曾一峰课程设计任务书

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1、1中北大学课 程 设 计 说 明 书学生姓名： 曾一峰 学 号：0902034144 学 院： 机械工程与自动化学院 专 业： 过程装备与控制工程 题 目： （45）M 3 液化石油气储罐设计 指导教师： 职称: 2012 年 06 月 11 日陆辉山 闫宏伟 高 强2中北大学课程设计任务书2011/2012 学年第 二 学期学 院： 机械工程与自动化学院 专 业： 过程控制与装备工程 学 生 姓 名： 学 号： 课程设计题目： （45）M 3 液化石油气储罐设计 起 迄 日 期： 06 月 11 日06 月 22 日 课程设计地点： 校内 指 导 教 师： 陆辉山 闫宏伟 高强 系 主 任：

2、 姚竹亭 下达任务书日期: 2012 年 06 月 11 日3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 1.9184 MPa 由

3、介质温度确定4 工作温度 -2048 5 公称容积（V g） 10/20/25/40/50 M36 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g 32 HG20592-1997 MFM 液位计接口e 80 HG20592-1997 MFM 放气管b 500 HG/T21514-2005 MFM 人 孔c 80 HG20592-1997 MFM 安全阀接口80 HG20592-1997 MFM 排污管h 80 HG20592-1997 MFM 液相出口管80 HG

4、20592-1997 MFM 液相回流管a 80 HG20592-1997 MFM 液相进口管80 HG20592-1997 MFM 气相管f 20 HG20592-1997 MFM 压力表接口4d 20 HG20592-1997 MFM 温度计接口g 32 HG20592-1997 MFM 液位计接口课 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

5、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，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。5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

6、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：2012 年 06 月 11 日：布置任务、查阅资料并确定设计方法和步骤06 月 11 日06 月 15 日：机械设计计算（强度计算与校核）及技术条件编制06 月 15 日06 月 20 日：设计图纸绘制（草图和装配图）06 月 20

7、 日06 月 22 日：撰写设计说明书06 月 22 日：答辩及成绩评定6系主任审查意见：签字： 年 月 日第一章 工艺设计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 0.01 2.25 49.3 23.48 21.96 3.79 1.19 0.02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饱和蒸汽压力，MPa温度， 异辛烷 乙烷 丙烷 异丁烷 正丁烷 异戊烷 正戊烷 乙炔-25 0 1.3 0.2 0.06 0.04 0.0

8、25 0.007 0-20 0 1.38 0.27 0.075 0.048 0.03 0.009 00 0 2.355 0.466 0.153 0.102 0.034 0.024 020 0 3.721 0.833 0.294 0.205 0.076 0.058 050 0 7 1.744 0.67 0.5 0.2 0.16 0.00111、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

9、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。1、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饱和蒸气分压, MPa温度, 异辛烷 乙烷 丙烷 异丁烷 正丁烷 异戍烷 正戍烷 乙烯7-25 0 0.029 0.0946 0.014 0

10、.0088 0.00095 0.000083 0-20 0 0.031 0.127 0.0176 0.0105 0.00114 0.000109 00 0 0.053 0.2204 0.0359 0.0224 0.00129 0.000256 020 0 0.084 0.394 0.069 0.045 0.00288 0.00063 050 0 0.158 0.0825 0.1573 0.1098 0.00758 0.0019 0有上述分压可计算再设计温度 t=50时，总的饱和蒸汽压力P= =0.01%0+2.25%7+47.3%1.744+23.48%0.67+21.96%0.5+3.79%

11、0.2+1.inipy81=19%0.16+0.02%0.0011=1.25901 MPa因为：P 异丁烷 （0.2）45m 且比较接近，所以结构设计合理。计 封 23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=2500mm。P 静（max） =gh maxgD=5009.82.5=12.25Kp a则 P 静 可以忽略不记。3max612.50/ %.3865984c静 ）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，综合经济效益，参考 GB150-2011固定式压力容器选用 Q345R 为筒体材料。根据 G

12、B150，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 Q345R 钢在厚度为 16 36mm，使用温度为-2048时的许用应力=185MP a 。9 = mm3mm1.98425014.862_.citPD根据过程设备设计115 页，对于 Q345R， 最小应大于 3mm，满足。 对于 Q345R ，需满足腐蚀裕度 C21mm，取 C2=2mmGBT 709 中的 B 类要求，C 1=0.3mm d=+C 2=14.486+2=16.486mm ， n= d+C1+=16.486+0.3+ =17mm Q345R 属于普通碳素钢，查工艺设计手册（下）中

13、的板材规范，选择厚度 =18mm的钢板。椭圆封头厚度的设计：为了得到良好的焊接工艺，封头材料的选择同筒体设计。 = =14.444 mm1.9842502_0.52_.1citPD同理，选取 C2=2 mm ，C 1=0.3mm 。 n=+C 1+C2+=14.444+0.3+2=17 mm跟筒体一样，选择厚度为 18mm 的 Q345R 为材料冲压成型。2.1.2 容器法兰的设计Pc=1.9184MPa，故公称压力 PN=2.5MPa（根据过程设备设计139 页） 。法兰压紧面选用凹凸面面（根据过程设备设计141 页） 。根据压力容器与化工设备实用手册P N=2.5MPa 时，可选接管公称通

14、径DN=80mm。根据 HG20592-1997 中表 5.0.2，选带颈平焊法兰（SO） 。10根据 HG20592-1997 中表 7-1，可确定连接尺寸。11根据 HG20592-1997 中表 3-1，确定公称直径和钢管外径间关系，选用 B 系列。根据 HG20592-1997 中表 3.0.2-2，确定坡口宽度 b根据 HG/T 20592-97钢制管法兰 ， （网上http:/ 法兰内径B1序号 名称公称通径DN钢管外径B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Th法兰厚度C法兰高度H法兰颈B 系列坡口宽度b法兰理论质量kga 液位计口 32 38 140 100 18 8 M16 18 30 60 39 5 2.02b 放气 管 80 89 200 160 18 8 M16 24 40 118 91 6 4.86d 安全阀口 80 89 200 160 18 8 M16 24 40 118 91 6 4.86e 排污 口 80 89 200 160 18 8 M16 24 40 118 91 6 4.86f 液相出口 80 89 200 160 18 8 M16