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1、过程设备设计课程设计说明书二氧化碳储罐设计学生姓名专业过程装备与控制工程学号指导教师朱振华李晶学院机电工程学院目录第一章 绪论 11.1 概述11.2 二氧化碳的性质 11.3 立式二氧化碳储罐的设计特点 11.4 设计任务表 2第二章 零部件的设计和选型 32.1 封头的设计 32.2.1 封头的选择 32.1.2 封头材料的选择 32.1.3 封头的设计计算 42.2 人孔的设计 42.2.1 人孔的选择 42.2.2 人孔的选取 52.3 容器支座的设计 52.3.1 支座材料的选择 52.3.2 支座选取 62.3.3 支座的设计 62.3.4 支座的安装位置 72.4 筒体的材料的选
2、择 82.5 接管、法兰、垫片和螺栓的形式和选择 92.5.1 接管的选取 92.5.2 法兰的选取 102.5.3 垫片的选取 102.5.4 螺栓的选取11第三章 强度设计与校核 123.1圆筒强度设计 123.2封头强度设计 123.3筒体长度校核 133.4人孔补强设计 133.5 水压试验校核15结论16参考文献. 17第一章 绪论1.1 概述储存设备又称储罐 ,主要是指用于储存或盛装气体、液体、液化气体 等介质的设备，在化工、石油、能源、轻工、环保、制药及食品等行业得 到广泛应用 ,如氢气储罐、液化石油气储罐、石油储罐、液氨储罐等。储罐 内的压力直接受到温度的影响，且介质往往易燃、
3、易爆或有毒。储罐的结 构形式主要有卧式储罐、立式储罐和球形储罐。目前我国普遍采用常温压力储罐，常温储罐一般有两种形式：球形储罐和圆 筒形储罐。球形储罐和圆筒形储罐相比：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。一般储 存总量大于500m3或单罐容积大于200m3时选用球形储罐比较经济，而圆筒形储 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 在总储量小于500m3或单罐容积小于100m3时选用圆筒形储罐比较经济。圆筒形 储罐按安装方式可分为卧式和立式两种。在一般中、小型液化石油气站内大多选 用卧式圆筒形储罐
4、， 只有某些特殊情况下（站内地方受限制等） 才选用立式。 但本说明书主要讨论立式圆筒形二氧化碳储罐的设计。1.2 二氧化碳的性质二氧化碳是空气中常见的化合物，其分子式为CO，由两个氧原子与一个碳 原子通过共价键连接而成，常温下是一种无色无味气体，密度比空气略大，能溶 于水，并生成碳酸。固态二氧化碳俗称干冰。二氧化碳认为是造成温室效应的主 要来源。二氧化碳不参与燃烧，密度比空气略大，所以也被用作灭火剂。二氧化碳是绿色植物光合作用不可缺少的原料，温室中常用二氧化碳作肥 料。二氧化碳在焊接领域应用广泛，如：二氧化碳气体保护焊，是目前生产中应 用最多的方法。1.3 立式二氧化碳储罐的设计特点设计储存设
5、备，首先必须满足各种给定的工艺要求，考虑存储介质的性质、 容量、钢材的耗费量等等。立式储罐，危险性大，容易发生火灾和爆炸事故，必须按照有关规定， 建立防火、防爆制度，经常进行防火巡查，严格进行消防安全管理，确保 消防安全。国家劳动部门把这类设备作为受安全监察的一种特殊设备，并在技 术上进行了严格、系统和强制性的管理，制定了一系列地强制性或推荐性地规范 标准和技术法规，对压力容器的设计、材料、制造、安装、检验、使用和维修提 出了相应的要求，同时为确保其安全可靠，实施了持证设计、制造和检验制度。 储罐区防火防爆应按GB50183，GB50074规定。低倍数空气泡沫灭火系统应 按GB50151规定。
6、此类容器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，因此设计必须严格按照标准进行。立式二氧化碳储罐，此次设计针对的是第一类压力容器的设计。储罐主要由 筒体、封头、人孔、支座以及各种接管组成。储罐上设有进料管、出料管、排污 管以及安全阀、压力表等。1.4 设计任务表表 1.1 任务表序号名称指标1设计压力MPa1.592设计温度oC1503最咼工作压力MPa1.54工作温度oC 205MPa。s2.3.2 支座选取支座用来支撑容器的重量、固定容器的位置并使容器在操作中保持稳定。立 式圆筒形容器的支座分为支承式支座、群座、腿式支座三类。由于立式支座承压 能力较好且对筒体产生的局部应
7、力较小，故此设计中选用支承式支座。支承式座分为A型（轻型）和B型（重型）两类。由于在此设计中，贮罐体 积较小且长径比较小，由于是立式容器，故采用三A型支承式支座。2.3.3 支座的设计首先估算计算支座的负荷。贮罐总质量：m 二 m + m + m + m1234式中：m为筒体质量（kg），m为封头质量（kg），m为二氧化碳质量（kg），123m为附件质量（kg）。4筒体质量 m1DN = 1200mm， 8 = 10mm 的筒节，每米质量为 q=300kg， n1故 m= qL=300*2=600kg11封头质量m2DN = 1200mm，8 = 10mm直边高度h=25mm的标准椭圆形封头，其质量为nq =128.3kg，2故 m=2q=256.6kg22二氧化碳质量m3充气质量：P水 卩co，水压试验充满水，故取介质密度为2p = 1000kg m3，V = V + 2V =-x 1.22 x 1.4 + 2 x 0.254
