1、30m 3 储气罐设计 1 1 绪论 化学工业和其他流程工业的生产离不开容器，所有化工设备的合体都是一种容器， 某些化工机器的部件，如压缩机的气缸，也是一种容器。压力容器应用遍及各行各业， 然而压力容器又有其本身的特点，它们不仅要适应化学工艺过程所要求的压力和温度条 件，还要承受化学介质的作用，要能长期的安全工作，且保证密封。而储气罐则是用于 储存介质的压力容器，在本次设计中，介质为氮气、氩气这些无毒无腐蚀性气体，因此 本次设计不用特意考虑防毒防腐蚀的问题。容器本身承受其内部气体对它的压力，为内 压容器， 这容器的失效形式只要为弹塑性失效， 故本次设计应首先考虑这个问题。 另外， 泄露也是容器
2、失效的一种形式，在这次设计中也要考虑，对其进行预防。一个好的压力 容器在设计过程中必须就要考虑到合理的实现所规定的工艺条件，使结构安全可靠，便 于制造、安装、操作和维修，经济上合理等条件。本次设计也是本着按设计要求出发， 以设计出一个最优的储气罐为目标。但由于时间能力有限，设计中定会有不妥之处，望 老师批评指正。 30m 3 储气罐设计 2 2 选材及结构设计 2.1 设计要求及基本参数 如下表 2.1,2.2 表表 2.1 基本设计参数基本设计参数 设计压力 Mpa 3.0 设计温度 60 最高工作压力 Mpa 2.8 工作温度 常温 介质名称 N2，氩气 设备主要材质 Q345R 介质性质
3、 无毒无害 设备容积 m 30 表表 2.2 接管设计参数接管设计参数 符号 公称压力 公称尺寸 法兰形式 密封面形式 用途 伸出长度 N1 PN40 DN50 80 RF 进气口 120 N2 M20X1.5 SO 内螺纹 压力表口 见图 N3 PN40 DN50 SO RF 安全阀口 120 N4 PN40 DN50 SO RF 排气口 120 N5 PN40 DN50 SO RF 备用口（配盲板） 120 N6 PN40 DN20 SO RF 排污口 见图 M PN40 DN450 WN RF 人孔 见图 V14 DN80 透气口 法兰标准 HG/T20592-2009 2.2 接管法兰
4、 接管法兰标准为 HG/T20592-2009，其中 N16 为 SO 形式，即带颈平焊法兰，人孔 为 WN 形式，即带颈对焊法兰。除 N2 外，所有法兰密封形式都是 RF，即突面密封， N2 为内螺纹密封。其规格见下图：1 30m 3 储气罐设计 3 表表 2.3 PN40 带颈平焊钢管法兰带颈平焊钢管法兰 对于法兰内径，本次设计取 B 型。 以下是人孔的法兰规格：1 表表 2.4 PN40 带颈对焊钢管法兰带颈对焊钢管法兰 对于法兰颈而言，取 B 型。 2.3 人孔 本次设计中，人孔公称压力为 PN40，公称尺寸 DN450，法兰形式 WN（带颈对焊）， 密封为 RF（突面密封）。人孔标准
5、为：1 表表 2.5 垂直吊盖带颈对焊法兰人孔垂直吊盖带颈对焊法兰人孔 30m 3 储气罐设计 4 图图 2-1 人孔部件图人孔部件图 30m 3 储气罐设计 5 3 强度计算 3.1 筒体壁厚计算 由公式 =PcXDi/(2t- Pc)+C1+C2 （3-1） 其中 计算厚度，mm； Pc计算压力（Mpa），在本次设计中，为 3.0； Di圆筒内直径（mm），在本次设计中，为 2200； 焊接接头系数，在本次设计中取 0.85； t设计温度下的许用应力（Mpa），t=60； C1钢板厚度负偏差，对 Q345R 而言，取 0.3； C2腐蚀余量，在本次设计中取 1.0； C= C1+ C2 为
6、厚度附加量，共 1.3mm 对于 t 而言， 可查表， 假设壁厚为 616mm,则 t=170MPa,经计算， =24mm16mm, 故壁厚为 1636mm，此时t=163MPa，求的 =25.4mm，经圆整，取 n=28mm，即 名义厚度为 28mm。2 3.2 封头壁厚计算 选取标准椭圆形封头，DN=2200mm 材料：根据要求为 Q345R, 假设封头壁厚为 1636mm，则可查表得： t=163Mpa。 由公式 =PcXDi/(2t-0.5 Pc)+C1+C2 （3-2） 其中 计算厚度，mm； Pc计算压力（MPa），在本次设计中，为 3.0； Di圆筒内直径（mm），在本次设计中，为 2200； 焊接接头系数，在本次设计中取 0.85； t设计温度下的许用应力（MPa），t=163MPa； 30m 3 储气罐设计 6 C1钢板厚度负偏差，对 Q345R 而言，取 0.3； C2
