化工设备设计基础设计案例

第十二章容器设计举例设计一液氨贮罐。工艺尺寸：贮罐内径Di=2600mm，贮罐(不包括封头)长度L＝4800mm。使用地点：天津。解：1.罐体壁厚设计根据第二篇第八章选材所作的分析，本贮罐选用16MnR制作罐体和封头。设计壁厚dd根据(4-12)式计算：22CppDtidd设计压力:夏季最高温度可达40℃，氨饱和蒸气压1.555MPa（绝压)故取p=1.1x1.455=1.6MPa(表压)；Di=2600mm；[]t＝170MPa(附录6)；＝1.O(双面对接焊100％探伤，表(4-9)C2=1mm22CppDtidd取Cl＝0.8mm（表4-10），圆整取dn＝16mm厚的16MnR钢板制作罐体。3.130.16.10.1170226006.1dd2．封头壁厚设计采用标准椭圆形封头。设计壁厚dd按(4-12)式计算：＝1.0(钢板最宽3m，直径2.6m，封头需焊后冲压)。考虑钢板厚度负偏差及冲压减薄量，圆整后取dn＝16mm厚16MnR钢板制作mmCppDtid2.136.15.00.1170226006.15.022d校核罐体与封头水压试验强度式(4-19)s=345MPa（附录表6）水压试验满足强度要求。ddseeiTTDp9.02)(MPappT0.26.125.125.1mmCne2.148.116ddMPaseT5.3103450.19.09.02.142)2.142600(0.23．鞍座先粗略计算鞍座负荷。贮罐总质量：m=m1+m2+m3+m4式中:m1-罐体质量；m2-封头质量；m3-液氨质量；m4-附件质量。（1）罐体质量m1,筒节DN=2600mm，dn=16mm，q1=1030Kg/m（附录7），m1=q1L=4944(Kg)（2）封头质量m2,椭圆形封头DN=2600mm，dn=16mm，h=40mmq2=1100Kg/m（附录19）m2=2q2=2200(Kg)（3）充水质量m3m3=VgV=V对+V筒=30.42m3,m3＝30420Kg（4）附件质量m4人孔约200Kg，其它接管总和按300Kg计，m4=500Kg设备总重量m=m1+m2+m3+m4=4950+2200+30420+500=38070=38.1t每个鞍座承约受190KN负荷，选用轻型带垫板，包角为120°的鞍座。即JB／T4712-92鞍座A2600一FJB／T4712-92鞍座A2600一S4.人孔常温及最高工作压力1.6MPa，按公称压力1.6MPa的等级选取。考虑人孔盖直径较大较重，水平吊盖人孔。人孔标记：HG21523-95人孔RFⅣ（A·G）450-1.6RF指突面密封，Ⅳ指接管与法兰的材料为20R，A·G是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。5．人孔补强确定筒节不是无缝钢管不能直接用补强圈标准。人孔筒节内径d＝450mm，壁厚dn＝10mm。补强圈内径D1=484mm，外径D2=760mm，补强金属面积应大于等于开孔减少截面积，补强圈的厚度故补强圈取24mm厚。mmDDCdi3.234847608.116)8.12450(212dd补6．接口管(1)液氨进料管：用f57×3.5mm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：HG20592法兰SO50-1.6RF16MnR。壳体名义壁厚dn＝16mm12mm，接管公称直径小于80mm，不用补强。(2)液氨出料管：可拆压出管f25×3mm，用法兰套在接口管f38×3.5mm内。罐体接口管法兰：HG20592法兰SO32-1.6RF16MnR。连接尺寸和厚度与HG20592法兰SO32-1.6RF16MnR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SO20-1.6RF16MnR。都不必补强。压出管伸入贮罐2.5m。(3)排污管：贮罐右端最底部安设排污管，f57×3.5mm，管端焊有一与截止阀J41W-16相配的管法兰：HG20592法兰SO50-1.6RF16MnR。排污管与罐体联接处焊有一厚度为10mm的补强圈。(4)液面计接管本贮罐采用两支玻璃管液面计BIWPN1.6，L＝1000mm，HG5-227-80与液面计相配的接管f18×3mm，管法兰为HG20592法兰SO15-1.6RF16MnR。(5)放空管接管用f32×3.5mm无缝钢管，法兰HG20592法兰SO25-1.6RF16MnR。(6)安全阀接管安全阀接管尺寸由安全阀泄放量决定。本贮罐选用f32×2.5mm的无缝钢管，法兰为HG20592法兰SO25-1.6RF16MnR。7．设备总装配图附有贮罐的总装配图，技术特性表，接管表，各零部件的名称、规格、尺寸、材料等见明细表。本贮罐技术要求1．本设备按GBl50-1998《钢制压力容器》进行制造、试验和验收2．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＝1.0)3．焊接采用电弧焊，焊条型号为E4303本贮罐技术要求4．壳体焊缝应进行无损探伤检查，探伤长度为100％5．设备制造完毕后，以2MPa表压进行水压试验6．管口方位按接管表技术特性表名称指标设计压力1.6MPa工作温度≤40℃物料名称液氨容积30.52m3接管表符号连接法兰标准密封面形式用途a1-2HG20592SO15-1.6RF突面液面计接口管b1-2HG20592SO15-1.6RF突面液面计接口管cHG20592SO450-1.6RF突面人孔dHG20592SO32-1.6RF突面出料口eHG20592SO50-1.6RF突面进料口fHG20592SO25-1.6RF突面安全阀接口管gHG20592SO25-1.6RF突面放空口hHG20592SO50-1.6RF突面排污口