液氨貯罐的機(jī)械設(shè)計(jì)要點(diǎn)

1、沈陽理工大學(xué)課程設(shè)計(jì)專用紙沈陽理工大學(xué)課程設(shè)計(jì)專用紙附：設(shè)計(jì)任務(wù)書設(shè)計(jì)課題：液氨貯罐的機(jī)械設(shè)計(jì)工藝參數(shù)：最高使用溫度：T=50 C公稱直徑：DN=2200mm筒體長度（不含封頭）：Lo=4100mm設(shè)計(jì)內(nèi)容：1 .筒體材料的選擇2 .罐的結(jié)構(gòu)尺寸3 .罐的制造施工4 .零部件型號及位置5 .相關(guān)校核計(jì)算設(shè)計(jì)人：毛瑞杰學(xué)號：0708010222下達(dá)時(shí)間：2010年11月19日完成時(shí)間：2010年12月21日II沈陽理工大學(xué)課程設(shè)計(jì)專用紙目錄1 液氨貯罐的設(shè)計(jì)背景2 容器及附件材料的選擇 22.1 罐體和封頭材料的選擇 22.2 附件材料的選擇 23 容器結(jié)構(gòu)的選擇 43.1 罐體的選擇 43.2

2、 封頭的選擇 44 設(shè)計(jì)計(jì)算 54.1 筒體壁厚的計(jì)算 54.2 封頭壁厚的計(jì)算 54.3 水壓試驗(yàn)及強(qiáng)度校核 64.4 人孔的選擇及核算開孔補(bǔ)強(qiáng) 64.4.1 人孔的選擇 64.4.2 開孔補(bǔ)強(qiáng)的計(jì)算 74.5 支座的選擇并核算承載能力 94.5.1 支座的選擇 94.5.2 鞍座的計(jì)算 94.5.3 安裝位置 114.6 液面計(jì)的選擇 114.7 選配工藝接管 124.7.1 液氨進(jìn)料管 124.7.2 液氨出料管 124.7.3 排污管 124.7.4 液面計(jì)接口管 124.7.5 放空閥管接管 124.7.6 安全閥接口管 13iii沈陽理工大學(xué)課程設(shè)計(jì)專用紙5 參數(shù)校核 145.1

3、筒體軸向應(yīng)力校核 145.1.1 筒體軸向彎矩計(jì)算 145.1.2 筒體軸向應(yīng)力計(jì)算 155.2 筒體和封頭切向應(yīng)力校核 165.2.1 筒體切向應(yīng)力校核 165.2.2 封頭切向應(yīng)力校核 165.3 筒體環(huán)向應(yīng)力的計(jì)算和校核 175.3.1 環(huán)向應(yīng)力的計(jì)算 175.3.2 環(huán)向應(yīng)力的校核 175.4 鞍座有效斷面平均壓力 176 設(shè)計(jì)結(jié)果一覽表 197 設(shè)計(jì)總結(jié) 208 液氨貯罐設(shè)備圖 219 參考文獻(xiàn) 22#沈陽理工大學(xué)課程設(shè)計(jì)專用紙1液氨貯罐的設(shè)計(jì)背景液氨，又稱為無水氨，是一種無色液體。氨作為一種重要的的化工原料，應(yīng)用廣泛, 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

4、。在國防 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。為運(yùn)輸及儲存便利，通常將氣態(tài)的氨氣通過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，容易揮發(fā)。為能夠進(jìn)行連續(xù)的生產(chǎn)，需要有儲存液氨的容器，因此設(shè)計(jì)液氨貯罐是制造貯罐的 必備步驟，是化工生產(chǎn)能夠順利進(jìn)行的前提。設(shè)計(jì)的貯罐不僅要適應(yīng)化學(xué)工藝過程所要 求的壓力和溫度條件，還要承受化學(xué)介質(zhì)的作用，要能長期的安全工作且保證良好的密 封。因此在容器的設(shè)計(jì)中應(yīng)綜合考慮個(gè)方面的因素，使之達(dá)到最優(yōu)。本文采用分析設(shè)計(jì)方法，綜合考慮環(huán)境條件、液體性質(zhì)等因素并參考相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，分 別對儲罐的筒體、封頭、人孔、支座

5、、接管進(jìn)行設(shè)計(jì)，最后形成合理的設(shè)計(jì)方案。252容器及附件材料的選擇2.1 罐體和封頭材料的選擇液氨貯罐大都露天放置，因而罐內(nèi)液氨的溫度和壓力直接受到大氣溫度的影響。在 夏季貯罐經(jīng)太陽曝曬，溫度可達(dá) 40c以上，但一般沈陽夏季最高溫度低于50C；而在冬季沈陽月平均最低氣溫為-19.8C。隨著氣溫的變化，貯罐的操作壓力也不斷變化。綜 合考慮，液氨貯罐的操作溫度取 50Co通過查表可知，在 50c時(shí)液氨的飽和蒸汽壓為 2.03MPa因容器裝有安全閥，取此最大工作壓力的1.10倍作為設(shè)計(jì)壓力，故 Pc=1.10X (2.03-0.1 ) =2.12MPa 圓整取設(shè)計(jì)壓力為 2.2MPa在確定了設(shè)計(jì)溫度

6、和設(shè)計(jì)壓力之后，才可以選擇容器用鋼。選擇容器用鋼必須綜合 考慮：容器的操作條件，如設(shè)計(jì)壓力、設(shè)計(jì)溫度、介質(zhì)特性和操作壓力等；材料的使用 性能，如力學(xué)性能、物理性能、化學(xué)性能(主要是耐腐蝕性能)；材料的加工工藝性能， 如焊接性能、熱處理性能等；經(jīng)濟(jì)合理性及容器結(jié)構(gòu)，如材料價(jià)格、制造費(fèi)用和使用壽 命等。由于該容器屬于中壓、低溫范疇，同時(shí)溫度和壓力有波動，所以對材料的要求是耐 壓，耐低溫，且抗壓力波動。純液氨腐蝕性小，貯罐可選用一般鋼材。低合金高強(qiáng)度鋼 適用于介質(zhì)腐蝕性不強(qiáng)、厚度較大的受壓容器。低合金高強(qiáng)度鋼包括16MnR、15MnVR、 18MnMoNbR等。16MnR具有良好的綜合力學(xué)性能、焊接

7、性能、工藝性能以及低溫沖擊 韌性。而其他的如15MnVR、18MnMoNbR鋼，雖然有較高的強(qiáng)度，但韌性和塑性都較 16MnR低,且比較昂貴。因此選用16MnR鋼既符合工藝要求，也比較經(jīng)濟(jì)。2.2 附件材料的選擇優(yōu)質(zhì)低碳鋼的強(qiáng)度較低，塑性好，焊接性能好，因此在化工設(shè)備制造中常用作熱交換器列管、設(shè)備接管、法蘭的墊片包皮。優(yōu)質(zhì)中碳鋼的強(qiáng)度較高，韌性較好，但焊接性能較差，不宜用作接管用鋼。由于接管要求焊接性能好且塑性好。故選擇 10號優(yōu)質(zhì)低碳鋼的普通無縫鋼管制作 各型號接管。由于法蘭必須具有足夠大的強(qiáng)度和剛度，以滿足連接的條件，使之能夠密封良好, 故選用Q235-A的普通碳素鋼3容器結(jié)構(gòu)的選擇3.1

8、 罐體的選擇在本設(shè)計(jì)中由于設(shè)計(jì)體積較?。s為 19m3）且設(shè)計(jì)壓力較?。≒=2.2MPa）,故可采 用臥式圓筒形容器，方形和矩形容器大多在很小設(shè)計(jì)體積時(shí)采用，因其承壓能力較小且 使用材料較多；而球形容器雖承壓能力強(qiáng)且節(jié)省材料，但制造較難且安裝內(nèi)件不方便； 立式圓筒形容器承受自然原因引起的應(yīng)力破壞的能力較弱，故選用圓筒形臥式容器。3.2 封頭的選擇從受力來看，球形封頭是最理想的結(jié)構(gòu)形式，但缺點(diǎn)是深度大，直徑小時(shí)，整體沖 壓困難；碟形封頭的受力狀況不佳；而橢圓形封頭的應(yīng)力情況雖不如半球形封頭均勻， 但比碟形封頭要好。橢圓形封頭吸取了碟形封頭深度淺的優(yōu)點(diǎn)，用沖壓法易于成形，制 造比球形封頭容易。橢圓

9、形封頭增加了直邊段，目的是避開在橢球邊緣與圓筒殼體的連 接處設(shè)置焊縫，使焊縫轉(zhuǎn)移至圓筒區(qū)域，以免出現(xiàn)邊緣應(yīng)力與熱應(yīng)力疊加的情況。而平 板封頭因厚度較大，加工與焊接方面都要遇到不少困難， 且耗材量最大。因此，從強(qiáng)度、 結(jié)構(gòu)和經(jīng)濟(jì)方面綜合考慮，采用橢圓形封頭最合理。若采用標(biāo)準(zhǔn)橢圓形封頭，這樣可采用同樣厚度的鋼板來制造筒體和封頭， 比較方便。 故常選用標(biāo)準(zhǔn)橢圓形封頭作為圓筒體的封頭。4設(shè)計(jì)計(jì)算4.1 筒體壁厚的計(jì)算設(shè)計(jì)壓力pc = 2.2MPa,筒體內(nèi)徑Di =DN = 2200mm ,查表可知設(shè)計(jì)溫度下的許用應(yīng)力口 1 =163MPa ,焊接接頭系數(shù)中=1.0 （雙面焊對接接頭，100%£

10、;損探傷檢查）； 由于液氨對金屬輕微腐蝕，且屬雙面腐蝕，故取腐蝕裕量C2 = 2mm故理論計(jì)算厚度 一P：Di= 2.2 2200= 14.95mm2 1二|2 163 1-2.2(4-1)式中 Pc 圓筒的計(jì)算壓力，MPaDi圓筒的內(nèi)徑，mm；b t鋼板在設(shè)計(jì)溫度t下的許用應(yīng)力，MPa；中 一一焊接接頭系數(shù)，中01；設(shè)計(jì)厚度、.d =、 C2 = 14.95 2 = 16.95mm由化工設(shè)備機(jī)械基礎(chǔ)查表 9-10得鋼板負(fù)偏差C1 = 0.8mm圓整后，筒體的名義厚度 :=、, d . Ci ,=16.95 0.8 ： , -18mmn d 14.2 封頭壁厚的計(jì)算采用標(biāo)準(zhǔn)橢圓形封頭：理論計(jì)算

11、壁厚8=,pcDi=2.2,2200 =14.90mm（4-2）2tl N -0.5 n21631-0.52.2pc式中，1 =1.0 （整板沖壓），其它參數(shù)同前。封頭設(shè)計(jì)壁厚、. d = ' C2 =14.90 2 = 16.90mm由化工設(shè)備機(jī)械基礎(chǔ)查表 9-10得鋼板負(fù)偏差C1 = 0.8mm圓整后，封頭的名義厚度.n =.：. d - C1 - =66,00 0.8= 18mm4.3 水壓試驗(yàn)及強(qiáng)度校核采用水壓試驗(yàn)，試驗(yàn)壓力為pT=1.25pg(4-3)式中 pT 試驗(yàn)壓力，MPa；p設(shè)計(jì)壓力，MPa；-I 試驗(yàn)溫度下材料的許用應(yīng)力，MPa；口 1 設(shè)計(jì)溫度下材料的許用應(yīng)力，M

12、Pa；當(dāng)設(shè)計(jì)溫度小于200c時(shí)，口 1與k】接近，此項(xiàng)可忽略不計(jì)。Pt=1.25 2.2 =2.75MPa(4-4)壓力試驗(yàn)時(shí)的薄膜應(yīng)力r = Pt Di一 T 2、有效厚度、.e n C1 C2 =18 -0.8 _2 =15.2mm2.75 2200 15.22 15.2= 200.4M Pa由化工設(shè)備機(jī)械基礎(chǔ)查表 9-4得口 s = 325MPa(4-5)故 0.9 o s = 0.9 1 325 =292.5MPa 200.4MPa=。所以滿足水壓試驗(yàn)要求。4.4 人孔的選擇及核算開孔補(bǔ)強(qiáng)4.4.1 人孔的選擇人孔是為了檢查壓力容器在使用過程中是否產(chǎn)生裂紋、變形、腐蝕等缺陷。人孔主 要

13、由筒節(jié)、法蘭、蓋板和手柄組成。選用時(shí)應(yīng)綜合考慮公稱壓力、公稱直徑、工作溫度 以及人、手孔的結(jié)構(gòu)和材料等諸方面的因素。人孔的類型很多：從人孔所用法蘭類型來 看，承壓人孔有板式平焊法蘭人孔、帶頸平焊法蘭人孔和帶頸對焊法蘭人孔；從人孔蓋 的開啟方式及開啟后人孔蓋所處位置看，人孔又可分為回轉(zhuǎn)蓋人孔、垂直吊蓋人孔和水 平吊蓋人孔（重量：水平吊蓋 垂直吊蓋 回轉(zhuǎn)蓋）。選擇使用上有較大的靈活性，其尺 寸大小及位置以設(shè)備內(nèi)件安裝和工人進(jìn)出方便為原則。根據(jù)貯罐是在常溫及最高壓力 2.2MPa下工作，人孔標(biāo)準(zhǔn)按公稱壓力2.5MPa的壓力 等級選取。考慮到人孔蓋直徑較大較重，故選用水平吊蓋帶頸對焊法蘭人孔。公稱直徑

14、 450mm突面法蘭密封面。表4-1水平吊蓋帶頸對焊法蘭人孔標(biāo)準(zhǔn)尺寸dw S D D1db bl b2 AHi H2 d0力MPa 徑mm2.5450480X 12 670 600 450 46 40 44 380 320 214 36RF A G 450-2.5 HG21524-954.4.2 開孔補(bǔ)強(qiáng)的計(jì)算為了滿足各種工藝和結(jié)構(gòu)上的要求，不可避免的要在容器的筒體或封頭上開孔并安裝接管。開孔后，殼壁因除去了一部分承載的金屬材料而被削弱，而出現(xiàn)應(yīng)力集中現(xiàn)象。為保證容器安全運(yùn)行，對開孔必須采取適當(dāng)?shù)拇胧┘右匝a(bǔ)強(qiáng)，以降低峰值應(yīng)力。這里采 用補(bǔ)強(qiáng)圈補(bǔ)強(qiáng)，因其結(jié)構(gòu)簡單、制造方便、使用經(jīng)驗(yàn)豐富。由于人孔

15、的筒節(jié)不是采用無縫鋼管，故不能直接選用補(bǔ)強(qiáng)圈標(biāo)準(zhǔn)。由表 4-1可知本 設(shè)計(jì)所選用的人孔筒節(jié)內(nèi)徑 di = 450mm ,壁厚6 m = 12mm。由標(biāo)準(zhǔn)查得補(bǔ)強(qiáng)圈尺寸為：外徑 D2 =760mm，內(nèi)徑 D1=484mm。開孔補(bǔ)強(qiáng)的有關(guān)計(jì)算參數(shù)如下：開孔所需補(bǔ)強(qiáng)的面積A:開孔直徑：d = di + 2c = 450+2父 2.8 = 455.6mm(4-6)開孔所需補(bǔ)強(qiáng)面積：A=d 石=455.6 父14.95 = 6811.22mm2(4-7)補(bǔ)強(qiáng)有效區(qū)的范圍：有效寬度 B： B =2d = 2455.6= 911.2mm(4-8)B=d +26n +26m =455.6十2M18 +2M12

16、 = 515.6mm(4-9)取二者中之大值 B = 911.2mm外側(cè)有效高度：h1 =Jd am =)455.6- 12 = 73.94mm(4-10)或幾=接管實(shí)際外伸長度=250mm取二者中之小值 % = 7394mm內(nèi)側(cè)有效高度：h2 =、；d 孰=J455.6-12 = 73.94mm(4-11)或h2=接管實(shí)際內(nèi)伸高度=0mm取二者中之小值h2 = 0mm 有效補(bǔ)強(qiáng)面積 Ae = A + A2 + A3(4-12)式中Ae補(bǔ)強(qiáng)面積，mm2;A殼體有效厚度減去計(jì)算厚度之外的多余面積，mm2;A2 接管有效厚度減去計(jì)算厚度之外的多余面積，mm2 ;A3焊縫金屬截面積，mm2 ;其中A

17、1=(B-d)(6e-6)-26m(5e-5)(1-fr)(4-13)筒體有效厚度 -C =18-2.8 =15.2mm接管材料選擇與筒體相同的材料(16MnR進(jìn)行補(bǔ)償，故九=1 ,代入上式得： A1 =(911.2 -455.6)(15.2-14.95) = 113.9mm2(4-14)(4-15)接管計(jì)算厚度-= Pc d = 2.2 455.6= 3.10mm2 k I - pc 2 163 1 -2.2A2 =2h( et 、t)fr 2h2et C2)fr= 2%(、m - C- t)fr 0 =2 73.94 (12 -2.8-3.10)2=902.068mm1 2A3 =2黑1父

18、12黑12 =144mm(4-16)有效補(bǔ)強(qiáng)面積 Ae = A + A2 +A3 =113.9+902.068 + 144 = 1159.968mm2(4-17)因Ae <A,所以開孔需另加補(bǔ)強(qiáng)所需補(bǔ)弓S面積 A4 = A Ae =6811.221159.968 = 5651.252mm2(4-18) 補(bǔ)強(qiáng)圈厚度 A>A4= 5651.252 = 20.48mm(4-19)D2 -D1760 - 484圓整后取22mm補(bǔ)強(qiáng)材料與殼體材料相同，為16MnR4.5支座的選擇并核算承載能力4.5.1 支座的選擇容器和設(shè)備的支座，是用來支撐其重量，并使其固定在一定的位置上。支座可分成 兩大

19、類，臥式容器支座和立式容器支座。由于本設(shè)計(jì)的是臥式容器，所以選擇臥式容器 支座。而臥式容器支座又可分為：鞍座、圈座和支座。常見的臥式容器和大型臥式儲罐、 換熱器等多采用鞍座，它是應(yīng)用得最為廣泛的一種臥式容器支座。故本設(shè)計(jì)選用鞍座。置于支座上的臥式容器，其情況和梁相似，由材料力學(xué)分析可知，梁彎曲產(chǎn)生的應(yīng) 力與支點(diǎn)的數(shù)目和位置有關(guān)。當(dāng)尺寸和載荷一定時(shí)，多支點(diǎn)在梁內(nèi)產(chǎn)生的應(yīng)力較小，因 此支座數(shù)目似乎應(yīng)該多些好。但對于大型臥式容器而言，當(dāng)采用多支座時(shí)，如果各支座 的水平高度有差異或地基沉陷不均勻，或殼體不直不圓等微小差異以及容器不同部位受 力撓曲的相對變形不同，使支座反力難以為各支點(diǎn)平均分?jǐn)?，?dǎo)致殼體

20、應(yīng)力增大，因而 體現(xiàn)不出多支座的有點(diǎn)，故一般情況采用雙支座。鞍座的底板尺寸應(yīng)保證基礎(chǔ)的水泥面不被壓壞。根據(jù)底板上的螺栓孔形狀不同，又 分為F型（固定支座）和S型（活動支座），除螺栓孔外，F(xiàn)型與S型各部分的尺寸相同 在一臺容器上，F(xiàn)型和S型總是配對使用。綜上所述，本設(shè)計(jì)選擇鞍式雙支座，一個(gè) S型，一個(gè)F型。4.5.2 鞍座的計(jì)算貯罐總質(zhì)量：m = m1+m2+m3 + m4（4-20）式中 mi筒體質(zhì)量，kg;mb封頭質(zhì)量，kg;mb液氨質(zhì)量，kg;m4附件質(zhì)量，kg;筒體質(zhì)量m1 :DN = 2200mm, 5n = 18mm的筒節(jié)，由化工設(shè)備設(shè)計(jì)基礎(chǔ)附表 4查得，每米質(zhì)量 是 q = 984

21、kg/m ,所以m1 =q1 L = 984父4.1 = 4034.4kg（4-21）封頭質(zhì)量m2:DN =2200mm,6n =18mm ,直邊高度h0 = 40mm的標(biāo)準(zhǔn)橢圓形封頭（化工設(shè)備機(jī)械基礎(chǔ)表10-2),由化工設(shè)備設(shè)計(jì)基礎(chǔ)查得，其質(zhì)量為 m'2 = 782kgm2 = 2m'1 = 2 m 782 = 1564kg(4-22)液氨質(zhì)量 m3:m3 =PVP(4-23)式中 華裝量系數(shù)，取0.9;(壓力容器安全技術(shù)監(jiān)察規(guī)程規(guī)定：介質(zhì)為液化氣體的固定式壓力容器，裝量系數(shù)一般取0.9)V 貯罐容積(V =丫封 +V筒=2父1.54+4.1父3.801 = 18.6641m

22、3)P 液氨在-20 C時(shí)的密度為665kg / m3所以m3 =0.9 18.6641 665 = 11170.46kg附件質(zhì)量m4:人孔質(zhì)量約200kg,其他接管等質(zhì)量總和按300kg計(jì)。于是，m4 = 500kg設(shè)備總質(zhì)量m = m1m2 m3 m4 = 4034.4 1564 11170.46 500 = 17268.86kg每個(gè)鞍座承受的負(fù)荷q =mg = 17268.86父9.8 =84617.414N 全 85KN(4-24)22表4.1鞍座的結(jié)構(gòu)特征型式適用公稱直徑DN/mm結(jié)構(gòu)特征輕型A 21004000120。包角、焊制、六筋、帶墊板JB/T 4712-1992表 4.2

23、A型鞍座參數(shù)尺寸公允鞍底板腹墊板螺栓連接尺寸稱許座板直載高l1b1,"1：. 2 l3b2b3 每3 弧b464 e問 螺螺孔徑荷度長距 孔紋長DNQ/ Hl2 d M lKN2200408250158024012824320828882570400850138024M2040根據(jù)表中數(shù)據(jù)，由于每個(gè)鞍座承受約85KN負(fù)荷，故選用輕型帶墊板包角為120°的鞍座。即 JB/T 4712-92 鞍座 A2200-F, JB/T 4712-92 鞍座 A2200-S4.5.3安裝位置為了充分利用封頭對筒體鄰近部分的加強(qiáng)作用，應(yīng)盡可能將鞍座安放在靠近封頭的位置，即a應(yīng)小于或等于0.5

24、 R （R是容器半徑）。(4-25)式中 a鞍座離罐體一端的距離;貯罐長度（不含封頭）L =2a l = 4100mm兩鞍座之間的距離；在這里取c c c 2200 Ca=0.5R=0.5 = 550mm2=3000mm4.6液面計(jì)的選擇液面計(jì)是用以指示容器內(nèi)物料液面的裝置，具類型很多，大體上可分為四類，有玻 璃板液面計(jì)、玻璃管液面計(jì)、磁性液位計(jì)和用于低溫設(shè)備的防霜液面計(jì)。在中低壓容器 中常用前兩種。玻璃板液面計(jì)有透光式、反射式和試鏡式三種結(jié)構(gòu)，具適用溫度一般在 0250C o但透光式適用工作壓力較反射式高，試鏡式工作壓力最小。玻璃管液面計(jì)適 用工作壓力小于1.6MPa,介質(zhì)溫度在0250c的

25、范圍。對于承壓設(shè)備，一般都是將液 面計(jì)通過法蘭、活接頭或螺紋接頭與設(shè)備連接在一起，分別用于不同型式的液面計(jì)。液 面計(jì)的選用：玻璃板液面計(jì)和玻璃管液面計(jì)均適用于物料內(nèi)沒有結(jié)晶等堵塞固體的場合。板式液面計(jì)承壓能力強(qiáng)，但是比較笨重、成本較高。玻璃板液面計(jì)一般選易觀察的透光式，只有當(dāng)物料很干凈時(shí)才選反射式。當(dāng)容器高度大于3m時(shí)，玻璃板液面計(jì)和玻璃管液面計(jì)的液面觀察效果受到限制，應(yīng) 改用其它適用的液面計(jì)。綜上，選取玻璃板液面計(jì)。另外，玻璃板液面計(jì)有三種：透光式玻璃板液面計(jì)（ T 型）、反射式玻璃板液面計(jì)（R型）、視鏡式玻璃板液面計(jì)（S型）。由于S型承壓能力低（公稱壓力0.6MPa）,故只能選用T型和R型

26、的液面計(jì)?？紤]到本設(shè)備不大且設(shè)計(jì)壓力 為2.2MPa,選用T型即透光式玻璃板液面計(jì)。透光式、公稱壓力PN2.5MPa、碳鋼材料、保溫型、排污口配閥門、長頸對焊突面 法蘭連接（按HG 20595-97）,公稱長度L=1150mm的液面計(jì)，標(biāo)記為：液面計(jì) AT 2.5-W-1150V4.7選配工藝接管4.7.1 液氨進(jìn)料管采用457x3.5mm無縫鋼管。進(jìn)料管伸進(jìn)設(shè)備內(nèi)部并將管的一端切成 45C,為的是 避免物料沿設(shè)備內(nèi)壁流動以減少磨蝕和腐蝕。配用突面密封的帶頸對焊管法蘭：HG20595 法蘭 WN50-2.5 RF Q235-A。長度 500mm 不必補(bǔ)強(qiáng)。4.7.2 液氨出料管采用可拆的壓出管

27、e25x3mm,將它套入罐體的固定接口管 438x3.5mm內(nèi)，并用法 蘭固定在接口管法蘭上。罐體的接口管法蘭采用 HG 20595法蘭 WN32-2.5 RF Q235-A，與該法蘭相配并焊 接在壓出管的法蘭上，其連接尺寸和厚度與法蘭：HG 20595法蘭 WN32-2.5 RF Q235-A 相同，但其內(nèi)徑為25mm。液氨壓出管的端部法蘭采用 HG 20595法蘭 WN20-2.5 RF Q235-A。液氨出料管也 不必補(bǔ)強(qiáng)。壓出管伸入貯罐 2m。4.7.3 排污管貯罐右端最底部，安設(shè)排污管一個(gè)，管子規(guī)格是*57 x 3.5mm,管端裝有一與截止閥 J41W-16相配的管法蘭：HG 205

28、95 法蘭 WN50-2.5 RF Q235-A 。4.7.4 液面計(jì)接口管本貯用透光式玻璃罐采板液面計(jì) AT 2.5-W-1150V兩支。與液面計(jì)相配的接口管尺寸為：*14 x 3mm，管法蘭為：HG20595法蘭 WN10-2.5 RF Q235-A 。4.7.5 放空閥管接管采用d32 m 3.5mm無縫鋼管，管法蘭為：HG 20595法蘭 WN25-2.5 RF Q235-A4.7.6 安全閥接口管安全閥是通過閥的自動開啟排出氣體來降低容器內(nèi)過高的壓力 因此安設(shè)一安全閥。安全閥接口管尺寸由安全閥泄放量決定。為了操作的安全，WN25-2.5 RF Q235-A 。本貯罐選用432 M 3

29、5mm的無縫鋼管，管法蘭為：HG 20595法蘭5.1筒體軸向應(yīng)力校核5.1.1筒體軸向彎矩計(jì)算筒體中間處截面的彎矩:FL4式中hi其中,所以5參數(shù)校核-1+2(Rm - hi2)L24hi1 i3L4A(5-1)鞍座反力（N）;橢圓封頭外半徑（mm）;兩封頭切線之間的距離（鞍座位置（mm）;封頭短軸內(nèi)半徑（mm）;DNM1FL4mm)；、n 2200 18 22 一 2，2g一2）L21 4hi3L4A=1118mm(5-2)84617.41 2200x42 (11182 -5502)22002(4 5501 3 41004 M 5504100=3 107N *mm支座處截面上的彎矩為:M

30、21 一+ Rm-hi2-2 AL3L(5-3)故,M2-FA 1 + Rm-hi2 I2AL+處3L=0617.41父 550 M 1 225501118 -5504100 2 550 4100(4 5501 3 4100-1.12 107N *mm5.1.2筒體軸向應(yīng)力計(jì)算由化工機(jī)械工程手冊（上卷） 查得K1=K2=1.0。因?yàn)椋褹W Rm/2 = 559mm,故最大軸向應(yīng)力出現(xiàn)在跨中面，校核跨中面應(yīng)力 由彎曲引起的軸向應(yīng)力圓筒中間截面上最高點(diǎn)處：(5-4)M123.14Rm e故，最低點(diǎn)處：鞍座截面處最高點(diǎn)處:鞍座截面處最低點(diǎn)處:3 107一- 2一3.14 111815.2三'

31、;- -1' = 0.5MPaM23.14KR"23.14 KR e=-0.5MPa-1.12 1073.14 1.0 11182 15.2-1.12 10723.14 1. 11182 15.2= 0.19MPa=-0.19M P a由設(shè)計(jì)壓力引起的軸向應(yīng)力(5-4)所以2.2 11182 15.2=80.9lMPa軸向應(yīng)力組合與校核最大軸向拉應(yīng)力出現(xiàn)在筒體中間截面最低處，所以，仃2+<t2' = 80.91+0.5 = 81.41MP a,許用軸向拉壓應(yīng)力 k 1 = 163MPa ,p p仃2 < 口】合格。最大軸向壓應(yīng)力出現(xiàn)在充滿水時(shí)，在筒體中間截

32、面最高處，仃1 = <r1'=0.5MPa ,軸向許用應(yīng)力0.094、eRi0.094 15.21 1 0 0=0.0 0 1M3P a(5-6)根據(jù)A值查外壓容器設(shè)計(jì)的材料溫度線圖得B=15（MP a,取許用壓縮應(yīng)力 k I =150MPa,|cri| < k Lc ,合格。5.2 筒體和封頭切向應(yīng)力校核因筒體被封頭加強(qiáng)，筒體和封頭中的切向剪應(yīng)力分別按下列計(jì)算5.2.1 筒體切向應(yīng)力校核由化工機(jī)械工程手冊（上卷）查得K3 =0.88QK4 =0.401所以T =F = 0.880 84617.41 、1118 15.2= 4.38MPa5.2.2 封頭切向應(yīng)力校核-hK4

33、 F _ 0.401 84617.41Rm、；1118 15.2= 2MPa t t K P DN1.251二 t -二 h =1.25 口2i= 1.25 163 -1 2.2 22002 15.2= 44.54MPa因卻<1.25h】-h ,所以合格5.3 筒體環(huán)向應(yīng)力的計(jì)算和校核5.3.1 環(huán)向應(yīng)力的計(jì)算 設(shè)墊片不起作用 在鞍座處橫截面最低點(diǎn):(5-7)k = 0.1 ,考慮容(5-8)k K5 Fe匕2式中：b2筒體的有效寬度（mm）。由化工機(jī)械工程手冊（上卷）查得，K5 =0.7603,K6 =0.0132。b2 = b 1.56 Rm 二 e器焊在鞍座上,式中：b鞍座軸向?qū)挾?/p>

34、，mm。所以b2 =240 1.561118 15.2 = 443.36mm所以 5 ; _O±76O3 J461741 MPa15.2 443.36鞍座邊角處軸向應(yīng)力因?yàn)?L/Rm =4100/1118=3.67 <8 ,且所以,3K6F4b2 e2、e284617.414 443.36 15.23 0.0132 84617.41Z22 15.2(5-9)-10.39M Pa5.3.2 環(huán)向應(yīng)力的校核< b 】=163MPa ,合格。<1.25E t =1.25M163 = 203.75MPa ,合格5.4 鞍座有效斷面平均壓力(5-10)鞍座承受的水平分力Fs = K9 F由化工機(jī)械工程手冊（上卷）查得，K9 =0.204。所以 Fs =0.204 84617.41 =17261.95N鞍座有效斷面平均應(yīng)力。9= Fs（5-11）Hs b。式中：Hs鞍座的計(jì)算高度，mm；b鞍座的腹板厚度，mm。其中