1、目录 毕业设计任务书 . 开题报告 . 指导教师审查意见 . 评阅教师评语 . 答辩会议记录 中文摘要 外文摘要 1 前言 . 1 2 选题背景 . 2 3 方案论证 . 2 4 工艺设计 . 3 4.1 液化石油气参数的确定 . 3 4.2 设计温度 . 3 4.3 设计压力 . 4 4.4 设计储量 . 5 5 机械设计 . 5 5.1 初步选型： .5 5.2 筒体设计 .5 5.3 封头设计 .6 6 壁厚设计 . 7 6.1 各项参数 .7 6.2 筒体壁厚设计计算 .8 6.3 封头壁厚设计与强度校核 .10 7 开孔补强和人孔的设计 . 11 7.1 人孔设计选型 .11 7.2
2、 人孔补强计算 .12 8 安全阀和液面计选型 . 15 8.1 安全阀的选型与校核 .15 8.2 液面计的选型 .18 9 接管，法兰，垫片和螺栓的选择 . 19 9.1、 接管和法兰 .19 9.2 垫片的选择 .22 9.3 螺栓（螺柱）的选择 .23 10 鞍座选型和结构设计 . 24 10.1 鞍座选型 .24 10.2 鞍座位置的确定 .27 11 焊接接头的设计 . 28 11.1 筒体和封头的焊接： .28 11.2 接管与筒体的焊接： .28 12 主要参数汇总表 . 28 13 总结 . 29 参考文献 . 30 致谢 . 32 1 前言 第 1 页 （共 32 页） 1
3、 前言 随着 石油化学 工业 的发展，液化石油气作为一种化工基本原料和新型燃料，已愈来愈受到人们的重视。在化工生产方面，液化石油气经过分离得到乙烯、丙烯、丁烯、丁二烯等，用来生产合塑料、合成橡胶、合成纤维及生产医药、炸药、染料等产品。然而 ,由于液化石油气具有易燃易爆的特性 ,与空气混合能形成爆炸性混合物 .遇热和明火有燃烧爆炸的危险。因此，液化石油气的储存安全性、可靠性、实用性、经济性就自然被作为设计液化石油气储罐的基本考虑因素。本次设计的 50立方米液化石油气储罐常用于乡镇的液化石油气加气站储存液化石油气，对于生产生活具有重要意义。 本次设计中综合考虑经济性、实用性、安全可靠性等。各项设计
4、参数都参考了行业使用标准或国家标准，这样使设计有章可循，并考虑结构方面的要求，合理进行设计。其设计包括了液化石油气储罐的工艺设计、机械设计、壁厚设计、人孔的开孔及补强、安全阀、液面计等部件的选型，对应的接管、法兰、垫片等选取，支座的选型，焊接头的设计等。 通过这些时间的学习，现在储罐的发展趋势为：（ 1）大型化 通过大量大型储罐的设计、建造和使用发现 ,采用大容量油罐储油具有节省钢材、减少占地面积、方便操作管理、减少油罐附件及管线长度和节省投资等优点 （ 2）新型材料的应用油罐的大型化而产生的主要问题之一就是对材料的要求更高。为了避免底层罐壁过厚带来的整体热处理问题和解决焊接问题 ,对于大型油
5、罐的设计 ,均采用高强度钢。大型油罐一般采用屈服强 490MPa 级的钢材。武钢联合有关单位自主研制的 WH610D2 钢板不仅具有高强度、高韧性 ,而且具有优良的焊接性能 ,尤其是能够适用于大线能量焊接工艺条件 对于公称容积小于 100立方的液化石油气储罐，目前国内研究已趋向于成熟，因此，这次的设计相对于其他小型储罐的设计没有太大的区别。安全性和经济性作为设计的两大准则。 50 液化石油气储罐设计 第 2 页 （共 32 页） 2 选题背景 题目来源：随着我国经济社会的全面发展 ,能源行业亦面临着巨大的发展空间。中国的能源结构中，煤炭占据着很大的比例，石油液化气作为一种较清洁能源，现在正被广
6、泛地使用。但是液化石油气具有遇明火易燃易爆的危险性和一定的毒，随之而来的问题就是液化石油气的储存问，液化石油气的储罐要求非常严格。因此，液化石油气储罐的设计对于日常生活和石油天然气行 业的发展就显得尤为重要。尤其是在安全性何方或防爆方面。液化石油气贮罐是盛装液化石油气的常用设备 , 常温贮罐一般有两种形式 : 球形贮罐和圆筒形贮罐。在一般中、小型液化石油气站内大多选用卧式圆筒形石油液化气贮罐 ,因为圆筒形石油液化气贮罐具有加工制造安装简单 , 安装费用少等优点。 卧式圆柱形 石油液化气贮罐 应用也极为广泛。由于它具有承受较高的正压和负压的能力，有利于减少油品的蒸发损耗，也减少了发生火灾的危险性
7、。 本课题的目的：本课题所设计的储罐公称容积为 50立方米，属于小型储罐，这种小型储罐 应用也极为广泛。由于它具有 承受较高的正压和负压的能力，有利于减少油品的蒸发损耗，也减少了发生火灾的危险性。它可在机械，一成批制造，然后运往工地安装，便于搬运和拆迁，机动性较好。缺点是容量一般较小，用的数量多，占地面积大。它适用于小型分配油库、农村油库、城市加油站、部队野战油库或企业附属油库。在大型油库中也用来作为附属油罐使用，如放空罐和计量罐等 。本课题所设计的液化石油气储罐对于日常生活生产具有重要意义。 3 方案论证 根据本次设计的储罐容量为 50 立方米，而且使用地点问湖北荆州，设此储罐在液化石油气加
8、气站使用。此储罐容量小于 100 立方 米，根据经验，选用卧式储罐；根据液化石油气大体的成分，初步计算出液化石油气的设计压力为 1.9MP 左右，故根据化工工艺设计手册（下）常用设备系列， Pc50m3 公称容积误差小于百分之五 且比较接近，所以结构设计合理。 5 0 .1 3 2 3 5 0 0 .3 % 5 %50e 6 壁厚设计 第 7 页 （共 32 页） 6 壁厚设计 6.1各项参数 （ 1）设计温度 T=50。 （ 2）差得液化石油气的密度约为 580Kg/m3,设计压力 P=1.92MPa，液体静压力2LP = g h = 5 8 0 9 . 8 2 . 7 = 1 5 3 4
9、. 6 8 P a 5 % P = 9 . 6 1 0 P a 水 ，由计算可知液体静压力可以忽略不计。 （ 3）材料选择：根据介质的易燃易爆、有毒、有一定的腐蚀性等特性，存放温度为 -2048，最高工作压力等条件。根据 GB150-1998 表 4-1，选用筒体材料为低合金钢 16MnR（钢材标准为 GB6654） t=185MPa。选用 16MnR 为筒体材料，适用于介质含有少量硫化物，具有一定腐蚀性，壁厚较大（ 8mm）的压力容器。 （ 4）腐蚀裕量 C2：查腐蚀数据手册， Q345R 耐天然气腐蚀，其 aK 0.1mm/y这 里取 aK =0.1mm/y ，若设计寿命为 20 年，则腐
10、蚀余量取为 2aC = B K = 2 0 0 .1= 2 m m 。 （ 5）焊缝系数 ：根据压力容器安全技术监察规程规定，液化石油气储罐应视为第三类压力容器，筒体纵焊缝应采用全焊透双面焊缝，且 100%无损探伤，所以 1.0 。 （ 7）液柱静压力：根据设计为卧式储罐，所以储存液体最大高度 h maxD=2600mm。 P 静（ max） = gh max gD=580 9.8 2.3=14.05Kpa 3m a x 61 4 . 0 5 1 0/ 1 0 0 % 0 . 5 6 % 5 %2 . 1 4 1 7 1 0cPP 静可以忽略不记。 （ 7）许用应力：假设钢板厚度在 1635m
11、m 之间，查表 3.1 得 50 =185 aMP 。 表 5 1635 钢板许用应力 16MnR 在下列温度（）下的许用应力（ MPa） 20 100 185 185 50 液化石油气储罐设计 第 8 页 （共 32 页） （ 8）钢板负偏差 C1：对于低 碳钢和低合金钢，需满足腐蚀裕度 C2 1mm，取 C2=2mm 查标准 HG20580-1998钢制化工容器设计基础规定表 7-1 知，钢板厚度负偏差 C1=0.25mm。而当钢材的厚度负偏差不大于 0.25mm，且不超过名义厚度的 6%时，负偏差可以忽略不计，故取 C1=0， C=C1+C2=2+0 =2。 6.2筒体壁厚设计计算 6.
12、2.1 壁厚计算 根据 GB150，初选厚度为 625mm，最低冲击试验温度为 -20，热轧处理。 2 . 1 4 1 7 2 6 0 0= 1 6 . 0 2 m m2 - 2 1 8 5 0 . 9 2 . 1 4 1 7cit cPD P （ 6） d= +C2=16.02+2=18.0mm ， n= d+C1=16.51+0=16.51mm 圆整后取名义厚度 n=18mm ， t没有变化，故取名义厚度 18mm 合适。 式中： 筒体的计算厚度， mm； cP 计算压力， MPa； 焊接接头系数； iD 筒体的内直径， mm； t 设计温度下筒体材料的许用应力， MPa； 1.92cP MPa ， 1 ， 2600iD ， 185t MPa 6.2.2 筒体水压试验校核 对于 Q345R 材料，试验时水温应高于 5，其常温许用应力 和在试验压力下的许用应力 =1 6 3 at MP ，屈服点 y=325Mpa ，卧置试压。内压容器液压试验2 cit cPD P
