1、 错误 !未找到引用源。 毕 业 设 计 设计题目 0.8m3氯气缓冲罐立式储罐机械设计 系(部) 学科专业 班 级 姓 名 学 号 指导教师 二一四年四月十八日 新疆工程学院毕业设计任务书 学 生 姓 名 王 博 专 业 班 级 化工设备 11-7班 设 计 题 目 0.8m3氯气缓冲罐立式储罐机械设计 接受任务日期 2014.3.3 完成任务日期 2014.4.15 指 导 教 师 指导教师单位 新疆工程学院 设计目标 1 0.8 m3氯气缓冲罐立式 储罐机械设计说明书。 2 0.8 m3氯气缓冲罐立式储罐机械强度计算书。 3 0.8 m3氯气缓冲罐立式储罐机械施工图和零件图。 设计要求
2、1 按照给定的设计参数,执行 GB150钢制压力容器标准,完成设计目标。 2 了解一般常规压力容器的设计方法和过程。 3 掌握压力容器设计标准的使用,标准零件的选择,非标零件的设计方法。 教师指导过程记录 参考资料 张康达,洪起超 .压力容器手册 . 北京 :劳动人事出版社 王志文,蔡仁良 . 化工容器设备 . 北京:化学工业出版社 左景伊 . 腐蚀收据 手册 . 北京: 北京工业出版社 新疆工程学院毕业设计成绩表 学 生 姓 名 专 业 班 级 设 计 题 目 0.8m3氯气缓冲罐立式储罐机械设计 考 核 项 目 考 核 内 容 满 分 评 分 一、 指导教师评分 1、工作态度与纪律 10
3、2、基本理论、基本知识、基本技能和外文水平 10 3、独立工作能力、分析和解决问题能力 10 4、完成任务的情况与水平(论文与实物硬件质量) 10 指导教师签字: 年 月 日 二、 评阅教师评分 1、论文质量(正确性、条理性、创造性和实用性) 15 2、成果技术水平(理论分析、计算、实验和实物性能) 15 评阅教师签字: 年 月 日 三、 答辩小组评分 1、完成任务书所规定的内容和要求 5 2、论文与实物的质量 5 3、课题设计内容的讲述 10 4、回答问题的正确性 10 答辩组长签字: 年 月 日 四、答辩小组成绩评定: 负责人签字: 年 月 日 五、答辩委员会意见: 答辩委员会主任签字:
4、年 月 日 氯气缓冲罐 摘要: 本文扼要介绍了氯气缓冲管的特点及在工业中的应用和发展,详细的阐述了氯气缓冲管的结构及强度设计计算及校核。 参照 课本及 压力容器设计手册 ,综合考虑各种因素,结构设计需要选择适用合理、经济的结构形式,同时满足制造、检修、装配、运输和维修等技术要求;而强度计算的内容包括筒体材料,确定主要结构尺寸,满足强度、应力等技术要求,根据设计压力确定壁厚,是氯气缓冲罐有足够的腐蚀裕度,从而使设计结果达到最优化组合。 设计结果满足用户要求,安全性与经济性及环保要求均合格。 关键词: 氯气缓冲罐,结构设计,强度设计,补强计算 Chlorine Buffer Tube Abstra
5、ct: This paper briefly introduces the application and the development and characteristics of chlorine buffer tube in industry,detailed description of the structure design and strength calculation and checking of chlorine buffer tube. Reference books and “pressure vessel design manual,considering var
6、ious factors, structure design need to select the structure reasonable, economical,and meet the requirements of manufacture, maintenance,assembly, transport and repair technology; and the strength calculation of the content including the tube body material, determination of main dimensions, satisfie
7、s the requirement of strength, stress etc. technology,according to the design pressure to determine the thickness of chlorine buffer vessel, is sufficient corrosion allowance, so that the design results to achieve the optimum combination. The design results meet user requirements,safety and economic
8、 and environmental requirements are qualified Keywords:chlorine buffer tube, structure design, strength design, reinforcement calculation 目 录 1 绪论 . 1 2 缓冲罐介绍 . 2 2.1 缓冲罐的工作原理: . 2 2.2 缓冲罐的作用: . 2 3 结构设计 . 3 3.1 设备设计主要技术指标 : . 3 3.2 罐体结构设计 . 3 3.3 圆筒的设计 . 3 3.4 封头设计 . 4 3.5 校核 . 5 3.5.1 校核罐体一封头液压试验强
9、度 . 5 3.5.2 校核罐体一封头水压试验强度 . 6 4 支腿的设计 . 6 4.1 罐体质量 1m . 7 4.2 封头质量 2m . 7 4.3 氯气质量 3m . 7 4.4 附件质量 4m . 7 5 容器法兰设计 . 9 6 接管设 计 .10 6.1 氯气进料管 .10 6.2 氯气出料管 .10 6.3 事故接管 . 11 6.4 接管补强 .12 7 焊接结构设计 .14 7.1 焊缝的布置 .14 7.2 焊接方法 .14 7.3 焊缝顺序 .14 7.3.1 罐底的焊接顺序 .15 7.3.3 罐壁的焊接顺序 .15 8 压力计的选择 .16 9 设备的维护 .18
10、参考文献 .21 致谢 .22 毕业设计 计算说明书 1 1 绪论 缓冲罐被广泛应用于中央空调、锅炉、热水器、变频、恒压供水设备中,其缓冲系统压力波动,消除水锤起到稳压卸荷的作用,在系统内水压轻微变化时,缓冲罐气囊的自动膨胀收缩会对水压的变化有一定缓冲作用,能保证系统的水压稳定,水泵不会因压力的改变而频繁的开启。 缓冲水箱在工 程中应用非常广泛,而且不同的场合有不同的名称,比如中间存储容器、滞留罐、平衡罐、储液器、混合罐、中和容器等等。其实基于以上的说法,我们可以下一个通用的定义。缓冲罐就是这样一种装置,它能够使得运行更平稳。它的介质可以是液体,也可是气相或固相的物质。名义上,可以将它分为两类
11、: I)扰动衰减类; II)独立运行类。本文介绍的应用在空调闭式水系统中冷冻水缓冲水箱,它的介质是水,属于II 类。 本次课程设计的内容是氯气缓冲罐,其设计分析包括圆筒的设计 、封头设计、支腿的设计、容器法兰的设计、接管设计。其中以结构设计最为重要 ,氯气缓冲罐为内压容器( PN=1.6MPa) ,综合各种因素得出结论:本罐设计三个接管,分别为:进料管 a、出料管 b、排事故接管 c。根据罐内气体氯气的腐蚀性及其它特性来选择材料,根据材料的加工性能、检修清洗的要求等因素决定采用哪种类型的压力容器。 毕业设计 计算说明书 2 2 缓冲罐介绍 缓冲罐按结构可分为隔膜式和气囊式两种, 对隔膜式缓冲罐
12、来讲,其罐体和隔膜之间预充有一定压力的 氯 气,气囊式缓冲罐是罐体可气囊之间预充有一定压力的 氯 气 。 2.1 缓冲罐的工作原理: 由 上面其结构可知:当缓冲罐用于系统中时,由于系统压力 比预充气体的压力,所以会有一部分工作介质进入气囊内(对隔膜式来讲是进入罐体内),直到达到新的平衡,当系统压力再度升高,系统压力再次大于预充气体的压力,又会有一部分介质进入囊内,压缩囊和罐体间的气体,气体被压缩压力升高,当升高到跟系统压力一致时,介质停止进入,反之,当系统压力下降,系统内介质压力低于囊和罐体间的气体压力,气囊内的水会被气体挤出补充到系统内,使系统压力升高,直到系统工作介质压力跟囊和罐体间的气体
13、压力相等,囊内的水不再外系统补给,维持动态的平衡。 2.2 缓冲罐的作用: 缓冲罐主要用于 各种系统中缓冲系统的压力波动,使系统工作更平稳,其原理是通过压缩罐内压缩气来实现,被广泛应用于供水设备和中央空调系统等,结构有隔膜式缓冲罐和气囊式两种,前者由于罐体容易生锈已逐步淡出市场,气囊式缓冲罐主要为意大利品牌,如意大利第一品牌 Aqua system 缓冲罐。 毕业设计 计算说明书 3 3 结构设计 3.1 设备设计主要技术指标 : 表 3-1 主要指标 项目 数值 最高工作压力, aMP 1.2 工作温度, 0C 常温 设备容积, 3m 0.8 介质 氯气 3.2 罐体结构设计 根据 0.8
14、m3储罐,长径比按 1: 1.5,选择直径 800mm, 则储罐的高度 1.5m。考虑到两端椭圆封头的高度,选择筒体的高度 1.5m。 根据 JB/T 4737 标准椭圆封头, DN800 标准椭圆封头(直边 40mm)容积 0.617m3。 则容积是 HDVV 42 21 5.14 8.00871.02 2 39278.0 m 38.0 m 3.3 圆筒的设计 a.材料:由于工作介质为氯气(剧毒)以及容器的使用条件,综合经济等选材料为 16MnR 毕业设计 计算说明书 4 b.壁厚 根据式( 12 5) ctic PDP 2 设计温度 T=100 ,由于该压力容器装无安全释放装置,设计压力不
15、低于安全阀开启压力 1.01.10 倍的工作压力,故 M p ap 32.12.11.1c 设计压力MPaPc 32.1 ,设计温度 T=100 mmDi 800 , MPat 170 , MPas 345 , 1.0 (双面焊接对接接头, 100%无损检测,表 12 8)取mmC 42 , 于是 mm12.332.111 7 02 8 0 032.1 12.7412.32 Cd 根据 12.7d ,由表 12 9查得 1 0.6C mm ,又该值大于名义厚度的 6%,所以钢板厚度负偏差不可忽略 mmCdn 72.76.012.71 圆整后取 mmn 8 确定选用 mmn 8 厚的 16MnR
16、 钢板制作罐体 3.4 封头设计 表 3-4 封头参数表 公称直径Dg 曲边高度 H-h( mm) 直边高度 h( mm) 内表面积 F ( m2) 容积 V( m3) 厚度 s( mm) 800 200 40 0.792 0.0871 8 毕业设计 计算说明书 5 图 3-4 封头结构 采用用标准椭圆形封头 计算封头厚度 厚度 按式( 12 21) ctic PDP 5.02 0.1 于是 mm11.332.15.0-11 7 02 8 0 032.1 mmCCC 6.446.021 mmCn 86.411.3 圆整圆整量 确定选用 mmn 8 厚的 16MnR 钢板制作封头 3.5 校核 3.5.1 校核罐体一封头液压试验强度 圆筒壁在试验压力下的计算应力 ee eiTT DP 9.02 式中 M p apptT 65.1132.125.125.1