液10m3氯储罐课程设计

1设 计 任 务 书课程设计题目： 10 液氯储罐设计3m课程设计要求及原始数据（资料）1、课程设计要求：1、使用国家最新压力容器和换热器标准、规范进行设计，掌握典型过程设备设计的全过程。2、广泛查阅和综合分析各种文献资料，进行设计方法和设计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，正确掌握计算机操作和专业软件的使用。4、工程图纸要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。二、原始数据：设计条件表序号 项目 数值 单位 备注1 名称 液氯储罐2 用途 液氯储存3 最高工作压力 MPa由介质温度确定4 工作温度 -2045 5 公称容积( )gV10 3m6 工作压力波动情况 可不考虑7 装量系数（ )V0.98 工作介质 液氯（高度危害）9 使用地点 太原市，室外10 安装与地基要求11 其他要求2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（折合 A1 图纸一张）3绪 论本设计是针对化工设备机械基础这门课程所安排 一次课程设计，是对这门课程的一次总结，要综合运用所学的知识并查阅相关书籍完成相关设计。本设计的液料为液氯，它是一种黄绿色油状液体。分子式为 Cl2 ,分子量：70.91。沸点-34.6，溶点-103，在常压下即气化成气体，吸入人体能严重中毒，有剧烈刺激作用和腐蚀性，在日光下与其它易燃气体混合时发生燃烧和爆炸，氯是很活泼的元素，可以和大多数元素(或化合物)起反应。液氯为黄绿色的油状液体，有毒，在15时比重为 1.4256，在标准状况下，-34.6沸腾。在-101.5时凝固，如遇有水份对钢铁有强烈腐蚀性。液氯为基本化工原料，可用于冶金、纺织、造纸等工业，并且是合成盐酸、聚氯乙烯、塑料、农药的原料。用高压钢瓶包装，净重 500kg、1000kg，贮于阴凉干燥通风处，防火、防晒、防热。 液氯不会燃烧，但可助燃。一般可燃物大都能在氯气中燃烧，一般易燃气体或蒸汽也都能与氯气形成爆炸性混合物。氯气能与许多化学品如乙炔、松节油、乙醚、氨、燃料气、烃类、氢气、金属粉末等猛烈反应发生爆炸或生成爆炸性物质。它几乎对金属和非金属都有腐蚀作用。4第一章 参数的确定1、设计温度当元件金属温度不低于 0时，设计温度不得低于元件金属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低温度。根据本设计工艺要求，使用地点为太原市的室外，用途为液氨储存，工作温度为-2045,。为保证正常工作，对设计温度留有一定的富裕量，所以取最高设计温度 t=50,根据储罐所处环境，最高温度为危险温度，所以选 t=50为设计温度。2、设计压力该储罐用于液氯的储存，因此属于常温常压储存，工作压力为相应温度下的饱和蒸汽压，因此，不需设保温层。在设计温度 t=50：液氯的密度为； 332.12.1mkgt饱和蒸汽压 ，(根据常用物料物性数据 第一册MPat45图 1-12-7 氨的物理性能查得)482P当内压容器上装有安全泄放装置时，其设计压力应根据不同形式的安全泄放装置确定，装设安全阀的容器，考虑到安全阀开启时工作的滞后容器不能及时泻压，设计压力不应低于爆破片的爆破力。本设计中的设计压力 P 设 ,设计密度MPat 605.14.1.332.12.1mkgt5第二章 工艺设计1、液氯储罐的设计储存量据式 W= ，求储存量tV式中：W 储存量，t； 装量系数，已给出 ；90.V 储罐的容积；设计温度下的饱和液体密度， .t /t3m1) 储罐的容积公称容积 = = （a）gV封筒 体 2LD42设 取63DLL（a）式得 = =g42334已知： ，得 ,圆整得gV103mmD.17.mD1502、储罐的公称直径和长度根据公称容积 = .查化工工艺设计手册 （上） 中的g310 132P推荐尺寸。取筒体尺寸 查得封头尺寸为（根据补强圈钢制压力ND5m容器用封头 。37P4860.V H402568.mA由 圆整得LVLDg4.395.122 540Lm6则 符合要求6,3.1504DL则 332321 5.1054)105(480. mLV 32.951.0m3、储存量 tVWt 80.132.4 7第三章 结构设计结构设计条件表如下： 项目 内容 备注工作介质 液氯工作压力 MPa1.455设计压力 1.6005工作温度 -2045设计温度 50公称容积 /m3gV10计算容积 /m3计 10.5工作容积 /m3工 9.45装量系数 0.9介质密度 ( t/m3)t1.3112材质 16MnR保温要求 无3.1 各零部件的结构形式3.1.1 筒体一、选材及结构液氯是一种黄绿色油状液体，有毒。根据液氯的物性，碳钢对液氯有良好的耐蚀性，属于中压储罐，可以考虑 20R 和 16MnR 这两种钢材，16MnR 钢板比较经济，选 16MnR 为制造筒体材料，钢板标准 GB6654。筒体结构设计为圆柱形，因为作为容器主体的圆柱形筒体，制造容易，安装内件方便，而且承压能力较好，这类容器应用最广。8查钢制压力容器表 41 钢板许用应力，16MnR 的许用应力 t 列表如下：在下列温度( )下的许用应力 aMP钢号 板厚（ ）m20100 150 200 250 300616 170 170 170 170 156 1441636 189 189 189 159 157 1343660 157 157 157 150 138 12516MnR60100 153 153 150 141 128 116二、计算压力 Pc储罐中储存液体最大高度液柱静压力：P 静（max ） = g h max= g D=1311.29.8150010-3=0.02058MPa5%P 设 =5%1.6005=0.0800MPaP 静（max ） ，则 P 静 可以忽略不计。Pc=P 设 =1.6005MPa三、筒体厚度的计算查钢制压力容器表 42，初选厚度 625 ，最低冲击试m验温度为-20 ，热轧处理。根据 GB6654 查的 16MnR 钢在厚度为 616 ，使用温度-2045时的许用应力 t=189Mpa。选容器筒体的纵向焊接接头和封头的拼接接头都采用双面焊，9取焊接接头系数为 1.00，100%无损探伤。 （过程装备设计 ）筒体厚度计算： mPDct 378.605.18926.2i 钢板宽度为 D=3.141500=4710 ，据过程设备设计可知：钢板厚度大于 4000 时，允许负偏差达到 C1=-0.90 。m据过程装备设计腐蚀余量 C2=2 1 。所以：m设计厚度： d 378.62名义厚度： n 4.901经圆整取 m10有效厚度： 21Cem.8-.3.1.2 封头1、封头的结构及选材封头有多种形式，半球形封头就单位容积的表面积来说为最小，需要的厚度是同样直径圆筒的二分之一。从受力来看，球形封头是最理想的结构形式，但缺点是深度大，直径小时，整体冲压困难。大直径采用分瓣冲压其拼焊工作量也较大，椭圆形封头的应力情况不如半球形封头均匀，但是对于标准椭圆形封头与厚度相等的筒体连接时，可以达到与筒体等强度，它吸取了蝶形封头深度浅的优点。用冲压发易于成形，制造比球形封头容易。所以选择椭圆形封头，结构有半球面和一圆柱直边段组成。查椭圆形封头标准（JB/T4746 2002）(补强圈钢制压力容器用封头)。密封面采用环连接面。10ENA 椭圆封头标准公称直径DN/ m内表面积A/m2容积V/m3总深度 m质量kg1500 2.5568 0.4860 400 197.4封头取与