mm2比較得 滿(mǎn)足以下條件的可選用補(bǔ)強(qiáng)圈補(bǔ)強(qiáng)：剛材的標(biāo)準(zhǔn)常溫抗拉強(qiáng)度Mpa補(bǔ)強(qiáng)

19、圈厚度應(yīng)小于或等于殼體壁厚的1.5倍；殼體名義厚度；設(shè)計(jì)壓力；設(shè)計(jì)溫度?？芍驹O(shè)計(jì)滿(mǎn)足要求，則采用補(bǔ)強(qiáng)圈補(bǔ)強(qiáng)。所需補(bǔ)強(qiáng)圈的面積為：2補(bǔ)強(qiáng)圈的結(jié)構(gòu)及尺寸：為檢驗(yàn)焊縫的緊密型，補(bǔ)強(qiáng)圈上鉆M10的螺孔一個(gè)，以通入壓縮空氣檢驗(yàn)焊縫質(zhì)量。按照根據(jù)焊接接頭分類(lèi)，接管、人孔等與殼體連接的接頭，補(bǔ)強(qiáng)圈與殼體連接的接頭取D類(lèi)焊縫。根據(jù)補(bǔ)強(qiáng)圈焊縫要求，并查得結(jié)構(gòu)圖為帶補(bǔ)強(qiáng)圈焊縫T型接頭，補(bǔ)強(qiáng)圈坡口取B型，標(biāo)準(zhǔn)HG 21506-92 得補(bǔ)強(qiáng)圈外徑mm,內(nèi)徑則取484。計(jì)算補(bǔ)強(qiáng)圈厚度： 考慮到鋼板負(fù)偏差并圓整，補(bǔ)強(qiáng)材料與殼體材料相同，制造時(shí)為便于備材，且查標(biāo)準(zhǔn)補(bǔ)強(qiáng)圈厚度取7，計(jì)算的補(bǔ)強(qiáng)圈厚度也滿(mǎn)足補(bǔ)強(qiáng)圈補(bǔ)強(qiáng)的條件。

20、6、接口管設(shè)計(jì) 6.1、進(jìn)料管進(jìn)料管采用655mm的無(wú)縫鋼管，鋼管一端切成45,伸入儲(chǔ)罐少許，管長(zhǎng)400mm，配用突面板式平焊法蘭 HG 20593法蘭 PL 50-1.6 RF Q345R,不需補(bǔ)強(qiáng)。6.2、出料管在化工生產(chǎn)中，需要將液體介質(zhì)運(yùn)送到與容器平行的或較高的設(shè)備中去，并且獲得純凈無(wú)雜質(zhì)的物料。故采用可拆的壓出管655mm，將它用法蘭固定在接口管755mm內(nèi)。6.3、液位計(jì)接口管液面計(jì)是用以指示容器內(nèi)物料液面的裝置，其類(lèi)型大體上可以分為四類(lèi)：有玻璃板液面計(jì)，玻璃管液面計(jì)，浮子液面計(jì)和浮標(biāo)液面計(jì)。在中低壓容器中常用前兩種。玻璃板液面計(jì)有透光式和反射式兩種結(jié)構(gòu)，其適用溫度在0-200。玻

21、璃管液面計(jì)適用于工作壓力小于1.6MPa，介質(zhì)溫度在0-200情況下。玻璃板液面計(jì)和玻璃管液面計(jì)均適用于物料沒(méi)有結(jié)晶等堵塞固體的場(chǎng)合。板式5液面計(jì)承壓能力強(qiáng)但比較笨重，成本較高。液氨為較干凈的物料，易透光，不會(huì)出現(xiàn)嚴(yán)重堵塞現(xiàn)象，所以在此選用玻璃管液面計(jì)。選用玻璃管液面計(jì)，記作AG1.6-I-1200P，L=1200mm兩支。與液面計(jì)相配的接口管尺寸為18mm3mm，管法蘭為HG20595-97法蘭SO151.6RF 16MnR。6.4、放空閥接口管采用32mm3.5mm無(wú)縫鋼管，法蘭為HG20595-97法蘭SO251.6RF 16MnR。6.5、安全閥接口管采用32mm2.5mm無(wú)縫鋼管，法

22、蘭為HG20595-97法蘭 SO251.6 RF 16MnR（尺寸有安全閥泄露放量決定）。6.6、排污管儲(chǔ)罐右端最底部安設(shè)排污管一個(gè)，管子規(guī)格為76mm5mm，管端焊有一與截止閥J41W16相配的管法蘭HG20595-97法蘭SO651.6RF 16MnR。排污管一罐體連接處焊有一厚度為10mm的補(bǔ)強(qiáng)圈。6.7、壓力表接口壓力表接口管尺寸的最大工作壓力決定，因此選用無(wú)縫鋼管，管法蘭采用HG 5010-58 Pg16Dg65。各接外管外伸高度都是150mm。7、鞍座負(fù)載設(shè)計(jì)首先粗略計(jì)算鞍座負(fù)荷儲(chǔ)罐總質(zhì)量： m=m1+ m2+ m3+ m4 式中： m1罐體質(zhì)量（kg）； m2封頭質(zhì)量（kg）；

23、 m3液氨質(zhì)量（kg）； m4附件質(zhì)量（kg）。7.1、罐體質(zhì)量m1由公稱(chēng)直徑Di=1600mm，壁厚n=11mm條件下查表得每米質(zhì)量是q1=390kg/m,故m1= q1L0 于是m1= q1L0= 3905.5=2184kg7.2、封頭質(zhì)量m2由封頭公稱(chēng)直徑DN=1600mm,壁厚n=11mm,h0=40mm條件下，根據(jù)化工設(shè)備機(jī)械基礎(chǔ)（董大勤主編P198）的公式 = 8.51（1.6+0.011）2+24.7（1.6+0.011）0.040.011103 求得 G =260.447Kg 封頭質(zhì)量m2=2G=2260.447=520.894Kg 7.3、液氨質(zhì)量m3m3=V 式中V主管容積

24、（m3）；水的密度（kg/ m3）。其中，當(dāng)DN=1600mm,壁厚d=11mm,h0=40mm條件下，罐體的容積為12m3液氨在0時(shí)的密度為64kg/m3,小于水的密度，故充液氨質(zhì)量按水考慮。即=1000kg/m3。所以m3=V=121000=12000kg7.4、附件質(zhì)量m4人孔約重200kg,其他管的總和按300kg計(jì)，故m4=200+300=500kg設(shè)備的總質(zhì)量m=m1+m2+m3+m4=2184+520.89+12000+500=15204.89kg各鞍座的支座反力為F=mg/2=15204.899.81/2=74.58KN,.根據(jù)化工設(shè)備機(jī)械基礎(chǔ)（第六版,P358 附表 16-5

25、）查得由于筒體的公稱(chēng)直徑DN=1600mm，所以可以選輕型（BI型）120包角帶墊板鞍座，鞍座高度250mm,底板長(zhǎng)度l1=1120mm,螺栓連接尺寸l2=960mm,鞍座寬度為b=146mm,底板厚度1=16mm,腹板厚12mm，筋板厚度3=12mm,筋板長(zhǎng)度l3=257mm,墊板寬=320mm，墊板厚。鞍座標(biāo)記為：JB/T471292 鞍座A2800FJB/T471292 鞍座A2800S由化工設(shè)備機(jī)械基礎(chǔ)第六版 P175 知：當(dāng)同體的L/D較大，或在鞍座所在平面內(nèi)有加強(qiáng)圈是，取A0.2L時(shí)；當(dāng)筒體的L/D較大，且在鞍座所在平面內(nèi)無(wú)加強(qiáng)圈時(shí)，取AD0/4,且A不宜大于0.2A；A最大不得大

26、于0.25L。因?yàn)?.2L0.5R,所以取鞍座位置A=0.5R=0.51400=700mm允許載荷Q（KN）鞍座高度h底板腹板筋板墊板螺栓連接尺寸鞍座質(zhì)量（）延長(zhǎng)間距螺孔螺紋弧長(zhǎng)2702501120200128225170240818703908709602420401168、設(shè)計(jì)匯總本設(shè)備按GB 150-1998鋼制壓力容器和HG 20584-1998鋼制化工容器制造技術(shù)要求進(jìn)行制造、檢驗(yàn)和驗(yàn)收，并接受?chē)?guó)家質(zhì)量技術(shù)監(jiān)督局頒發(fā)的壓力容器安全技術(shù)監(jiān)察規(guī)程；焊接采用電弧焊，焊條牌號(hào)16MnR間為J507,16MnR與碳鋼間為J427；焊接接頭型式及尺寸除圖中注明外，按HG 20583的規(guī)定，不帶補(bǔ)

27、強(qiáng)圈的接管與筒體的焊接接頭為G2,角焊縫的焊角尺寸按較薄板的厚度，法蘭的焊接按相應(yīng)法蘭標(biāo)準(zhǔn)中的規(guī)定；設(shè)備筒體的A、B類(lèi)焊接接頭應(yīng)進(jìn)行無(wú)損檢測(cè)，檢測(cè)長(zhǎng)度為100%，射線(xiàn)檢測(cè)不低于JB 4730-94RT為合格，且射線(xiàn)照相質(zhì)量不低于AB級(jí)；設(shè)備制造完畢，以2.7MPa表壓進(jìn)行水壓測(cè)試；致謝通過(guò)本次液氨儲(chǔ)罐的機(jī)械設(shè)計(jì)，使我了解了很多關(guān)于化工容器的知識(shí)，如容器材料的選擇、附件型號(hào)的選擇、焊接方式、參數(shù)校核等。瀏覽了很多與此相關(guān)的書(shū)籍，感覺(jué)受益匪淺。由于所學(xué)知識(shí)有限，時(shí)間有限，在本次課程設(shè)計(jì)中可能有很多方面還不夠完善，部分設(shè)計(jì)可能不太合理或有更優(yōu)選擇，希望老師給予指正。最后，感謝老師細(xì)致而耐心的講解，使

28、我更加清楚設(shè)計(jì)的步驟及關(guān)鍵環(huán)節(jié)，也要感謝同學(xué)的幫助，給我們指出設(shè)計(jì)過(guò)程中的不足使我們本次的課程設(shè)計(jì)更加完善。參考文獻(xiàn)1董大勤 化工設(shè)備機(jī)械基礎(chǔ) 北京化工工業(yè)出版社 2喻建良 王立業(yè) 刁玉偉 化工設(shè)備機(jī)械基礎(chǔ) 大連理工大學(xué)出版社 第六版3潘永亮編 化工設(shè)備機(jī)械基礎(chǔ) 科學(xué)出版社 第三版.附錄：表1 系數(shù)K5 K6 值鞍座包角，鞍座墊板包角+120K5K6A/Rm0.5A/Rm11200（120+120）=13201350（1350+120）=14701500（1500+120）=16200.76030.71960.71080.68000.67330.65010.01320.01090.01030.

29、00840.00790.00630.05920.04340.04130.03350.03170.0252條件鞍座包角K3K4筒體在鞍座平面上有加強(qiáng)圈（用于11.4-84）120013501500 1/=0.319 筒體在鞍座平面上無(wú)加強(qiáng)圈，且ARm/2或靠近鞍座處有加強(qiáng)圈（用于11.4-85）1209135015001.1710.9580.799 筒體被封頭加強(qiáng)（即ARm/2）用于式（11.4-86） 式（11.4-87）1200135015000.8800.6540.4850.4010.3440.295表 2 系數(shù)K3 K4值表3 系數(shù)K9值鞍座包角120135150K90.2040.2310.259表4 橢圓形封頭（摘自JB/T473795）公稱(chēng)直徑DN曲面高度h1直邊高度h2厚度1600 400 25 68 40 1018 50 20421700 425 25 8 40 1018 50 202418