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文檔簡介
1、<p> 40M3液氨儲罐設(shè)計(jì)</p><p><b> 目 錄</b></p><p> 封面·····················
2、;····································
3、83;········1</p><p> 目錄························
4、;····································
5、83;·····2</p><p> 封皮···························
6、;····································
7、83;··3</p><p> 任務(wù)說明·····························
8、83;·································4</p><p&
9、gt; 封面···································
10、83;······························6</p><p> 第一章、工藝設(shè)計(jì)·
11、;····································
12、83;··············7</p><p> 1.壓力容器存儲量················
13、3;························7</p><p> 2.壓力計(jì)算·······
14、183;····································
15、···8</p><p> 第二章、機(jī)械設(shè)計(jì) ····························&
16、#183;························8</p><p> 1、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)·······
17、;····································
18、83;·············8</p><p> ?、?、筒體和封頭的設(shè)計(jì)·················
19、83;···················8</p><p> ?、啤⒔庸芘c接管法蘭設(shè)計(jì)···········
20、183;·······················8</p><p> ?、?、人孔、補(bǔ)強(qiáng)、液面計(jì)及安全閥的設(shè)計(jì)······
21、·············11</p><p> ?、取白脑O(shè)計(jì)··················
22、183;···················12</p><p> ⑸、焊接頭設(shè)計(jì)···········
23、3;·························14</p><p> 第三章、強(qiáng)度計(jì)算校核 ·····&
24、#183;····································
25、;·····15</p><p> 1、內(nèi)壓圓筒校核··························
26、············16</p><p> 2、 左封頭計(jì)算校核 ··················
27、3;·······················17</p><p> 3、 右封頭計(jì)算校核 ·······
28、183;··································18</p>
29、<p> 4、鞍座校核 ·································&
30、#183;·····19</p><p> 5、各種接口補(bǔ)強(qiáng)校核 ························
31、3;···············20</p><p> 6、 各種法蘭校核···············
32、3;····························21</p><p> 參考資料···
33、83;····································&
34、#183;····················22</p><p> 設(shè)計(jì)感想···········
35、····································
36、3;·············23</p><p> 課 程 設(shè) 計(jì) 任 務(wù) 書</p><p> 課 程 設(shè) 計(jì) 任 務(wù) 書</p><p> 課 程 設(shè) 計(jì) 任 務(wù) 書</p><p><b>
37、 工藝設(shè)計(jì)</b></p><p> 1盛裝液氨的壓力容器設(shè)計(jì)存儲量</p><p> W=ΦV式中, 裝載系數(shù)Ф=0.85 壓力容器容積V=40m3</p><p> 設(shè)計(jì)溫度下飽和液體密度ρ=562.8 kg/m3 </p><p> 則 :存儲量W=0.85×40 m3×562.8kg/m3
38、=1.91t。</p><p> 工作溫度為 -20℃∽48℃ 則取設(shè)計(jì)溫度為50℃</p><p><b> 2、設(shè)計(jì)壓力的計(jì)算</b></p><p> 50℃液氨為2.0325MPa,此為絕對壓力,表壓力為:</p><p> P=1.1*P-0.101=2.16MPa</p><
39、p><b> 3、設(shè)計(jì)溫度</b></p><p> 工作溫度為45℃,設(shè)計(jì)溫度取45+5=50℃。</p><p> 第二章.機(jī) 械 設(shè) 計(jì)</p><p><b> 1、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)</b></p><p> 、筒體和封頭的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì):</p><p><
40、b> 筒體設(shè)計(jì):</b></p><p> L/D=3∽6;取L/D=4 </p><p> L/4=v=40得D=2335mm</p><p> 圓整得D=2400 mm </p><p> 封頭的結(jié)構(gòu)尺寸(封頭結(jié)構(gòu)如下圖1)</p><p> 由,得h=H-Di/4=6
41、40-600=40 mm</p><p> 查標(biāo)準(zhǔn)JB/T4746-2002《鋼制壓力容器用封頭》中表B.1 EHA橢圓形封頭內(nèi)表面積、容積,如下表2:</p><p><b> 查得封頭尺寸為:</b></p><p> 表1:EHA橢圓形封頭內(nèi)表面積、容積</p><p> 由2V +L/4=v=40 m3
42、 得L=8404mm </p><p> 圓整得 L=8400mm 則L/D=3.5>3 符合要求.</p><p> 則v計(jì)=v筒+2×v封= L/4+2×v封=41.98 M3</p><p> V =ФV=35.68m,L計(jì)=L+4H/3=9.25m</p><p> L/4=
43、 V (D=r) </p><p> 則 r=2.22m h=2r=4.44 m</p><p> 靜液壓:P=ρgh= P×5%> P 則P可以忽略.</p><p> 筒體厚度 : δ= PcDi/(2[σ]Ф-Pc)=15.888mm</p><p> 取 C1=0.65 C
44、2=2 δn=δ+C1+C2=18.538mm</p><p> 經(jīng)圓整 δn取19mm</p><p> 橢圓型封頭的厚度 :δ= PcDi/(2[σ]Ф-0.5Pc)=15.836mm</p><p> 取 C1=0.65 C2=2 δn=δ+C1+C2=18.486mm</p><p> 經(jīng)圓整 δ
45、n取19mm</p><p><b> 水壓試驗(yàn):</b></p><p> P=2.5Pc[σ]/ [σ] 取[δ]≈[σ]</p><p> 經(jīng)校核 P (Di+δe)/2δe≤0.9δb 符合要求.</p><p> 接管和接管法蘭的設(shè)計(jì)</p><p> 法蘭工程
46、壓力取P=2.5Mpa</p><p> 液氨儲罐應(yīng)設(shè)置排污口,氣相平衡口,氣相口,出液口,進(jìn)液口,人孔,液位計(jì)口,溫度計(jì)口,壓力表口,安全閥口,排空口。接管和法蘭布置如圖3所示,法蘭簡圖如圖所示:</p><p> 查HG/T 20592-2009《鋼制管法蘭》中表8.2 3-1 PN10帶頸對焊鋼制管法蘭,選取各管口公稱直徑,查得各法蘭的尺寸。</p><p&g
47、t; 查HG/T 20592-2009《鋼制管法蘭》中附錄D中表D-3,得各法蘭的質(zhì)量。</p><p> 查HG/T 20592-2009《鋼制管法蘭》中表3.2.2,法蘭的密封面均采用MFM(凹凸面密封)。</p><p> 表2:接管和法蘭尺寸</p><p> ?。?) 墊片 查HG/T 20609-2009《鋼制管法蘭用金屬包覆墊片》,得:<
48、;/p><p><b> 表3 墊片尺寸表</b></p><p> 注:1:包覆金屬材料為純鋁板,標(biāo)準(zhǔn)為GB/T 3880,代號為L3。</p><p> 2:填充材料為有機(jī)非石棉纖維橡膠板。 3:墊片厚度均為3mm。</p><p> ?。?) 螺栓(螺柱)的選擇</p><p> 查H
49、G/T 20613-2009 《鋼制管法蘭用緊固件》中表5.0.7-9和附錄中表A.0.1,得螺柱的長度和平墊圈尺寸:</p><p><b> 表4 螺栓及墊片</b></p><p><b> (5)人孔的選擇</b></p><p> 根據(jù)HG/T 21518-2005《回轉(zhuǎn)蓋帶頸對焊法蘭人孔》,查表3-1,
50、選用凹凸面的法蘭,其明細(xì)尺寸見下表:</p><p> 表5 人孔尺寸表 單位:mm</p><p><b> (6)開孔補(bǔ)強(qiáng):</b></p><p> 1 )強(qiáng)設(shè)計(jì)方法判別</p><p> 按HG/T 21518-2005,選用回轉(zhuǎn)蓋帶頸對焊法蘭人孔。
51、</p><p> 開孔直徑d=di+2c=500+2×1=502mm</p><p> d<Di/2=2400/2=1200mm</p><p> 故可以采用等面積法進(jìn)行開孔補(bǔ)強(qiáng)計(jì)算。</p><p> 接管材料選用16MnR號鋼,其許用應(yīng)力[δ]t=170MnPa</p><p> 根據(jù)GB15
52、0-1998中式8-1,</p><p> 其中:殼體開孔處的計(jì)算厚度δ=18.538mm</p><p> 接管的有效厚度δe=δn-c1-c2=19-0.65-2=17mm</p><p> 強(qiáng)度削弱系數(shù)fr=1</p><p> 所以開孔所需補(bǔ)強(qiáng)面積為</p><p> A=502×18.53
53、8=9306.08mm2</p><p><b> 2)補(bǔ)強(qiáng)范圍</b></p><p> 2.1有效寬度B的確定</p><p> 按GB150中式8-7,得:</p><p> B1=2d=2×502=1004 mm</p><p> B2=d+2δ+2δn=502+2
54、215;19+2×19=576 mm</p><p> B=max(B1 , B2)=1004 mm</p><p> 2.2有效高度的確定</p><p><b> 外側(cè)有效高度的確定</b></p><p> 根據(jù)GB150中式8-8,得:</p><p> h1’=√dδ
55、=√502×19=97.7 mm</p><p> h1=min(h1’ ,h2”)=97.7 mm</p><p> 3)側(cè)有效高度的確定</p><p> 根據(jù)GB150-1998中式8-9,得:</p><p> h2’=√502×12=97.7 mm</p><p><b>
56、; h2=0</b></p><p><b> 4)有效補(bǔ)強(qiáng)面積</b></p><p> 根據(jù)GB150中式8-10 ~ 式8-13,分別計(jì)算如下:</p><p> Ae=A1+A2+A3</p><p> 4.1筒體多余面積A1=(B-d)( δe-δ)-2δet(δe-δ)=(1004-5
57、02)(19-18.538)=231.9mm</p><p><b> 4.2管的多余面積</b></p><p><b> 接管厚度:</b></p><p><b> ,δet=δt,故</b></p><p> =2×97.7×(19-2-3.
58、21)</p><p> =2694.57 mm2</p><p><b> 焊縫金屬截面積</b></p><p><b> 焊角取12.0mm</b></p><p><b> 4.3補(bǔ)強(qiáng)面積</b></p><p> Ae=A1+A2+A
59、3=231.9+2694.57+144=3070.47 mm2</p><p> 因?yàn)锳e<A=9306.08mm2,所以開孔需另行補(bǔ)強(qiáng)</p><p> A4= A –Ae=6235.61 mm2</p><p> 補(bǔ)強(qiáng)圈設(shè)計(jì):根據(jù)DN500取補(bǔ)強(qiáng)圈外徑D’=900mm 。因?yàn)锽>D’,所以在有效補(bǔ)強(qiáng)范圍。補(bǔ)強(qiáng)圈內(nèi)徑d’=500+24=524mm<
60、;/p><p><b> 補(bǔ)強(qiáng)圈厚度:</b></p><p> δ’=A4/(D’-d’)=16.6 mm</p><p> 圓整取名義厚度為17mm</p><p> 根據(jù)GB-150,JB/T4736-2002,補(bǔ)強(qiáng)圈焊接形式——D型, D1=d0+(6~12)。</p><p> 表
61、6 補(bǔ)強(qiáng)圈補(bǔ)強(qiáng)及附件的選擇</p><p> (7)、人孔,液面計(jì)及安全閥的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)</p><p> 人孔設(shè)計(jì):根據(jù)HG/T21514~2005選用凹凸面(MFM)水平吊蓋帶頸對焊法蘭人孔;根據(jù)HG21524-95選擇,法蘭人孔的尺寸</p><p> 表7 人孔法蘭相關(guān)數(shù)據(jù)表</p><p><b> 液面計(jì)設(shè)計(jì):&
62、lt;/b></p><p> 采用透光式玻璃板式液面計(jì);</p><p> 使用壓力為PN=2.5Mpa,液面計(jì)采用普通型;</p><p> 標(biāo)準(zhǔn)圖圖號:HG/T 21589——95</p><p><b> 安全閥的設(shè)計(jì):</b></p><p> 閥體材料:可鍛鑄鐵;閥體公
63、稱壓力:4.0Mpa;封面材料:鑄鐵;采用法蘭連接</p><p> 型號:A44Y-160</p><p> (8)、支座結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì):</p><p><b> 采用鞍式A型支座</b></p><p> 鞍座的設(shè)計(jì):由上面可得的液化石油氣的壓力容器設(shè)計(jì)存儲質(zhì)量:</p><p><
64、b> ——筒體質(zhì)量: </b></p><p> ——單個(gè)封頭的質(zhì)量:查標(biāo)準(zhǔn)JB/T4746-2002《鋼制壓力容器用封頭》中表B.2 EHA橢圓形封頭質(zhì)量,可知,</p><p><b> ——充液質(zhì)量:故</b></p><p> ——附件質(zhì)量:人孔質(zhì)量為302kg,其他接管質(zhì)量300,即</p>&
65、lt;p><b> 綜上所述,</b></p><p> 每個(gè)鞍座承受的重量為G=mg/2=272781N</p><p> 由此查JB4712.1-2007容器支座,選取輕型,焊制為BI,包角為120,有墊板的鞍座。查JB4712.1-2007表6得鞍座結(jié)構(gòu)尺寸如下表3:</p><p> 表8:鞍式支座結(jié)構(gòu)尺寸</p&g
66、t;<p><b> 鞍座位置的確定:</b></p><p> 因?yàn)楫?dāng)外伸長度A=0.207L時(shí),雙支座跨距中間截面的最大彎矩和支座截面處的彎矩絕對值相等,從而使上述兩截面上保持等強(qiáng)度,考慮到支座截面處除彎矩以外的其他載荷,面且支座截面處應(yīng)力較為復(fù)雜,故常取支座處圓筒的彎矩略小于跨距中間圓筒的彎矩,通常取尺寸A不超過0.2L值,為此中國現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)JB 4731《鋼制臥式容器
67、》規(guī)定A≤0.2L=0.2(L+2h),A最大不超過0.25L.否則由于容器外伸端的作用將使支座截面處的應(yīng)力過大。</p><p> 由標(biāo)準(zhǔn)橢圓封頭,得h=H-Di/4=640-600=40 mm</p><p> 故A≤0.2(L+2h)=0.2×(8500+2×40)=1716mm</p><p> 鞍座的安裝位置如圖3所示:</
68、p><p> 此外,由于封頭的抗彎剛度大于圓筒的抗變鋼度,故封頭對于圓筒的抗彎鋼度具有局部的加強(qiáng)作用。若支座靠近封頭,則可充分利用罐體封頭對支座處圓筒截面的加強(qiáng)作用。因此,JB 4731還規(guī)定當(dāng)滿足A≤0.2L時(shí),最好使A≤0.5R m(),即 </p><p> Ra=Di/2+δn/2=1209.5mm</p><p> A≤0.5R a=0.5
69、15;1209.5=604.75,取A=605mm</p><p> 綜上有A=605mm (A為封頭切線至封頭焊縫間距離,L為筒體和兩封頭的總長)</p><p> (9)、焊接接頭的設(shè)計(jì)</p><p> 采用V型對接接頭和手工電弧焊</p><p> 焊條類型:E5018 ——鐵粉低氫鉀型</p><p>
70、;<b> 筒體和封頭的焊接:</b></p><p><b> 接管與筒體的焊接:</b></p><p> 材料選擇:根據(jù)材料的使用條件</p><p> 碳素鋼和低合金鋼的選用;</p><p> 溫度和腐蝕介質(zhì)的情況;</p><p> 選材時(shí)材料的供應(yīng)類
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