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1、- 1 - 过程设备设计课 程 设 计 说 明 书设计题目：32M 3液氨储罐设计学院：化学化工学院班级：化学工程与工艺1101 班姓名：宋旭杰学号：2011002248指导老师：完成时间： 2014.01.09名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 1 页，共 25 页 - - - - - - - - - - 2 - 一、设计任务书32M3液氨储罐设计课程设计要求及原始数据（资料）一、课程设计基本要求1、按照国家压力容器设计标准、 规范设计要求，掌握典型过程设备设计的过程。
2、2、设计计算采用手算，要求设计思路清晰，计算数据准确、可靠。3、工程图纸要求计算机绘图。4、独立完成。二、原始数据表 1 设计条件表序号项目数值备注1 名称液氨储罐2 用途液氨储存3 最高工作压力 MPa 由介质温度确定4 工作温度-2050 5 公称容积 M36 工作压力波动情况可不考虑7 装置系数 f 0.85 8 工作介质液氨（中毒危害）9 使用地点太原市，室外课程设计主要内容1、 设备工艺设计2、 设备结构设计3、 设备强度设计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）名师资料总结 -
3、- -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 2 页，共 25 页 - - - - - - - - - - 3 - 目录设计任务书 1 课程设计内容 5工艺设计 5一、设计压力的确定 5二、设计温度的确定 6机械设计 6一、结构设计 6设计条件 6结构设计 7 1、压力容器选择 7物料的物理化学性质压力容器的类型压力容器的用材 2、筒体和封头的结构设计 8筒体公称直径和筒体长度的确定椭圆形封头内表面积、容积 3、各个接管的位置及法兰的选择 9接管的设计法兰的设计垫片的选择 4、人孔的选取 12 5、
4、液面计的设计 14 6、鞍座的计算 14筒体的质量封头的质量液氨的质量附件的质量名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 3 页，共 25 页 - - - - - - - - - - 4 - 确定鞍座类型鞍座安装位置确定 7、焊接接头设计 16回转壳体的焊接结构设计接管与壳体的焊接结构设计带补强圈的接管的焊接结构二、强度计算 17容器的筒体和封头壁厚的设计 18 1、筒体名义厚度的初步确定 18 2、封头壁厚的计算 18开孔补强计算 19 1、补强设计方法判别 19 2、有效高
5、度的确定 20 3、有效补强面积 20 4、接管的多余面积 20 强度校核 21 1、容器的水压试验 21 2、圆筒切向剪应力计算并校核 22 总结语 23 参考文献 25名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 4 页，共 25 页 - - - - - - - - - - 5 - 二、课程设计内容课程设计内容包括 工艺设计 和机械设计 两部分工艺设计工艺设计的内容是根据设计任务提供的原始数据和生产工艺要求，通过计算和选型确定设备的轮廓尺寸。其中设计储量：tfVW式中f =0.
6、85 V =30m 3由表 2 得：t =563/m3=0.563t/m 3故W=0.85320.563=14.3565t 表二液化气体饱和蒸汽压及饱和液密度温度-15 10 30 50 饱和蒸汽压MPa （绝压）氨0.269 0.603 1.156 2.030 饱和液密度Kg/m 3氨658 625 595 563 一、设计压力的确定设计压力应根据最高工作压力来确定。对于盛装液化气体的压力容器，可根据固定式压力容器安全技术监察规程TSG R0004-2009中条例 3.9.3 来确定：经查表 2 得 50下液氨饱和蒸汽压（绝压）为2.030MPa,大气压 Pa=0.1Mpa. 工作压力Wp=
7、（2.030.1）MPa=1.93MPa 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，而最高工作压力系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，这里取 1.1 倍，所以设计压力P=2.12Mpa 液柱静压力为：PagDPii138.122.28.9563)(氨PaP1100002200000%5%5名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - -
8、 - - - - 第 5 页，共 25 页 - - - - - - - - - - 6 - PPi%5，于是忽略了液柱静压力的影响，得到MPaPPc12.2二、设计温度的确定根据液氨储罐工作温度为 -2048选择设计温度 t=50机械设计机械设计包括 结构设计 和强度计算 两部分一、结构设计 设计条件表 3 结构设计条件表项目内容备注工作介质液氨工作压力MPa 1.93 由介质温度决定设计压力MPa 2.12 工作温度-2048 设计温度50 公称容积（ Vg）m330 计算容积（ V计）m330 工作容积（ V工）m325.5 装量系数 f0.85 介质密度（t）t/m 30.563 材质Q
9、345R，16MnR，16Mn保温要求无其他要求无表 4 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A DN80 HG/T20592-2009 FM 液氨入口B DN25 HG/T20592-2009 FM 压力表接口C DN25 HG/T20592-2009 FM 放空口名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 6 页，共 25 页 - - - - - - - - - - 7 - D DN40 HG/T21518-2005 FM 气氨出口管E DN80 HG/T2
10、0592-2009 FM 液氨出口F DN32 HG/T20592-2009 FM 排污管SV DN80 HG/T20592-2009 FM 安全阀接口M DN500 HG/T20592-2009 MFM 人孔L DN20 HG/T20592-2009 FM 磁性液位计接口 结构设计化工设备的结构设计包括设备承压壳体（一般为筒体和封头）及其零部件的设计。设备零部件包括支座、接管和法兰、人孔和手孔、液面计、视镜等。我国已经制订了化工设备通用零部件的系列标准， 设计时可根据具体设计条件按照附录中给出的相关标准进行选用。1、压力容器选择（a）物料的物理化学性质氨作为一种重要的化工原料，应用广泛，为运
11、输及储存便利，通常，将气态的氨气通过加压或冷却，得到液态氨。液氨，又称为无水氨，是一种无色液体，有强烈的刺激性气味，液氨在工业上应用广泛， 而且具有腐蚀性， 且容易挥发， 采用钢瓶和槽车装运。（b）压力容器的类型化工设备的主体是压力容器，容器的强度决定着设备的安全性，为了加强压力容器的安全监察，保护任命生命和财产的安全，国家质量监督局颁布了?压力容器安全技术监察规程 ?这是一部对压力容器安全技术监督提出基本要求的法规，压力容器设计、安装、使用、检验、修理和改造等单位必须遵守的法规，为了有利于安全技术监督和管理，?压力容器安全技术监察规程?将其管辖范围内的压力容器划分为三类，分别为第一类压力容器
12、、第二类压力容器和第三类压力容器。本次设计压力容器中的介质为液态氨，属于中度危害，是第二组介质且设计压力为中压，所以将其划分为第二类压力容器。（c）压力容器的用材正确选择材料对于保护设备的安全使用和降低成本是至关重要的。压力容器用材料包括容器及压壳体用钢和设备零部件用材料，零部件有受压元件（如接管、法兰）和非受压元件（如支座），所用材料涉及钢板、钢管、锻件、型钢及钢棒等。名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 7 页，共 25 页 - - - - - - - - - - 8
13、- 压力容器受元件用钢应符合GB150钢制压力容器中的有关规定，对于非受压元件用钢，当与受压元件焊接时，也应是焊接性能良好的钢材。压力容器通常采用钢板经过成型焊接而成，法兰视具体情况可采用钢板或锻件，螺栓和螺柱应采用钢棒， 接管一般应采用无缝钢管， 支座所用材料涉及钢板， 型钢及钢管，因为使用温度在 -2050，设计压力为 2.12MPa，所以选用 Q345R ，封头采用标准椭圆形封头，同样采用Q345R 。采用 16Mn为钢管的材料。法兰采用16Mn 2、筒体和封头的结构设计（a）筒体公称直径和筒体长度的确定：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
14、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。公称体积Vg=30m3则根据公式g4i2VLD取 L/DN = 4计算得 Di=2.12mm 圆整得 Di=2200mm 由2)(2ihHD得mmDiHh40424006404（b） 椭圆形封头内表面积、容积：查 GB/T25198-2010 压力容器用封头中EHA 椭圆形封头内表面积、容积，如下表：表 5 EHA 椭圆形封头内表面积、容积公称直径 DN/mm 总深度 H/mm 内表面积 A/m2容积 V封/m32200 590 5.5229 1.5459 整个储罐体积 V=Vg+2V封 ，装量系数为 0.85，得封工VLDiV24
15、85.02，即5459.122.24302L解得 L =7082mm ，圆整后 L =7090mm )63(22.3220070900之间在DiL02.302封筒实VVV名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 8 页，共 25 页 - - - - - - - - - - 9 - 故符合要求 3 、各个接管的位置及法兰的选择（a）接管的设计：各物料进出管及检测仪表等接管内伸形式为插入式。开孔：液氨入口 DN80，液氨出口 DN80，气氨出口 DN40，放空口 DN25，排污管D
16、N32，安全阀口 DN80，压力表接口 DN25。由输送流体用无缝钢管 查得各管的外径以及壁厚； 外伸的尺寸由实际工程决定；对于液氨的入口管，其伸进的管长应大于筒体中心线的100-200mm,进料管伸进设备内部并将管口的一端切成450，为了是避免物料沿设备内壁流动,减少磨蚀和腐蚀并且为了在短时间内将物料注满容器。表 6 各接管设计表两相邻开孔中心的间距（对曲面间距以弧长计算）应不小于两孔直径之和的两倍，液 氨 入口液 氨 出口气 氨 出口放空口排污管安 全 阀接口压力表接口DN 80 80 40 25 32 80 25 外径 （B 系列）89 89 45 32 38 89 32 壁厚6 6 4
17、.5 4.5 4.5 6 4.5 安装位置上部下部上部上部下部上部上部外伸尺寸150 150 150 150 150 150 150 内伸尺寸1400 50 0 0 50 0 0 数量1 1 1 1 1 1 1 伸 出 量 质量 Kg 19.03 2.453 0.674 0.458 0.744 1.842 0.458 接 管 法 兰型号HG/T 20592 WN80(B)-4.0 FM S=6 16Mn HG/T 20592 WN80(B)-4.0 FM S=6 16Mn HG/T 20592 WN40(B)-4.0 FM S=4.5 16Mn HG/T 20592 WN25(B)-4.0 F
18、M S=4.5 16Mn HG/T 20592 WN32(B)-4.0 FM S=4.5 16Mn HG/T 20592 WN80(B)-4.0 FM S=6 16Mn HG/T 20592 WN25(B)-4.0 FM S=4.5 16Mn 名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 9 页，共 25 页 - - - - - - - - - - 10 - 其他管口如液相出口管，安全阀接口，压力表接口，气相管，放气管，排污管等管间的间距均由下述来设计并计算：)(2mnddL上部：
19、人孔，安全阀接口，气氨出口，放空口，液氨入口，压力表，人孔安全阀接口中心线与人孔中心线间距: mmddL1160)80500(2)(2212气氨出口中心线与安全阀接口中心线的间距: mmddL240)4080(2)(2323放空口中心线与气氨出口中心线的间距: mmddL130)2540(2)(2434压力表接口中心线与放空口中心线的间距: mmddL100)2525(2)(2545液氨入口中心线与压力表接口中心线的间距: mmddL210)2580(2)(2656人孔中心线与液氨入口中心线间距: mmddL1160)50080(2)(2767mmLmmLmmLmmLmmLmmL1000,50
20、0,500,2110,500,1000765432下部：排污管，液氨出口液氨出口中心线与焊缝间距：200mm 排污管中心线与焊缝间距：200mm （b）法兰的设计：法兰设计可根据法兰标准进行选型设计，也可按GB150相关条款进行设计。法兰有压力容器法兰和管法兰，二者属相同的标准体系。设计内容如下：根据设计压力、操作温度和法兰材料决定法兰的公称压力PN ；水压实验的压力PT= 2.75 MPa ，因此选择高一级别的公称压力，因此PN =4.0根据公称直径 DN 、公称压力 PN 及介质特性决定法兰类型及密封面型式，法兰选带颈对焊法兰（标准HG/T20954-2009）名师资料总结 - - -精品
21、资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 10 页，共 25 页 - - - - - - - - - - 11 - 带颈对焊钢制凹凸面法兰表 7 PN40 带颈对焊钢制管法兰及密封面尺寸（mm）公称尺寸钢管外径连接尺寸法兰厚度法兰颈法兰高度DN A1 D K L n Th C N S H1 R H 20 25 105 75 14 4 M12 18 40 2.3 6 4 40 25 32 115 85 14 4 M12 18 46 2.6 6 4 40 32 38 140 100 18 4 M16 18 5
22、6 2.6 6 6 42 40 45 150 110 18 4 M16 18 64 2.6 7 6 45 80 89 200 160 18 8 M16 24 105 3.2 12 8 58 （c）垫片的选择：根据温度、压力及介质腐蚀性选择垫片材料石棉橡胶垫片的使用条件P4.0MPa t的范围为 -400C2900C 所以选用石棉橡胶垫片TD1D2表 8 垫片尺寸公称通径 DN垫片内径 D1垫片外径 D2垫片厚度 T20 25 61 2 25 32 71 2 32 38 82 2 40 45 92 2 名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - -
23、- - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 11 页，共 25 页 - - - - - - - - - - 12 - 80 89 142 2 4 、人孔的选取压力容器人孔是为了检查设备的内部空间以及安装和拆卸设备的内部构件。人孔主要由筒节、法兰、盖板和手柄组成。一般的人孔有两个手柄。人孔选择回转焊带颈法兰人孔， 根据储罐在常温下及高温工作压力为2.12 Mpa 的条件以及水压试验压力2.75 Mpa下工作，人孔的标准公称压力为4.0 Mpa 等级选取，公称直径为500mm ，凹凸面法兰密封面。由于此卧式容器筒体长度大于等于6000mmm 时，应设置 2 个人孔名师资料总结
24、 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 12 页，共 25 页 - - - - - - - - - - 13 - 表 9 回转盖带颈对焊法兰人孔明细表件号标准号名称数量材料1 筒节1 16MnR 2 HG20613 等长双头螺柱20 8.8级35CrMoA 3 螺母40 8.8级35CrMo 4 HG20595 法兰1 16MnII 5 HG20606 垫片1 非金属平垫6 HG20601 法兰盖1 16MnR 7 把手1 Q235 -AF 8 轴销1 Q235 -AF 9 GB/T91
25、 销2 Q215 10 GB/T95 垫圈2 100HV 11 盖轴耳（ 1）A 1 Q235 -AF 12 法兰轴耳（ 1）1 Q235 -AF 13 法兰轴耳（ 2）1 Q235 -AF 14 盖轴耳（ 2）1 Q235 -AF查表得回转盖带颈平焊法兰人孔的各零件名称、材料及尺寸：表10 回转盖带颈平焊法兰人孔的尺寸wdsD1DABLb1b2b1H2Hd总质量530*14 755 670 430 225 300 57 52 57 290 132 498 400（kg）则人孔的标记为： MFMIII-8.8(NM)A500-4.0HG/T21518-2005 名师资料总结 - - -精品资料
26、欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 13 页，共 25 页 - - - - - - - - - - 14 - mmDdLn28.271162200145001111：人孔的壁厚，1d：人孔的公称直径，：筒体壁厚，nD：筒体公称直径故L1=1000mm 5、液位计的设计（1）根据罐内水压试验压力MPaP75. 2选取压力等级为 4MPa 。（2）选普通型，外加保温层的液位计。（3）中心距 L 的选择：液位：mmDhi1870220085.085.0液位计位置距筒体顶部为200mm mmL163020018
27、70取mmL1700的液位计（4）材质选择： 0Cr18Ni9（304） 。（5） 介质Lkg /563.0。（6）采用规格为 DN20的接管 外伸 120，内伸 0。（7）采用带对焊法兰，法兰规格为DN20 ，密封面型式采用突面。由工艺标准选择磁性液位计，标记为HG/T21584-95 UZ4M-1700-0.563AF304C 6 、鞍座的计算首先估算鞍座的负荷。储罐的总质量：4321mmmmm式中： m1为筒体质量（ kg） ，m2为封头质量 （kg） ，m3 为水质量（ kg） ，m4为附件质量（ kg） 。（a）筒体的质量 m1DN=2200mm，mmn16的筒节， Q345的密度为
28、 7.83*1000 千克/立方米V=(D+2n)2-D2L/4=0.847m3故kgm9.6633847. 078301（b）封头的质量 m2 DN=2200mm，mmn16直边高度 h=40mm 的标准椭圆形封头， 其质量为 683.2kg 名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 14 页，共 25 页 - - - - - - - - - - 15 - 故kgm4.13662.68322（c）液氨的质量 m3，m3=W kg2550010003085.0fVW为水在 50
29、0C时候的密度为 1000kg/m3。（d）附件的质量：人孔约重 2（400+36.3）=872.6kg ，其他接口管、法兰的总重约为50kg。则：m4=922.6kg （e）经过上述计算得：kg9.344224321mmmmmNNQk15505.15490328.99.344222mg由于每个鞍座承受约148kN 负荷，故选用轻型带垫板包角为1200的鞍座，即JB/T4712.1-2007鞍座 A2200-F, 材料 Q235A和 JB/T4712.1-2007鞍座 A2200-S, 材料 Q235A 名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - -
30、- - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 15 页，共 25 页 - - - - - - - - - - 16 - 表 11A 型支座系列参数尺寸（JB/T4712.1-2007 ）（f）鞍座安装位置确定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，从而使上述两截面上保持等强度，所以通常取尺寸A不超过 0.2L 值，中国现行标准 JB 4731钢制卧式容器规定） A0.2L=0.2 （L+2h+2n） ，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
31、处的应力过大。mmhLA1538)22(2.0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，JB 4731 还规定当满足 A0.2L 时，最好使 A0.5R m（2RinmR）, 即mmnRiRAm554)25.05.0（，取 A=550mm 综上有： A=550mm。 7 、焊接接头设计容器各受压元件的组装通常采用焊接。焊接接头是焊缝 , 熔合线和热影响区的总称，焊缝是焊接接头的主要部分。焊接接头的型式直接影响到焊接的质量与容器的安全。焊接接头的型式及焊接材料应在化工设备的装配图及零部件
32、图中以适当的方式表示出来。（a）回转壳体的焊接结构设计公称直径DN 允许载荷kN 高度 H 底板腹板筋板垫板螺栓配置1l1b123l2b3b弧长4b4el质量2200 405 250 1580 240 14 10 245 208 290 2570 500 10 100 1380 205 名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 16 页，共 25 页 - - - - - - - - - - 17 - 回转壳体的拼接接头必须采用对接接头，壳体上的所有纵向及环向接头，凸形接头上的拼
33、接接头，即A，B 类接头，是容器要求最高的焊缝，对容器的安全至关重要，必须采用对接焊，不允许采用搭接焊. 对接焊易于焊透，质量容易保证，易于作无损检测，可获得最好的焊接接头质量。此采用Y型对接接头。（b）接管与壳体的焊接结构设计接管与壳体及补强圈之间的焊接一般只能采用角焊和搭焊，具体的焊接结构还与对容器的强度与安全的要求有关， 涉及到是否开坡口， 单面焊与双面焊， 焊透与否等问题。中低压容器不需另作补强的小直径接管可直接插入壳体所开孔内，有平齐式和内伸式两种。插入出接管与壳体总有一定间隙，但此间隙不大于3 mm ，过大的间隙在焊接收缩时易产生裂纹或其他焊接缺陷。（c）带补强圈的接管的焊接结构补
34、强元件的补强圈，一方面要求尽量与补强出的壳体贴合紧密，另外与接管与壳体之间的焊接结构设计也应力求完善合理。名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 17 页，共 25 页 - - - - - - - - - - 18 - 二、强度计算 容器的筒体和封头壁厚的设计1、筒体名义厚度的初步确定：筒体设计选用 616 mm 厚度的 Q345R，50下其许用应力t189MPa。计算厚度：式中，cp计算压力， MPa；iD圆筒内直径， mm；t容器元件材料在设计温度下的许用应力，MPa；圆
35、筒的焊接接头系数双面对接焊缝， 100%无损检测则1.0 计算厚度12.88mm 由于液氨有一定的腐蚀性，故属于单面腐蚀，取mmC22。则设计厚度=14.88mm 根据 GB3531，负偏差1C 0.30系数名义厚度即：n=16mm14.88+0.30=15.18mm在厚度在假设范围之内，因此，有效厚度=16-2.0-0.30=13.7mm cticpDp2名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 18 页，共 25 页 - - - - - - - - - - 19 - 2、封
36、头壁厚的计算本设计采用标准椭圆封头（2:1）即： K（形状系数） =1.0。式中0.1根据公式，封头的设计壁厚为：mmCpDipctd34.145.022c查表：取钢板的负偏差mmC30.01，则筒体的名义壁厚为：mmCmmd64.14161。标准规定以内径为公称直径的标准椭圆形封头(代号 EHA)的直边高度只与公称直径有关：DN2000mm时,直边高度为 25mm；DN2000mm 时,直边高度为 40mm。由于所设计的筒体公称直径DN=2200mm2000mm，所以直边高度为 h =40mm，开孔补强计算根据 GB150 ，当设计压力小于或等于2.5MPa 时，在壳体上开孔，两相邻开孔中心
37、的间距大于两孔直径之和的两倍， 且接管公称外径不大于89mm 时， 接管厚度满足要求，不另行补强，故该储罐中只有DN=500mm的 人孔需要补强。1、补强设计方法判别接管直径d=d接+2c2=500+22.0=504 mm1100222002Dmm045di名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 19 页，共 25 页 - - - - - - - - - - 20 - 故可以采用等面积法进行开孔补强计算。此开孔补强所用材料选用Q345R,其负偏差 C1=0.30，腐蚀欲量 C
38、2=2.0，接管的许用应力=187MPa, 计算压力 p=2.2MPa 。削弱系数 fr =0.9 C=C1+C2 筒体的壁厚 =16mm 消弱的金属面积21ntrAdscf = =6529(mm2)22nntBd =+2(mm) B2= (mm) 2B dB 的值是两者中的大者则B =1008(mm) 2、有效高度的确定（a）外侧有效高度1h的确定mmdhnt84145041（b）内侧有效高度2h的确定mmdhnt84145042，20h，222min(,)0hhh3、有效补强面积筒体多余面积1A21ne terBdcf = =(mm2) 4 、接管的多余面积名师资料总结 - - -精品资料
39、欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 20 页，共 25 页 - - - - - - - - - - 21 - （a）接管计算壁厚mmPcPcDit12.35. 0 222212120209.012.37 .118.77222mmfChfhAettet（b）焊缝金属截面积焊角取 6.0mm 3122ntntA223162362Amm A1+A2+A3=2395(mm2) A4=A- (A1+A2+A3)=4134(mm2) 因为123AAAA则开了人孔后需要加补强圈查表可知补强圈的 D=840mm d =
40、530+8=538mm 补强圈的厚度mmDA69.13)d(4圆整后取得mm14则所选择的的补强圈的标记为50014-D-Q345R JB/T 4736 强度校核1、容器的水压试验所谓压力试验，就是用液体或气体作为工作介质，在容器内施加比它的设计压力还要高的试验压力，以检查容器在试验压力下是否有渗漏、明显的塑性变形以及其他缺陷。压力试验分为液压试验和气压试验两种，一般采用液压试验，而且普遍采用水为液压试验介质，故本次设计采用水压试验。根据 GB150 标准的规定，液压试验时tTPP25.1式中，容器元件材料在试验温度下的许用应力，MPa；t容器元件材料在设计温度下的许用应力，MPa。名师资料总
41、结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 21 页，共 25 页 - - - - - - - - - - 22 - 所以Mpa75.21891892.225.1TP而圆筒的应力eeTTDP2)(式中T试验压力下圆筒的应力，MPa；iD圆筒内直径， mm；e圆筒的有效厚度， mm；s圆筒材料在试验温度下的屈服点，MPa；圆筒的焊接接头系数。设计容器：a5.31034519.0s0.9a4.2142.142)2.142200(75.2MPMPT所以，厚度校核合格。2、圆筒切向剪应力计算并校核
42、因为支座截面处无加强圈但A0.5Ri 被封头加强，故用下式计算：ei3RFK其中，鞍座的反力KNGF1772K3=0.880 Ri=1100mm e=14.2mm a2.1510.8a97.9102 .141100177880.0ei3t3MPMPRFK故校核合格。名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 22 页，共 25 页 - - - - - - - - - - 23 - 三、 总结语通过此次课程设计，使我更加扎实的掌握了有关过程设备设计方面的知识，在设计过程中虽然遇到了
43、一些问题，但经过一次又一次的思考，一遍又一遍的检查终于找出了原因所在，也暴露出了前期我在这方面的知识欠缺和经验不足。实践得真知，通过亲自动手制作，使我们掌握的知识不再是纸上谈兵。过而能改，善莫大焉。在课程设计过程中，我们不断发现错误，不断改正，不断领悟，不断获取。最终的检测调试环节，本身就是在践行“过而能改，善莫大焉”的知行观。这次课程设计终于顺利完成了，在设计中遇到了很多问题，最后在晁老师的指导下，终于游逆而解。在今后社会的发展和学习实践过程中，一定要不懈努力，不能遇到问题就想到要退缩，一定要不厌其烦的发现问题所在，然后一一进行解决，只有这样，才能成功的做成想做的事，才能在今后的道路上劈荆斩
44、棘，而不是知难而退，那样永远不可能收获成功，收获喜悦，也永远不可能得到社会及他人对你的认可！课程设计诚然是一门专业课，给我很多专业知识以及专业技能上的提升，同时又是一门讲道课，一门辩思课，给了我许多道，给了我很多思，给了我莫大的空间。同时，设计让我感触很深。使我对抽象的理论有了具体的认识。通过这次过程设备课程设计，我掌握了课程设计的基本流程，熟练掌握了常见化工设备储罐的设计方法，对设计中应注意的问题和常见技术要求有了深刻地认识，熟练掌握了相关软件的应用，掌握了初步软件制图的知识及技能和相关标准的使用方法，更加深刻地理解了化工设备机械基础的重要性。 在课程设计的工程中，我更加明白了科学严谨的重要
45、性，深深的懂得凡是没有最好只有更好的深刻含义。我认为，在这学期的实验中，不仅培养了独立思考、动手操作的能力，在各种其它能力上也都有了提高。更重要的是，在设计课上，我们学会了很多学习的方法。而这是日后最实用的，真的是受益匪浅。要面对社会的挑战，只有不断的学习、实践，再学习、再实践。这对于我们的将来也有很大的帮助。以后，不管有多苦，我想我们都能变苦为乐，找寻有趣的事情，发现其中珍贵的事情。就像中国提倡的艰苦奋斗一样，我们都可以在实验结束之后变的更加成熟，会面对需要面对的事情。回顾起此课程设计，至今我仍感慨颇多，从理论到实践，在这段日子里，可以说得是苦多于甜，但是可以学到很多很多的东西，同时不仅可以
46、巩固了以前所学过的知识，而且学到了很多在书本上所没有学到过的知识。通过这次课程设计使我懂得了理论与实名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 23 页，共 25 页 - - - - - - - - - - 24 - 际相结合是很重要的，只有理论知识是远远不够的，只有把所学的理论知识与实践相结合起来，从理论中得出结论，才能真正为社会服务，从而提高自己的实际动手能力和独立思考的能力。在设计的过程中遇到问题，可以说得是困难重重，但可喜的是最终都得到了解决。此次设计也让我明白了思路即出
47、路，有什么不懂不明白的地方要及时向老师同学请教或上网查询，只要认真钻研，动脑思考，动手实践，就没有弄不懂的难题，学不会的知识，经过两周努力，使我深深的感觉到此次的课程设计获益良多、收获颇丰。名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 24 页，共 25 页 - - - - - - - - - - 25 - 四、参考文献1. 中国石化集团上海工程有限公司， 化工工艺设计手册 ，化工工业出版社， 2009 2. GB 150-1998， 钢制压力容器，国家技术监督局， 1998 3.
48、 JB/T 4336-2002、JB/T 4746-2002， 补强圈钢制压力容器用封头 ，国家经济贸易委员会， 2003 4. JB/T 4731-2005 ， 钢制卧式容器，国家发展和改革委员会，2003 5. 贺匡国 编， 化工容器及设备简明设计手册 ，化学工业出版社， 1989.12.1 6. 国家医药管理局上海医药设计院编， 化工工艺设计手册 ，化学工业出版社，1989 7. JB/T 47004704-2000， 压力容器法兰，国家机械工业局、国家石油和化学工业局， 2000 8. JB/T 4712.1 4712.4-2007 ， 容器支座，国家发展和改革委员会，2008 9. JB 4708-2000 JB/T 4709-2000 JB 4744-2000， 钢制压力容器焊接工艺评定钢制压力容器焊接规程钢制压力容器产品焊接试板的力学性能检验， 国家机械工业局，国家石油和化学工业局，2000 10. 郑津洋等编，过程设备设计（第二版），化学工业出版社， 2005.7 名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 25 页，共 25 页 - - - - - - - - -