储罐设计_百度文库

作者:365体育官网发布日期:2020-07-13 20:55

  《化工容器设计》课程设计说明书 题目: 学号: 专业: 姓名: 目录 1 设计 ............................................................................................................................... 1 1.1 工艺参数的设定 .............................................................................................................. 1 1.1.1 设计压力 ······················································································1 1.1.2 筒体的选材及结构 ··········································································1 1.1.3 封头的结构及选材 ··········································································2 1.2 设计计算 ......................................................................................................................... 2 1.2.1 筒体壁厚计算················································································2 1.2.2 封头壁厚计算 ···············································································3 I 1.3 压力实验 .......................................................................................................................... 4 1.3.1 水压试验 ······················································································4 1.3.2 水压试验的应力校核: ····································································4 1.4 附件选择 ......................................................................................................................... 4 1.4.1 人孔选择及人孔补强 ·····································································4 2.4.3 进出料接管的选择········································································6 1.4.4 液面计的设计··············································································8 1.4.5 安全阀的选择··············································································8 1.4.6 排污管的选择··············································································8 1.4.7 鞍座的选择·················································································8 1.4.8 鞍座选取标准 ··············································································9 1.4.9 鞍座强度校核 ·············································································10 1.4.10 容器部分的焊接 ··········································································11 1.5 筒体和封头的校核计算 ............................................................................................. 11 1.5.1 筒体轴向应力校核 ·······································································11 1.5.2 筒体和封头切向应力校核 ······························································13 2 液氨储罐的泄漏及处理方法 .......................................................... 错误!未定义书签。 2.1 液氨泄漏的危害 ........................................................................... 错误!未定义书签。 2.2 泄漏的危害 ................................................................................... 错误!未定义书签。 2.2 .1 生产运行过程中危险性分析····································错误!未定义书签。 2.2.2 设备、设施危险性分析 ··········································错误!未定义书签。 2.3 液氨储罐泄漏事故的应急处置措施 ........................................... 错误!未定义书签。 2 设计 2.1 工艺参数的设定 2.1.1 设计压力 由于储罐是置于室外的,因此它的温度和压力受外界影响,很趋近于大气的 温度,通过给定的数据,要设计的储罐温度在夏季是 50℃,温度随季节的变化, 储罐的操作压力也会发生变化。 通过查阅资料,夏季气温最高不会超过 50℃,因此液氨储罐的操作温度通常 最高可取夏季气温 50℃,查表可得,在 50℃时液氨的饱和蒸汽压是 2.03Mpa。 《压力容器安全监察规程》规定液化气体储罐必须安装安全阀,设计压力可取 最大操作压力的 1.05-1.10 倍。通过公式 P设 ? 1.1? P ? 1.1? 2.03 ? 2.3MPa ,因此我们 的设计压力 P ? 2.3 MPa 。 表 2-1 设计参数 设计要求 设计压力 设计温度 储存物料 储罐体积 参数 2.3Mpa 50 ℃ 液氨 50 m3 2.1.2 筒体的选材及结构 根据液氨的物性选择罐体材料,碳钢对液氨有良好的耐蚀性腐蚀在 0.1 mm / 年 以下,且又属于中压储罐,可以考虑 20R 和 16MnR 这两种钢材。如果纯粹从技 术角度看,建议选用 20R 类的低碳钢板,16MnR 钢板的价格虽比 20R 贵,但在 制造费用方面,同等重量设备的计价,16MnR 钢板为比较经济。所以在此选择 16MnR 钢板作为制造筒体和封头材料。钢板标准号为 GB6654-1996。 常温储罐有两种形式:球形贮罐和圆筒形贮罐。球形储罐具有投资少,金属耗 量少,占地面积少等优点,但是加工制造及安装复杂,焊接工作量大,因此安装费用 较高。一般用于储存总量大于 500 m3 或单罐容积大于 200 m3 时;圆筒形贮罐具有 加工制造安装简单, 承压能力较好,安装费用少等优点,但是金属耗量大占地面积 大,所以在总贮量小于 500 m3 ,单罐容积小于 100 m3 时选用卧式贮罐比较经济。由 于圆筒形贮罐按安装方式可分为卧式和立式两种。根据工艺要求,液氨储量为 1 50 m3 ,因此,液氨储罐可设计为卧式圆筒形[1]。 2.1.3 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, 用冲压法易于成形,制造比球形封头容易,所以选择椭圆形封头,结构由半个椭 球面和一圆柱直边段组成。查椭圆形封头标准(JB/T4737-95)以内直径为公称直 径的封头封头取与筒体相同材料[4]。 表 2-2 椭圆封头标准 内径 曲面高度 h1 直边高度 h2 内面积 Fi/m2 容积 V/m3 2600 650 40 7.63 2.51 图 2-1 封头 2.2 设计计算 2.2.1 筒体壁厚计算 确定容器的公称直径、筒体长度 已知:设计的液化石油气储罐的理论体积为 V理论 =50m3 V实际 ? ? / 4Di2L ? 2V封 装量系数 ? ? 0.9 ? V理论 / V实际 设:容器的公称直径为 Di 筒体的长度为 L 2 当 50= ? 4Di2 L 则推出 L估 = 50 ?109 0.785? Di2 根据 GB/9019-2001 查表可知:容器的公称直径 DN=2600 长度 L=8500mm 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 2-3 16MnR 许用应力 钢号 板厚/㎜ 在下列温度(℃)下的许用应力/ Mpa 20 100 150 200 250 300 6~16 70 170 170 170 156 144 16~36 63 163 163 159 147 134 16MnR 36~60 57 157 157 150 138 125 60~100 53 153 150 141 128 116 圆筒的计算压力为 2.3Mpa,容器筒体的纵向焊接接头和封头的拼接接头都采 用双面焊或相当于双面焊的全焊透的焊接接头,取焊接接头系数为 1.0,全部无损探 伤。取许用应力为 170 Mpa,则: 筒体计算厚度为: t ? pc Di 2??? ?t ? ? pc ? 2.3? 2600 2?170?1? 2.3 ? 17.656mm 钢板厚度负偏差 C1 ? 0.8 mm,查材料腐蚀手册得 50℃下液氨对钢板的腐蚀速 率小于 0.1 mm/y,所以双面腐蚀取腐蚀裕量。 C2 ? 2 mm 所以设计厚度为: td ? t ? C2 ? 19.656mm 圆整后取名义厚度为: tn ? td ? C ?圆整值 ? 24mm 图 2-2 筒体的相关尺寸 2.2.2 封头壁厚计算 根据标准椭圆形封头得 a:b=2:1 3 封头计算公式 t = 2?? ?t pc ? Di ? 0.5 pc ? 2.3? 2600 2?170?1? 0.5? 2.3 ? 17.648mm 故封头厚度近似等于筒体厚度,取同样厚度,则名义厚度 tn1=24 mm。因为封 头壁厚≥20mm 则标准椭圆形封头的直边高度 h0=40mm。 2.3 压力试验 2.3.1 水压试验 试验方法:试验时容器顶部应设排气口,充液时应将容器内的空气排尽,试验过 程中,应保持容器外表面的干燥。试验时压力应缓慢上升,达到规定 试验压力后,保压时间一般不少于 30min。然后将压力降至规定试验 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,修补后重新试验。 水压试验时的压力 pT ?? ? ? 1.25 p ?? ?t ? 1.25? 2.3 ? 2.875Mpa 2.3.2 水压试验的应力校核: 水压试验时的应力 ? T ? pT ? Di ? te ? 2te ? 2.875? ??2600 ? ?24 ?1??? 2??24 ?1? ? 163.938Mpa 查《化工容器设计》得 16MnR 钢板的常温强度指标?s ? 325MPa,水压试验时 的许用应力为 0.9?? s ? 0.9?1.00?325 ? 292.5Mpa 故 σT<0.9ФσS 筒体满足水压试验时的强度要求。 2.4 附件选择 2.4.1 人孔选择及人孔补强 人孔的作用:为了检查压力容器在使用过程中是否产生裂纹、变形、腐蚀等 缺陷。 人孔的结构:既有承受压力的筒节、端盖、法兰、密封垫片、紧固件等受压 元件,也有安置与启闭端盖所需要的轴、销、耳、把手等非受压件。 人孔的筒节不采用无缝钢管,故不能直接选用补强圈标准。因此设计所选用的 人孔筒节内径为 d ? 450mm ,壁厚?m ? 10mm 。故补强圈尺寸如下: 4 图 2-3 人孔结构示意图 查表得人孔的筒体尺寸为 ? 480×10,由标准查得补强强圈内公式 D1=484mm, 外径 D2=760mm, 开孔补强的有关计算参数如下: 1.不计焊缝系数的筒体计算壁厚: ? ? = Pc Di 2?? ?t ? pc ? 2.3? 2600 2?170 ? 2.3 ? 17.71mm (2.4) 2.开孔所需补强的面积 A: 开孔直径: d ? di ? 2C ? 450 ? 2?(0.8 ?1) ? 453.6mm (2.5) 补强的面积: A ? d ?? ? 2? (?n ? c)(1? fr) ? 453.6?17.65 ? 8006.04mm2 3.有效宽度 B: B ? 2? d ? 2?453.6 ? 907.2mm B ? d ? 2??n ? 2??m ? 453.6 ? 2?20 ? 2?10 ? 513.6mm 取最大值 B=907.2mm 4.有效高度 h: 外侧高度 h1 ? d ??m ? 453.6?10 ? 67.35mm 或 h1 ? 接管实际外伸高度 ? 250 mm 两者取较小值 h1 ? 67.35mm 内侧高度 h2 ? d ??m ? 453.6?10 ? 67.35mm 或 h2=接管实际内伸高度=0mm 两者取较小值 h2 ? 0mm 5.筒体多余面积 A1: 筒体有效厚度: ?e ? ?n ? C ? 20 ?1.8 ? 18.2mm 选择与筒体相同的材料(16MnR)进行补偿,故 fr =1,所以 A1 ? (B ? d )(? e ? ? ) ? 2?m (?e ? ? )(1? f? ) ? (907.2 ? 453.6)(19 ?18.65) ? 2?10?(14.2 ?11.515)(1?1) ? 158.76mm2 (2.6) 5 6.接管多余金属的截面积 A2: 接管计算厚度 ? t ? Pc ? d 2[? ]t? ? Pc ? 2.3? 453.6 2 ?170 ?1? 2.3 ? 3.09mm A2 ? 2 ? h1(?et ? ?t ) f? ? 2 ? h2 (?et ? C2 ) f? ? 2 ? h1(?m ? C ? ?t ) f? ? 0 ? 2? 67.35? (10 ?1.8 ? 3.09) ? 688.317mm2 7.补强区内焊缝截面积 A3: A3 ? 2? 1 2 ?10 ?10 ? 100mm2 8.有效补强面积 Ae: Ae ? A1 ? A2 ? A3 ? 158.76 ? 688.317 ?100 ? 947.077mm2 因为 Ae ? A ,所以需要补强 9.所需补强截面积 A4: A4 ? A ? Ae ? 8006.04 ? 947.077 ? 7058.963mm2 10.补强圈厚度? :(补强圈内径 Di ? 484,外径 Do ? 760 ) ? ? A4 ? 7058.963 ? 25.58mm Do ? Di 760 ? 484 考虑圆整问题? =26mm 尺寸表如下 表 2-4: 人孔标准尺寸表 密 封 面 PN/ DN dw×s d D D1 H1 型式 Mpa 2. 突面 5 450 480×12 450 670 600 320 (2.7) 总质 H2 量 kg 214 256 2.4.3 进出料接管的选择 材料:容器接管一般应采用无缝钢管,所以液体进料口接管材料选择无缝钢 管,采用无缝钢管标准 GB8163-87。材料为 16MnR。 结构:接管伸进设备内切成 450C ,可避免物料沿设备内壁流动,减少物料对 壁的磨损与腐蚀。 接管的壁厚要求:接管的壁厚除要考虑上述要求外,还需考虑焊接方法、焊 接参数、加工条件、施焊位置等制造上的因素及运输、安装中的刚性要求。一般 6 情况下,管壁厚不宜小于壳体壁厚的一半,否则,应采用厚壁管或整体锻件,以 保证接管与壳体相焊部分厚度的匹配。 图 2-4 罐上的各接管位置 不需另行补强的条件:当壳体上的开孔满足下述全部要求时,可不另行补强。 (1)设计压力小于或等于 2.5Mpa; (2)两相邻开孔中心的距离应不小于两孔直径之和的 2 倍; (3)接管公称外径小于或等于 89mm; (4)接管最小壁厚满足以下要求。 表 2-5: 接管最小壁厚要求 接管公称直径 57 76 /mm 65 89 最小壁厚/mm 5.0 6.0 因此热轧无缝钢管的尺寸为 φ89×12mm。 钢管理论重量为 22.79 ㎏/m。取接 管伸出长度为 150mm。 管法兰的选择:根据平焊法兰适用的压力范围较低(PN4.0Mpa),选择突面 板式平焊管法兰,标记为:HG20592-1997 法兰 RF(A)80-2.5,其中 D=190,管法兰材 料钢号(标准号):20(GB711)。根据(欧洲体系)钢制管法兰、垫片、垫片、紧 固件选配表(HG20614-1997)选择:垫片型式为石棉橡胶板垫片(尚无标准号), 密封面型式为突面,密封面表面为密纹水线,紧固件型式为六角螺栓双头螺柱全 螺纹螺柱。 在离筒体底以上 250mm 处安装容器出料管,容器内的管以弯管靠近容器底, 这种方式用于卧式容器。出料口的基本尺寸以及法兰与进料口相同。因此进出料 接管满足不另行补强的要求所以不再另行补强。 7 2.4.4 液面计的设计 液面计的种类很多,常用的有玻璃板液面计和玻璃管液面计。它们都是外购 的标准件,只需要选用。玻璃板液面计有三种:透光式玻璃板液面计、反射式玻 璃板液面计、视镜式玻璃板液面计。 根据选用表选用:选用反射式玻璃板液面计,标准号 HG21590-95,法兰形式 及其代号 C 型(长颈对焊突面管法兰 HG20617-97),液面计型号 R 型公称压力 PN4.0,使用温度 0~250℃,液面计的主题材料代号:锻钢(16Mn)。 液面计标记为:液面计 CR4.0-Ⅰ-1450V 根据筒体公称直径 2600mm 选择两个同样的液面计,单个质量为 90kg 左右。 两个液面计接口管的安装位置如装配图所画。 液面计接管:无缝钢管 GB8163-87 热轧钢管,尺寸为 φ89×12mm。 2.4.5 安全阀的选择 安装位置:在离右封头切线mm 处安装一安全阀。 由操作压力决定安全阀的公称压力,由操作温度决定安全阀的使用温度范围, 所以由本设计的温度、压力、介质等基本参数可以查得标准型号 A21H-40,公称通 径 DN 取 20mm,质量约为 80kg。与安全阀和接管连接的法兰选择突面板式平焊 管 法 兰 HG20592-1997 法 兰 RF(A)80-2.5 , 与 壳 体 连 接 的 接 管 为 无 缝 钢 管 GB8163-87 热轧钢管,尺寸为 φ89×12mm。 2.4.6 排污管的选择 排污阀是利用装在阀杆下面的阀盘与阀体的突缘部分相配合,控制阀的启闭。 结构较闸阀简单,制造、维修方便。可以调节流量,应用广泛。 安装位置:在离右鞍座的左侧 1000 mm 处安装一个排污管。 选择无缝钢管 GB8163-87 热轧钢为材料的排污管焊接在容器底部,尺寸为 φ89×12mm。 管端法兰:突面板式平焊管法兰 HG20592-1997 法兰 RF(A)80-2.5,法兰一端 连接排污阀(截止阀),型号 J41H-40,取公称通径为 80mm,对应质量为 44.4kg。 2.4.7 鞍座的选择 卧式容器的支座有三种形式:鞍座、圈座和支腿,常见的卧式容器和大型卧 式储罐、换热器等多采用鞍座,它是应用得最为广泛的一种卧式容器支座。置于 支座上的卧式容器,其情况和梁相似,有材料力学分析可知,梁弯曲产生的应力 8 与支点的数目和位置有关。当尺寸和载荷一定时多支点在梁内产生的应力较小, 因此支座数目似乎应该多些好。但对于大型卧式容器而言,当采用多支座时,如 果各支座的水平高度有差异或地基沉陷不均匀,或壳体不直不圆等微小差异以及 容器不同部位受力挠曲的相对变形不同,是支座反力难以为个支点平均分摊,导 致课题应力增大,因而体现不出多制作的优点,故一般情况采用双支座。 采用双支座时选取的原则如下: ① 双鞍座卧式容器的受力状态可简化为受均布载荷的外伸梁,由材料力学 知,当外伸长度 A=0.207L 时,跨度中央的弯矩与支座截面处的弯矩绝对值相等, 所以一般近似取 ,其中 L 取两封头切线间距离,A 为鞍座中心线至封头切线间距 离。 ② 当鞍座邻近封头时,则封头对支座处筒体有加强刚性的作用。为了充分利 用这一加强效应,在满足 A ? 0.2L 下应尽量使 A ? 0.5R0 。 图 2-5 筒体鞍座位置 此外,卧式容器由于温度或载荷变化时都会产生轴向的伸缩,因此容器两端 的支座不能都固定在基础上,必须有一端能在基础上滑动,以避免产生过大的附 加应力。通常的做法是将一个支座上的地脚螺栓孔做成长圆形,并且螺母不上紧, 使其成为活动支座,而另一支座仍为固定支座。所以本设计就采用这种支座结构。 根据设备的公称直径和容器的重量参照鞍座标准 JB/T4712-1992 选取鞍座结构及 尺寸。鞍座的材料(除加强垫板除外)为 Q235-A?F,加强垫板的材料应与设备壳 体材料相同为 16MnR[7]。 2.4.8 鞍座选取标准 (1)容器载荷计算 筒体的质量 m1 :查得圆筒体理论质量为 1290kg/m,筒体长度加上封头的直边 长度为 8540mm,则 W1=1290×8.54=11016.6kg。 封头的质量 m2 :根据封头的名义厚度查得 2:1 标准椭圆形封头理论质量为 1230kg。 9 水压试验时水的质量 m3 :由常用压力容器手册查得公称直径 2600mm、厚 24mm 的标准椭圆封头的容积为 2.51 m3 ,则容器容积为 V=V封头 + V筒体 =2 ? 2.51+ ? 4 ? 2.62 ? 8.54=50.338m3 水重 m3 =50.338×1000=50338kg 附件的质量 m4 :人孔重 256kg,人孔补强重 21.2kg,进出料管约 100kg,两 个液面计共 180kg,安全阀 80kg,排污阀 44.4kg,螺栓和法兰 140Kg,再加上与 阀门相接的接管重量,附件总质量约为 821.600kg。 所以设备总质量为: m总=m1 ? m2 ? m3 ? m4 ? 11016.6 ?1230 ? 50338 ? 821.600 ? 63406.2kg 筒体的重量为: F ? m总g =63406.2?10=634.062kN (2)鞍座的选择 查得公称直径为 2600mm 的容器选择重型(BⅠ),120°包角、焊制、六筋、带 垫板,高度为 250mm 的鞍座,允许载荷 Q1951kN634.062kN,为使封头对鞍座处 的圆筒起加强作用,可取 ,则选 A=650mm。左鞍座标记为 JB/T4712-1992 鞍座 B2600-F.(固定),右鞍座标记为 JB/T4712-1992 鞍座 B3000-S. 具体尺寸如下表: 公称直径 表 2-6: 鞍座标准尺寸表 允许载荷 鞍座高度 螺栓间距 鞍座质量 增加 100mm 高度 DN Q/kN h mm /kg 所增加的质量/kg 2600 1951 250 1640 454 47 2.4.9 鞍座强度校核 鞍座腹板的水平分力: FS ? K9F 查得鞍座包角 120°对应系数 K9 ? 0 . 2 0 4 支座反力: F ? m总g/2 =63406.2?10/2=317.031kN 鞍座腹板有效界面内的水平方向平拉应力: ? 9 ? FS HSb0 ? br?re H S ? 计算高度,取鞍座实际高度和 Rm 3 两者中的较小值,250mm b0 ? 鞍座腹板厚度,18mm br ? 鞍座腹板有效宽度,取垫板宽度 = 500mm 与圆筒体的有效宽度 b2 ? b ?1.56 Rm?e 两者中的较小值,500mm 10 ?re ? 鞍座垫板有效厚度,12mm 则鞍座腹板水平拉应力为:?9 = Fs H sb0 ? br?re ? 0.204? 317031 250?18 ? 500?12 ? 6.159Mpa 应力校核:鞍座材料 Q235-A?F 的许用应力?? ? ?125Mpa ,则 sa 2 ?? 3 ? sa ? 83.333Mpa ,?9 ? 2 ?? 3 ? sa 。 2.4.10 容器部分的焊接 焊接应满足以下要求:焊缝分散原则;避免焊缝多条相交原则;对称质心布置 原则;避开应力复杂区或应力峰值去原则;对接钢板的等厚连接原则;接头设计 的开敞性原则;焊接坡口的设计原则(焊缝填充金属尽量少;避免产生缺陷;焊 缝坡口对称;有利于焊接防护;焊工操作方便;复合钢板的坡口应有利于减少过 渡层焊缝金属的稀释率)。 压力容器受压部分的焊接接头分为 A、B、C、D 四类,查得封头与圆筒连接 的环向接头采用 A 类焊缝。 封头与圆筒等厚采用对接焊接。平行长度任取。坡口形式为 I 型坡口。 接管与壳体的焊接接头中,由于容器所设的接管都是不带补强圈的插入式接 管,接管插入壳体,接管与壳体间的焊接有全焊透和部分焊头两种,它们的焊接 接头均属 T 形或角接接头[8]。 2.5 筒体和封头的校核计算 2.5.1 筒体轴向应力校核 筒体受力如图所示: 图 2.6 筒体受的薄膜内力 (1)由弯矩引起的轴向应力: 11 ? ? 筒体中间处截面的弯矩: M1 ? FL 4 ? ?1? ? ? ? ? 2 Rm2 ? L2 1? 4hi 3L hi 2 ? ? 4 A ? ? L? ? ? 式中 F—鞍座反力,634062N; Rm —椭圆封头长轴外半径,1324mm; L—两封头切线mm; A—鞍座与筒体一端的距离,650mm; hi—封头短轴内半径,650mm。 Rm ? Di ? 2tn 2 ? 2600 ? 24? 2 2 ? 1324mm ? ? ? 2 ? 13242 ? 6502 ? 634062 ? 8580 ?1 ? M? 1 4 ? ? 85802 4 ? 650 1? ? 4 ? 650 ? ? ? 8.677 ? 108 N ? mm 8580 ? ?? 3 ? 8580 ?? 支座处截面上的弯矩: M2 ? ? ? ?FA ?1? ? 1? A ? Rm2 ? hi2 L 2AL 1? 4hi ? ? ? ? ?? 3L ?? 所以 M2 ? ?634062? 650? ? ? ?1 ? ? 1? 650 ? 8580 1? 13242 ? 6502 2? 650?8580 4? 650 ? ? ? ? ? ?2.171?107 N ? mm ?? 3 ? 8580 ?? 由《化工机械工程手册》(上卷,P11~99)得 K1=K2=1.0。因为︱M1︱>> ︱M2︱,且 A<Rm/2=650mm,故最大轴向应力出现在跨中面,校核跨中面应力。 筒体中间截面上最高点处 ? 1 ? ? M1 3.14Rm2te te ? tn ? C1 ? C2 ? 24 ? 0.8 ? 2 ? 21.2mm 所以 ?1 ? ? 8.677 ?108 3.14?13242 ? 21.2 ? ?7.436 ?10?3 Mpa 最低点处: ? 2 ? ?? 1 ? 7.436 ?10?3 Mpa 鞍座截面处最高点: ? 3 ? ? M2 3.14K1Rm2te ? ? ?2.171?107 3.14?1?13242 ? 21.2 ? 1.860?10?4 Mpa 12 最低点处: ? 4 ? ?? 3 ? ?4.4 ?10?4 Mpa (2)由设计压力引起的轴向应力: ?p ? pRm ? 2.3?1324 ? 71.821Mpa 2te 2 ? 21.2 (3)轴向应力组合与校核: 图 2-7 储罐剪力图与弯矩图 最大轴向拉应力出现在筒体中间截面最低处所以: ?2 ??P ? ? 2 ? 71.82 ? 0.007436 ? 71.827436Mpa 许用轴向拉压应力?? ?t ? 170Mpa ,而?2 ? ?? ?t 合格 。 最大轴向压应力出现在充满水时,在筒体中间截面最高处 ?1=-?1 ? 0.007436Mpa 轴向许用应力: A ? 0.094te ? 0.094? 21.2 ? 0.00151Mpa Ri 1324 根据 A 值查外压容器设计的材料温度线MPa,取许用压缩应力 ?? ?ac ?150Mpa ,?1 ? ?? ?ac ,合格。 2.5.2 筒体和封头切向应力校核 筒体切向应力计算: 由《化工机械工程手册》(上卷,P11-100)查得 K3=0.880,K4=0.401。所以 ? = K3 ? F ? 0.88? 634.062 ? 0.01988Mpa Rm ? te 1324? 21.2 封头切向应力计算:? = K4 ? F ? 0.401? 634.062 ? 0.091Mpa Rm ? te 1324? 21.2 1.25?? ?t ??h ? 1.25??? ?t ? K ? P ? Di 2te ? 1.25?170 ? 1? 2.3? 2600 2? 21.2 ? 71.462MPa 因?h ? 1.25?? ? t ??h 所以合格。 13 JB/T4746-2002《钢制压力容器用封头》 JB4712-2007 《鞍式支座》 HG/T20592-2009《钢制管法兰》 HG/T20613-2009《螺栓标准》 HG/T21517-2005《人孔》 HG/T20609-2009《钢制管法兰用金属包覆垫片》 [1] 董大勤, 袁凤隐. 压力容器设计手册[M]. 北京: 化学工业出版社, 2005. 7 [2] 于清, 一军, 许跃新, 杨烈武. 大型储罐设计技术的发展[J]. 新疆:新疆石油天然气, 2006, 2(4): 92. [3] GB150-1998. 钢制压力容器[S]北京: 中国标准出版社, 1998. [4] 钢制压力容器用封头[S]. 云南:中国标准出版社, 2002 [5] 胡建生.化工制图[M]. 北京: 化学工业出版社, 2007.1 [6] 贺匡国. 化工容器及设备简明设计手册[M]第二版. 2002.4 [7] JB/T4712-2007. 容器支座[S].北京:新华出版社, 2007. [8] JB/T4709-2000. 钢制压力容器焊接规程[S]. 昆明: 云南科技出版社,2000. [9] 王非, 林英. 化工设备设计全书[M]. 北京: 化学工业出版社, 2003.12 [10] 王志文, 蔡仁良. 化工容器设计[M]. 北京: 化学工业出版社, 2005.5. [11] 潘永亮. 化工设备机械基础[M]. 大连.大连理工大学出版社, 2007 [12] 忘丽珍. 大型液化石油气储罐的制造[J]. 石油化工设备, 2010,39(7):1. 14 [13] 李建国. 压力容器设计的力学基础及其标准应用. 北京: 机械工业出版社,2004 [14] 郑津洋, 董其伍, 桑其伍. 过程设备设计[M]. 北京: 化学工业出版社, 2010.6 [15] 液氨储罐生产过程中危险性分析及预防措施[J]. 北京: 氮肥技术,2010, 32(4):45 15


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