化工设备机械基础课程设计

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1、化工设备机械基础课程设计化工设备机械基础课程设计题目：液氨储罐的机械设计班级：07080102学号：0708010209姓名：熊领领指导老师：崔岳峰沈阳理工环境与化学工程学院2010月11月17化工设备机械基础课程设计17化工设备机械基础课程设计设计任务书课题：液氨储罐的机械设计设计内容:根据给定的工艺参数设计一个液氨储罐已知工艺参数：1最高使用温度：T=50℃2公称直径:DN=2600mm3筒体长度（不含封头）：L0=3900mm具体内容包括：1：筒体材料的选择2：罐的结构及尺寸3罐的制造施工4零部件型号及位置、接口5相关校核及计算设计人：熊领领学号：07080102

2、09下达时间：2010年11月19号完成时间:2010年12月20号17化工设备机械基础课程设计目录1设计方案11.1设计依据11.2设计参数的确定11.3设计结果的确定22工艺计算32.1壁厚的设计32.1.1筒体壁厚设计32.1.2封头壁厚的设计32.1.3筒体与封头水压强度的校核42.2人孔的设计及补强的确定52.2.1人孔的选择52.2.2补强的确定52.3接口管的设计62.3.1液氨进料管的设计62.3.2液氨出料管的设计62.3.3放空管接管口的设计62.3.4液面计接口管的设计62.3.5排污管的设计62.3.6安全阀接口管的设计72.4鞍座的设计72.4

3、.1罐体的质量72.4.2封头的质量72.4.3液氨的质量72.4.4附件的质量83参数的校核93.1筒体轴向应力的校核93.1.1筒体轴向弯矩计算93.1.2筒体轴向应力计算103.2筒体和封头切向应力的校核113.2.1筒体切向应力1117化工设备机械基础课程设计3.2.2封头切向应力校核113.3筒体环向应力的校核123.3.1轴向应力计算123.3.2轴向应力校核123.4鞍座有效断面平均压力124液氨贮罐设备图145设计汇总156总结16参考文献1717化工设备机械基础课程设计1设计方案1.1设计依据本液氨贮罐属于中压容器，设计以“钢制压力容器”国家标准为依据

4、，严格按照政府部门对压力安全监督的法规“压力容器安全技术监督教程”的规定进度进行设计。以安全为前提，综合考虑质量保证的各个环节，尽可能做到经济合理，可靠的密封性，足够的安全寿命。设计的主要步骤如下：1）对设计中要用的各种设计参数进行计算和选取，以及根据制造容器的特殊要求选择材料。2）利用计算公式对容器筒体和封头壁厚的设计，以及封头类型的选择。3）根据鞍座承受的载荷而选用对称布置的双鞍座，再对容器进行各种应力分析和校核。4）从连接的密闭性、强度等出发，标准选用各种法兰。5）根据以上的容器设计计算，画出总的设备图。1.2设计参数的确定1）设计温度:T=50℃2)设计压力：查

5、《化工设备机械基础》(赵军，张有忱，段成红编，p132)本贮罐在最高使用温度下，氨的饱和蒸汽压为2.033Mpa(绝对压强)，故取设计压力为p=1.10×（2.033－0.10133）=2.12Mpa（表压），原因是因为容器上装有安全阀时，可取1.05到1.11倍的最高工作压力作为设计压力，这里取最高设计压力为1.10倍。液柱静压力为Pi=DN·ρ·g=2.6×562.90×9.81×10-6=0.0144Mpa＜5％p=0.106Mpa，所以静压力可忽略不计，可取计算压力pc=p=2.12Mpa3)材料选择：由操作条件分析，该容器属于中压、常温范畴。在常温下材料的组织

6、和力学性能没有明显变化。根据《化工设备机械基础》(赵军，张有忱，段成红编，p125)表9—3钢板选用表，筒体和封头的材料选择钢号为16MnR的钢板，使用状态为热轧或正火(设计温度-40~475℃，钢板标准GB6654-1996),接管材料选用10号钢管（许用应力：［σ］=［σ］t=112Mpa）,法兰材料选择16Mn(锻)，鞍座底板材料选用16MnR，鞍座其余材料选用Q235-AF。17化工设备机械基础课程设计4)钢板厚度负偏差：由《化工设备机械基础》（赵军，张有忱，段成红编，p128）表9—10知钢板厚度在8.0~25mm时钢板负偏差C1=0.8mm。5)腐蚀裕量：根

7、据《化工设备机械基础》（赵军，张有忱，段成红编，p128）知腐蚀余量有介质对材料的均匀腐蚀速率与容器的设计寿命决定。腐蚀裕量C2=λ·n，其中λ为腐蚀速率；n为容器的设计寿命。根据《腐蚀数据与选材手册》（左景伊，左禹编著P216）钢铁对于氨气和液氨有优良的腐蚀性，腐蚀率在0.1mm/a以下。且设计贮罐为单面腐蚀，故取C2=2.0mm。6)焊接头系数：本次设计是液氨贮罐的机械设计。氨属于中度毒性物质，又由于PV=2.12×2.62×π/4=47.25>10Mpa.m3,由《化工设备机械基础》（赵军，张有忱，段成红编，p99，p127表9—6