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1、word100液化石油气储罐设计绪论随着我国化学工业的蓬勃发展，各地建立了大量的液化气储配站。对于储存量小于500或单罐容积小于150时一般选用卧式圆筒形储罐。液化气储罐是储存易燃易爆介质直接关系到人民生命财产安全的重要设备。因此属于设计、制造要求高、检验要求严的三类压力容器。本次设计的为100液化石油气储罐设计即为此种情况。液化石油气贮罐是盛装液化石油气的常用设备, 由于该气体具有易燃易爆的特点, 因此在设计这种贮罐时, 要注意与一般气体贮罐的不同点, 尤其要注意安全, 还要注意在制造、安装等方面的特点。目前我国普遍采用常温压力贮罐, 常温贮罐一般有两种形式: 球形贮罐和圆筒形贮罐。球形贮罐
2、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500或单罐容积大于200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500, 单罐容积小于100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、小型液化石油气站大多选用卧式圆筒形贮罐, 只有某些特殊情况下(站地方受限制等) 才选用立式。本文主要讨论卧式圆筒形液化石油气贮罐的设计。卧式液化石油气贮罐设计的特点。卧式液化石油气贮罐也是一个储存压力容
3、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。液化石油气贮罐, 不论是卧式还是球罐都属第三类压力容器。贮罐主要有筒体、封头、人孔、支座以及各种接管组成。贮罐上设有液相管、液相回液管、气相管、排污管以及安全阀、压力表、温度计、液面计等。第一章设计参数的选择1、设计题目：85液化石油气储罐的设计2、设计数据：如下表1：表1：设计数据序号项目数值单位备注1名称85液化石油气储罐2用途液化石油气储配站3最大工作压力1.77MPa4工作温度505公称直径3000mm6容积857单位容积充装量0.42t/8装量系数0.99工作介质液
4、化石油气（易燃）10其他要求100%无损检测3、设计压力：设计压力取最大工作压力的1.1倍，即4、设计温度：工作温度为50，设计温度取。5、主要元件材料的选择：5.1 筒体材料的选择：根据GB150-1998表4-1，选用筒体材料为低合金钢16MnR（钢材标准为GB6654）。16MnR适用围：用于介质含有少量硫化物，具有一定腐蚀性,壁厚较大（）的压力容器。5.2 鞍座材料的选择：根据/T4731,鞍座选用材料为Q235-B，其许用应力5.3 地脚螺栓的材料选择：地脚螺栓选用符合GB/T 700规定的Q235，Q235的许用应力第二章设备的结构设计1、圆筒厚度的设计计算压力：液柱静压力: ,故
5、液柱静压力可以忽略，即该容器需100%探伤，所以取其焊接系数为。圆筒的厚度在616mm围，查GB150-1998中表4-1，可得：在设计温度下，屈服极限强度，许用应力利用中径公式，计算厚度：查标准HG20580-1998钢制化工容器设计基础规定表7-1知，钢板厚度负偏差为0.25mm，而有GB150-1998中3.5.5.1知，当钢材的厚度负偏差不大于0.25mm，且不超过名义厚度的6%时，负偏差可以忽略不计，故取。查标准HG20580-1998钢制化工容器设计基础规定表7-5知,在无特殊腐蚀情况下，腐蚀裕量不小于1。本例取=1则筒体的设计厚度圆整后，取名义厚度筒体的有效厚度2、封头厚度的设计
6、查标准/T4746-2002钢制压力容器用封头中表1，得公称直径选用标准椭圆形封头,型号代号为EHA，则，根据GB150-1998中椭圆形封头计算中式7-1计算：同上，取，。封头的设计厚度圆整后，取封头的名义厚度，有效厚度封头型记做3、筒体和封头的结构设计3.1 封头的结构尺寸（封头结构如下图1）由，得查标准/T4746-2002钢制压力容器用封头中表B.1 EHA椭圆形封头表面积、容积，如下表2：表2 ：EHA椭圆形封头表面积、容积公称直径DN /mm总深度H /mm表面积A/容积/340089012.95815.5080 3.2 筒体的长度计算，而充装系数为0.9则：即计算得L=11.02
7、5，取L=11m4、鞍座选型和结构设计4.1鞍座选型该卧式容器采用双鞍式支座，材料选用Q235-B。估算鞍座的负荷：储罐总质量筒体质量：单个封头的质量：查标准/T4746-2002钢制压力容器用封头中表B.2 EHA椭圆形封头质量，可知，充液质量：，故附件质量：人孔质量为302kg，其他接管质量总和估为400kg，即综上所述， G=mg=1215.87kN,每个鞍座承受的重量为607.94N由此查4712.1-2007容器支座，选取轻型，焊制为BI,包角为120，有垫板的鞍座。查4712.1-2007表6得鞍座结构尺寸如下表3：表3：鞍式支座结构尺寸公称直径DN3400腹板12垫板730允许载
8、荷Q/kN835筋板39012鞍座高度h250335e140底板2480430螺栓间距220038010螺孔/孔长D/l28/6016垫板弧长3950鞍座质量Kg5594.2 鞍座位置的确定因为当外伸长度A=0.207L时，双支座跨距中间截面的最大弯矩和支座截面处的弯矩绝对值相等，从而使上述两截面上保持等强度，考虑到支座截面处除弯矩以外的其他载荷，面且支座截面处应力较为复杂，故常取支座处圆筒的弯矩略小于跨距中间圆筒的弯矩，通常取尺寸A不超过0.2L值，为此中国现行标准 4731钢制卧式容器规定A0.2L=0.2（L+2h），A最大不超过0.25L.否则由于容器外伸端的作用将使支座截面处的应力过
9、大。由标准椭圆封头故鞍座的安装位置如图3所示：此外，由于封头的抗弯刚度大于圆筒的抗变钢度，故封头对于圆筒的抗弯钢度具有局部的加强作用。若支座靠近封头，则可充分利用罐体封头对支座处圆筒截面的加强作用。因此， 4731还规定当满足A0.2L时，最好使A0.5R m（）,即，取A=85m综上有：A=850mm(A为封头切线至封头焊缝间距离，L为筒体和两封头的总长)5、接管，法兰，垫片和螺栓的选择5.1、接管和法兰液化石油气储罐应设置排污口，气相平衡口，气相口，出液口，进液口，人孔，液位计口，温度计口，压力表口，安全阀口，排空口。接管和法兰布置如图3所示，法兰简图如图所示：查HG/T 20592-20
10、09钢制管法兰中表8.2 3-1 PN10带颈对焊钢制管法兰，选取各管口公称直径，查得各法兰的尺寸。查HG/T 20592-2009钢制管法兰中附录D中表D-3,得各法兰的质量。查HG/T 20592-2009钢制管法兰中表3.2.2，法兰的密封面均采用MFM（凹凸面密封）。表4：接管和法兰尺寸序号名称公称直径DN钢管外径法兰焊端外径法兰外径D螺栓孔中心圆直径K螺栓孔直径L螺栓孔数量n（个）螺栓Th法兰厚度C法兰颈法兰高度H法兰质量NSRa排污口8089B200160188M16201053.2106504b气相平衡口8089B200160188M16201053.2106504c气相口808
11、9B200160188M16201053.2106504d出液口8089B200160188M16201053.2106504e进液口8089B200160188M16201053.2106504f人孔500530B6706202620M24285627.116129039.5g1-2液位计口3238B140100184M1218402.364402h温度计口2025B10575144M1218402.364401m压力表口2025B10575144M1218402.364401n安全阀口100108B220180188M16201313.6128524.5s排空口5057B165125184
12、M1618742.985452.55.2垫片查HG/T 20609-2009钢制管法兰用金属包覆垫片，得：表5 垫片尺寸表符号管口名称公称直径径D1外径D2a排污口80109.5142b气相平衡口80109.5142c气相口80109.5142d出液口80109.5142e进液口80109.5142f人孔g1-2液位计口3261.582h温度计口2045.561m压力表口2045.561n安全阀口80109.5142s排空口5077.5107注：1：包覆金属材料为纯铝板，标准为GB/T 3880，代号为L3。 2：填充材料为有机非石棉纤维橡胶板。 3：垫片厚度均为3mm。5.3 螺栓（螺柱）的选择查HG/T 20613-2009 钢制管法兰用紧固件中表5.0.7-9和附录中表A.0.1,得螺柱的长度和平垫圈尺寸：表6 螺栓及垫片紧固件用平垫圈 mm公称直径螺纹螺柱长ha80M169017303b80M169017303c80M169017303d80M169017303e80M169017303f500M2412525444g1-232M168517303h20M127513242.5m20M127513242.5n80M169017303
