氧气缓冲罐设计

目录1概述............................................................................................................................12工艺说明....................................................................................................................22.1工艺简介..........................................................................................................22.2工作温度..........................................................................................................22.3物料特性..........................................................................................................22.4工作压力..........................................................................................................32.5尺寸参数..........................................................................................................32.6其它说明..........................................................................................................33机械设计....................................................................................................................33.1材料选择..........................................................................................................33.2结构设计..........................................................................................................33.3设计计算..........................................................................................................43.3.1设计参数................................................................................................43.3.2筒体壁厚的计算....................................................................................43.3.3封头厚度的计算....................................................................................53.3.4水压试验................................................................................................54主要零部件选型........................................................................................................64.1法兰的选型......................................................................................................64.2人孔的选型......................................................................................................64.3容器支座的选型..............................................................................................74.4其他零部件的选型..........................................................................................84.4.1进出面口接管的选择............................................................................84.4.2液计的选型............................................................................................85氧气缓冲罐设计图....................................................................................................96总结..........................................................................................................................1011概述《化工设备机械基础》是化工工艺类专业一门综合性的机械类技术基础课，本课程是以掌握中、低压压力容器的设计为目的，以一系列技术法规、设计规定、材料和零部件标准为依托，讲解材料、机械、结构方面的基础知识。其任务是使学生掌握相关的基本理论、基本知识以及设计的基本方法，为从事化工设备机械的设计、使用、管理和维护打下基础。完成一项相关设计是课程学习的主要目的，也是化工工艺类学生十分重要的教学环节之一。目的是为了使学生进一步加深并综合运用课本基本理论，训练和掌握典型化工设备机械设计的基本技能。“化工设备机械基础课程设计”包括设计计算和机械制图。通过将“化工设备机械基础”与“化工原理课程设计”有机地结合起来，形成了“化工单元过程及设备设计”综合实践教学体系，提高学生查阅资料、理论计算、工程制图、数据处理、化工设备设计说明书写作等方面的能力。学生在完成化工工艺设计的基础上，进行典型设备的机械设计，牢固掌握理论知识，参考各类标准，根据老师的指导意见规范完成作品。本设计的主要内容：参照化工设备机械基础的化工容器设计，本设备按GB150-1998《钢制压力容器》，TSGR0004-2009《固定式压力容器安全技术监察规程》等标准法规进行设计、计算、校核。设计参数、接管方位和几何尺寸按工艺条件确定。焊接按JB/T4709-2009《压力容器焊接规程》。综合考虑各种因素，变压吸附氧气罐的结构设计选择适用合理、经济的结构形式，同时满足制造、检修、装配、等要求；而强度计算的内容包括氧气缓冲罐的材料，确定主要结构尺寸，满足强度、刚度和稳定性等要求，根据设计压力确定壁厚，使氧气缓冲罐有足够的腐蚀裕度，该设计分析包括内压薄壁圆筒与封头的强度设计、容器零部件的设计，包括法兰连接、容器支座、人孔的设计。最终确定缓冲罐的标准。从而使设计结果达到最优化组合。变压吸附氧气缓冲罐设计22工艺说明2.1工艺简介变压吸附是利用气体在不同的压力下在吸附剂上的吸附能力不同，对空气中各种气体进行分离的一种非低温空气分离技术。空气中的主要组份是氮和氧，因此可选择对氮和氧具有不同吸附选择性的吸附剂，设计适当的工艺过程，使氮和氧分离制得氧气。当缓冲罐用于系统中时，由于系统压力比预充气体的压力，所以会有一部分工作介质进入罐体内，直到达到新的平衡，当系统压力再度升高，系统压力再次大于预充气体的压力，又会有一部分介质进入罐体内，气体被压缩压力升高，当升高到跟系统压力一致时，介质停止进入，反之，当系统压力下降，系统内介质压力低于罐体间的气体压力，管内的水会被气体挤出补充到系统内，使系统压力升高，直到系统工作介质跟罐体间的气体压力相等，维持动态的平衡。2.2工作温度给定温度50℃。2.3物料特性介质为氧气,无色无味,无毒无爆炸危害气体，在标准状况下，氧气的密度是1.429g/L，比空气略大（空气的密度是1.293g/L）。它不易溶于水，1L升水中只能溶解约30mL氧气。压缩机吸附塔O2缓冲罐过滤器32.4工作压力正常情况为1.2Mpa。2.5尺寸参数最高使用温度：T=50℃公称直径：DN=3000mm筒体长度：L=4500mm2.6其它说明缓冲罐主要用于各种系统中缓冲系统的压力波动，使系统工作更平稳，其原理是通过压缩罐内压缩空气来实现，被广泛应用于供水设备和中央空调系统等，结构有隔膜式缓冲罐和气囊式两种，缓冲罐被广泛应用于中央空调、锅炉、热水器、变频、恒压供水设备中，其缓冲系统压力波动，消除水锤起到稳压卸荷的作用，在系统内水压轻微变化时，缓冲罐气囊的自动膨胀收缩会对水压的变化有一定缓冲作用，能保证系统的水压稳定，水泵不会因压力的改变而频繁的开启。（这段我真不知道怎么表达。望你作出满意的修改）3机械设计3.1材料选择本设计采用16MnR钢板制作罐体、封头，选用带加强板的角钢作支腿。3.2结构设计筒体结构设计为圆筒形。因为作为容器主体的圆柱形筒体，制造容易，安装内件方便，而且承压能力较好，这类容器应用最广。封头的结构设计为椭圆形封头。变压吸附氧气缓冲罐设计43.3设计计算3.3.1设计参数表3.3.1设计参数设计要求参数设计压力1.2Mpa设计温度50℃储存物料氧气3.3.2筒体壁厚的计算查《压力容器材料使用手册-碳钢及合金钢》得16MnR的密度为7.85t/m3，熔点为1430℃，许用应力t列于下表：表3.116MnR许用应力钢号板厚/㎜在下列温度（℃）下的许用应力/Mpa≤2010015020025030016MnR6～1617017017017015614416～3616316316315914713436～6015715715715013812560～100153153150141128116圆筒的计算压力为1.2Mpa,容器筒体的纵向焊接接头和封头的拼接接头都采用双面焊或相当于双面焊的全焊透的焊接接头，取焊接接头系数为1.00,全部无损探伤。取许用应力为163Mpa。壁厚：08.112.11163230002.12Dcticpp㎜钢板厚度负偏差0.8C1,查材料腐蚀手册得50℃下氧气对钢板的腐蚀速率小于0.05㎜/年，所以双面腐蚀取腐蚀裕量2C2㎜。所以设计厚度为：88.1312CCd㎜圆整后取名义厚度15㎜。53.3.3封头厚度的计算标准椭圆形封头a:b=2:1封头计算