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1、新疆工程学院新疆工程学院 课程设计说明书 题目名称： PPG 萃取罐设计 专业石油化工生产 技术 班级石化 111（1） 班 课程名称化工机械设 备基础 设计题目 PPG 萃取罐设计 指导教师薛风 起止时间12.14114周数四周设计地点南昌路校区 指导思想和目的：以已知设计资料，选定提升系统各部件，对其主要参数进行计算及选定， 对有关部件进行安全性校验，对提升系统的运动学及动力力学进行计算，达到对提升系统进 行合理的选型，并达到对所学知识的应用和实践能力得到了提高，增强工程意识和素养，培 养独立分析和解决问题能力的目的 设计参数 计算压力：=0.4MPa 计算温度：t=230.0C 内径 ：
2、 =3200mm C P i D 材料 ： 16MnR 板材 试验温度许用应力=170.00mm 设计温度许用应力=165.00MPa 试验温度下屈服点=330.00MPa t S 钢板负偏差=0.00mm 腐蚀裕量 =4.00mm 焊接接头系数 k=1.0 1 C i C 设计要求 1.课题介绍 2. 布置强度计算 3. 强度计算和考虑结构设计 4. 检查强度计算结果 5. 完成 CAD 图 6. 完成设计说明书 7. 交设计说明书 8. 设计答辩 前言 机械原理课程是培养学生具有机械理论能力的技术基础课。 课程设计则是机械设计课程的实践性教学环节，同时也是我学习机械专业 来第一次全面的自主
3、进行机械设计能力的训练。在这个为期两周的过程里，我 们有过紧张，有过茫然，有过喜悦，感受到了学习的艰辛，也收获到了学有所 获的喜悦，回顾一下，我觉得进行机械原理课程设计的目的有如下几点： 通过课程设计实践，树立正确的设计思想，增强创新意识，培养综合运用 机械原理课程和其他先修课程的的理论与实际知识去分析和解决机械设计问题 的能力。 学习设计机械产品的一般方法，掌握机械设计的一般规律。 通过制定设计方案，合理选择传动机构，正确计算零件的工作能力，确定 尺寸及掌握机械零件，再进行结构设计，达到了解和掌握机械零件，机械传动 装置或简单机械的设计过程和方法。 学习进行机械基础技能的训练，例如：计算、绘
4、图、查阅设计资料和手册 等。 本次设计压力容器设计，容器的设计一般由筒体、封头、法兰、支座、接 口管等组成。常低压化工设备通用零部件大都有标准，设计时可直接选用。本 设计主要介绍液罐的筒体、封头的计算过程及低压通用零部件的选用。各项设 计参数都正确参考了行业标准和国家标准，这样就使得设计有章可循，近而进 行更合理的设计。 摘 要 本文扼要介绍了 PPG 萃取罐的特点及在工业中的广泛应用，详细介绍了 PPG 萃取罐的结构及强度设计计算、制造和检修维护。 参照 GB150-1998 及压力容器设计手册，综合考虑各种因素，结构设计需要 选择适用合理、经济的结构形式，同时满足制造、安装、运输等要求；而
5、强度 计算的内容包括贮罐的材料选择，确定主要尺寸，满足强度、刚度和稳定性等 要求，根据设计压力确定壁厚，使贮罐有足够的腐蚀裕度，从而设计结果达到 最优化组合。 设计结果满足用户要求，安全性与经济性及环保要求均达合格。 关键词关键词：PPG 萃取罐、结构设计、强度校核、开孔补强 设备设计主要技术指标 内筒 设计压力 Mpa0.004设计温度C100 最高工作压力 Mpa0.004工作温度C 介质名称水设备主要材质16MnR 设备容积 3 m 30 夹套 设计压力 Mpa0.4设计温度C230 最高工作压力 Mpa0.4工作温度C 介质名称水蒸汽设备主要材质16MnR 管口表 符号公称压力公称尺寸
6、法兰形式密封面形式用途伸出长度 N1PN1.6DN80SORFPPG 进口见图 N2PN1.6DN40SORF热汽进口见图 N3PN1.6DN50SORF纯水进口见图 N4PN1.6DN80SORFPPG 出水进 口 见图 N5PN1.6DN50SORF蒸汽进口见图 N6PN1.6DN50SORF冷凝水出口见图 N7PN1.6DN100SORF排净口见图 N8PN1.6DN50SORF呼吸阀接口见图 N9PN0.6DN500SORF人孔口见图 N10PN1.6DN50SORFLIT 接口见图 N11PN1.640SORFTC 接口见图 N12PN1.640SORF备用口见图 M搅拌机口 目 录
7、 符号说明符号说明-1 1 1 1 罐体及裙座壁厚设计罐体及裙座壁厚设计 -2 2 1.1 内筒壁厚设计2 1.3 夹套壁厚设计3 2 2 强度校核强度校核 -3 2.1 内筒罐体与封头水压实验强度校核3 2.2 夹套水压实验强度校核4 3 3 支承座支承座. . -4 3.1 内筒质量4 3.2 夹套质量5 3.3 附件质量5 4 4 人孔人孔 -5 4.1 人孔补强.5 5 5 接管接管 -5 5 5.1 PPG 进口罐6 5.2 2 号蒸汽进口6 5.3 3 号纯水进口6 5.4 PPG 出口罐6 5.5 5 号蒸汽进口7 5.6 冷凝水进口8 5.7 排进口8 5.8 呼吸阀接口8 5
8、.9 LIT 接口8 5.10 TC 接口8 参考文献参考文献-1212 总结总结-1313 化工设备机械基础设计 1 符号说明符号说明 C1 钢板负偏差mm 焊接接头系数 P 设计压力 Mpa 体积 m3V Pw 工作压力 Mpa 密度 g/cm3 圆筒材料在试验温度下的屈服强度 Mpa 筒体设计厚度 mm s d 圆筒材料在试验温度下的许用应力 Mpa 轴向许用应力 MPa t ac 容器元件材料在试验温度下的许用应力 Mpa 实验压力 MPa T P 筒体计算厚度 mm 设计温度下的许用应力 MPa t 筒体有效厚度 mm e 筒体名义厚度 mm n 腐蚀裕量 mm 2 C 计算压力 M
9、pa c P 注：由于部分符号在计算过程之前或者计算过程之后进行了说明，此外在另行说明 化工设备机械基础设计 2 1 罐体及裙座壁厚设计罐体及裙座壁厚设计 1.1 内筒壁厚设计 贮罐内径 罐体（不包括封头）长度3200 i mm D 3330Lmm 见图表可知，本萃取罐选用 16MnR 制作罐体和封头 假设筒体名义厚度 附加裕量20 n mm 2Cmm 则232002 203240 oin mm DD 筒体有效厚度20218 en Cmm 则 3330 1.03 3240 o L D 3240 18020 18 o e D 查图 13-6 外压或轴向受压筒几何参数计算图 得系数 A=0.000
10、6 查图 13-9 外压圆筒管子和球壳厚度计算图 得系数 B=78 Mpa 则允许工作外压 78 0.433 180 o e B pMPa D 因为 则可选用 20mm 厚 16MnR 钢制作筒体 C P P 1.2 内筒封头设计 采用标准椭圆形封头设计底部 假设 附加裕量 则18 n mm 2Cmm18216 e mm 01 0.9 3236 182.025 16 o ee RK D 0.1250.125 0.00069 182.025 o e A R 查图 13-9 得77BmPa 化工设备机械基础设计 3 则 77 0.42 182.025 o e B PMPa R 因 则可用厚或厚 1
11、6MnR 钢 c P P 18 n mm 20 n mm 制作的标准椭圆形封头 内筒顶部采用平板封头 其厚度计算公式为 （100） c tc p kP D 163 t MPa oC 式中 K 取 0.25 取 1.0 3200 C mm D 0.004 c MPa p 于是 0.25 0.004 32007.93 163 p mm 2 7.93 18.93 dpp mm C 最后采用圆整厚度为 9mm 的 16MnR 钢制作 1.3 夹套壁厚设计 壁厚计算式 2 Ci t C P D P 确定参数 （设计温度为 2300.4 C MPa p 3400 i mm D 156 t MPa ） oC
12、 （双面焊焊接接头 100无损检测）取腐蚀裕量1.0 2 1mm C 于是 mm 0.4 3400 4.36 2 1560.4 mm 2 4.36 15.36 dC 根据 取5.36 d mm 1 0.5mm C 则 复验6 d mm 6 n 66 0.060.360.5 n o o 故取 所以选用厚度为 6mm 的 16MnR 钢做夹套材料 1 0.5mm C 2 2 强度校核强度校核 2.1 内筒罐体与封头水压实验强度校核 化工设备机械基础设计 4 根据式 () 0.9 2 Tie Ts e P D 式中 1.251.25 0.0040.005 T pMPa p 216 en mm 345 s MPa 则 0.005 (3200 16) 5.0025 2 16 T MPa 而 0.90.9 1 345292.5 S MPa 因为 所以水压试验强度足够0.9 Ts 2.2 夹套水压实验强度校核 根据式 () 0.9 2 ie T TS e p D 式中 1.251.25 0.40.5 T pMPa p 624 en Cmm 345 S MPa 则 0.5 (34004) 212.75
