1、 课程设计 说明书 SPECIFICATION 25m3液氨储罐设计 学 院 ： 班 级 ： 姓 名 : 学 号 : 指导教师 : 完成时间 : - 1 - 目录 任务书 第一章 工艺设计 1.1存储量 1.2设备的选型及轮廓尺寸 第二章 机械设计 2.1结构设计 2.1.1筒体及封头设计 材料的选择 筒体壁厚的设计计算 封头壁厚的设计计算 2.1.2接管及接管法兰设计 接管尺寸选择 管口表及连接标准 接管法兰的选择 垫片的选择 紧固件的选择 2.1.3人孔的结构设计 密封面的选择 人孔的设计 2.1.4 核算开孔补强 2.1.5支座的设计 - 2 - 支座的选择 2.1.6液面计及安全阀选择
2、 2.1.7总体布局 2.1.8焊接接头设计 2.2强度校核 参考文献 - 3 - 任务书 25 立方米液氯储罐设计 课程设计要求及原始数据（资料） 一、 课程设计要求： 1、 按照国家压力容器设计标准，规范进行设计，掌握典型过程设备设计的过程。 2、 设计计算采用手算，要求设计思 路清晰，计算数据准确、可靠。 3、 工程图纸要求计算机绘图。 4、 独立完成。 二、 原始数据： 序号 项目 数值 备注 1 名称 液氯储罐 2 用途 液氯储存站 3 最高工作压力 1.6 由介质温度确定 4 工作温度 5 公称容积 25 6 工作压力波动情况 可不考虑 7 装量系数 8 工作介质 液氯（高度危害）
3、 9 使用地点 太原市，室 内 - 4 - 课程 设计主要内容： 1、 设备工艺设计 2、 设备结构设计 3、 设备强度计算 4、 技术条件编制 5、 绘制设备总装配图 6、 编制设计说明书 应交出的设计文件（论文）： 1、 设计说明书一份 2、 总装配图一张（折合 A1 图纸一张） - 5 - 摘要 液氯为黄绿色的油状液体，有毒，在 15时比重为 1.4256，在标准状况下，沸点为 -34.6，凝固点为 -101.5。在水分存在下对钢铁有强烈腐蚀性。液氯为基本化工原料，可用于冶金、防止、造纸等工业，并且是合成盐酸、聚氯乙烯、塑料、农药的原料。用高压钢瓶包装，净重 500kg、 1000kg；
4、槽车罐装 ，净重 25 吨左右 /罐。贮于阴凉 干燥通风处，防火、防晒、防热。 项目 指标 一等品 二等品 氯含量， % 99.8 99.6 99.6 水份含量， % 0.015 0.030 0.040 技术指标： GB-T5138-1996 危害特性：液氯不会燃烧，但可助燃。一般可燃物大都能在氯气中燃烧，一般易燃气体或蒸汽也都能与氯气形成爆炸性混合物 。氯气能与许多化学品如乙炔、松节油、乙醚、氨、燃料气、烃类、氢气、金属粉末等猛烈反应发生爆炸或生成爆炸性物质。它几乎对金属和非金属都有腐蚀作用。 - 6 - 第一章 工艺设计 1.1 存储量 盛装液化气体的压力容器设计 存储量 tVW 式中：
5、W 储存量， t； 装载系数； V 压力容器容积； t 设计温度下的饱和溶液的密度， 3mt ； 根据设计条件 tVW = tt 9 9 7 5.335 1 1.1259.0 1.2 设备的选型及轮廓尺寸 查表容器参 数可得： 筒体的公称直径 2200iD mm ,长度5800L mm ，计算体积 3=25.7Vm计 选用 EHA椭圆封头，查 EHA 椭圆形封头内表面积及容积表可得：深度 590H mm ，内表面积 25.5229Am ，容积 31.5459Vm封 第二章 机械设计 2.1 结构设计 2.1.1筒体及封头设计 .材料的选择 常见的压力容器用碳 素钢和低合金钢钢板有 Q245，
6、Q345R，- 7 - Q370R 等；无缝钢管材料有 10， 20, nM16 等。考虑到该容器的 内径为2100mm，所以选用筒体由钢板卷制而成，由于低合金钢有较高的强度，良好的塑性，价格相对较低，所以选用 Q345R。 .筒体壁厚设计计算 I.设计压力 液氯储罐的工作温度 -20 50，故选取设计温度 t=50，由本次的化工设备机械基础课程设计指导书查得，该温度下液氯的绝对饱和蒸汽压为 1.430MPa。由于通常的设计压力在 没有说明的情况下，均指表压在本次设计中的液氯储罐上装有安全阀，通常认为设计压力为工作压力的 1.05 1.10 倍，所以 安全阀的开启压力为 ，(1 .0 5 1
7、.1 0 ) 1 .5 0 1 5bwpp， 因为 bpp ,所以 1.6p MPa ， 公称压力选1.6MPa。 II.液柱静压力 由化工设备机械基础课程设计指导书查得，液氯的密度为1511 3m ，内径 2100mm由 各地区重力加速度表查的太原地区的 29.79684 /g m s ，则根据公式 ip gD静 可 a0414.0 MPP 静 III.计算压力 cp 因为 %5%8.2 PP静 ，所以可忽略静压力的影响。即 1.6cp p M Pa IV.设计温度下材料的许用应力 t t 为 C。 5020 ，假设筒体厚度为 mm163 ， 由材料许用应力表可得 RQ345 的 MPat
8、189 V.焊接接头系数 - 8 - 本次液氯储罐的设计采用 双面 对接 焊的全焊透对接 接头， 局部 无损检测，所以 =0.85。 VI.内压容器的计算厚度 根据内压容器的计算厚度公式 【 2】 ： 。 1 . 6 2 2 0 0 1 1 . 0 12 1 8 9 0 . 8 5 1 . 62 cit cpD mmp 取腐蚀裕量 2 4mmC ， 所以设计厚度 2 1 5 .0 1d C m m 。 由于 GB 713锅炉和压力容器用钢钢板和 GB 3513低温压力容器用低合金钢板中列举的锅炉和压力容器专用钢板的厚允许偏差按GB/T 709 中的 B类要求，即厚度 负偏差 mmC 3.01
9、。 另外 取 负偏差 mmC 3.01 ， 所以名义厚度 1 15.30d C m m ，经过圆整后为 16mm ,在 mm163 之间，故假设是成立的。 .封头壁厚的设计计算 标准椭圆形封头的计算厚度 根据标准椭圆形封头的计算厚度公式： 1 . 6 2 2 0 0 1 0 . 9 82 1 8 9 0 . 8 5 0 . 5 1 . 62 0 . 5cit cpD mmp 取腐蚀裕量 2 4C mm ， n 经过圆整后为 16mm . 可见标准椭圆形封头与筒体等厚 2.1.2 接管及接管法兰设计 1，本次设计所用的接管的尺寸表如下所示： - 9 - 公称尺寸 外径 壁厚o ntd 用途或名称
10、 理论质量 /kgm DN80 89 5 液氯进口管 10.36 DN80 89 5 排气管 10.36 DN100 108 5 备用口 12.70 DN80 89 5 液氯出口管 10.36 DN80 89 5 安全阀接口 10.36 DN80 89 5 放净口 10.36 DN20 25 5 液位计接口 3.33 DN25 32 5 压力计口 3.33 2,本次设计所用的接管及管口表如下 表 2 管口表 接管代号 公称尺寸 连接尺寸标准 连接面形式 用途或名称 A DN80 HG20595-2009 FM 液氯进口管 B DN80 HG20595-2009 FM 排气管 E DN100 H
11、G20595-2009 FM 备用口 PI DN80 HG20595-2009 FM 液氯出 口管 SV DN80 HG20595-2009 FM 安全阀接口 C DN80 HG20595-2009 FM 放净口 D DN25 HG20595-2009 FM 压力计口 LG DN20 HG20595-2009 FM 液位计接口 3 接管法兰的选泽 查压力容器中化学介质毒性危害和爆炸危害程度分类 HG-20660-2000 得：液氯的毒性为高等危害，故采用带颈对焊法兰，密封面为凹凸面，带加强环的缠绕式垫片和专用级紧固件结合。根据设计压力为 1.6p MPa ， 操作温度为 2050 ，故采用锻件，材料选Q345R，类别为 1C1，由于设计压力为 1.6p MPa ，查中华人民共和国化工行业标准 .HG/T 20592-2009 得， PN16 材料 Q345R 为的钢制管法兰材料的最大允许工作压力 16.0bar,因此该法兰的公称压力为 PN16，由于 PN 25,但介质有毒，所以采用专用级全螺纹螺柱和 型六角螺母 接管的法兰结构如下：
