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1、 中北大学课 程 设 计 说 明 书学生姓名： 学 号： 1002034231 学 院： 机械工程与自动化学院 专 业： 过程装备与控制工程 陆辉山 闫宏伟 高 强魏秀业 刘 波 崔宝珍题 目： （15）M3液化石油气储罐设计 指导教师： 职称: 2013年06月08日 中北大学课程设计任务书 2012/2013 学年 第 二 学期学 院： 机械工程与自动化学院 专 业： 过程装备与控制工程 学 生 姓 名： 学 号： 1002034231 课程设计题目： （15）M3液化石油气储罐设计 起 迄 日 期： 06 月 08 日06月 22日 课程设计地点： 校内 指 导 教 师：陆辉山 闫宏伟
2、高强 魏秀业 刘波 崔宝珍系 主 任： 姚竹亭 下达任务书日期: 2013年06月08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）：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
3、介质温度确定4工作温度-20485公称容积（Vg）10/20/25/40/50M36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a1、a2 20HG20592-1997MFM液位计接口f80HG20592-1997MFM放气管b500MFM人 孔e1、e280HG20592-1997MFM安全阀接口g50HG20592-1997MFM排污管j80HG20592-1997MFM液相出口管h80HG20592-1997MFM液相回流管k80HG
4、20592-1997MFM液相进口管i80HG20592-1997MFM气相管d20HG20592-1997MFM压力表接口c20HG20592-1997MFM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化工设备图样技术要求有关规定，图
5、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，化学工业出版社，19967 蔡纪宁主
6、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：2013年06月08日：布置任务、查阅资料并确定设计方法和步骤 06月09、13、14、15日：机械设计计算（强度计算与校核）及技术条件编制06月16日06月19日：设计图纸绘制（草图和装配图）06月20日06月21日：撰写设计说明书06月22日：答辩及成绩评定系主任审查意见： 签字： 年 月 日 第一章 储罐设计介绍及介质特性1、液化石油气储罐介绍液化石油气储罐是盛放液化石油气的常用设备，常用储罐
7、一般有两种形式：球形储罐和圆筒形储罐。球形贮罐和圆筒形贮罐相比: 前者具有投资少, 金属耗量少, 占地面积少等优点, 但加工制造及安装复杂, 焊接工作量大, 故安装费用较高。一般贮存总量大于500m 3或单罐容积大于200m 3时选用球形贮罐比较经济; 而圆筒形贮罐具有加工制造安装简单, 安装费用少等优点, 但金属耗量大占地面积大, 所以在总贮量小于500m 3, 单罐容积小于100m 3时选用卧式贮罐比较经济。圆筒形贮罐按安装方式可分为卧式和立式两种。在一般中、小型液化石油气站内大多选用卧式圆筒形贮罐, 只有某些特殊情况下(站内地方受限制等) 才选用立式。本文主要进行卧式圆筒形贮罐的设计。
8、2、液化石油气的发展及应用随着石油化学工业的发展，液化石油气作为一种化工基本原料和新型燃料，已愈来愈受到人们的重视。在化工生产方面，液化石油气经过分离得到乙烯、丙烯、丁烯、丁二烯等，用来生产合塑料、合成橡胶、合成纤维及生产医药、炸药、染料等产品。用液化石油气作燃料，由于其热值高、无烟尘、无炭渣，操作使用方便，已广泛地进入人们的生活领域。此外，液化石油气还用于切割金属，用于农产品的烘烤和工业窑炉的焙烧等。液化石油气具有污染少、发热量高、易于运输、压力稳定、储存设备简单、供应方式灵活等特点，所以被广泛用作工业、商业和民用燃料。但液化石油气中含有危害污染物质较多对人体、环境都有很大的伤害，所以对液化
9、石油气储罐的要求也很严格。因而，提高液化石油气储罐的技术水平对安全储备液化石油气具有重要意义。3、液化石油气的组成及物理特性常温下对天然石油气或石油炼制过程中产生的石油气施加压力，使其以液体状态存在时称液化石油气。液化石油气是以丙烷、丁烷为主要成分的多组分有机混合物，其组成部分由于石油产地的不同，各地石油气组成成分也不同。取其大致比例如下：表1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2 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
10、烷异戊烷正戊烷乙炔-2501.30.20.060.040.0250.0070-2001.380.270.0750.0480.030.0090002.3550.4660.1530.1020.0340.02402003.7210.8330.2940.2050.0760.058050071.7440.670.50.20.160.0011液化石油气常温常压下呈气体状态，适当提高压力或降低温度即可转变为液体，体积将缩小200倍300倍。气态液化石油气比空气重且易燃易爆，比重是空气的1.5倍，爆炸极限仅为2%。为方便运输、储存和分配，通常采用常温常压以保持体积较小的液化状态，所以液化石油储罐为压力容器。液
11、化石油气液体的密度以单位体积的质量表示，即kg/m3.它随着温度和压力的不同而发生变化。因此，在表示液化石油气气体的密度时，必须规定温度和压力的条件。它的密度受温度影响较大，温度上升密度变小,同时体积膨胀。由于液体压缩性很小，因此压力对密度的影响也很小，可以忽略不计。4、储罐的设计问题以及设计难点液化石油气作为一种化工基本原料和新型燃料，已愈来愈受到大家的重视。由于该气体具有易燃易爆的特点，因此在设计这种储罐时，要注意与一般气体储罐的不同点，尤其要注意安全问题，还要注意在制造、安装方面的特点。储罐主要有筒体、封头、人孔、支座以及各种接管组成。储罐上设有液相管、液相回液管、气相管、排污管以及安全
12、阀、压力表、温度计、液面计等。所以对液化石油气的储罐要求也很严格。卧式液化石油气贮罐也是一个储存压力容器, 也应按GB150钢制压力容器进行制造、试验和验收; 并接受劳动部颁发压力容器安全技术监察规程(简称容规) 的监督。本文主要讨论卧式圆筒形液化石油气贮罐的设计。在设计过程中，采用整体设计确定卧式液化石油气储罐的主要尺寸，同时要采用有效措施提高储罐的耐腐性和耐热性，并且要防止介质的泄漏。设计时，要注意安全与防火，还要注意在制造、安装等方面的特点。有效提高液化石油气储罐的技术水平对安全储备液化石油气具有重要意义。第2章 储罐设计参数的确定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-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。
