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前 言

本设计是针对《化工设备机械基础》这门课程所安排的一次课程设计，是对这门课程的一次总结，要综合运用所学的知识，查阅相关书籍,小组团结合作共同完成设计。

本设计的液料为液氨。液氨，又称为无水氨,是一种无色液体.氨作为一种重要的化工原料，应用广泛,为运输及储存便利，通常将气态的氨气通过加压或冷却得到液态氨。液氨在工业上应用广泛，而且具有腐蚀性，且容易挥发，所以其化学事故发生率相当高。氨作为一种重要的化工原料,应用广泛.分子式NH3，分子量17。03，相对密度0.7714g/L,熔点-77。7℃,沸点-33.35℃，自燃点651.11℃，蒸汽压1013。08kPa(25.7℃)。

设计基本思路：设计压力容器要求根据化工生产工艺提出的条件，确定容器设计所需参数(P、T、D），选定材料和结构形式，通过强度计算确定容器筒体及封头壁厚。对已制定材准的受压元件，可直接选取。而本设计容器为18m3的液氨储罐,所以要求结合所学到的知识和利用身边可以查到的资料对18m3的液氨储罐进行设计.

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.

液氨储罐属于化工常见的储运设备,一般可分解为筒体,封头，法兰，人孔，手孔，支座及管口等几种元件。储罐的工艺尺寸可通过工艺计算及生产经验决定.

液氨储罐是合成氨工业中必不可少的储存容器，所以本设计过程的内容包括容器的材质的选取、容器筒体的性状及厚度、封头的性状及厚度、确定支座，人孔及接管、开孔补强的情况以及其他接管的设计与选取。

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本设计综合考虑环境条件、介质的理化性质等因素,结合给定的工艺参数，机械按容器的选材、壁厚计算、强度核算、附件选择、焊缝标准的设计顺序，分别对储罐的筒体、封头、人孔接管、人孔补强、接管、管法兰、液位计、鞍座、焊接形式进行了设计和选择。设备的选择大都有相应的执行标准，设计时可以直接选用符合设计条件的标准设备零部件，也有一些设备没有相应标准，则选择合适的非标设备。

各项设计参数都正确参考了行业使用标准或国家标准,这样让设计有章可循,并考虑到结构方面的要求，合理地进行设计。此次设计主要原理来自《化工设备机械基础》一书以及其他参考资料。

因为的知识有限，此次设计又是小组成员的首次设计,所做出的设计存在许多缺点和不足，请老师做出批评和指正。最后感谢老师对这次课设的评阅.

第十三小组 2011年11月

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第一章 绪论

1.1设计符号说明

英文字母

α---容器的设计寿命,y； Di—-—贮罐内径，mm;

σt-——钢板的许用应力，MPa

P———液氨的饱和蒸汽压,MPa

C1———钢板厚度负偏差, mm; C2——-介质的腐蚀裕量， mm；

希腊字母

———罐体计算厚度, mm；

d-——罐体设计厚度， mm；

n-—-罐体的名义厚度, mm;

e———罐体的有效厚度， mm；

———圆整值，mm

———腐蚀速率,mm/y

———焊接接头系数

1.2 设计任务

设计一液氨贮罐。工艺条件：温度为40℃,氨饱和蒸气压1.55MPa，容积为18m3。 3

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1。3 设计思路

综合运用所学的机械基础课程知识，本着认真负责团结合作的态度，对储罐进行详细设计。在设计过程中综合考虑了经济性，实用性，安全可靠性，各项设计参数都正确参考了行业使用标准或国家标准,这样让设计有实际意义，并考虑到结构方面的要求,合理地进行设计，研究出最佳方案。

1。4 设计特点

容器的设计一般由筒体、封头、法兰、支座、接口管及人孔等组成。常、低压化工设备通用零部件大都有标准，设计时可直接选用。本设计书主要介绍了液罐的的筒体、封头的设计计算,低压通用零部件的选用。

各项设计参数都正确参考了行业使用标准或国家标准，这样让设计有章可循，并考虑到结构方面的要求,合理地进行设计。

1。5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； 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）。

1。6技术要求

（一）本设备按GBl50-1998《钢制压力容器》进行制造、试验和验收

（二）焊接材料，对接焊接接头型式及尺寸可按GB985-80中规定（设计焊接接头系数

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1.0）

（三）焊接采用电弧焊，焊条型号为E4303

（四)壳体焊缝应进行无损探伤检查,探伤长度为100％

第二章 设计参数确定

2。1 设计温度

题目中给出设计温度取40C

2。2 设计压力

在夏季液氨储罐经太阳暴晒，随着气温的变化，储罐的操作压力也在不断变化.通过查阅资料可知包头最高气温为40。4℃，通过查表可知，在40℃ 时液氨的饱和蒸汽压（绝对压力)为1。55MPa，密度为580kg/m3,而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1.05Pw（已知Pw1.55MPa表压）所以

P1.05Pw1.6MPa。

2。3 腐蚀余量

查《腐蚀数据手册》16MnR耐氨腐蚀，其0.1mm/y，若设计寿命为15年，则

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C2150.11.5mm

2。4焊缝系数

该容器属中压贮存容器，技《压力容器安全技术监察规程》规定，氨属中度

毒性介质，容器筒体的纵向焊接接头和封头基本上都采用双面焊或相当于双面焊的全焊透的焊接接头,所以取1.0或0.85常见。得选取按下表选择：

表2.1 焊接接头系数

序号 焊接接头结构 焊接接头系数 全部无损探伤 局部无损探伤 1 双面焊或相当于双面焊的全焊透对接焊接接头 2 单面焊的对接焊接接头,在焊接过程中沿焊缝根部全长有紧贴基本金属的垫板 此储罐采用100％无损探伤，故1.0

1.0 0。85 0.9 0。85 2.5 容器直径

考虑到压制封头胎具的规格及标准件配套选用的需要，容器的筒体和封头的直径都有规定.此储罐设计的公称直径（内径）选择Di2200mm。

表2。2 公称直径Di

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公称直径Di 300、400、500、600、700、800、900、1000、1200、1400、1600、1800、2000、2200、2400、2600、2800、3000、3200、3400、3600、3800、4000

2.6 许用应力

40oC温度时，16MnR钢材的许用应力表，知t170.0MPa

表2。3 400C温度时，16MnR钢材的许用应力表

钢材厚度nmm ＜16 16～36 36~60

许用应力tMPa 170 163 157 屈服极限sMPa 345 325 305 2.7、材料选择

根据液氨贮罐的工作压力（P1.60MPa作为设计压力）、工作温度（最高工作温度为40C)和介质的性质可知该设备为一中压常温设备，介质对碳钢的腐蚀作用很小,主要考虑的强度指标（指s和b）和塑性指标适合的材料有:A3R、20g、16MnR、15MnVR、20R。为了节省金属，高压设备应优先选取普通低合金钢、中强度。凡属强度计算为主要的中压设备亦以采用普通低合金钢为宜。因为屈服强度分别为345MPa 和392MPa的普通低合金钢，其材料价格与碳素钢差不多，但强度比碳素钢约高30%-60%，采用该类钢材制造压力容器，可以有效地减少设备质量，降低成本，给设备的制造、运输、安装带来很大的方便。所以主要考虑16MnR和20R这两种。 如果纯粹从技术角度看,建议选用20R类的低碳钢板,16MnR钢板的价格比20R贵，但在制造费用方面,同等重量设备的计价，16MnR钢板为比较经济。所以在此选择16MnR 钢板作为

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制造筒体和封头材料。

第三章 结构的选择与论证

3.1储罐类型选择

储罐可分为立式储罐、卧式储罐和球式储罐。在本设计中由于设计体积较小（约为18m3）且设计压力较小（P1.6MPa),故可采用卧式圆筒形容器，方形和矩形容器大多在很小设计体积时采用，因其承压能力较小且使用材料较多;而球形容器虽承压能力强且节省材料,但制造较难且安装内件不方便；立式圆筒形容器承受自然原因引起的应力破坏的能力较弱，故选用圆筒形卧式容器。

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3.2封头的选择

本液氨储罐的封头选用标准型椭圆形封头。

从应力分布情况考虑:在直径、壁厚、设计压力相同的条件下各种封头应力分布由好到坏的顺序是：半球形、椭圆形、蝶形、锥形、球冠形、平板形.椭圆型封头的最大应力值和与其相连接的圆筒体中的最大应力值相等，便于筒体强度设计；碟心封头有两处连接边界，受力不及椭圆形。

从金属消耗量考虑：在相同设计条件下，各种封头的金属消耗量按下列顺序依次增大：半球形,椭圆形，蝶形，平板形。球形封头用量最少，比椭圆形封头节约25。8%，平板封头的用量最多，是椭圆形封头的4倍多。

从制造考虑:椭圆形封头制造方便,平板封头则因直径和厚度较大,坯材的获得、车削加工、焊接等方面都遇到不少困难，且封头与筒体厚度相差悬殊，结构也不合理。 所以,从强度、结构和制造等方面综合考虑，采用椭圆形封头最为合理。

3.3出料接管的选择

材料:容器接管一般应采用无缝钢管，所以液体进料口接管材料选择无缝钢管，采用无缝钢管标准GB8163-87。材料为16MnR.

结构：接管伸进设备内切成45度,可避免物料沿设备内壁流动，减少物料对壁的磨损与腐蚀。 接管的壁厚要求:接管的壁厚除要考虑上述要求外,还需考虑焊接方法、焊接参数、加工条件、施焊位置等制造上的因素及运输、安装中的刚性要求。一般情况下，管壁厚不宜小于壳体壁厚的一半。否则，应采用厚壁管或整体锻件，以保证接管与壳体相焊部分厚度的匹配。

不需另行补强的条件：当壳体上的开孔满足下述全部要求时，可不另行补强。

① 设计压力小于或等于2.5MPa。

② 两相邻开孔中心的距离应不小于两孔直径之和的2倍。

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③ 接管公称外径小于或等于89mm。 ④ 接管最小壁厚满足以下要求.

表3.1 接管最小壁厚要求

接管公称直径

/mm 最小壁厚/mm

57 65 5。0

76 89 6.0

因此热轧无缝钢管的尺寸为8912mm。 钢管理论重量为22.79kg/m。取接管伸出长度为

150mm。

管法兰的选择:根据平焊法兰适用的压力范围较低（PN4.0MPa）,选择突面板式平焊管法兰，标记为：HG20592-1997法兰RF（A)80-2.5,其中D=190,管法兰材料钢号（标准号)：20（GB711)。根据（欧洲体系）钢制管法兰、垫片、垫片、紧固件选配表（HG20614-1997）选择：垫片型式为石棉橡胶板垫片(尚无标准号），密封面型式为突面，密封面表面为密纹水线，紧固件型式为六角螺栓双头螺柱全螺纹螺柱。

在离筒体底以上250mm处安装容器出料管，容器内的管以弯管靠近容器底，这种方式用于卧式容器。出料口的基本尺寸以及法兰与进料口相同。

进出料接管满足不另行补强的要求，所以不再另行补强。

3.4容器支座的选择

容器支座有鞍座,圈座和支腿三种,用来支撑容器的重量.可知大型卧式储槽和卧式容器常采用鞍座，多于两个支撑的长容器常采用圈座，小型容器常采用支腿，由于本设计采用卧式储罐，故采用鞍式支座。

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3.5人孔的选择

人孔的作用:检查设备和便于安装与拆除设备内部构件.

人孔的结构：既有承受压力的筒节、端盖、法兰、密封垫片、紧固件等受压元件,也有安置与启闭端盖所需要的轴、销、耳、把手等非受压件。

人孔类型:从是否承压来看有常压人孔和承压人孔.从人孔所用法兰类型来看，承压人孔有板式平焊法兰人孔、带颈平焊法兰人孔和带颈对焊法兰人孔，在人孔法兰与人孔盖之间的密封面,根据人孔承压的高低、介质的性质，可以采用突面、凹凸面、榫槽面或环连接面。从人孔盖的开启方式及开启后人孔盖的所处位置看,人孔又可分为回转盖人孔、垂直吊盖人孔和水平吊盖人孔三种。

根据储罐是在常温及最高工作压力为1.6MPa的条件下工作，人孔标准应按公称压力为

1.6MPa的等级选取。从人孔类型标准可知,公称压力为1.6MPa的人孔类型很多，本设计考虑人孔

盖直径较大较重,故选用水平吊盖人孔。该人孔结构中有吊钩和销轴,检修时只需松开螺栓将盖板绕销轴旋转一个角度，由吊钩吊住，不必将盖板取下。该人孔标记为：

HG21523—95人孔RF Ⅳ（A·G）450-1.6，

其中RF面密封,Ⅳ指接管与法兰的材料为20R，A·G指用普通石棉橡胶板垫片，450—1。6是指公称直径为450mm、公称压力为1.6MPa。

表3.2人孔选择表

人孔类型 板式平焊法兰人孔 板式平焊法兰人孔（限用凸面）或带颈平焊法法兰 带颈对焊法法兰

公称压力MPa 0。6 1。0 1.6 2。5 公称直径mm 400、450、500、600 400、450、500、600 400、450、500、600 400、450、500、600 11

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4。0

400、450、500、600 3。6法兰的选择

法兰与筒体、封头或管段以角焊方式联接的,称为平焊法兰，平焊法兰制造简单，广泛应用，但刚性较差，紧用于压力不高的场合，如管法兰PN小于或等于2.5MPa,压力容器法兰PN小于或等于4.0MPa；是筒体、封头或管段以对焊方式连接用的法兰，称为对焊法兰或带颈法兰,对焊法兰刚性好且对焊缝的强度高,适用于压力、温度较高的场合。

3。7液面计的选择

液面计是用以指示容器内物料液面的装置，其类型很多,大体上可分为四类，有玻璃板液面计、玻璃管液面计、浮子液面计和浮标液面计。在中低压容器中常用前两种。

1．玻璃板液面计和玻璃管液面计均适用于物料内没有结晶等堵塞固体的场合.板式液面计承压能力强，但是比较笨重、成本较高.

2．玻璃板液面计一般选易观察的透光式，只有当物料很干净时才选反射式.

3．当容器高度大于3m时，玻璃板液面计和玻璃管液面计的液面观察效果，应改用其它适用的液面计。

液氨为较干净的物料，易透光，不会出现严重的堵塞现象所以在此选用玻璃管液面计。玻璃板液面计有透光式玻璃板液面计（T型)、反射式玻璃板液面计（R型）和试镜式玻璃板液面计（S型）三种结构，其适用温度一般在0～250℃。但透光式适用工作压力较反射式高,试镜式工作压力最小。玻璃管液面计适用工作压力小于1.6MPa,介质温度在02500C的范围。对于承压设备，一般都是将液面计通过法兰、活接头或螺纹接头与设备连接在一起,分别用于不同型式的液面计。考虑到本设备的设计压力为1。6MPa,而且液氨为较干净的物料，易透光，不会出现严重的堵塞现象，所以在此选用透光式玻璃板液面计（T型)。由筒体公称直径为2200mm，选择长

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度为1450mm的液面计。.

确定液面计为透光式（T型）、公称压力PN1.60MPa、锻钢材料（16MnR）、保温型、排污口配阀门、长颈对焊突面法兰连接（按HG 20595—97)、公称长度L1450mm的液面计,标记为：液面计AG 1.6—Ⅰ W—1450

第四章 设计计算

4。1储罐高度确定

储罐容量为18m3，查表：

表4。1 筒身常量

公称直径DN 1米高容器体1米高容器内1米高容器钢板质量Kg 积V 表面积Fi 钢板厚度 10 14 1600 2。017 5.03 397 557 2000 3。142 6。28 422 695 2200 3.801 6。81 446 764 2400 4.524 7.55 471 833 2600 5.309 8。17 496 902

表4.2 封头常量

公称直曲面高直边高内表面 径DN 度h1 度h0 积 容积V 厚度 质量G

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F 10 224 1600 400 25 2。901 0。586 12 270 14 315 16 362 18 408 10 346 2000 500 25 4。493 1。126 12 416 14 486 2200 590 40 5。1.5459 14 616 5229 试选用公称直径为2200mm，由表知，筒体1米高容器体积V13.801m3，封头的容积为

V21.5459m3。利用公式VnV1 代入，

得:

nV18V.8014.744.8m 13则总长为 L2590404800mm6060mm，取整L6060mm。 由于液氨筒体的长径比值为29为合适值，所选的长径比L圆整D480022002.18 i 所以，选用公称直径为2200mm的筒体合适。

4。2 设计与校核 4。2。1 筒体壁厚设计

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4.2.1。1筒体计算壁厚

根据公式：

idpD2tp

其中P1.6MPa、Dti2200mm、170MPa、1.0代入公式：

δ1.62200d21701.01.6mm10.40mm

由2.3可知C21.50mm 则

δpDid2σtpC2

得：

δ1.62200d21701.01.6C2mm11.90mm

根据 δd10.4mm,查书中表可知C10.8mm 则可得：

δnδdC1C2Δ12.714mm

4。2.1。2筒体最小厚度校验

δmin2Di10004.4mmδn筒C211.7mm,满足要求

4.2。1.3筒体水压试验

液压试验时

P]T1.25P[[]t 设计温度 T400C [][]T170MPa

PT1.25P1.251.62.0MPa

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圆筒的应力

PT(Die)T2

e2.0(220011.9)T211.9185.87MPa

因为 s345MPa ,0.9s0.9345310.5MPa

T0.9S

所以，水压校验符合要求 4.2.2筒体轴向应力计算与校核 4.2.2.1筒体轴向弯矩计算

筒体中间处截面的弯矩用下式计算:

2R221mhiMFL14L24A4h 1iL3L式中 F——鞍座反力，N;

Rm——椭圆封头长轴外半径，mm;

L——两封头切线之间的距离，mm； A——鞍座与筒体一端的距离，mm； h1-—封头短轴内半径，mm。 其中：

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RmDN2δn22001421114mm。 22所以：

2(Rm2hi)12FL4ALM1[]

4hi4L13式中 FmgDi34.45KN ；hi550mm ； 24L6060mm ；A550mm

将数值代入公式得

22(11145502)1234.45606045506060M1[]29989830.753.00107Nmm支座处截面上的弯矩

45504606013606022ARmhi1L2ALM2FA14hi13L 5501114255021606025506060所以: M23445055011.20106Nmm

45501360604。2。2。2筒体轴向应力计算

由《化工机械工程手册》（上卷，P11—99）得K1K21.0。

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因为:M1M2,且ARm/2711mm，

所以，最大轴向应力出现在跨中面，校核跨中面应力. 4.2.2.3由弯矩引起的轴向应力

筒体中间截面上最高点处

M11'3.14R2 me式中 enC1C2140.81.511.7mm 所以:

M713101'3.14R20.6580143470me45591711.05.66MPa 筒体中间截面上最低点处：

2'1'0.66MPa。

鞍座截面处最高点处：

M21.2010633.14K21Rme3.141.01114211.70.03MPa 鞍座截面处最低点处：

M243.14KR20.03MPa 1me 18

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4.2.2.4由设计压力引起的轴向应力

由： pRmp2 e所以：1.61114p211.776.1709401776.17MPa

4.2。2.5轴向应力组合与校核

最大轴向拉应力出现在筒体中间截面最低处，所以

2p2'76.8287314776.83MPa，

许用轴向拉压应力t170.0MPa， 由上述计算得: t2[]，合格。

最大轴向压应力出现在充满水时，在筒体中间截面最高处,1'10.66MPa, 轴向许用应力：

A0.094e0.094R11.711149.87104MPa m从书中查得: B23AEt，Et2.001105 计算得B131.6MPa，取许用压缩应力 ac150MPa,

1ac，所以合格。

4。2。3 封头壁厚计算

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4.2。3。1 封头计算壁厚

根据公式：

KPDid2t0.5p 本储罐选用标准椭圆形封头，

ab2，故形状系数k1，代入: 1.62200d21701.00.51.6mm10.38mm

4.2。3.2 封头设计壁厚

根据公式：

idKPD2t0.5pC2 C10.8mm,C21.5mm，代入： d1.6220021701.01.6C2mm11.90mm

则名义厚度： ndC212.6814mm 4。2.3。3 封头最小厚度校验

1.5minn筒c1c2140.81.51000Di3.3mm，满足要求 4.2。3.4 封头强度校核

tPt(Die)20.94s

eenC11.7mm

PT1.25P[][]t1.25p2MPa t2(220011.7)211.7189.030.91345310.5MPa

经强度校核满足要求

4。2。4筒体和封头切向应力校核

因筒体被封头加强,筒体和封头中的切向剪应力分别按下列计算。

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4。2。4.1筒体切向应力计算

由《化工机械工程手册》（上卷，P11-100)查得K30.880，K40.401. 所以:

K3F0.880344500.23MPa Rme111411.74.2。4。2封头切向应力计算

htK4F0.401344500.11MPaRme111411.7t

1.25h1.25KPDN11.622001.2517062.07MPa

2e211.7因 h1.25[]th, 所以合格。 4。2。5.筒体环向应力的计算和校核 4.2。5.1.环向应力的计算

设垫片不起作用 1）在鞍座处横截面最低点

5kK5F

eb2式中：b2—-筒体的有效宽度，mm。

由《化工机械工程手册》（上卷，P11—101）查得，K50.7603，K60.0132。式中k0.1,考虑容器焊在鞍座上

b2b1.56Rme

式中：b——鞍座轴向宽度，mm。

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所以b25901.56111411.7768.10mm 所以10.76033445050.11.7768.100.29MPa

2）鞍座边角处轴向应力

因为 L/Rm4800/11144.3098， 且 F3K6F64b2 2e2e所以 3445030.64768.1011.7013234450211.725.94MPa 4。2.5.2.环向应力的校核

st170.0MPa,合格。

1.25t1.25170212.5MPa,合格。 4.2。5。3鞍座有效断面平均压力

鞍座承受的水平分力

FsK9F

由《化工机械工程手册》（上卷，P11—103）查得，K90.204。 所以

Fs0.204344507027.8N。

鞍座有效断面平均应力

Fs9H sb0式中：HS——鞍座的计算高度，mm； b0——鞍座的腹板厚度，mm。

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其中Hs取鞍座实际高度（H250mm）和Rm/31114/3371.3mm中的最小值,即

Hs250mm。腹板厚度b08mm

所以 .89702725083.51MPa

应力校核:

23σsa ，式中σsa140MPa 则

23σsa2314093.33MPa 由上述计算得： 293sa 鞍座材料Q235—AF的许用应力.

4。3人孔设计与人孔补强确定 4。3。1 人孔的尺寸选择

表4.3 人孔尺寸选择表

人孔类型， 公称压力，dws D D1 公称直径 480*10 640 585 带颈平焊法兰人孔，公db b1(RF） 称压力为1。（1） （1) （1） （2） 6MPa，公称— 34 38 34 36 直径为螺栓或螺柱 总质量回转盖 450mm 规格 数量 M27 20 171/181

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4。3。2 人孔开孔补强

由于人孔的筒节不是采用无缝钢管，故不能直接选用补强圈标准。本设计所选用的人孔筒节内径D1450mm，壁厚10mm，故补强圈尺寸确定如下：补强圈内径D1484mm,外径D2760mm,根据补强圈的金属表面积应大于或等于开孔减少的截面积,补强圈的厚度按下式计算:

cc1c2 c10.80mm c21.50mm

δdi2Cδ(45022.3)10.02.3补Dmm2D176048413mm 故补强圈取13mm厚.

4.4液面计选择

选用玻璃管液面计（HG 21592—95），选用材料如下：

表4。5玻璃管液面计选用

内容 玻璃管液面计 A型：带颈平焊突面管法兰（HG 20594-95) 法兰形式及其代号 B型：带颈带焊凸面管法兰（HG 20594—95) C型：带颈平焊突面管法兰（HG 20616—95） 液面计型号 G型 液面计主要材料代号 Ⅰ:16Mn Ⅱ:OCr18Ni9 结构形式及其代号 无代号：普通型 W：保温型 公称长度及（透光长度＊宽度）mm1450（1160*14） 24

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排污结构 V:排污口配阀门 P：排污口配螺塞 液面积标记为AG 1。6-Ⅰ W—1450 4.5接口管选择 4。5。1液氨进料管

用895mm无缝钢管(强度验算略)。一端切成45°。配用具有突面密封的平焊管法兰。 法兰标记：HG20593 法兰SO80—1。6 RF 16MnR。 因为895mm,厚度等于5mm，故不用补强。 4。5.2液氨出料管

采用可拆压出管57mm3.5mm，用法兰套在接口管38mm3.5mm内。罐体接口管法兰：

HG20593 法兰SO50-1.6 RF 16MnR。

该法兰38mm3.5mm与的接口管相配合并焊接在一起，另一法兰盖与该法兰用焊接紧固，法兰盖上穿过57mm3.5mm的压出管，两者焊接牢。其联结尺寸和厚度与HG20592 法兰SO50—1.6 RF 16MnR相同,但内径25mm。 液氨压出管端部法兰(与氨输送管相连）用HG20592 法兰SO50—1.6 RF 16MnR。都不必补强.压出管伸入贮罐2.5mm。 4.5.3排污管

贮罐右端最底部安设排污管1个,管子规格573.5，管端焊有一与截止阀J41W—16相配的管法兰：HG20592 法兰SO50-1.6 RF 16MnR。排污管与罐体联接处焊有一厚度为10mm的补强圈。

4。5。4液面计接口管

本贮罐采用两支玻璃管液面计BIW PN1.6，L5900，HG—5227—80一支.与液面计相配的接管14mm3mm，

法兰为 HG20595 法兰WN32-2。5 RF 16MnR。

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4。5.5放空管接口管

用φ32mm3.5mm无缝钢管，

法兰为 HG20592 法兰SO25—1。6 RF 16MnR。

4。5.6安全阀接口管

其尺寸由安全阀泄放量决定。本贮罐选用φ32mm3.5mm的无缝钢管，法兰为 HG20592 法兰SO25—1.6 RF 16MnR。

4.6鞍座设计 储罐总质量：

mm1m2m3m4

式中：m1——罐体质量 m2——封头质量

m3—-充液质量 m4—-附件质量

4.6.1 罐体质量的计算：

罐体质量m1，筒节 DN2200mm，δn14.0mm 每米质量为 q1764.0kg/m，V13.801m3； 故 m1q1L764.04.83667.2kg 4。6。2 封头质量的计算:

封头质量m2，DN2200mm，δn14.0mm

直边高度h44.0mm的椭圆形封头，其质量为q2616.0kg，V21.5459m3 故: m22q22224.0kg448.0kg 4.6.3充液质量

m3V

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式中：V-—储罐容积

--水的密度为1000kg/m3 故：

VV封头V筒体3.8014.81.54591.2620.1921m3

m310002121000kg

4.6。4附件质量：

人孔质量为181kg，其他接管总和按300kg计。 故： m4500.0kg

4。6。5设备总质量mm1m2m3m43667.2776.16210004187024.36kg。每个鞍座只约承受34.45KN负荷，所以选用轻型垫板，包角为1200C的鞍座,即：

JB/T74712—92鞍座A2200—F; JB/T74712-92鞍座A2200—S。

4.6。6鞍座安放位置

筒体长度

L02AL1。

式中：L1——两鞍座间距离

A-—鞍座与封头切线之间距离

由于筒体L/D较大，且鞍座所在平面又无加强圈，取

A0.25Di0.252200550mmL

1L02A480020.2522003700mm

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第五章 结束语

通过这次课程设计，让我对化工设备机械基础这门课有了进一步的认识。这次课设是对这门课程的一个总结，对化工机械知识的应用。

设计时要有一个明确的思路，要考虑多种因素包括环境条件和介质的性质等再选择合适的设计参数，对罐体的材料和结构确定之后还要进行一系列校核计算,包括筒体、封头的应力校核，以及鞍座的载荷和应力校核。校核合格之后才能确定所选设备型符合要求。

通过这次设计对我们独自解决问题的能力也有所提高。在整个过程中，我查阅了相关书籍及文献，取其相关知识要点应用到课设中,而且其中有很多相关设备选取标准可以直接选取，这样设计出来的设备更加符合要求。在设计过程中,我们对《化工机械设备基础》有了更深入地学习，也是我们加强了化工方面的基本素养，为我们以后的学习及工作都奠定了良好的基础,感谢张老师给我们这次团结合作的机会，使我们不仅认识到团结合作精神的重要性，更是我们加强了彼此间的友谊，再次感谢老师。

因为的知识有限，此次设计又是小组成员的首次设计，所做出的设计存在许多

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缺点和不足，请老师做出批评和指正。最后感谢老师对这次课设的评阅。

参考文献

［1]《化工设备机械基础》第五版 刁与玮，王立业 2003。3 ［2］《化工设备机械基础课程设计指导书》 北京化工学院 1992.07 ［3]《压力容器优化设计》梁基照 2010。03

［3］《工程制图新编教程》胡志勇，宇文研 2009。07 ［4]《化工设计》刘荣杰 2010.09

［5］《管道及储罐强度设计》帅键 2006.06

[6]《化工机械基础课程设计》韩叶象 北京化工学院出版社 [7］《化工机械工程手册》余国棕 化学工业出版社2010 [8]《压力过程设备设计》李福宝，李勤 化学工业出版社2010

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附表

总 图 材 料 明 细 表 （mm）2GB8163-8出料接管573.5 2 7 10 1 0.5 L200 2HB205921 —95 法兰SO32-1.6 RF 16MnR 1 2。02 2HB20592-法兰内径50其它尺寸16M0 95 按SO32—1.6 nR 1 3。08 1GB8163—压料接管383.5 9 87 10 1 4.5 L1800 1HB20592-8 95 法兰SO20—1.6 RF 16MnR 1 1.03

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1GB8163-87573.5 7 排污接管 101 1.0 1HB20592-6 95 法兰SO50—1.6 RF 16MnR 1 3。08 JB／T4712-92鞍座 1JB/T4712A2200一 F Q235 —92 JB／T4712-92鞍座 5—A2 182 364 A2200一 S ·F 1HB205924 —95 法兰SO25-1.6 RF 16MnR 1 1.24 1GB8163-8放空管接323.5 3 7 101 0.58 L200 1HB20592-2 95 法兰SO25—1。6 RF 16MnR 1 1。24 1GB8163-8安全阀接管323.5 1 7 10 1 0。58 L200 1HB20592-0 95 法兰SO80-1.6 RF 16MnR 1 4。08 9 GB8163-87 进料接管895 10 1 1。85 8 JB/T4736补强圈760/484 16M1 33.9 31

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—95 10 nR 7 HG21523-人孔RF Ⅱ（A·G）组合95 450—1.6 件 1 181 6 GB9019—罐体16M88DN220014 nR 1 3667。2 5 JB4737-95 封头16MDN126014h40 nR 2 388.08 771.16 玻璃管液面计BIW 4 HG5—227组合-80 PN1.6， 件 1 12.6 12.6 L1400 3 GB8163-87 液面计接管18×3 10 2 0.23 0.46 2 HB20592-95 法兰SO15—1。6 RF 16MnR 2 0.72 1.36 1 GB8163-8液面计接管18×3 7 10 2 0.44 0.88 L300 序图号或标准单重 总重 号 数 号 名称 材料量 备注 重量(Kg) 32

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接管表

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符号 连接法兰标准 密封面形式 用途

a液面计接口管

12

HG20592 SO15-1.6 RF 突面

bHG20592 SO15-1.6 RF 突面 液面计接口管

12

c HG20592 SO450-1.6 RF

榫面 人孔

d HG20592 SO32-1.6 RF 突面 出料口

e HG20592 SO50-1.6 RF 突面 进料口

f HG20592 SO25-1.6 RF 突面 安全阀接口管

g HG20592 SO25-1.6 RF 突面 放空口

h HG20592 SO50-1.6 RF 突面 排污口

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