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1、.word可编辑.太原科技大学课 程 设 计 说 明 书学生姓名： 田 晔 学 号： 201121220214 学 院： 化学与生物工程学院 专 业： 过程装备与控制工程 题 目： （23）M3液化丙烷储罐设计 指导教师： 罗彩霞 郭晓霞 2012年12月24日课 程 设 计 任 务 书1设计目的：1) 使用国家最新压力容器标准、规范进行设计，掌握典型过程设备设计的全过程。2) 掌握查阅、综合分析文献资料的能力，进行设计方法和方案的可行性研究和论证。3) 掌握电算设计计算，要求设计思路清晰，计算数据准确、可靠，且正确掌握计算机操作和专业软件的使用。4) 设计全部工作由学生本人独立完成。2设计内
2、容和要求（包括原始数据、技术参数、条件、设计要求等）：1 原始数据设计条件表序号项 目数 值单 位备 注1名 称液化丙烷储罐2用 途液化丙烷储配站3最高工作压力1.744MPa由介质温度确定4工作温度-20405公称容积（Vg）23M36工作压力波动情况可不考虑7装量系数(V)0.868工作介质液化丙烷（易燃）9使用地点 太原市，室外10其它要求管口表接管代号公称尺寸连接尺寸标准连接面形式用途或名称a80HG20592-1997MFM液相进口管b80HG20592-1997MFM液相出口管c80HG20592-1997MFM放气管d80HG20592-1997MFM安全阀接口e25HG2059
3、2-1997MFM压力表接口f450HG/T21514-2005MFM人 孔g25HG20592-1997MFM液位计接口课 程 设 计 任 务 书2设计内容1）设备工艺设计；2）设备结构设计；3）设备强度计算与校核；4）技术条件编制；5）绘制设备总装配图；6）编制设计说明书。3设计工作任务及工作量的要求包括课程设计计算说明书(论文)、图纸、实物样品等：1）设计说明书：主要内容包括：封面、设计任务书、目录、设计方案的分析和拟定、各部分结构尺寸的设计计算和确定、设计总结、参考文献等； 2）总装配图设计图纸应遵循国家机械制图标准和化工设备图样技术要求有关规定，图面布置要合理，结构表达要清楚、正确，
4、图面要整洁，文字书写采用仿宋体、内容要详尽，图纸采用计算机绘制。 . 专业.专注 .目录第一章 工艺设计11、设计温度12、设计压力13、设计储量1第二章 机械设计21、筒体和封头的设计2第三章 结构设计41、液柱静压力42、圆筒厚度的设计43、椭圆封头厚度的设计44、接管，法兰的选择54.1法兰54.2 接管65、人孔的设计75.1人孔的选取75.2补强设计方法判别85.3有效补强范围95.4 有效补强面积95.5补强面积105.6补强圈设计106、液面计设计117、安全阀设计128、鞍座选型和结构设计128.1鞍座选型128.2 鞍座位置的确定149、焊接接头的设计149.1筒体和封头的焊
5、接149.2接管与筒体的焊接15第四章 容器强度的校核161、圆筒的校核162、封头的校核173、鞍座的校核184、人孔的校核24结束语25参考文献26.word可编辑.第一章 工艺设计1、设计温度 根据本设计工艺要求，使用地点为太原市的室外，用途为液化石油气储配站工作温度为-2040，介质为易燃易爆的气体。 从表中我们可以明显看出,温度从50降到-25时,丙烷的饱和蒸气压力下降的很厉害,可以推断,在低温状态下,由饱和蒸气压力引起的应力水平不会很高。由上述条件选择危险温度为设计温度。为保证正常工作，对设计温度留一定的富裕量。所以，取最高设计温度t=50，最低设计温度t=25。根据储罐所处环境，
6、最高温度为危险温度，所以选t=50为设计温度。50下丙烷的饱和蒸汽压为P=1.744MPa，取最高工作压力Pw=1.744MPa。2、设计压力 该储罐用于液化丙烷储备站，因此属于常温压力储存。工作压力为相应温度下的饱和蒸气压。因此，不需要设保温层。当液化石油气在50时的饱和蒸汽压力高于异丁烷在50时的饱和蒸汽压力时，若无保冷设施，则取50时丙烷的饱和蒸汽压力作为最高工作压力。对于设置有安全泄放装置的储罐，设计压力应为1.051.1倍的最高工作压力。所以有Pc=1.11.744=1.9184MPa。3、设计储量参考相关资料，液化丙烷的密度为580Kg/m3，盛装液化丙烷的压力容器设计储存量为：W
7、=Vt=0.8623580=11472t第二章 机械设计1、筒体和封头的设计对于承受内压，且设计压力Pc=1.9184MPa23m且0.0502所以结构设计合理。第三章 结构设计1、液柱静压力 根据设计为卧式储罐，所以储存液体最大高度h maxD=2000mm。P静（max）=gh maxgD=5809.82.0=11.368Kpa 则P静可以忽略不记。2、圆筒厚度的设计根据介质的易燃易爆、有毒、有一定的腐蚀性等特性，存放温度为-2040，最高工作压力等条件。根据GB150-1998表4-1，选用筒体材料为低合金钢Q345R（钢材标准为GB6654）t=189MPa。选用为筒体材料Q345R，
8、适用于介质含有少量硫化物，具有一定腐蚀性，壁厚较大（8mm）的压力容器。根据GB150，初选厚度为625mm，最低冲击试验温度为-20，热轧处理。 =10.20mm 对于低碳钢和低合金钢，需满足腐蚀裕度C21mm，取C2=2mm按GB3531低温压力容器用低合金钢板中，例举的压力容器专用钢板的厚度负偏差按GB/T709中的B类要求，Q345R压力容器常用钢板的负偏差为-0.30mm。 设计厚度d=+C2=10.20+2=12.20mm ， n=d+C1=12.20+0.3=12.50mm 圆整后取名义厚度n=14mm ，t没有变化，故取名义厚度14mm合适。3、椭圆封头厚度的设计 为了得到良好
9、的焊接工艺，封头材料的选择同筒体设计，同样采用Q345R。 =10.18mm同理，选取C2=2 mm ，C1=0.3mm 。 n=+C1+C2=13.774+2+0.3=12.48 mm 圆整后取名义厚度为n=14mm 跟筒体一样，选择厚度为14mm的Q345R材料合适。4、接管，法兰的选择4.1法兰液化丙烷储罐应设置排污口，气相口，放空口，出液口，进液口，人孔，液位计口，温度计口，压力表口，安全阀口。根据压力容器与化工设备实用手册PN=2.5MPa时，可选接管公称通径DN=80mm。根据设计压力PN=1.9184MPa，查HG/T 20592-97钢制管法兰，选用PN2.5MPa带颈对焊焊法
10、兰（WN），由介质特性和使用工况，查密封面型式的选用。选择密封面型式为凹凸面（MFM），压力等级为1.04.0MPa，接管法兰材料选用Q345R。根据各接管公称通径，得各法兰的尺寸。 图3-1带颈对焊钢制管法兰法兰尺寸如表：序号名称公称通径DN钢管外径B连接尺寸法兰厚度C法兰高度H法兰颈法兰内径B1坡口宽度b法兰理论质量kg法兰外径D螺栓孔中心圆直径K螺栓孔直径L螺栓孔数量n螺栓ThB系列A液相进口8089200160188M1624401189164.86B液相出口8089200160188M1624401189164.86C放气管8089200160188M1624401189164.86D安全阀口8089200160188M1624401189164.86E压力表口3238140100188M1618301183952.02F液位计口3238140100188M161830603952.02表3-1法兰尺寸4.2 接管接管外径的选用以B国内沿用系列（公制管）为准，对于公称压力0.25PN25MPa的接管，查压力容器与化工设备实用手册普通无缝钢管，选材料为Q345。对应的管子尺寸如下如表：序号名称公称直径管子外径数量管口伸出量管子壁厚A液相进口323822006B液相出口8089120046C放气管808912006D
