臥式儲罐課程設(shè)計報告

1、-PAGE . z.目 錄TOC o 1-3 f h z uHYPERLINK l _Toc267049876第一章石腦油特性 PAGEREF _Toc267049876 h 1HYPERLINK l _Toc267049877第二章設(shè)計參數(shù)的選擇 PAGEREF _Toc267049877 h 2HYPERLINK l _Toc267049878第三章容器的構(gòu)造設(shè)計 PAGEREF _Toc267049878 h3HYPERLINK l _Toc2670498793.1圓筒厚度的設(shè)計 PAGEREF _Toc267049879 h 3HYPERLINK l _Toc2670498803.2封

2、頭厚度的計算 PAGEREF _Toc267049880 h 3HYPERLINK l _Toc2670498813.3筒體和封頭的構(gòu)造設(shè)計 PAGEREF _Toc267049881 h 3HYPERLINK l _Toc2670498823.4人孔的選擇 PAGEREF _Toc267049882 h 4HYPERLINK l _Toc2670498833.5接收，法蘭，墊片和螺栓柱 PAGEREF _Toc267049883 h 5HYPERLINK l _Toc267049884接收和法蘭 PAGEREF _Toc267049884 h 5HYPERLINK l _Toc2670498

3、85墊片 PAGEREF _Toc267049885 h 6HYPERLINK l _Toc267049886螺栓螺柱的選擇 PAGEREF _Toc267049886 h 8HYPERLINK l _Toc2670498873.6鞍座選型和構(gòu)造設(shè)計 PAGEREF _Toc267049887 h 8HYPERLINK l _Toc267049888鞍座選型 PAGEREF _Toc267049888 h 8HYPERLINK l _Toc267049889鞍座的安裝位置 PAGEREF _Toc267049889 h 9HYPERLINK l _Toc267049890第四章開孔補強設(shè)計 P

4、AGEREF _Toc267049890 h 11HYPERLINK l _Toc2670498914.1補強設(shè)計方法判別 PAGEREF _Toc267049891 h 11HYPERLINK l _Toc2670498924.2有效補強*圍 PAGEREF _Toc267049892 h 11HYPERLINK l _Toc267049893有效寬度B PAGEREF _Toc267049893 h 11HYPERLINK l _Toc267049894外側(cè)有效高度 PAGEREF _Toc267049894 h 11HYPERLINK l _Toc267049895內(nèi)側(cè)有效高度 PAGE

5、REF _Toc267049895 h 12HYPERLINK l _Toc2670498964.3有效補強面積 PAGEREF _Toc267049896 h 12HYPERLINK l _Toc2670498974.4補強面積 PAGEREF _Toc267049897 h 12HYPERLINK l _Toc267049898第五章強度計算 PAGEREF _Toc267049898 h 13HYPERLINK l _Toc2670498995.1水壓試驗應(yīng)力校核 PAGEREF _Toc267049899 h 13HYPERLINK l _Toc2670499005.2圓筒軸向彎矩計算

6、 PAGEREF _Toc267049900 h 13HYPERLINK l _Toc267049901圓筒中間截面上的軸向彎矩 PAGEREF _Toc267049901 h 13HYPERLINK l _Toc267049902鞍座平面上的軸向彎矩 PAGEREF _Toc267049902 h 13HYPERLINK l _Toc2670499035.3圓筒軸向應(yīng)力計算及校核 PAGEREF _Toc267049903 h 14HYPERLINK l _Toc267049904圓筒中間截面上由壓力及軸向彎矩引起的軸向應(yīng)力 PAGEREF _Toc267049904 h 14HYPERLI

7、NK l _Toc267049905由壓力及軸向彎矩引起的軸向應(yīng)力計算及校核 PAGEREF _Toc267049905 h 14HYPERLINK l _Toc267049906圓筒軸向應(yīng)力校核 PAGEREF _Toc267049906 h 15HYPERLINK l _Toc2670499075.4切向剪應(yīng)力的計算及校核 PAGEREF _Toc267049907 h 15HYPERLINK l _Toc267049908圓筒切向剪應(yīng)力的計算 PAGEREF _Toc267049908 h 15HYPERLINK l _Toc267049909圓筒被封頭加強時，其最大剪應(yīng)力 PAGERE

8、F _Toc267049909 h 15HYPERLINK l _Toc267049910切向剪應(yīng)力的校核 PAGEREF _Toc267049910 h 16HYPERLINK l _Toc2670499115.5圓筒周向應(yīng)力的計算和校核 PAGEREF _Toc267049911 h 16HYPERLINK l _Toc267049912在橫截面的最低點處： PAGEREF _Toc267049912 h 16HYPERLINK l _Toc267049913在鞍座邊角處 PAGEREF _Toc267049913 h 16HYPERLINK l _Toc267049914鞍座墊板邊緣處圓

9、筒中的周向應(yīng)力 PAGEREF _Toc267049914 h 17HYPERLINK l _Toc267049915周向應(yīng)力校核 PAGEREF _Toc267049915 h 17HYPERLINK l _Toc2670499165.6鞍座應(yīng)力計算及校核 PAGEREF _Toc267049916 h 17HYPERLINK l _Toc267049917腹板水平分力及強度校核 PAGEREF _Toc267049917 h 17HYPERLINK l _Toc267049918鞍座壓縮應(yīng)力及強度校核 PAGEREF _Toc267049918 h 18HYPERLINK l _Toc26

10、70499195.7地震引起的地腳螺栓應(yīng)力 PAGEREF _Toc267049919 h 19HYPERLINK l _Toc267049920傾覆力矩計算PAGEREF _Toc267049920 h 19HYPERLINK l _Toc267049921由傾覆力矩引起的地腳螺栓拉應(yīng)力 PAGEREF _Toc267049921 h 20HYPERLINK l _Toc267049922由地震引起的地腳螺栓剪應(yīng)力 PAGEREF _Toc267049922 h 20HYPERLINK l _Toc267049923參考文獻 PAGEREF _Toc267049923 h 21-. z.第一

11、章 石腦油特性中文名稱： 石腦油粗汽油化學(xué)品英文名稱： Naphtha石腦油petroleum naphtha ligroin：一般含烷烴55.4%、單環(huán)烷烴30.3%、雙環(huán)烷烴2.4%、烷基苯11.7%、苯0.1%。平均分子量為114，密度為0.76g/cm3，爆炸極限1.2%6.0%。主要成分： 主要為烷烴的C4C6成份。石腦油在常溫、常壓下為無色透明或微黃色液體，有特殊氣味，不溶于水。密度在650-750kg/m3、。硫含量不大于0.08%，烷烴含量不超過60%，芳烴含量不超有12%，烯烴含量不大于1.0%。外觀與性狀： 無色或淺黃色液體。沸點()： 20160相對密度(水=1)： 0.

12、780.97閃點()： -2引燃溫度()： 350爆炸上限%(V/V)： 8.7爆炸下限%(V/V)： 1.1溶解性： 不溶于水，溶于多數(shù)有機溶劑。安康危害： 石腦油蒸汽可引起眼及上呼吸道刺激病癥，如濃度過高，幾分鐘即可引起呼吸困難、紫紺等缺氧病癥。環(huán)境危害： 對環(huán)境有危害，對水體、土壤和大氣可造成污染。燃爆危險： 本品易燃，具刺激性。危險特性： 其蒸汽與空氣可形成爆炸性混合物，遇明火、高熱能引起燃燒爆炸。與氧化劑能發(fā)生強烈反響。其蒸汽比空氣重，能在較低處擴散到相當(dāng)遠的地方，遇火源會著火回燃。應(yīng)急處理：迅速撤離泄漏污染區(qū)人員至平安區(qū)，并進展隔離，嚴格限制出入。切斷火源。建議應(yīng)急處理人員戴自給正

13、壓式呼吸器，穿防靜電工作服。盡可能切斷泄漏源。防止流入下水道、排洪溝等限制性空間。小量泄漏：用砂土、蛭石或其它惰性材料吸收。大量泄漏：構(gòu)筑圍堤或挖坑收容。用泡沫覆蓋，降低蒸汽災(zāi)害。用防爆泵轉(zhuǎn)移至槽車或?qū)Ｓ檬占鲀?nèi)，回收或運至廢物處理場所處置。第二章 設(shè)計參數(shù)的選擇1、設(shè)計題目：臥式石腦油儲罐2、原始數(shù)據(jù)：工作壓力：0.83、操作溫度：204、介質(zhì)名稱及特性無毒，易燃：石腦油5、全容積：96、設(shè)計壓力：設(shè)計壓力取工作壓力的1.1倍，即7、設(shè)計溫度：設(shè)計溫度取為8、公稱直徑：根據(jù)筒體全容積，粗定筒體公稱直徑為1600mm。9、主要元件材料的選擇：根據(jù)GB150-19981表4-1，選用筒體材料為1

14、6MnR鋼材標準為GB6654。根據(jù)/T47312,鞍座選用材料為Q235-B，其許用應(yīng)力 QUOTE 。地腳螺栓選用符合GB/T 700規(guī)定的Q235，Q235的許用應(yīng)力 QUOTE 第三章 容器的構(gòu)造設(shè)計3.1圓筒厚度的設(shè)計由于該容器儲存介質(zhì)易燃，所以該容器的焊縫都要采用全焊透構(gòu)造，需要對該儲罐進展100%探傷，所以取焊縫系數(shù)為 QUOTE 。假設(shè)圓筒的厚度在616mm*圍內(nèi)，查GB150-1998中表4-1，可得：疲勞極限強度 QUOTE ，屈服極限強度 QUOTE ， QUOTE 下的許用應(yīng)力為 QUOTE ，利用中徑公式 3-1查標準HG20580-19983表7-1知，鋼板厚度負偏

15、差為0.25mm，而由1中3.知，當(dāng)鋼材的厚度負偏差不大于0.25mm，且不超過名義厚度的6%時，負偏差可以忽略不計，故取 QUOTE 。查3中表7-5知，對于有輕微腐蝕的介質(zhì)，腐蝕裕量 QUOTE 。則筒體的名義厚度 QUOTE 圓整后取為 QUOTE 3.2封頭厚度的計算查標準/T4746-20024中表1，得公稱直徑選用標準橢圓形封頭，長短軸比值為2，根據(jù)1中橢圓形封頭計算中式7-1 (3-2)同上，取 QUOTE ， QUOTE 則封頭的名義厚度為 QUOTE 圓整后取為 QUOTE 3.3筒體和封頭的構(gòu)造設(shè)計由封頭長短軸之比為2，即 QUOTE ，得 QUOTE 查標準4中表B.1

16、EHA和B.2 EHA表橢圓形封頭內(nèi)外表積、容積，質(zhì)量，見表3-1和圖3-1。取裝料系數(shù)為0.9，則即 QUOTE 算得 QUOTE 圓整后取為 QUOTE 表3-1封頭尺寸表公稱直徑DN mm總深度H mm內(nèi)外表積A 容積質(zhì)量Kg16004252.90070.5864133.4圖3-1 橢圓形封頭3.4人孔的選擇根據(jù)HG/T 21517-20055，查表3-3，選用凹凸面的法蘭，其明細尺寸見表3-2：表3-2 人孔尺寸表單位：mm密封面型式凹凸面MFMD6702324公稱壓力PN MPa1.062028螺柱數(shù)量20公稱直徑DN500250A365螺母數(shù)量40103B175螺柱尺寸db28L2

17、50總質(zhì)量kg153密封面型式 密封面TG型D6703924公稱壓力PN MPa2.560044螺柱數(shù)量20公稱直徑DN450320A365螺母數(shù)量4048012214B175螺柱尺寸d450b28L250總質(zhì)量kg1533.5接收、法蘭、墊片和螺栓柱3.5.1接收和法蘭該石腦油儲罐應(yīng)設(shè)置物料入口、物料出口、溫度計口、壓力表口、平安閥口、液面計口、排污口和人孔。初步確定各口方位如圖3-2：圖3-2 各管口方位查HG/T 20592-20096中表8.2 3-1 PN帶頸對焊鋼制管法蘭，選取各管口公稱直徑，查得各法蘭的尺寸。查6中附錄D中表D-3,得各法蘭的質(zhì)量。查6中表，法蘭的密封面均采用MF

18、M凹凸面密封。將查得的各參數(shù)整理如表3-33.5.2墊片查HG/T 20609-20097，得各管口的墊片尺寸如表3-4：表3-4墊片尺寸表管口名稱公稱直徑內(nèi)徑D1外徑D2進料口80109.5142出料口80109.5142排污口80109.5142人孔500561624液位計口3261.582溫度計口2045.561壓力表口2045.561平安閥口80109.5142排空口5077.5107注：1：包覆金屬材料為純鋁板，標準為GB/T 3880，代號為L3。2：填充材料為有機非石棉纖維橡膠板。3：墊片厚度均為3mm。-. z.名稱公稱直徑DN鋼管外徑法蘭焊端外徑法蘭外徑D螺栓孔中心圓直徑K螺

19、栓孔直徑L螺栓孔數(shù)量n個螺栓Th法蘭厚度C法蘭頸法蘭高度法蘭質(zhì)量NR進料口8089B200160188M16201053.2106504.0出料口8089B200160188M16201053.2106504.0排污口8089B200160188M16201053.2106504.0人孔500液位計口3238B140100184M1618562.666422.0溫度計口2025B10575144M1218402.364401.0壓力表口2025B10575144M1218402.364401.0平安閥口8089B200160188M16201053.2106504.0排空口5057B16512

20、5184M1618742.985452.5表3-3 各管口法蘭尺寸表-. z.3.5.3螺栓螺柱的選擇查HG/T 20613-20098中表和附錄中表A.0.1,得螺柱的長度和平墊圈尺寸如表3-5：表3-5 螺栓及墊片名稱緊固件用平墊圈 mm公稱直徑螺紋螺柱長H進料口80M169217303出料口80M169217303排污口80M169217303人孔500液位計口32M168517303溫度計口20M127513242.5壓力表口20M127513242.5平安閥口80M169217303排空口50M1690173033.6鞍座選型和構(gòu)造設(shè)計3.6.1鞍座選型該臥式容器采用雙鞍式支座，初步

21、選用輕型鞍座，材料選用Q235-B。估算鞍座的負荷：儲罐總質(zhì)量 3-3筒體質(zhì)量：單個封頭的質(zhì)量，充液質(zhì)量：，水壓試驗充滿水，故取介質(zhì)密度為，則附件質(zhì)量：人孔質(zhì)量為，其他接收總和為200kg，即綜上所述，則每個鞍座承受的質(zhì)量為，即為。查4712.1-20079表1，優(yōu)先選擇輕型支座。查9中表2，得出鞍座尺寸如表3-6：表3-6 鞍座尺寸表公稱直徑DN1600腹板8墊板390允許載荷QkN275筋板2558鞍座高度h250170e70底板1120240螺栓間距9602008鞍座質(zhì)量Kg11612墊板弧長1870增加100mm增加的高度Kg123.6.2鞍座的安裝位置根據(jù)2中規(guī)定，應(yīng)盡量使支座中心到

22、封頭切線的距離A小于等于，當(dāng)無法滿足A小于等于時，A值不宜大于。為圓筒的平均內(nèi)徑。即取鞍座的安裝位置如圖3-3所示：圖3-3 鞍座安裝位置第四章 開孔補強設(shè)計根據(jù)1中式8.3，知該儲罐中只有人孔需要補強。4.1補強設(shè)計方法判別人孔開孔直徑為 故可采用等面積法進展補強計算接收材料選用16MnR，其許用應(yīng)力根據(jù)GB150-1998中式8-1： 4-1式中：殼體開孔處的計算厚度接收的有效厚度強度削弱系數(shù)所以4.2有效補強*圍4.2.1有效寬度B按1中式8-7，得：4-24.2.2外側(cè)有效高度根據(jù)1中式8-8，得：4.2.3內(nèi)側(cè)有效高度根據(jù)1中式8-9，得：4.3有效補強面積根據(jù)1中式8-10 至式8

23、-13，分別計算如下： 4-3筒體多余面積接收多余面積焊縫金屬截面積，焊腳去6mm，則4.4補強面積因為，所以開孔需另行補強另行補強面積為第五章 強度計算5.1水壓試驗應(yīng)力校核試驗壓力圓筒的薄膜應(yīng)力為即，所以水壓試驗合格5.2圓筒軸向彎矩計算圓筒的平均半徑為鞍座反力為5.2.1圓筒中間截面上的軸向彎矩根據(jù)2中式7-2，得：5.2.2鞍座平面上的軸向彎矩根據(jù)2中式7-3，得：圖5-1a筒體受剪力圖圖5-1b筒體受彎矩圖5.3圓筒軸向應(yīng)力計算及校核5.3.1圓筒中間截面上由壓力及軸向彎矩引起的軸向應(yīng)力根據(jù)2中式7-4至式7-7計算最高點處： 5-1最低點處： 5-25.3.2由壓力及軸向彎矩引起的

24、軸向應(yīng)力計算及校核鞍座平面上，由壓力及軸向彎矩引起的軸向應(yīng)力，按下式計算：a).當(dāng)圓筒在鞍座平面上或靠近鞍座處有加強圈或被封頭加強即時，軸向應(yīng)力位于橫截面最高點處.取鞍座包角，查表7-1/T4731-2005得，.則b).在橫截面最低點處的軸向應(yīng)力：5.3.3圓筒軸向應(yīng)力校核5-3查圖4-810得，,則滿足條件5.4切向剪應(yīng)力的計算及校核5.4.1圓筒切向剪應(yīng)力的計算根據(jù)2中式7-9計算，查2中表7-2，得： 5-45.4.2圓筒被封頭加強時，其最大剪應(yīng)力根據(jù)2中式7-10，計算得： 5-55.4.3切向剪應(yīng)力的校核圓筒的切向剪應(yīng)力不應(yīng)超過設(shè)計溫度下材料許用應(yīng)力的0.8倍，即。封頭的切向剪應(yīng)力，應(yīng)滿足而故圓筒滿足強度要求。根據(jù)2中式7-12 5-6則 5-7故封頭滿足強度要求5.5圓筒周向應(yīng)力的計算和校核根據(jù)鞍座尺寸表知：即，所以此鞍