氯氣緩沖罐設(shè)計(jì)

PAGEPAGE4課程設(shè)計(jì)說明書題目名稱：維持罐設(shè)計(jì)學(xué)生姓名：系部：化學(xué)工程系專業(yè)班級(jí)：指導(dǎo)教師：完成日期：2011年12月24日課程設(shè)計(jì)評(píng)定意見設(shè)計(jì)題目：維持罐設(shè)計(jì)學(xué)生姓名：評(píng)定意見：評(píng)定成績(jī)：指導(dǎo)教師（簽名）：2012年12月30日課程設(shè)計(jì)任務(wù)書20011—2012學(xué)年第一學(xué)期2011年專業(yè)應(yīng)用化工班級(jí)課程名稱化工設(shè)備機(jī)械基礎(chǔ)設(shè)計(jì)題目氯氣緩沖罐設(shè)計(jì)指導(dǎo)教師）起止時(shí)間2011年11月7—2011年12月30周數(shù)8周設(shè)計(jì)地點(diǎn)教室設(shè)計(jì)目的：通過本次化工機(jī)械課程設(shè)計(jì)系統(tǒng)地驗(yàn)證學(xué)生本課程的基本專業(yè)理論和知識(shí)，培養(yǎng)學(xué)生具有初步分析與解決本專業(yè)課題技術(shù)問題的能力，具有化工機(jī)械系統(tǒng)與設(shè)備設(shè)計(jì)的初步能力，培養(yǎng)學(xué)生的專業(yè)意識(shí)、協(xié)作創(chuàng)新與專業(yè)開拓的基本素質(zhì)。設(shè)計(jì)任務(wù)或主要技術(shù)指標(biāo)：設(shè)計(jì)一個(gè)容積為1.33的氯氣緩沖罐，設(shè)計(jì)壓力為0.3Mpa，設(shè)計(jì)溫度為150攝氏度，設(shè)備主要材質(zhì)為Q345R鋼，布置強(qiáng)度計(jì)算，考慮結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，檢查強(qiáng)度計(jì)算結(jié)果和布置出施工圖設(shè)計(jì)進(jìn)度與要求：1.11月30日完成計(jì)算2.12日20日完成電子板3.12月25日核對(duì)及交報(bào)告答辯主要參考書及參考資料：1.《化工設(shè)備機(jī)械基礎(chǔ)》喻建良主編，大連理工大學(xué)2009.72.《壓力容器的應(yīng)力分析及強(qiáng)度計(jì)算》北京，原子能出版社，19793.《化工容器設(shè)計(jì)》——北京，化學(xué)工業(yè)出版社，1983等指導(dǎo)教師（簽名）年月日摘要本文扼要介紹了維持罐的特點(diǎn)以及在工業(yè)中的發(fā)展，詳細(xì)的闡述了維持罐的結(jié)構(gòu)以及強(qiáng)度設(shè)計(jì)計(jì)算以及維護(hù)。參照參考文獻(xiàn)及維持罐的特性，根據(jù)設(shè)計(jì)壓力確定壁厚，使維持罐有足夠的腐蝕欲度，從而使設(shè)計(jì)結(jié)果達(dá)到最優(yōu)化組合。一個(gè)完整的維持罐主要是由圓柱形罐體、氣體進(jìn)出口、排污管、安全閥、壓力表口、法蘭等部件組成，同時(shí)考慮到安裝和檢修的需要，罐體上還要設(shè)置人孔、平臺(tái)扶梯和吊柱等部件，整個(gè)罐體采用立式支撐式。關(guān)鍵詞：圓柱罐體、管法蘭、人孔、補(bǔ)強(qiáng)目錄課程設(shè)計(jì)任務(wù)書 3摘要 4目錄 5符號(hào)說明 6維持罐設(shè)計(jì) 81.罐體壁厚設(shè)計(jì) 82.封頭厚度設(shè)計(jì) 92.1計(jì)算封頭厚度 92.2校核罐體與封頭水壓試驗(yàn)強(qiáng)度 93．鞍座 103.1罐體質(zhì)量 103.2封頭質(zhì)量 103.3水質(zhì)量 103.4附件質(zhì)量 114.人孔 125.人孔補(bǔ)強(qiáng) 135.1確定殼體和接管的計(jì)算厚度及開孔直徑 135.2確定殼體和接管實(shí)際高度 135.3計(jì)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 136.接管 146.1水蒸氣進(jìn)料管 146.2出氣管 146.3排污管 156.4壓力表管 157.設(shè)備總裝配圖 167.1CAD圖（附最后） 167.2技術(shù)要求 167.3技術(shù)特性 16參考文獻(xiàn) 17致謝 18符號(hào)說明——罐內(nèi)徑，mmL——罐長(zhǎng)度，mm——計(jì)算壓力，MPa——圓筒材料在設(shè)計(jì)溫度下的許用應(yīng)力，MPa——鋼板厚度的負(fù)偏差，mm——腐蝕裕量，mm——試驗(yàn)壓力——圓筒的有效厚度——圓筒的名義厚度——圓筒材料在設(shè)計(jì)溫度下的計(jì)算應(yīng)力，MPaM——容器的總質(zhì)量——封頭內(nèi)壁曲面高度P——設(shè)計(jì)壓力V——容器的體積F——每一支座承受的負(fù)荷——鋼材的標(biāo)準(zhǔn)抗拉強(qiáng)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(jì)算厚度——圓筒設(shè)計(jì)厚度——焊接接頭系數(shù)——強(qiáng)度消弱系數(shù)B——有效寬度，mmd——開孔直徑，mm維持罐設(shè)計(jì)1.罐體壁厚設(shè)計(jì)據(jù)分析，本維持罐選用(即)制作罐體和封頭，壁厚根據(jù)公式計(jì)算：本維持罐取設(shè)計(jì)壓力，設(shè)計(jì)溫度為150℃，由附表4-1查的，，，（雙面焊對(duì)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(yán)重腐蝕>0.25≥3查表12-9壓力容器鋼板厚度負(fù)偏差鋼板標(biāo)準(zhǔn)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(fù)偏差C1（mm）-0.45-0.50-0.55-0.65-0.7-0.8-0.9取，于是：根據(jù)，由表12-9查得，又該值小于名義厚度的6%，所以鋼板厚度負(fù)偏差，可以忽略不計(jì)圓整后，取確定選取厚的鋼板制作罐體。2.封頭厚度設(shè)計(jì)采用標(biāo)準(zhǔn)橢圓形封頭2.1計(jì)算封頭厚度厚度計(jì)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(yàn)強(qiáng)度根據(jù)公式式中：則而因?yàn)?所以水壓試驗(yàn)度足夠3．鞍座首先粗略計(jì)算鞍座負(fù)荷貯槽總質(zhì)量式中：罐體質(zhì)量封頭質(zhì)量水質(zhì)量附件質(zhì)量3.1罐體質(zhì)量的筒節(jié)3.2封頭質(zhì)量的標(biāo)準(zhǔn)橢圓形封頭，其質(zhì)量所以3.3水質(zhì)量其中，裝量系數(shù)取0.9V=2V封+V筒水的密度為，則：3.4附件質(zhì)量人孔質(zhì)量約，其他接管等質(zhì)量總和按計(jì)于是貯罐總質(zhì)量每個(gè)鞍座只承受負(fù)荷，根據(jù)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?yàn)樵O(shè)備內(nèi)徑500mm?D2?1000mm時(shí)。因開設(shè)一個(gè)400的人孔根據(jù)罐的設(shè)計(jì)溫度，最高工作壓力.材質(zhì).介質(zhì)A使用要求等條件選用公稱壓力為0.6Mpa。垂直吊蓋帶領(lǐng)對(duì)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(zhì)及尺寸見下表。該垂直吊蓋帶領(lǐng)對(duì)焊法蘭人孔的標(biāo)記為：人孔TGVⅢ(A·G)400-0.6HG21524-95人孔PN0.6DN900明細(xì)表序號(hào)標(biāo)準(zhǔn)號(hào)名稱數(shù)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(hào)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(zhuǎn)臂1Q235-A?Fdo=369GB/T95-2000墊圈201100HV10GB/6170-2000螺母M2025級(jí)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(bǔ)強(qiáng)5.1確定殼體和接管的計(jì)算厚度及開孔直徑由已知可得殼體計(jì)算厚度，接管計(jì)算厚度為開孔直徑為 5.2確定殼體和接管實(shí)際高度開孔有效補(bǔ)強(qiáng)寬度B及外側(cè)有效補(bǔ)強(qiáng)高度h,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)厚度為接管外側(cè)有效補(bǔ)強(qiáng)高度為5.3計(jì)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)的金屬面積比較與,同時(shí)考慮接管與殼體焊縫面積之后，該開孔接管補(bǔ)強(qiáng)足夠。6.接管本維持灌有以下接管6.1水蒸氣進(jìn)料管采用φ89mm×4mm無縫鋼管（強(qiáng)度驗(yàn)算略），管的一端切成45°，伸入罐內(nèi)少許。配用帶領(lǐng)平焊法蘭HG20592-97法蘭SO80-0.6RF16MnR.。因?yàn)樵摻庸転棣?9mm×4mm。厚度小于5mm。故該接管開孔需要補(bǔ)強(qiáng)。6.2出氣管伸出長(zhǎng)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(nèi)，并用一非標(biāo)準(zhǔn)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(nèi)徑為219mm。6.3排污管向下伸出140mm，貯罐右端最底部安設(shè)一個(gè)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(shè)備總裝配圖7.1CAD圖（附最后）7.2技術(shù)要求技術(shù)要求1.本設(shè)備按GB150-1998鋼制壓力容器和HG20584-1998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，并接受國(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)程的監(jiān)督；2.焊接采用電弧焊，焊條牌號(hào)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(bǔ)強(qiáng)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(yīng)法蘭標(biāo)準(zhǔn)中的規(guī)定；4.設(shè)備簡(jiǎn)體的A、B類焊接接頭應(yīng)進(jìn)行無損檢測(cè)，檢測(cè)長(zhǎng)度為100%，射線檢測(cè)不低于JB/T4730.2-2005RT為合格，且射線照相質(zhì)量不低于AB級(jí)；5.設(shè)備制造完畢，以2.7MPa表壓進(jìn)行水壓試驗(yàn)；6.管口方位按圖14-477.3技術(shù)特性技術(shù)特性序號(hào)名稱指標(biāo)1設(shè)計(jì)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(xiàn)[1]化工設(shè)備設(shè)計(jì)手冊(cè).上海：科學(xué)技術(shù)出版社；1982[2]鋼制壓力容器:GB150-1998.中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)出版社出版[3]中華人民共和國(guó)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)JB/T4700～4707-2000.壓力容器法蘭，2000[4]壓力容器與化工設(shè)備使用手冊(cè).北京：化學(xué)工業(yè)出版社2000[5]化工原理.天津天津大學(xué)出版社1999[6]過程設(shè)備設(shè)計(jì).北京化學(xué)工業(yè)出版社2001[7]化工設(shè)備機(jī)械基礎(chǔ).大連大連理工大學(xué)出版社2009致謝在這次課程設(shè)計(jì)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(shè)計(jì)上給予我的指導(dǎo)、提供給我的支持和幫助，這是我能順利完成這次報(bào)告的主要原因，更重要的是老師幫我解決了許多技術(shù)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(xué)到了許多新的知識(shí)，而且也開闊了視野，提高了自己的設(shè)計(jì)能力。其次，我要感謝幫助過我的同學(xué)，他們也為我解決了不少我不太明白的設(shè)計(jì)商的難題。同時(shí)也感謝學(xué)院為我提供良好的做課程設(shè)計(jì)的環(huán)境。最后再一次感謝所有在設(shè)計(jì)中曾經(jīng)幫助過我的良師益友和同學(xué)。致