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1、 中北大学课程设计任务书 学年第 学期学 院： 专 业： 学 生 姓 名： 学 号： 课程设计题目： 5M3液化石油气储罐设计 起 迄 日 期： 课程设计地点： 指 导 教 师： 系 主 任： 下达任务书日期: 年月日课 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) 掌握工程图纸的计算机绘图。2设计内容和要求（包括原始数据、技术参数、条件、设计要求等
2、）：1 原始数据设计条件表序号项 目数 值单 位备 注1名 称液化石油气储罐2用 途液化石油气储配站3最高工作压力1.77MPa由介质温度确定（50）4工作温度-20485公称容积（Vg）5M36工作压力波动情况可不考虑7装量系数(V)0.98工作介质液化石油气（易燃）9使用地点室外10安装与地基要求储罐底壁坡度0.010.0211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h20HG20592-97FM液位计接口e50HG20592-97FM放气管c500FM人 孔b50HG20592-97FM安全阀接口i50HG20592-97FM排污管k50HG20592-97FM液相
3、出口管j50HG20592-97FM液相回流管a50HG20592-97FM液相进口管d50HG20592-97FM气相管f20HG20592-97FM压力表接口g20HG20592-97FM温度计接口课 程 设 计 任 务 书2设计内容1）设备工艺、结构设计；2）设备强度计算与校核；3）技术条件编制；4）绘制设备总装配图；5）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
4、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，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。 课 程 设 计 任 务 书4主要参考文献：1 国家质量技术监督局，GB150-1998钢制压力容器，中国标准出版社，19982 国家质量技术监督局，压力容器安全技术监察规程，中国劳动社会保障出版社，19993 全国化工设备设计技术中心站，化工设备图样技术要求，2000，114 郑津洋、董其伍、桑芝富，过程设备设计，化学工业出版社，20015 黄振仁、魏新利，过程装备成套技术设计指南，化学工业出版社，20026 国家医药管理局上海医药设计院，化工工艺设计手册，化学
5、工业出版社，19967 蔡纪宁主编，化工设备机械基础课程设计指导书，化学工业出版社，2003年5设计成果形式及要求：1）完成课程设计说明书一份； 2）草图一张（A1图纸一张）3）总装配图一张 (A1图纸一张)； 6工作计划及进度：2011年06月13日：布置任务、查阅资料并确定设计方法和步骤 06月13日06月17日：机械设计计算（强度计算与校核）及技术条件编制06月17日06月22日：设计图纸绘制（草图和装配图）06月22日06月24日：撰写设计说明书06月24日：答辩及成绩评定系主任审查意见： 签字： 年 月 日一 工艺设计 1.1，参数的确定液化石油气的主要组成部分由于石油产地的不同，各
6、地石油气组成成分也不同。取其大致比例如下：表一组成成分异辛烷乙烷丙烷异丁烷正丁烷异戊烷正戊烷乙炔各成分百分比0.012.2549.323.4821.963.791.190.02对于设计温度下各成分的饱和蒸气压力如下：表二，各温度下各组分的饱和蒸气压力温度，饱和蒸汽压力，MPa异辛烷乙烷丙烷异丁烷正丁烷异戊烷正戊烷乙炔-2501.30.20.060.040.0250.0070-2001.380.270.0750.0480.030.0090002.3550.4660.1530.1020.0340.02402003.7210.8330.2940.2050.0760.058050071.7440.67
7、0.50.20.160.0011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-2048，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,各种成分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，最高温度为危险温度，所以选t=50为设计温度。设计压力 该储罐用于液化石油气储配供气站，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
8、要设保温层。根据道尔顿分压定律，我们不难计算出各种温度下液化石油气中各种成分的饱和蒸气分压，如表三：表三，各种成分在相应温度下的饱和蒸气分压温度, 饱和蒸气分压, MPa异辛烷乙烷丙烷异丁烷正丁烷异戍烷正戍烷乙烯-2500.0290.09460.0140.00880.000950.0000830-2000.0310.1270.01760.01050.001140.0001090000.0530.22040.03590.02240.001290.00025602000.0840.3940.0690.0450.002880.0006305000.1580.08250.15730.10980.007
9、580.00190有上述分压可计算再设计温度t=50时，总的高和蒸汽压力P=0.01%0+2.25%7+47.3%1.744+23.48%0.67+21.96%0.5+3.79%0.2+1.19%0.16+0.02%0.0011=1.25901 MPa因为：P异丁烷（0.2）P液化气(1.25901)P丙烷（1.744）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设计压力。50时根据GB150的规定，取液化石油气饱和蒸汽压为1.77MPa 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
10、=1.1*1.77=1.947MPa。取设计压力P=2.5MPa1.2，设计储量参考相关文件，液化石油气的密度一般取500-600Kg/m3则取石油液化气的密度为580Kg/m3，盛装液化石油气体的压力容器设计储存量为：W=Vt=0.9*5*580=2.61t 二 机械设计 筒体和封头的设计：对于承受内压，且设计压力Pc=1.947MPa5m3 且比较接近，所以结构设计合理。 三 设备的结构设计3.1 计算压力Pc：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=1200mm。P静（max）=gh maxgD=5809.81.2=6.821103 pa 则P静可以忽略不记。3.2 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-2048，最高工作压力等条件，由JB 7421-2005选用16MnR为筒体材料，适用温度为-20250。根据GB150，初选厚度为625mm，最低冲击试验温度为-20，热轧处理。根据GB150查得16MnR钢在厚度为316mm，使用温度为-2048时的许用应力=181MPa 。 =mm3mm 对于16MnR ，需满足腐蚀裕度C21mm，
