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1、33容器设计实例容器设计实例1 1中、低压容器设计实例中、低压容器设计实例 工艺设计条件工艺设计条件某印染废水处理站采用生化处理工艺，某印染废水处理站采用生化处理工艺，产生的含水率产生的含水率98%98%以上的生物污泥拟用板框压以上的生物污泥拟用板框压滤机脱水，根据工艺计算知：板框压滤机每滤机脱水，根据工艺计算知：板框压滤机每一工作循环可处理含水率一工作循环可处理含水率98%98%生物污泥生物污泥5m5m3 3,采采用气压式进泥罐将污泥加压后送入板框压滤用气压式进泥罐将污泥加压后送入板框压滤机，所压进泥罐为立式，机，所压进泥罐为立式，筒体内径为筒体内径为1600mm1600mm，高度，高度25
2、00mm2500mm，在，在常温常温下工作，安装在脱水下工作，安装在脱水机房操作平台的混凝土楼板上，其最大工作机房操作平台的混凝土楼板上，其最大工作压力为压力为，试设计该气压进泥罐。，试设计该气压进泥罐。2 设计步骤及图纸设计步骤及图纸)2.1 2.1 钢板的选择钢板的选择:污泥无腐性常温低压污泥无腐性常温低压 属低压容器属低压容器可选择碳素结构钢板可选择碳素结构钢板235-A(s=235MPa,b=375MPa)或低合金钢容器专用钢板或低合金钢容器专用钢板20R(s=245MPa,b=400MPa)比较：价格相近，比较：价格相近，20R强度高强度高许用应力许用应力则则20R20R的许用应力的
3、许用应力:=s/ns=245/1.6=153 MPa =b/nb=400/3.0=133 MPa取较小值取较小值133MPa133MPa安全系数：安全系数：ns ,nb2.2 罐体壁厚设计条件罐体壁厚设计条件)最大工作压力最大工作压力Pw=1.0 MPa,以装安全阀考虑以装安全阀考虑,最大设计压力为最大设计压力为Pw的倍的倍,则则:P=1.1 1.0 MPa=1.1 MPaP=1.1 1.0 MPa=1.1 MPa)已知内直径已知内直径:Di=1600 mm)焊接接头系数焊接接头系数)腐蚀余量腐蚀余量:C2=1.0 mm设计罐厚设计罐厚)设计壁厚设计壁厚:)钢板负偏差钢板负偏差:C1=0.8
4、mm,)钢板圆整后的名义厚度钢板圆整后的名义厚度2.3 封头形式与壁厚封头形式与壁厚)拟采用标准椭圆形封头拟采用标准椭圆形封头)设计壁厚设计壁厚:)焊接接头系数焊接接头系数 双面焊或相当于双面焊的全熔透对接接头双面焊或相当于双面焊的全熔透对接接头)考虑考虑C1及圆整及圆整,取取n=10 mm,与壁厚相同与壁厚相同2.4 校核罐体与封头水压试验强度校核罐体与封头水压试验强度)水压试验时水压试验时,罐体与封头应力按罐体与封头应力按:P PT T=1.25P=1.83 MPa,=1.25P=1.83 MPa,污泥静压污泥静压P P1 1=0.03 MPa,=0.03 MPa,e e=n n-C C=
5、10-1-0.8=8.2 mm,=10-1-0.8=8.2 mm,s s=245 MPa=245 MPa钢板厚度偏差钢板厚度偏差2.5 支座的选择支座的选择根据题意根据题意:立式、无保温层、直接安放在楼立式、无保温层、直接安放在楼板上，选用型耳式支座板上，选用型耳式支座进泥罐总质量：进泥罐总质量：m=mm=m1 1+m+m2 2+m+m3 3+m+m4 4式中：式中：m1为罐体质量，为罐体质量，m2为封头质量，为封头质量，m3为污泥质量，为污泥质量，m4为附件质量为附件质量m1：附录：附录15，m1q1H=3972.5=992.5 kgm2：附录：附录15，m22q2=2237=474 kg污
6、泥质量污泥质量m3m3：m3Ve Ve=Vf+Vt总高度：总高度：=Ht+2Hf=2.5+2(0.4+0.04)=3.38 m总容积：总容积：V=Vf+Vt=20.617+2.52.017=6.28 m3污泥高度以污泥高度以4/54/5计，则筒体储泥高度：计，则筒体储泥高度：HHt t0.8-(0.4+0.04)=2.26 mm3=Ve=(Vf+Ht)=1000(0.617+2.262.017)=5175 kg)人孔质量：人孔质量：200kg200kg)各种接管、视镜质量：各种接管、视镜质量：200kg200kg m4=200+200=400 kg)进泥罐总质量：进泥罐总质量：m=mm=m1
7、1+m+m2 2+m+m3 3+m+m4 47042kg7042kg附件质量附件质量m及总质量及总质量m一台气压进泥罐设个型耳式支座，同时受力可一台气压进泥罐设个型耳式支座，同时受力可能只有能只有两个两个，则每支座承受负荷：，则每支座承受负荷：)35 kN)材料为材料为235-AF，每个支座承受负荷，每个支座承受负荷60 kN)标记：标记：JB/T 4725-92耳式支座耳式支座4，=8 mm支座受力情况支座受力情况B B型耳式支座型耳式支座气压进泥罐内部无零部件，则封头与罐体直接焊气压进泥罐内部无零部件，则封头与罐体直接焊接，但设人孔以利清洗接，但设人孔以利清洗常温下，气压进泥罐最高工作压力
8、为常温下，气压进泥罐最高工作压力为1.0MPa,1.0MPa,人人孔也应按公称压力孔也应按公称压力PNPN选用。选用。为检修方便，选为检修方便，选DN450DN450、垂直吊装盖板平焊法兰、垂直吊装盖板平焊法兰人孔。人孔。=8 mm，材料，材料20R,标准号：标准号：HG21532-95 人孔开孔处补强：等面积补强。补强圈材料人孔开孔处补强：等面积补强。补强圈材料20R,20R,=10mm=10mm，补强圈外径：，补强圈外径：760mm,760mm,内径：内径：480mm480mm2.6 人孔及补强人孔及补强2.7 接管接管主要有以下接管主要有以下接管1.污泥进料管：污泥进料管：采用采用108
9、 5 mm无缝钢管，设于顶部封头中心位置无缝钢管，设于顶部封头中心位置因罐体因罐体n=10 mm80 mm,需对开孔处补强需对开孔处补强 补强圈外径：补强圈外径：210 mm,内径：内径：112 mm,=10 mm2.污泥出料管：污泥出料管：采用采用108 5 mm无缝钢管，设于底部封头中心位置无缝钢管，设于底部封头中心位置污泥出料管污泥出料管DN=100 mm,需对开孔处补强需对开孔处补强 补强圈外径：补强圈外径：210 mm,内径：内径：112 mm,=10 mm接管接管接管接管3.压缩空气进口管：压缩空气进口管：采用采用38 3 mm无缝钢管，设于顶部封头上无缝钢管，设于顶部封头上因罐体
10、因罐体n=10 mm12 mm，接管，接管DN=32 mm80 mm,不需对开孔处补强不需对开孔处补强接管接管4.气体放空管：气体放空管：采用采用38 3 mm无缝钢管，设于顶部封头上无缝钢管，设于顶部封头上因罐体因罐体n=10 mm12 mm，接管，接管DN=32 mm80 mm,不需对开孔处补强不需对开孔处补强5.安全阀接管：安全阀接管：采用采用25 2.5 mm无缝钢管，设于顶部封头上无缝钢管，设于顶部封头上因罐体因罐体n=10 mm12 mm，接管，接管DN=20 mm80 mm,不需对开孔处补强不需对开孔处补强接管接管6.视镜接口：视镜接口：罐中污泥流动性差，易黏附在液面计上的玻璃管
11、上，罐中污泥流动性差，易黏附在液面计上的玻璃管上，甚至堵管，所以不用玻璃管液面计。甚至堵管，所以不用玻璃管液面计。而选用带冲而选用带冲洗管的视镜。洗管的视镜。安装高度：安装高度：罐体总高度罐体总高度4/54/5处，处，DN150mmDN150mm，PN1.0MPa,PN1.0MPa,不需对开孔处补强不需对开孔处补强7.压力计接管：压力计接管：采用采用DN15带螺纹钢管，设于顶部封头上。不需补强带螺纹钢管，设于顶部封头上。不需补强)设备施工图由设备总装配图和零部件图组成设备施工图由设备总装配图和零部件图组成)零部件图详细给制和标明每个非标准零部件的零部件图详细给制和标明每个非标准零部件的形状、尺
12、寸、材料、加工要求等形状、尺寸、材料、加工要求等)总装配图则绘制和标明设备的总体形状、尺寸，总装配图则绘制和标明设备的总体形状、尺寸，各零部件的名称、规格、尺寸、材料（包括标各零部件的名称、规格、尺寸、材料（包括标准零部件）及其在设备上的安装位置和方位。准零部件）及其在设备上的安装位置和方位。此外，总装配图还包括必要的文字说明（技术此外，总装配图还包括必要的文字说明（技术要求）和表格（技术特性表、接管表、材料明要求）和表格（技术特性表、接管表、材料明细表等）细表等）2.8 绘制设备施工图绘制设备施工图)本例包含内容如下：本例包含内容如下：)技术要求技术要求)技术特性表技术特性表)接管表接管表)材料明细表材料明细表)气压进泥罐总装配图气压进泥罐总装配图绘制设备施工图绘制设备施工图技术要求技术要求技术特性表技术特性表接管表接管表