石油氣緩沖罐設(shè)計

1、石油氣緩沖罐設(shè)計2010學(xué)年第一學(xué)期2010年7月8日專 業(yè)化工設(shè)備維修技術(shù)班級煤化08-2（2）課程名稱壓力容器設(shè)計設(shè)計題目石油氣緩沖罐設(shè)計指導(dǎo)教師薛峰起止時間2010-12-32010-12-10周數(shù)一周設(shè)計地點(diǎn)南校區(qū)設(shè)計目的：1. 進(jìn)一步了壓力容器的構(gòu)造。2. 熟練運(yùn)用傳質(zhì)分離技術(shù)計算公式以及公式編輯器。3. 培養(yǎng)學(xué)生的動手、動腦能力。4. 培養(yǎng)團(tuán)結(jié)合作的精神。設(shè)計任務(wù)或主要技術(shù)指標(biāo)：設(shè)計壓力為0.1mpa，最高工作壓力為0.08mpa，設(shè)計溫度為50，工作溫度為50的石油氣緩沖罐。設(shè)備主要材質(zhì)為16mnr，設(shè)備容積為0.3m³，介質(zhì)名稱為石油氣。設(shè)計進(jìn)度與要求：1.完成主要物

2、性數(shù)據(jù)的查閱并完成石油氣緩沖罐主要數(shù)據(jù)計算。2.根據(jù)設(shè)計計算結(jié)果畫cad圖。3.緩沖罐輔助設(shè)備設(shè)備的計算及分工打印。4.進(jìn)行設(shè)計答辯。主要參考書及參考資料：1. 陳英南. 常用化工單元設(shè)備的設(shè)計. 上海：華東理工大學(xué)出版社，2005.2. 盧煥章. 石油化工基礎(chǔ)數(shù)據(jù)手冊. 北京：化學(xué)工業(yè)出版社， 1982.3. 祁存謙等. 化工原理. 第二版. 北京：化學(xué)工業(yè)出版社， 2009.4. 張立新等. 傳質(zhì)分離技術(shù). 北京：化學(xué)工業(yè)出版社， 2009.引 言 壓力容器一般是指在工業(yè)生產(chǎn)中用來完成反應(yīng)、傳熱、傳質(zhì)、分離、貯存等工藝過程，并承受01mpa表壓以上壓力的容器?；どa(chǎn)過程中使用的壓力容器形

3、式多樣，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，工作條件苛刻，危險性較大。壓力容器分類：(1)中壓容器16mpap10mpa。；(2)低壓容器01mpap16mpa。；(3)低壓反應(yīng)容器和低壓儲存容器；(4)低壓管殼式余熱鍋爐；(5)低壓搪玻璃壓力容器。本設(shè)計屬于低壓容器?；ぱb置的壓力容器絕大多數(shù)為鋼制的。制造材料多種多樣，比較常用的有如下幾種。（1）q235a0235a鋼，含硅量多，脫氧完全，因而質(zhì)量較好。（2）20g20g鍋爐鋼板與一般20號優(yōu)質(zhì)鋼相同，含硫量較q235a鋼低，具有較高的強(qiáng)度。（3）16mnr16mnr普通低合金容器鋼板，制造中、低壓容器可減輕溫度較高的容器重量。（4）高溫容器用鋼溫度400、可用普通

4、碳鋼，使用溫度400500可用15mnvr、14mnmovg，使用溫度500600可采用15crmo、12cr2mol，使用溫度600700應(yīng)采用0cr13ni9和1cr18ni9ti等高合金鋼。（5）低溫容器(低于20)材料主要是要求在低溫條件下有較好的韌性以防脆裂，一般低溫容器用鋼多采用錳釩鋼。本設(shè)計主要選用16mnr型號鋼材。摘 要石油氣緩沖罐設(shè)計：設(shè)備設(shè)計主要技術(shù)指標(biāo)：設(shè)計壓力為0.1mpa，最高工作壓力為0.08mpa，設(shè)計溫度為50，工作溫度為50的石油氣緩沖罐。設(shè)備主要材質(zhì)為16mnr，設(shè)備容積為0.3m³，介質(zhì)名稱為石油氣。石油氣緩沖罐的設(shè)計步驟：（1）罐體壁厚設(shè)計（

5、2）封頭厚度設(shè)計（3）立式容器支座（4）手孔（5）手孔補(bǔ)強(qiáng)（6）接管。關(guān)鍵詞：計算厚度、設(shè)計厚度、計算封頭厚度、接管、手孔補(bǔ)強(qiáng)、手孔目 錄1.罐體壁厚設(shè)計- 5 -1.1計算厚度：- 5 -1.2設(shè)計厚度- 6 -2.封頭厚度設(shè)計- 7 -2.1計算封頭厚度- 7 -2.2校核罐體與封頭水壓試驗(yàn)強(qiáng)度- 7 -3. 立式容器支座- 9 -3.1罐體質(zhì)量- 9 -3.2封頭質(zhì)量- 9 -3.3石油氣質(zhì)量- 9 -3.4附件質(zhì)量- 10 -4. 手孔- 11 -5. 手孔補(bǔ)強(qiáng)- 12 -5.1確定殼體和接管的計算厚度及開孔直徑- 12 -5.2確定殼體和接管實(shí)際厚度- 12 -5.3計算需要補(bǔ)強(qiáng)的金

6、屬面積- 12 -6. 接管- 13 -6.1石油氣的進(jìn)料管- 13 -6.2石油氣出料管- 13 -6.3排污管- 13 -6.4液位計接管- 13 -6.5安全閥接口- 13 -6.6壓力表口- 13 -壓力設(shè)備的防護(hù)- 15 -符號說明- 17 -總 結(jié)- 19 -參考資料- 20 -石油氣緩沖罐設(shè)計設(shè)備設(shè)計主要技術(shù)指標(biāo)：設(shè)計壓力為0.1mpa，最高工作壓力為0.08mpa，設(shè)計溫度為50，工作溫度為50的石油氣緩沖罐。設(shè)備主要材質(zhì)為16mnr，設(shè)備容積為0.3m³，介質(zhì)名稱為石油氣。1. 罐體壁厚設(shè)計設(shè)備主要材質(zhì)為16mnr，根據(jù)鍋爐和壓力容器用鋼板16mnr時為q345r，

7、所以本罐采用q345r制作罐體和封頭。壁厚根據(jù)式計算； 圓筒或球殼的計算厚度，； 計算壓力，mpa； 圓筒或球殼的內(nèi)徑，；圓筒或球殼材料在設(shè)計溫度下的許用應(yīng)力； 焊接接頭系數(shù)，在計算應(yīng)力時=1本石油氣緩沖罐的工作溫度為50，根據(jù)表6-1查得q345r鋼板在50的=163mpa，=325mpa，=1，=600取腐蝕裕量=2，于是1.1計算厚度： 1.2設(shè)計厚度根據(jù)，由表12-9查得，又因?yàn)樵撝敌∮诿x厚度6%；所以鋼板厚度負(fù)差可以忽略不計。圓整后??；確定選用厚的q345r型鋼板制作罐體。2. 封頭厚度設(shè)計采用標(biāo)準(zhǔn)橢圓形封頭2.1計算封頭厚度厚度按式計算 圓筒或球殼的計算厚度，； 計算壓力，mpa

8、； 圓筒或球殼的內(nèi)徑，；圓筒或球殼材料在設(shè)計溫度下的許用應(yīng)力； 焊接接頭系數(shù)，在計算應(yīng)力時=1于是 同前 故圓整后取 確定選用厚的q345r型鋼板做封頭。2.2校核罐體與封頭水壓試驗(yàn)強(qiáng)度根據(jù)式 式中則 mpa而因 ；所以水壓試驗(yàn)強(qiáng)度足夠。3. 立式容器支座粗略計算支座負(fù)荷貯罐總質(zhì)量 罐體質(zhì)量封頭質(zhì)量液氨質(zhì)量附件質(zhì)量3.1罐體質(zhì)量；所以， 3.2封頭質(zhì)量；所以，3.3石油氣質(zhì)量其中，裝置系數(shù)貯罐容積所以， 石油氣在常溫常壓下的密度為1.94g/l=1940kg/3.4附件質(zhì)量手孔查附表11-10得手孔約為5.14kg其他接管質(zhì)量總和所以，貯罐總質(zhì)量： 所以每個支座只承受的負(fù)荷，可選用a型號4個支

9、座。4. 手孔根據(jù)貯罐的設(shè)計溫度、最高工作壓力、材質(zhì)及使用要求等條件，選用公稱壓力0.6mpa的水平吊桿帶頸對焊法蘭手孔(),手孔公稱直徑選定為150，采用平面密封面（rf型）和石棉橡膠板墊片，手孔結(jié)構(gòu)如圖所示；手孔各零件名稱，材質(zhì)見表。該水平吊桿帶頸對焊法蘭手孔的標(biāo)記為： 手孔 43876512手孔明細(xì)表件號標(biāo)準(zhǔn)號名稱數(shù)量材料尺寸1筒節(jié)1q345r2法蘭116mn3墊片1石棉橡膠板4法蘭蓋1q345r5螺柱206螺母407吊環(huán)18支撐板2q345r5. 手孔補(bǔ)強(qiáng)5.1確定殼體和接管的計算厚度及開孔直徑由已知條件知，殼體計算厚度，按式接管計算厚度為: 開孔直徑為：5.2確定殼體和接管實(shí)際厚度，

10、開孔有效補(bǔ)強(qiáng)寬度b及外側(cè)有效補(bǔ)強(qiáng)高度。已知?dú)んw名義厚度補(bǔ)強(qiáng)部分厚度；接管有效補(bǔ)強(qiáng)寬度為： 接管外側(cè)有效補(bǔ)強(qiáng)高度為：5.3計算需要補(bǔ)強(qiáng)的金屬面積和可以作為補(bǔ)強(qiáng)的金屬面積。 需要補(bǔ)強(qiáng)的金屬面積為：可以作為補(bǔ)強(qiáng)的金屬面積為：6. 接管 6.1石油氣的進(jìn)料管采用無縫鋼管，管的一端切成45°，另一端伸出長度為120，配用突面板式平焊法蘭管： 法蘭 16mn因?yàn)樵摻庸転?，厚度小?故該接管開孔需要補(bǔ)強(qiáng)。6.2石油氣出料管采用無縫鋼管，配用帶頸平焊法蘭： 法蘭 so 16mn6.3排污管貯罐最底部安放一個排污管，管子規(guī)格管端裝有一與截止閥相配的管法蘭 法蘭 so 20 16mn6.4液位計接管采用

11、無縫鋼管，配用帶頸平焊法蘭： 法蘭 so 16mn6.5安全閥接口采用無縫鋼管，配用帶頸平焊法蘭： 法蘭 so 16mn6.6壓力表口 采用2g1/2英寸無縫鋼管，管螺紋，伸出長度為120由于殼體開孔滿足下屬全部要求時不需要補(bǔ)強(qiáng)：（1）設(shè)計壓力p2.5；（2）兩相鄰開孔中間距離應(yīng)不小于兩空直徑的兩倍；(3)接管外徑89；（4）接管最小厚度滿足下表要求。管最小厚度 接管外徑最 最小厚度接管外徑最 最小厚度25，32，38 3.5 45，48 4.057，65 5.076，89 6.0壓力設(shè)備的防護(hù)壓力容器類似鍋爐，是承受壓力的密閉容器。有些壓力容器盛裝可燃介質(zhì)，一旦發(fā)生泄露，這些可燃?xì)怏w會立即與

12、空氣混合并達(dá)到爆炸極限，若遇到火源即可導(dǎo)致二次爆炸火燃燒等連鎖反應(yīng)，造成特大的火災(zāi)、爆炸和傷亡事故。由于壓力容器是在壓力狀態(tài)下運(yùn)行，內(nèi)部介質(zhì)又有可能是有毒可燃的。所以壓力容器一旦發(fā)生事故必須進(jìn)行周密檢查和必要的技術(shù)措施。一般壓力容器破裂原因可分為韌性破裂、脆性破裂、疲勞破裂、腐蝕破裂和蠕變破裂等五種形式。壓力容器危險的防護(hù)措施1、壓力容器設(shè)計及其制造必須按壓力容器安全監(jiān)察規(guī)定中規(guī)定的符合等級類別的設(shè)計制造單位進(jìn)行，其受壓元件焊接工作，必須由經(jīng)過考核合格的焊工擔(dān)任。焊縫的表面質(zhì)量必須符合規(guī)定質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，并作表面探傷，不允許有裂紋、氣孔、凹坑和肉眼可見的夾渣等缺陷。 2、壓力容器制成后必須進(jìn)行耐壓試

13、驗(yàn)，必要時還應(yīng)進(jìn)行氣密性試驗(yàn)。3、壓力容器應(yīng)按規(guī)定裝設(shè)安全閥、爆破片、壓力表、液面計、溫度計及切斷閥等安全附件。在容器運(yùn)行期間，應(yīng)對安全附件加強(qiáng)維護(hù)與定期校驗(yàn)，保持齊全、靈敏、可靠。4、使用壓力容器的單位，必須向當(dāng)?shù)貕毫θ萜靼踩O(jiān)察機(jī)構(gòu)登記并取得使用證，才能將設(shè)備投入運(yùn)行。使用單位應(yīng)根據(jù)設(shè)備數(shù)量和安全性能要求，設(shè)專門機(jī)構(gòu)或?qū)Ｂ毤夹g(shù)人員，加強(qiáng)壓力容器的安全技術(shù)管理，建立和健全安全管理制度。5、使用壓力容器的單位，應(yīng)根據(jù)生產(chǎn)工藝要求和容器的技術(shù)性能制定安全操作規(guī)程，并嚴(yán)格執(zhí)行。6、壓力容器應(yīng)定期進(jìn)行檢驗(yàn)，每年至少一次外部檢查，每年至少一次外部檢查，每3年至少進(jìn)行一次內(nèi)外部檢驗(yàn)，每6年至少進(jìn)行一次全

14、面檢驗(yàn)，使用期達(dá)20年，每年至少進(jìn)行內(nèi)外部檢驗(yàn)，并根據(jù)檢驗(yàn)情況，確定全面檢驗(yàn)時間和作出能否使用的結(jié)論。 7、壓力容器的殼體及受壓元件不得有裂紋存在，經(jīng)內(nèi)外部檢驗(yàn)發(fā)現(xiàn)有嚴(yán)重裂紋的容器，應(yīng)分析原因，采取措施加以消除、修理、更換或報廢。對于壓力容器操作人員，安全要求如下：1、操作人員必須遵守壓力容器安全操作規(guī)程；2、壓力容器操作人員必須是受過培訓(xùn)，經(jīng)過考核并取得操作資格證書的人員，必須了解壓力容器基本結(jié)構(gòu)和主要技術(shù)參數(shù)，熟悉操作工藝條件；3、應(yīng)做到平穩(wěn)操作，緩慢加壓和卸壓，緩慢地升溫和降溫，運(yùn)行期間，保持壓力和溫度的相對穩(wěn)定；4、嚴(yán)禁超溫、超壓運(yùn)行；5、做好班前、班中和班后的檢查工作，及時發(fā)現(xiàn)設(shè)備的

15、不正常狀態(tài)，及時采取措施進(jìn)行處理；6、認(rèn)真填寫操作記錄；7、掌握緊急情況的處理方法，發(fā)生故障，嚴(yán)重威脅安全時，應(yīng)立即采取緊急措施，停止容器運(yùn)行，并報告有關(guān)部門。符號說明計算壓力 圓筒的內(nèi)徑 圓筒的外徑 圓筒的最大容許壓力 圓筒的計算厚度 圓筒的設(shè)計厚度 圓筒的名義厚度 圓筒的有效厚度 其值 圓筒材料在設(shè)計溫度下的許用應(yīng)力 圓筒材料在設(shè)計溫度下的計算應(yīng)力 焊接接頭系數(shù)鋼板厚度的負(fù)偏差 腐蝕余量 厚度附加量 圓筒壁在試驗(yàn)壓力下的計算應(yīng)力 圓筒材料在試驗(yàn)溫度下的屈服點(diǎn) 封頭內(nèi)壁曲面高度 實(shí)驗(yàn)壓力 設(shè)計壓力 每一支座承受的壓力 容器的總質(zhì)量 重力加速度 重力加速取9.81接管有效厚度 補(bǔ)強(qiáng)有效厚度 開

16、孔直徑 強(qiáng)度削弱系數(shù)殼體有效厚度減去計算厚度之外的多余面積 接管有效厚度減去計算厚度之外的多余面積 焊縫金屬減去計算厚度之外的多余面積 接管的計算厚度 補(bǔ)強(qiáng)面積 有效補(bǔ)強(qiáng)范圍內(nèi)另加的補(bǔ)強(qiáng)面積 有效寬度 總 結(jié)通過此次設(shè)計實(shí)訓(xùn)，讓我們不僅把所學(xué)知識融會貫通，而且豐富了大腦，在查找資料的同時中也了解了許多課外知識，開拓了視野，使自己在專業(yè)知識方面和動手能力方面有了質(zhì)的飛躍。此次設(shè)計是我作為一名學(xué)生即將完成學(xué)業(yè)的最后一次作業(yè)，他既是對學(xué)校所學(xué)知識的全面總結(jié)和綜合應(yīng)用，也是我們今后走向社會的實(shí)際操作應(yīng)用的一個良好開端，此次設(shè)計是我們對所學(xué)知識理論的檢驗(yàn)與總結(jié)，能夠培養(yǎng)和提高設(shè)計者獨(dú)立分析和解決問題的能

17、力；是我在校期間向?qū)W校所交的最后一份綜和性作業(yè)。通過這次畢業(yè)設(shè)計使我明白了自己原來知識太理論化了，面對單獨(dú)的課題的是感覺很茫然。自己要學(xué)習(xí)的東西還太多，以前老是覺得自己什么東西都會，什么東西都懂，有點(diǎn)眼高手低。通過這次畢業(yè)設(shè)計，我才明白學(xué)習(xí)是一個長期積累的過程，在以后的工作、生活中都應(yīng)該不斷的學(xué)習(xí)，努力提高自己知識和綜合素質(zhì)。 總之，不管學(xué)會的還是學(xué)不會的的確覺得困難比較多，真是萬事開頭難，不知道如何入手。最后終于做完了有種如釋重負(fù)的感覺。此外，還得出一個結(jié)論：知識必須通過應(yīng)用才能實(shí)現(xiàn)其價值！有些東西以為學(xué)會了，但真正到用的時候才發(fā)現(xiàn)是兩回事，所以我認(rèn)為只有到真正會用的時候才是真的學(xué)會了。 在此要感謝我們的指導(dǎo)老師對我們悉心的指導(dǎo)，感謝老師們給我的幫助。在設(shè)計過程中，我通過查閱大量有關(guān)資料，與同學(xué)交流經(jīng)驗(yàn)和自學(xué)，并向老師請教等方式，使自己學(xué)