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1、 课 程 设 计 说 明 书学生姓名： 学 号： 学 院： 云南机电职业技术学院 专 业： 焊接技术及自动化 题 目： （60）M3液氨储罐设计 学生： 2014年6月24日 目录目录1第一篇、课 程 设 计 任 务 书21设计目的32设计内容和要求33设计工作任务及工作量的要求44主要参考文献55设计成果形式及要求56工作计划及进度5第二篇、设计前言6第三篇、设计方案与分析71、 设计温度72、筒体和封头的结构设计73、选择材料94、设计压力95、筒体封头的厚度计算106、接管及接管法兰设计117、鞍座的设计128、焊接149、垫片，螺栓，人孔的设计1410、人孔补强的计算16第三篇、各结构
2、尺寸的设计计算19内压圆筒校核20内压椭圆封头校核21右封头计算22卧式容器（双鞍座）23支 座 反 力 计 算24鞍 座 处 圆 筒 周 向 应 力27开孔补强计算28第四篇、参考资料29课程设计任务书 2013/2 014 学年第 二 学期学 院： 云南机电职业技术学院 专 业： 焊接技术及自动化 学 生 姓 名： 保德生 学 号： 201215003 课程设计题目： （60）M3液氨储罐设计 第一篇、课 程 设 计 任 务 书1设计目的：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) 掌握查阅和综合分析文献资料的能力，进行设计方法和设计方案的可行
3、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65m3液氨储罐2用 途液氨储存站3最高工作压力2.0325MPa由介质温度确定4工作温度-20485公称容积（Vg）10/16/20/25/40M36工作压力波动情况可不考虑7装量系数(V)0.858工作介质液氨（中度危害）9使用地点室外10安装与地基要求11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aDN80
4、HG20595-97MFM液氨入口bDN80HG20595-97MFM安全阀接口cDN80HG20595-97MFM空气进口管dDN80HG20595-97MFM空气出口管e DN80HG20595-97MFM压力表接口f DN80HG20595-97MFM人孔gDN50HG20595-97MFM液位计接口hDN500HG20595-97液氨出口iDN80HG20595-97MFM排污管课 程 设 计 任 务 书2设计内容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。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)
5、、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。第三篇、设计方案与分析1、 设计温度设计温度为压力容器的设计载荷条件之一，指容器在正常工作情况下，设定元件的金属温度。当元件金属温度不低于0时，设计温度不得低于元件可能达到的最高温度;当元件金属温度低于0时，其值不得高于元件金属可能达到的最高温度。所以设计温度选择为50。
6、2、筒体和封头的结构设计 1）盛装液氨的压力容器设计储存量其中：储存量，：装量系数，压力容器容积，：设计温度下液氨密度根据压力容器介质手册，液氨在50时密度=562.871kg/m3，饱和蒸汽压=2.0325MP 计算得：=0.8560562.87=28706.37 Kg2）设计初步选型及轮廓尺寸筒体直径一般由工艺条件决定，但是要符合压力容器的公称直径。标准椭圆型封头是中低压容器经常采用的封头形式。封头公称直径必须与筒体的公称直径相一致。假设L/D=4 得Di=2717mm,圆整得Di=2800mm. 由封头公称直径=2800mm，根据JBT4746-2002 钢制压力容器用封头得，封头总深度
7、=740mm，直边高度=40mm，总容积=3.1198m3。根据得,圆整得，（在3-6之间） 3、选择材料由于液氨具有一定的腐蚀性，属于中度危害介质，且压力容器为中压容器，故在此选择16MnR钢板作为制造筒体和封头材料。钢板标准号为GB6654-1996。4、设计压力 设计压力为容器的设计载荷条件之一，其值不得低于最高工作压力，而最高工作压力指容器顶部在正常工作过程中可能产生的最高表压。装设安全阀的容器，考虑到安全阀开启动作的滞后，容器不能及时泄压，设计压力不得低于安全阀的开启压力，通常可取最高工作压力的1.051.10倍。 计算压力是指在相应的设计温度下，用以确定元件最危险截面厚度的压力，其
8、中包括液柱静压力。通常情况下，计算压力等于设计压力与液柱静压力之和，当元件所承受的液柱静压力小于5%设计时，可忽略不计。设计压力 Pc=1.05xPv=1.1x2.0325 =2.13MPa液柱静压力因为，所以液柱静压力可以不考虑，计算压力与设计压力相等。水压试验 5、筒体封头的厚度计算查 压力容器材料使用手册-碳钢及合金钢得16MnR的密度为7.85t/m3，熔点为1430，许用应力列于下表：表3.1 16MnR许用应力钢号板厚/在下列温度（）下的许用应力/ Mpa2010015020025030016MnR616170170170170156144163616316316315914713
9、4366015715715715013812560100153153150141128116由筒体厚度计算式：可得筒体的计算厚度为18.00mm，钢板厚度负偏差，腐蚀余量，故筒体的名义厚度为。封头厚度计算式：焊接接头的检验采用100%无损检验，所以焊接接头系数=1，得封头计算厚度18.61mm，钢板厚度负偏差，腐蚀余量，故筒体的名义厚度为mm。6、接管及接管法兰设计螺栓法兰连接是一种应用最广泛的密封装置，它的作用是通过螺栓连接，并通过拧紧螺栓使密封元件压紧而保证密封。由于工艺要求和检修的需要，在筒体上直接开孔安装接管，分别有液面计接口、人孔、压力表孔、空气进口、安全阀接孔、空气出口、液体进口、
10、液体出口。根据各接口的大小选择相对应的法兰及垫片。表6.1 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aDN80HG20595-97MFM液氨入口bDN80HG20595-97MFM安全阀接口cDN80HG20595-97MFM空气进口管dDN80HG20595-97MFM空气出口管e DN80HG20595-97MFM压力表接口f DN80HG20595-97MFM人孔gDN50HG20595-97MFM液位计接口hDN500HG20595-97MFM液氨出口iDN80HG20595-97MFM排污管接管及接管补强详细数据见强度校核书。跟据管口公称直径选择相应的法兰，2.5MPa
11、时选用带颈对焊榫槽法兰，主要参数参照HG20592-1997 钢制管法兰、垫片、紧固件表4-2 PN2.5MPa（25bar）带颈对焊钢制管法兰尺寸表：表6.2 法兰尺寸表公称通径钢管外径连接尺寸法兰厚度C法兰颈法兰高度HA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螺纹ThNSHR253211585144M1216462.664404045150110184M1618642.675458089200160188M16201103.210650100108220180188M16221303.6126527、鞍座的设计7.1 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JB/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300kg，其他接管质量200kg，即综上所述， G=mg=800kN,每个鞍座承受的重量为800KN由此查JB4712.1-2007容器支座，选取轻型，焊制为BI,包角为120，有垫板的鞍座。查JB4712.1-2007表6得鞍座结构尺寸如下表3：表2：鞍式支座结构尺寸公称直径DN允许载荷Q/KN高度h底板腹板筋板
