卧式液氯储罐设计

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1、吉林建筑大学锅炉与压力容器安全学课程设计设计题目卧式液氯储罐设计姓名学号班级专业学院指导教师指导教师评语：指导教师：2014年6月30日-25-目录第一章绪论-1-1.1任务说明-1-1.2液氯性质-1-第二章工艺参数-2-2.1设备的初步选型及轮廓尺寸-2-2.2设计温度-2-2.3压力容器的设计存储量-2-第三章结构设计-3-3.1材料选择-3-3.2设计条件-3-3.3焊接结构系数-4-3.4最高工作压力的确定-4-4.1筒体设计-5-4.1.1筒体长度的确定-5-4.1.2圆筒厚度的设计-5-4.2封头的设计-6-4.3接管和接管法兰设计-6-4.3.1接管-6-4.3.2法

2、兰与法兰垫片-7-4.4人孔、垫片、液面计、压力表、安全阀、温度计结构设计-9-4.4.1人孔-9-4.4.2垫片-9-4.4.3液面计-9-4.4.4压力表-9-4.4.5安全阀-9-4.5鞍座结构设计-10-4.6焊接接头设计-11-4.4开孔补强计算-12-5.4卧室容器（双鞍座）计算-17-5.5鞍座处圆筒周向应力计算-21-第六章液氯储罐的安全管理-25-6.1危害因素的分析-25-6.2压力容器的危险、有害因素分析-26-6.3危害防护的措施-27-参考文献-28--25-第一章绪论1.1任务说明设计一个容积40m³的液氯储罐，采用常规设计方法，综合考虑液氯性质、所在环境

3、等条件并参考相关标准，分别对储罐进行工艺设计、结构设计、设备强度计算，得出储罐的筒体、封头、鞍座、人孔和接管的尺寸，然后用SW6-1998校核软件对其进行强度校核，最终形成合理的设计方案。1.2液氯性质液氯化学名称液态氯，为黄绿色液体，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。危害特性：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、

4、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。-25-第二章工艺参数2.1设备的初步选型及轮廓尺寸根据《化工工艺设计手册》，目前常温压力储罐一般有两种形式：球形储罐和圆筒形储罐，其中圆筒形储罐加工制造安装简单，安装费用少，金属耗量大占地面积大，多以在总储存量小于500m3，单罐容积小于1000m3时选用圆筒形储罐比较经济。2.2设计温度设计温度的定义为：容器在正常工作情况下，所设定元件的金属温度，即金属截面的平均温度。当元件金属温度不低于0℃时，设计温度不得低于元件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

5、能达到的最高温度。根据-20～45℃的工作温度，再考虑温度的波动，外界环境的变化等因素，我们将设计最高温度定为50℃,设计最低温度定为-20℃。2.3压力容器的设计存储量W=ΦVρ=0.9*42.89*1.3141=50.73t式中：W---储存量，tΦ---装量系数V---压力容器容积ρ---设计温度下饱和液体密度，t/m3-25-第三章结构设计3.1材料选择根据液氯的特性以及材料的综合机械性能和使用的经济型，选择Q345R作为筒体材料。Q345R是压力容器专用钢。50℃时的许用应力[σ]=170MPa.3.2设计条件表2-1设计条件表项目内容工作介质液氯工作压力MPa1.414设

6、计压力MPa1.466工作温度℃-20~48设计温度℃50公称容积m340计算容积m342.89工作容积m338.60装量系数Φ0.9介质密度t/m31.314材质Q345R公称直径mm2400其他要求100℅无损检测-25-3.3焊接结构系数氯气是一种极度危害的戒指，对人的皮肤，呼吸道有害，甚至心力衰竭而死亡，液氯属于高度危害介质，必须采用双面对接接头并采用100%无损检测，焊接接头系数取Φ=1。3.4最高工作压力的确定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

7、，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1.0—1.1倍。我们取为最高工作压力的1.1倍。计算压力是指在相应的设计温度下，用以确定元件最危险截面厚度的压力，其中包括液柱静压力。一般情况下，计算压力等于设计压力与液柱静压力之和，当元件所承受的液柱静压力小于5%设计时，可忽略不计。(锅炉压力容器安全)t=50℃时,根据《压力容器介质手册》可得液氯的密度是1.314g/cm3，饱和蒸汽压Pv=1.414MPa,大气压Pa=0.