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1、成绩:河北工程大学装备制造学院课程设计说明书2018/2018学年第二学期）课程名称:过程装备课程设计题目:10M3液氨储罐设计专业班级:过程装备与控制工程1102班学生姓名:陈欣元学号：110640225指导教师:段滋华、张喜亮、崔好选、付全荣、刘涛设计时间:2018年6月23日一2018年7月4日课程设计任务书1.课程设计要求: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）广泛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）设计计算尽量采用电算，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）工程图纸要
2、求尽量采用手工绘图。5）课程设计全部工作由学生本人独立完成。6）按照标准格式编写说明书并装订成册。2.原始数据：设计条件表序号项目数值单位备注1名称液氨储罐2用途储存3最高工作压力2.019MPa由介质温度确定4工作温度-20 48C5公称容积0.858工作介质液氨有毒）9使用地点邯郸市，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A57HG20592-1997MFM放气管B450HG20592-1997MFM人孑LC25HG20592-1997MFM压力表接D57HG20592-1997MFM进料口E57HG205
3、92-1997MFM安全阀F25HG20592-1997MFM测温口G1, 225HG20592-1997MFM液位计接H25HG20592-1997MFM出料口I57HG/T21514-2005MFM排污口3.课程设计主要内容:1）设备工艺设计2）设备结构设计3）设备强度计算4）技术条件编制5）绘制设备总装配图6）编制设计说明书4. 学生应交出的设计文件论文）：1）设计说明书一份；2）总装配图一张（A1图纸一张；5. 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，19
4、993 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 闫康平，陈匡民，过程装备腐蚀与防护M第二版，北京：化学工 业出版社8 HG205920635-97.钢制法兰、垫片、紧固件S.摘要过程装备与控制工程专业设有两个专业方向：化工设备与机械、环保机械，具有良好的就业市场。培养目标：培养具备机械工程及自 动化控制、化学工程和管理工程等方面的知识，能在石油化工、环 保
5、、能源、轻工、机械、食品及劳动安全等部门从事工程设计、技 术开发、生产技术、经营管理、以及工程科学研究等方面工作的高 级工程技术人才。本专业设有两个专业方向：化工设备与机械、环保 机械，具有良好的就业市场。培养目标:培养具备机械工程及自动化 控制、化学工程和管理工程等方面的知识，能在石油化工、环保、能 源、轻工、机械、食品及劳动安全等部门从事工程设计、技术开 发、生产技术、经营管理、以及工程科学。目录第一章工艺设计1出-iB-sssssssssssssssssssssssssssssssssssssssss.1个个*1.2 备的选型及轮廓尺寸*第二章机械设计2.1结构设计2.1.1筒体及封头设
6、计材料的选择 *筒体壁厚的设计计算*封头壁厚的设计计算*2.1.2接管及接管法兰设计接管尺寸选择 *11管口表及连接标准 *13接管法兰的选择 *13紧固件的选择 *142.1.3人孔的结构设计密封面的选择 *21人孔的设计 *212.1.4 核算开孔补强*242.1.5支座的设计支座的选择 *27支座的位置 *292.1.6 液面计及安全阀选择*302.1. 7 总体布局*303032382.1.8 焊接接头设计*2.2 强度校核*1.设备工艺设计1.1存储量盛装液化气体的压力容器设计存储量式中J储存量，t；一一装载系数；V压力容器容积；设计温度下的饱和溶液的密度， _I ;根据设计条件=0
7、.85 X 10X0.5663 X 1000=4813.5 kg设计压力P设计=14=2.019,属于中压容器5。1.2设备的选型及轮廓尺寸粗略计算内径：一r，京查标准JB/T4746-2002钢制压力容器用封头中表B.1 EHA椭圆形封头内表面积、容积，如下表1表1： EHA椭圆形封头内表面积、容积公称直径DN /m总深度H /mm内表面积A容积区/习16004002.55680.4860选用EHA椭圆封头，那么L=4800mm.封头公称直径选取 1600mm，那么此时的总体积为10.82m，。由于误差较大，所以将筒 体长调整为L=4500mm，体积变为了与封头10.2m3o故，筒体公称直径
8、与封头的工程直径选定为筒体长选定为.所以计算容积为10.2m，工作容积:10.2 X0.85=8.67m3。|2.机械设计2.1结构设计2.11筒体及封头设计 .材料的选择纯液氨是中度危害性的介质，具有腐蚀性，又因为使用温度为 ，根据课程设计指导书中钢板的使用条件，选用Q345rJ .筒体壁厚设计计算I.设计压力液氨储罐的工作温度-20C48C，故选取设计温度t=48C，由课程设计指导书查的，该温度下的绝对饱和蒸汽压为1.925MPa。在本次设计中的液氨储罐上装有安全阀，通常认为设计 压力为工作压力的1.050倍，所以设计压力为2.019MPa,工 程压力取2.5MPa。压力容器类别确定一、划
9、分总原则综合考虑压力容器中介质的危害程度、容器所受的压力的高低和容器容积的大小来确定容器的危险程度。二、介质的危险程度及分组压力容器的介质分为以下两组，包括气体、液化气体以及最高温度高于或等于标准沸点的液体：1）第一组介质，毒性程度为极度危害、高度危害的化学介质，易爆介质，液化气体。2）第二组介质，除第一组以外的介质由于该储罐为中压1.6MPaP 10MPa），介质为液氨，液氨属于易爆介质，属于第一组介质，查压力容器的分类图1-10.010.1 1.010 io2 io3 104 105 1。6 107 10s容积，V/L此容器为第一类压力容器.II.液柱静压力液氨的密度为563Kg/m3，筒
10、体公称直径为1600mm。，则根据公式可得III.计算压力因为设计压力。，所以液柱静压力可忽略不计，则计算压力等于为，由材料许用应力，假设筒体厚度为0IV.设计温度下材料的许用应力表可得厂的V.焊接接头系数 |本次液氨储罐的设计采用双面焊对接接头和相当于双面焊的全 焊透对接接头，局部无损检测，所以0=0.85。内压容器的计算厚度根据内压容器的计算厚度公式【2】:.封头壁厚的设计计算查钢板厚度的常用规格的钢板。标准椭圆形封头的计算厚度根据标准椭圆形封头的计算厚度公式: 取腐蚀裕量 ，I ，即名义厚查标准 JB/T4746-2002查钢板厚度 的常用规格表，将其圆整为度的钢板，有效厚度钢制压力容器
11、用封头得16mm标准椭圆封头质量为480kg，可 见标准椭圆形封头与筒体等厚。图1椭圆封头压力实验水压实验，液体的温度不得低于5C；实验方法：实验时容器顶部应设排气口，充液时应将容器内的空气 排尽，实验过程中，应保持容器外表面的干燥。实验时压力应缓慢 上升，达到规定实验压力后，保压时间一般不少于30min。然后将 压力降至规定实验压力的80%，并保持足够长的时间以便对所有焊 接接头和连接部位进行检查。如有渗漏，修补后重新实验。水压实验的应力校核：水压实验时的应力P=2.5Mpa水压实验时.故筒体满足水压实验时的强度要求1。2.1.2接管及接管法兰设计.管口表及连接标准接管代号公称尺寸连接尺寸标准连接面形式用途或名称1DN50HG/T20592-2009FM进料口2DN50HG/T20592-2009FM出料口3DN500FM人孑L4DN25HG/T20592-2009FM出气口5DN25HG/T20592-2009FM温度计接口6DN25HG/T20592-2009FM压力表接口7DN25
