33M3液氯储罐设计毕业设计（论文）word格式.doc

课 程 设 计 说 明 书学生姓名： 学 号： 学 院： 专 业： 题 目： 指导教师： 职称: 2009年07月10日 课程设计任务书 2008/2009 学年第 二 学期学 院： 专 业： 学 生 姓 名： 学 号 课程设计题目： 33M3液氯储罐设计 起 迄 日 期： 课程设计地点： 指 导 教 师： 系 主 任： 下达任务书日期: 课 程 设 计 任 务 书1设计目的：设计目的1) 使用国家最新压力容器标准、规范进行设计，掌握典型过程设备设计的全过程。2) 掌握查阅和综合分析文献资料的能力，进行设计方法和设计方案的可行性研究和论证。3) 掌握电算设计计算，要求设计思路清晰，计算数据准确、可靠，且正确掌握计算机操作和专业软件的使用。4) 掌握工程图纸的计算机绘图。2设计内容和要求（包括原始数据、技术参数、条件、设计要求等）：1 原始数据设计条件表序号项 目数 值单 位备 注1名 称液氯储罐2用 途液氯储存站3最高工作压力1.463MPa由介质温度确定4工作温度-20455公称容积（Vg）10/16/20/25M36工作压力波动情况可不考虑7装量系数(V)0.98工作介质液氯（高度危害）9使用地点室内10安装与地基要求11其它要求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液位计接口空气进口管空气出口管液氯进口管液氯出口管安全阀接口压力表接口人 孔课 程 设 计 任 务 书2设计内容1）设备工艺、结构设计；2）设备强度计算与校核；3）技术条件编制；4）绘制设备总装配图；5）编制设计说明书。3设计工作任务及工作量的要求包括课程设计计算说明书(论文)、图纸、实物样品等：1）设计说明书：主要内容包括：封面、设计任务书、目录、设计方案的分析和拟定、各部分结构尺寸的设计计算和确定、设计总结、参考文献等； 2）总装配图设计图纸应遵循国家机械制图标准和化工设备图样技术要求有关规定，图面布置要合理，结构表达要清楚、正确，图面要整洁，文字书写采用仿宋体、内容要详尽，图纸采用计算机绘制。 课 程 设 计 任 务 书4主要参考文献：1 国家质量技术监督局，GB150-1998钢制压力容器，中国标准出版社，19982 国家质量技术监督局，压力容器安全技术监察规程，中国劳动社会保障出版社，19993 全国化工设备设计技术中心站，化工设备图样技术要求，2000，114 郑津洋、董其伍、桑芝富，过程设备设计，化学工业出版社，20015 黄振仁、魏新利，过程装备成套技术设计指南，化学工业出版社，20026 国家医药管理局上海医药设计院，化工工艺设计手册，化学工业出版社，19967 蔡纪宁主编，化工设备机械基础课程设计指导书，化学工业出版社，2003年5设计成果形式及要求：1）完成课程设计说明书一份； 2）草图一张（A1图纸一张）3）总装配图一张 (A1图纸一张)； 6工作计划及进度：2009年06月29日：布置任务、查阅资料并确定设计方法和步骤 06月30日07月02日：机械设计计算（强度计算与校核）及技术条件编制07月03日07月09日：设计图纸绘制（草图和装配图）07月08日07月09日：撰写设计说明书07月10日：答辩及成绩评定系主任审查意见： 签字： 年 月 日目录一 前言 1二 工艺设计及结构设计 1 工艺设计 1 2 结构设计 1 3 垫片及螺栓选择 3 4 补强圈补强及附件选择 4三 参考文献 6四 结束语 7五 校核 1 内压圆筒校核 8 2 左封头计算 9 3 右封头计算 10 4 鞍座校核 11 5 开孔补强计算 12 6 法兰校核 13前言本说明书为33液氯储罐设计说明书。本文采用分析设计方法，综合考虑环境条件、液体性质等因素并参考相关标准，按工艺设计、设备结构设计、设备强度计算的设计顺序，分别对储罐的筒体、封头、鞍座、人孔、接管进行设计，然后采用1SW6-1998对其进行强度校核，最后形成合理的设计方案。由于能力有限，不足之处敬请指正。工艺设计及结构设计1.工艺设计盛装液化气体的压力容器设计存储量 W=V式中， 装载系数=0.9 压力容器容积V=33 设计温度下饱和液体密度=1314 kg/m3 则 ：存储量W=13.05t 工作温度为 -2048 则取设计温度为5050液氨的饱和蒸汽压为1.330MPa则 P=1.1P=1.1*1.33=1.463 MPa 2.结 构 设 计 结构设计a.筒体和封头的结构设计：筒体设计：L/D=36;取L/D=4 L/4=33圆整得D=2300 mm 查得封头尺寸为: V=1.35m h=525mm h=40mm由2V +L/4=29 得L=7.493mm 圆整得 L=7500mm 则L/D= 3.26 符合要求.则V =2 V+L/4=34.678 m V =V=31.2102 m当量静液压 L =L+4H/3=7.96125m L= V则 r=1.117m h=2r=2.234静液压：P=gh=0.029MPa P×5%=0.07315 MPa > P 则P可以忽略.筒体厚度 ： = PcDi/(2-Pc)=9.94 mm取 C1=0 C2=4 n=+C1+C2=13.94mm 经圆整 n取15mm椭圆型封头的厚度 ：= PcDi/(2-0.5Pc)=9.92mm取 C1=0 C2=4 n=+C1+C2=13.92mm 经圆整 n取15mm水压试验：P=1.25Pc/ 取则 P=1.25Pc=1.25*1.782=2.025经校核 P (Di+e)/2e0.9b 符合要求.b.接管和接管法兰的设计 法兰工程压力取P=2.5Mpa接管外伸比度：（接管垂直于壳壁，采用焊接法兰L50mm）3.垫片及螺栓的选择表3.1垫片凹凸面用MFM型（mm）公称通径垫片内径垫片外径垫片厚度2027501.580891201.51001151491.54504805233表3.2与法兰配用的螺柱长度和质量：公称直径 螺纹数量螺柱长度mm 和螺柱质量KgL11质量L12质量L22质量L33质量20M1247049.97049.97049.97553.480M168100131100131100131105137100M208110225110225105215120246450M33X22018010331709761659471951120 表3.3带颈对焊和螺纹法兰尺寸与质量：公称通径钢管外径连接尺寸法兰厚度颈部过渡园解径带颈对焊法兰高度质量钢管外径螺栓孔中心园直径螺孔直径螺孔数目螺纹径根直径径的焊端厚度径的直边厚度短径高径短径高径202510575144M12164403.2626401.031.058089200160188M162461105.61240581.865.03100108235190228M202461346.31244656.917.014504806706003620M33×2421252210208411063.771.5 4.补强圈补强及附件的选择表4.1补强圈补强接管公称直径DN/mm外径D/mm内径D/mm8018092450760462（ D=d+(612) ）c.人孔，视镜，液面计，压力计及安全阀的结构设计：人孔设计：选用带颈对焊法兰人孔：HG20599（MFM型）公称压力为：2.5Mpa；公称直径： 450mmdw×s=480×12; D=670 ;D1=600;d=450;b=4b;b1=40/39;b2=44螺柱数量为20；螺母数量为40；螺柱规格：M33×2×175人孔法兰及人孔盖封面尺寸：d=555,f1=4,x=523,y=524,f2=5视镜设计：采用带颈视镜，尺寸如下：公称直径Dg=50;公称压力 Pg=2.5Mp;D=130,D1=100,b1=34,b2=26,H=84螺柱数量6；螺柱直径M12；重量5.1Kg；材料不锈钢；标准图号：HGJ501-86-13液面计设计：采用磁化液面计；使用压力为P=1.6-16Mpa，液面计底部配阀门型和螺塞型都采用普通型；显示方式为跟踪型H，带上下跟踪报警器标准图图号：HG/T 2158493安全阀的设计：阀体材料：可锻铸铁；阀体公称压力：4.0Mpa;封面材料：铸铁；采用法兰连接型号：A44Y-160d.支座结构设计：采用鞍式A型支座 表4.2鞍座的设计： 公称直径允许载荷Q/kN高度底板腹板筋板垫板螺孔间距l鞍座质量/kg增高100mm所增质量/kglblbb弧长be2300412250166024012825620828882680400850146019120e.焊接接头的设计：采用V型对接接头和手工电弧焊 焊条类型：E5018 铁粉低氢钾型表4.3 筒体和封头的焊接：6206070b02p23 表4.4接管与筒体的焊接：50+5b2+0.5K1K1tH0.7t.材料选择:根据材料的使用条件；碳素钢和低合金钢的选用；温度和腐蚀介质的情况；选材时材料的供应类型，综合考虑选用16MnR.参考资料1) 国家质量技术监督局，GB150-1998钢制压力容器，中国标准出版社，19982) 国家质量技术监督局，压力容器安全技术监察规程，中国劳动社会保障出版社，19993) 全国化工设备设计技术中心站，化工设备图样技术要求，2000，114) 郑津洋、董其伍、桑芝富，过程设备设计，化学工业出版社，20015) 黄振仁、魏新利，过程装备成套技术设计指南，化学工业出版社，20026) 国家医药管理局上海医药设计院，化工工艺设计手册，化学工业出版社，19967) 蔡纪宁主编，化工设备机械基础课程设计指导书，化学工业出版社，2003年结束语终于完成了课程设计，其中我学到了很多，也认识到了CAD的重要性及操作性，我想对以后的发展会很有帮助。在整个设计工作中首先要感谢闫宏伟、陆辉山、王福杰等老师的辅导。内压圆筒校核计算单位计算条件筒体简图计算压力 Pc 1.49MPa设计温度 t 50.00° C内径 Di 2300.00mm材料 16MnR(热轧) ( 板材 )试验温度许用应力 s 170.00MPa设计温度许用应力 st 170.00MPa试验温度下屈服点 ss 345.00MPa钢板负偏差 C1 0.00mm腐蚀裕量 C2 4.00mm焊接接头系数 f 1.00厚度及重量计算计算厚度 d = = 10.14mm有效厚度 de =dn - C1- C2= 11.00mm名义厚度 dn = 15.00mm重量 6422.58Kg压力试验时应力校核压力试验类型 液压试验试验压力值PT = 1.25P = 1.8288 (或由用户输入)MPa压力试验允许通过的应力水平 sTsT£ 0.90 ss = 310.50MPa试验压力下圆筒的应力 sT = = 192.10 MPa校核条件 sT£ sT校核结果 合格压力及应力计算最大允许工作压力 Pw= = 1.61835MPa设计温度下计算应力 st = = 156.73MPastf 170.00MPa校核条件stf st结论 合格左封头计算计算单位 计算条件椭圆封头简图计算压力 Pc 1.49MPa设计温度 t 50.00° C内径 Di 2300.00mm曲面高度 hi 615.00mm材料 16MnR(热轧) (板材)试验温度许用应力 s 170.00MPa设计温度许用应力 st 170.00MPa钢板负偏差 C1 0.00mm腐蚀裕量 C2 4.00mm焊接接头系数 f 1.00厚度及重量计算形状系数 K = = 0.9161计算厚度 d = = 9.27mm有效厚度 de =dn - C1- C2= 11.00mm最小厚度 dmin = 6.90mm名义厚度 dn = 15.00mm结论 满足最小厚度要求重量 720.06 Kg压 力 计 算最大允许工作压力 Pw= = 1.77039MPa结论 合格右封头计算计算单位 计算条件椭圆封头简图计算压力 Pc 1.49MPa设计温度 t 50.00° C内径 Di 2300.00mm曲面高度 hi 615.00mm材料 16MnR(热轧) (板材)试验温度许用应力 s 170.00MPa设计温度许用应力 st 170.00MPa钢板负偏差 C1 0.00mm腐蚀裕量 C2 4.00mm焊接接头系数 f 1.00厚度及重量计算形状系数 K = = 0.9161计算厚度 d = = 9.27mm有效厚度 de =dn - C1- C2= 11.00mm最小厚度 dmin = 6.90mm名义厚度 dn = 15.00mm结论 满足最小厚度要求重量 720.06 Kg压 力 计 算最大允许工作压力 Pw= = 1.77039MPa结论 合格钢制卧式容器计算单位计 算 条 件 简 图设计压力 p1.463MPa设计温度 t50筒体材料名称16MnR(热轧)封头材料名称16MnR(热轧)封头型式椭圆形筒体内直径Di2300mm筒体长度 L7500mm筒体名义厚度 dn15mm支座垫板名义厚度 drnmm筒体厚度附加量 C4mm腐蚀裕量 C14mm筒体焊接接头系数 F1封头名义厚度 dhn15mm封头厚度附加量 Ch4mm鞍座材料名称鞍座宽度 bmm鞍座包角 °支座形心至封头切线距离 Amm鞍座高度 Hmm地震烈度 度开孔补强计算计算单位接 管: #, 480×15计 算 方 法 : GB150-1998 等 面 积 补 强 法, 单 孔设 计 条 件简 图计算压力 pc1.492MPa设计温度50壳体型式圆形筒体壳体材料名称及类型16MnR(热轧)板材壳体开孔处焊接接头系数1壳体内直径 Di2300mm壳体开孔处名义厚度n15mm壳体厚度负偏差 C10mm壳体腐蚀裕量 C24mm壳体材料许用应力t170MPa 接管实际外伸长度0mm接管实际内伸长度0mm接管材料16Mn(热轧)接管焊接接头系数1名称及类型管材接管腐蚀裕量4mm补强圈材料名称16MnR(热轧)凸形封头开孔中心至封头轴线的距离mm补强圈外径760mm补强圈厚度18mm接管厚度负偏差 C1t 1.875mm补强圈厚度负偏差 C1r 0mm接管材料许用应力t163MPa补强圈许用应力t163MPa开 孔 补 强 计 算壳体计算厚度 10.14mm接管计算厚度t2.069 mm补强圈强度削弱系数 frr0.959接管材料强度削弱系数 fr0.959开孔直径 d461.8mm补强区有效宽度 B923.5 mm接管有效外伸长度 h10mm接管有效内伸长度 h20 mm开孔削弱所需的补强面积A 4689mm2壳体多余金属面积 A1397.6 mm2接管多余金属面积 A20mm2补强区内的焊缝面积 A364 mm2A1+A2+A3=461.6 mm2 ，小于A，需另加补强。补强圈面积 A44832mm2A-(A1+A2+A3)4227mm2结论: 补强满足要求。