氯氣緩沖罐設計

PAGEPAGE4課程設計說明書題目名稱：維持罐設計學生姓名：系部：化學工程系專業(yè)班級：指導教師：完成日期：2011年12月24日課程設計評定意見設計題目：維持罐設計學生姓名：評定意見：評定成績：指導教師（簽名）：2012年12月30日課程設計任務書20011—2012學年第一學期2011年專業(yè)應用化工班級課程名稱化工設備機械基礎設計題目氯氣緩沖罐設計指導教師）起止時間2011年11月7—2011年12月30周數8周設計地點教室設計目的：通過本次化工機械課程設計系統(tǒng)地驗證學生本課程的基本專業(yè)理論和知識，培養(yǎng)學生具有初步分析與解決本專業(yè)課題技術問題的能力，具有化工機械系統(tǒng)與設備設計的初步能力，培養(yǎng)學生的專業(yè)意識、協(xié)作創(chuàng)新與專業(yè)開拓的基本素質。設計任務或主要技術指標：設計一個容積為1.33的氯氣緩沖罐，設計壓力為0.3Mpa，設計溫度為150攝氏度，設備主要材質為Q345R鋼，布置強度計算，考慮結構設計，檢查強度計算結果和布置出施工圖設計進度與要求：1.11月30日完成計算2.12日20日完成電子板3.12月25日核對及交報告答辯主要參考書及參考資料：1.《化工設備機械基礎》喻建良主編，大連理工大學2009.72.《壓力容器的應力分析及強度計算》北京，原子能出版社，19793.《化工容器設計》——北京，化學工業(yè)出版社，1983等指導教師（簽名）年月日摘要本文扼要介紹了維持罐的特點以及在工業(yè)中的發(fā)展，詳細的闡述了維持罐的結構以及強度設計計算以及維護。參照參考文獻及維持罐的特性，根據設計壓力確定壁厚，使維持罐有足夠的腐蝕欲度，從而使設計結果達到最優(yōu)化組合。一個完整的維持罐主要是由圓柱形罐體、氣體進出口、排污管、安全閥、壓力表口、法蘭等部件組成，同時考慮到安裝和檢修的需要，罐體上還要設置人孔、平臺扶梯和吊柱等部件，整個罐體采用立式支撐式。關鍵詞：圓柱罐體、管法蘭、人孔、補強目錄課程設計任務書 3摘要 4目錄 5符號說明 6維持罐設計 81.罐體壁厚設計 82.封頭厚度設計 92.1計算封頭厚度 92.2校核罐體與封頭水壓試驗強度 93．鞍座 103.1罐體質量 103.2封頭質量 103.3水質量 103.4附件質量 114.人孔 125.人孔補強 135.1確定殼體和接管的計算厚度及開孔直徑 135.2確定殼體和接管實際高度 135.3計算需要補強的金屬面積和可以作為補強的金屬面積 136.接管 146.1水蒸氣進料管 146.2出氣管 146.3排污管 156.4壓力表管 157.設備總裝配圖 167.1CAD圖（附最后） 167.2技術要求 167.3技術特性 16參考文獻 17致謝 18符號說明——罐內徑，mmL——罐長度，mm——計算壓力，MPa——圓筒材料在設計溫度下的許用應力，MPa——鋼板厚度的負偏差，mm——腐蝕裕量，mm——試驗壓力——圓筒的有效厚度——圓筒的名義厚度——圓筒材料在設計溫度下的計算應力，MPaM——容器的總質量——封頭內壁曲面高度P——設計壓力V——容器的體積F——每一支座承受的負荷——鋼材的標準抗拉強度G——重力加速度——圓筒的外徑——接管有效厚度C——厚度附加量——圓筒的計算厚度——圓筒設計厚度——焊接接頭系數——強度消弱系數B——有效寬度，mmd——開孔直徑，mm維持罐設計1.罐體壁厚設計據分析，本維持罐選用(即)制作罐體和封頭，壁厚根據公式計算：本維持罐取設計壓力，設計溫度為150℃，由附表4-1查的，，，（雙面焊對接接頭）查表12-11筒體、封頭的腐蝕裕量腐蝕程度腐蝕速度（mm/a）腐蝕裕量（/mm）不腐蝕<0.050輕微腐蝕0.05～0.13≥1腐蝕0.13～0.25≥2嚴重腐蝕>0.25≥3查表12-9壓力容器鋼板厚度負偏差鋼板標準GB/T3274-1988GB/T3280-1992GB/T4237-1992GB/T4238-1992GB3531-2008鋼板厚度（mm）3～5＞5～8＞8～15＞15～25＞25～40＞40～60＞60～100負偏差C1（mm）-0.45-0.50-0.55-0.65-0.7-0.8-0.9取，于是：根據，由表12-9查得，又該值小于名義厚度的6%，所以鋼板厚度負偏差，可以忽略不計圓整后，取確定選取厚的鋼板制作罐體。2.封頭厚度設計采用標準橢圓形封頭2.1計算封頭厚度厚度計算于是同前圓整確定選用厚的鋼板制作封頭2.2校核罐體與封頭水壓試驗強度根據公式式中：則而因為,所以水壓試驗度足夠3．鞍座首先粗略計算鞍座負荷貯槽總質量式中：罐體質量封頭質量水質量附件質量3.1罐體質量的筒節(jié)3.2封頭質量的標準橢圓形封頭，其質量所以3.3水質量其中，裝量系數取0.9V=2V封+V筒水的密度為，則：3.4附件質量人孔質量約，其他接管等質量總和按計于是貯罐總質量每個鞍座只承受負荷，根據附錄12，可以選用帶墊板，包角為的鞍座，即JB/T4712-92鞍座BI2600-FJB/T4712-92鞍座A2600-S表3-1橢圓形封頭16MnR的允許垂直載荷（F）支座DNmm封頭有效厚度（mm）46810121620180023.440.059.080.5104.0158.5221.6290021.537.154.975.297.9149.6210.93100027.446.568.292.3118.6178.6247.64110025.443.464.287.1112.4170.0236.45120023.841.060.582.4107.0162.6227.46130039.365.895.7128.5163.4240.8327.37140037.162.591.0122.2155.7230.3314.081500-59.686.9116.8149.2220.0302.091600-57.183.2111.8143.1212.6291.44.人孔因為設備內徑500mm?D2?1000mm時。因開設一個400的人孔根據罐的設計溫度，最高工作壓力.材質.介質A使用要求等條件選用公稱壓力為0.6Mpa。垂直吊蓋帶領對法蘭焊法蘭人孔（HG1524-95）人孔公稱直徑選定為400mm，人孔各零件名稱.材質及尺寸見下表。該垂直吊蓋帶領對焊法蘭人孔的標記為：人孔TGVⅢ(A·G)400-0.6HG21524-95人孔PN0.6DN900明細表序號標準號名稱數量材料尺寸/mm1GB/713-2008筒節(jié)1Q345Rdw×δ=480×12,H1=3202HG20592法蘭116MnⅢ(鍛件)3HG20592墊片1石棉橡膠板δ=3(代號A·G)4HG20592法蘭蓋1Q345Rb1=39,b2=445HG20613螺柱2035CrMoAM33×2×1756HG20613螺母4030CrMoM337吊環(huán)1Q235-A?F8轉臂1Q235-A?Fdo=369GB/T95-2000墊圈201100HV10GB/6170-2000螺母M2025級11吊鉤1Q235-A?F12環(huán)1Q235-A?F13GB/T8163-2008無縫鋼管12014支撐板1Q345R5.人孔補強5.1確定殼體和接管的計算厚度及開孔直徑由已知可得殼體計算厚度，接管計算厚度為開孔直徑為 5.2確定殼體和接管實際高度開孔有效補強寬度B及外側有效補強高度h,已知殼體名義厚度，補強部分厚度，接管有效補強厚度為接管外側有效補強高度為5.3計算需要補強的金屬面積和可以作為補強的金屬面積需要補強的金屬面積為可以作為補強的金屬面積比較與,同時考慮接管與殼體焊縫面積之后，該開孔接管補強足夠。6.接管本維持灌有以下接管6.1水蒸氣進料管采用φ89mm×4mm無縫鋼管（強度驗算略），管的一端切成45°，伸入罐內少許。配用帶領平焊法蘭HG20592-97法蘭SO80-0.6RF16MnR.。因為該接管為φ89mm×4mm。厚度小于5mm。故該接管開孔需要補強。6.2出氣管伸出長度180mm，采用可拆的壓出管φ219mm×6mm將它套入罐體的固定接口管φ245mm×7mm內，并用一非標準法蘭固定在接口管法蘭上。罐體的接口管法蘭采用HG20592-97法蘭SO245-7RF16MnR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HG20592-97法蘭SO245-0.6RF-16MnR相同但其內徑為219mm。6.3排污管向下伸出140mm，貯罐右端最底部安設一個排污管。管子規(guī)則是，管端裝有一與截止閥J41W-16相配的管法蘭。HG20592法蘭SO76-0.6RF..6.4壓力表管向外伸出。采用無縫鋼管。管法蘭為“HG20592-97法蘭RF（附）無縫鋼管的公稱直徑DN與規(guī)格DND0厚度DND0厚度101431501594.515183175194620253200219625323.5225245732383.5250273840453.5300325850573.535037796576440042698089445048091001084500530912513347.設備總裝配圖7.1CAD圖（附最后）7.2技術要求技術要求1.本設備按GB150-1998鋼制壓力容器和HG20584-1998鋼制化工容器制造技術要求進行制造、檢驗和驗收，并接受國家質量技術監(jiān)督局頒發(fā)的壓力容器安全技術監(jiān)察規(guī)程的監(jiān)督；2.焊接采用電弧焊，焊條牌號Q345R間為J507，Q345R與碳鋼間為J427；3.焊接接頭型式及尺寸除圖中注明外，按HG20583的規(guī)定，不帶補強圈的接管與管體的焊接接頭為G2，角焊縫的焊角尺寸按較薄板的厚度，法蘭的焊接按相應法蘭標準中的規(guī)定；4.設備簡體的A、B類焊接接頭應進行無損檢測，檢測長度為100%，射線檢測不低于JB/T4730.2-2005RT為合格，且射線照相質量不低于AB級；5.設備制造完畢，以2.7MPa表壓進行水壓試驗；6.管口方位按圖14-477.3技術特性技術特性序號名稱指標1設計壓力2.16MPa2工作溫度≤50℃3物料名稱液氨4容積30.52m參考文獻[1]化工設備設計手冊.上海：科學技術出版社；1982[2]鋼制壓力容器:GB150-1998.中國標準出版社出版[3]中華人民共和國行業(yè)標準JB/T4700～4707-2000.壓力容器法蘭，2000[4]壓力容器與化工設備使用手冊.北京：化學工業(yè)出版社2000[5]化工原理.天津天津大學出版社1999[6]過程設備設計.北京化學工業(yè)出版社2001[7]化工設備機械基礎.大連大連理工大學出版社2009致謝在這次課程設計的撰寫過程中，我得到了許多人的幫助。首先我要感謝我的老師在課程設計上給予我的指導、提供給我的支持和幫助，這是我能順利完成這次報告的主要原因，更重要的是老師幫我解決了許多技術上的難題，讓我能把系統(tǒng)做得更加完善。在此期間，我不僅學到了許多新的知識，而且也開闊了視野，提高了自己的設計能力。其次，我要感謝幫助過我的同學，他們也為我解決了不少我不太明白的設計商的難題。同時也感謝學院為我提供良好的做課程設計的環(huán)境。最后再一次感謝所有在設計中曾經幫助過我的良師益友和同學。致