化工设备机械基础课程设计--14.0m3液氨贮罐的设计

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1、化工机械设备基础 化学与化工学院 化学工程与工艺专业 1 一一 课程设计任务书课程设计任务书 课程名称：化工设备机械基础课程设计 设计题目：14.0m m 3 3液氨贮罐的设计 （一一） 、教学要求、教学要求 课程设计是对课程内容的应用性训练环节， 是学生应用所学 知识进行阶段性的单体设备或单元设计等方面的专业训练过程， 也是对理论教学效果的检验。通过这一环节使学生在查阅资料、 理论计算、 工程制图、 调查研究、 数据处理等方面得到基本训练， 培养学生综合运用理论知识分析、解决实际问题的能力 （二二） 、设计资料及参数、设计资料及参数 本设计任务为设计一 14.0 m m 3 3 液氨贮罐的设

2、计。 设计条件如下： 1、最高工作温度为 40 度，氨的饱和蒸汽压 1.55 兆帕； 2、液氨的储量为 14.0 m m 3 3 试根据上述设计条件完成液氨贮罐的设计。 （三三） 、设计要求及成果、设计要求及成果 1. 确定容器材质； 2. 确定罐体形状及名义厚度； 化工机械设备基础 化学与化工学院 化学工程与工艺专业 2 3. 确定封头形状及名义厚度； 4. 确定支座，人孔及接管，以及开孔补强情况 5. 编制设计说明书以及绘制设备装配图 1 张（A2） 。 二二 设计步骤设计步骤 1. 1. 储罐材质的选取储罐材质的选取 根据储罐设计的温度、 压力要求集体积介质的综合考虑 化 工设备机械基础

3、P114 表 67，GB150 规定使用的低合金结构 钢，选取钢号为 16MnR 的低合金钢。 2. 2. 罐体的长度、罐体的长度、公称直径公称直径( (内径内径) )设计设计 根据液氨的储量 14.0m，有14 2 2 L D i 即 83.17 2 LD i 取 L=3.7m，Di=2.2m。 由所选数据可得： 液氨的储量为 3 22 06.147.3 2 2.2 14.3 2 mL D i 满足要求。 3 3罐体壁厚设计罐体壁厚设计 1 1）设计压力设计压力 P P 容器设计时必须考虑在工作情况下可能遇到的工作压力和相对 应的温度两者相结合中最苛刻工作压力来确定设计压力。 一般是指容 化

4、工机械设备基础 化学与化工学院 化学工程与工艺专业 3 器顶部最高压力与相应的设计温度一起作为设计载荷条件， 其值不低 于工作压力。 此液氨储罐采用安全法，依据化工设备机械基础若储罐采 用安全法时设计压力应采用最大工作压力 PW的 1.05-1.1 倍，取设 计压力 P=1.1PW（已知 PW=1.45MPa 表压） 所以 P=1.1PW=1.6MPa 2 2）罐体的焊接系数）罐体的焊接系数 查化工机械设备基础的表 14-5，对此罐体采用双面全焊头对 接焊缝，进行 100%全部无损检查，则焊接系数=1.0 3 3）储罐钢材的最大许用应力）储罐钢材的最大许用应力 t t 40 oC 温度时，16

5、MnR 钢材的许用应力表 钢材厚度 n(mm) 许用应力 t(MPa) 屈服极限 s(MPa) 16 1 70 345 1636 1 63 325 3660 1 57 305 化工机械设备基础 化学与化工学院 化学工程与工艺专业 4 4 4）腐蚀余量）腐蚀余量 由于储存液体为液氨溶液,所以介质对材质的腐蚀为轻度腐 蚀,腐蚀速率在 0.05-0.13mm/a，同时储罐为单面腐蚀，则取腐 蚀余量 C2=1.0mm。应力腐蚀和其他形式的腐蚀为非均匀腐蚀,所 以储罐材质得以抵抗 5)5)负偏差负偏差 查表： 6)6)储罐的计算厚度、设计厚度、名义厚度及有效厚度储罐的计算厚度、设计厚度、名义厚度及有效厚

6、度 储罐的计算厚度假设名义厚度在小于 16mm,则许用应力 t=170 MPa p pD t i 2 = 6.10.11702 22006.1 XX X =10.3 设计厚度 2 5.02 C p pD t i d 2 C-腐蚀余量 所以设计厚度 2 5.02 C p pD t i d =11.3 mm 名义厚度 n=+C1+ C2+ 所以n=+C1+ C2+=10.3+0.8+1.0+=14.0mm 钢材厚n(mm) 6-7 8-25 26-30 32-34 负偏差(mm) 0.6 0.8 0.9 1.0 化工机械设备基础 化学与化工学院 化学工程与工艺专业 5 有效厚度e=+=n-C1- C2 所以e=(14.0-0.8-1.0) mm=