储液加压罐设计概要

摘要本文结合储液加压罐在工业中的应用和发展，详细的阐述了储液罐的结构及强度设计计算及校核。参照课本，综合考虑各种因素，结构设计需要选择适用合理、经济的结构形式，同时满足制造、检修、装配、运输和维修等技术要求。强度计算的内容包括筒体材料，确定主要结构尺寸，满足强度、应力等技术要求，根据设计压力确定壁厚，确保有足够的腐蚀裕度，从而使设计结果达到最优化组合。关键词：储液加压罐、结构设计、强度设计、补强计算目录1.绪论...........................................................................................................................12.设备设计主要指标及结构.........................................................................................12.1设计任务..........................................................................................................12.2主要设计指标...................................................................................................12.3结构选择与论证...............................................................................................22.3.1封头的选择.............................................................................................22.3.2人孔及手孔的选择.................................................................................22.3.3容器支座的选择.....................................................................................32.3.4法兰及垫片的选择.................................................................................32.3.5液面计的选择.........................................................................................43.设计计算.....................................................................................................................53.1筒体厚度设计...................................................................................................53.2封头壁厚设计...................................................................................................53.3水压试验及强度校核.......................................................................................63.4手孔并核算开孔补强.......................................................................................63.5核算承载能力并选择鞍座...............................................................................73.6压力表选择.......................................................................................................83.7接口管选择.....................................................................................................103.7.1进料管...................................................................................................103.7.2出料管...................................................................................................103.7.3排污管...................................................................................................103.7.4放空管接口管.......................................................................................103.7.5安全阀接口管.......................................................................................103.7.6压力表接口管.......................................................................................114.储液加压罐指标.......................................................................................................12符号说明......................................................................................................................13设计心得......................................................................................................................14参考资料......................................................................................................................15化工机械基础课程设计11.绪论加压储液罐通常是采用钢板材料焊成的容器。普通罐采用的板材是一种代号叫A3F的平炉沸腾钢；寒冷地区采用的是平炉镇静钢；对于超过10000m3的大容积油罐采用的是高强度的低合金钢。常见的储液罐形状，一般是立式圆柱形、卧式圆柱形、球形等几种。立式圆柱形油罐根据顶的结构又可分为桁架顶罐、无力矩顶罐、梁柱式顶罐、拱顶式罐、套顶罐和浮顶罐等，其中最常用的是拱顶罐和浮顶罐。拱顶罐结构比较简单，常用来储存原料油。浮顶罐又分内浮顶罐和外浮顶罐两种，罐内有钢浮顶浮在油面上，随着液面升降。浮顶不仅降低了液体的消耗，而且减少了发生火灾的危险性和对大气的污染。尤其是内浮顶罐，蒸发损耗较小，可以减少空气对液体的氧化，保证储存质量，对消防比较有利。目前内浮顶罐在国内外被广泛用于储存易挥发的液体，是一种被推广应用的储油罐。卧式圆柱形油罐应用也极为广泛。由于它具有承受较高的正压和负压的能力，有利于减少液体的蒸发损耗，也减少了发生火灾的危险性。它可在机械，一成批制造，然后运往工地安装，便于搬运和拆迁，机动性较好。缺点是容量一般较小，用的数量多，占地面积大。它适用于小型分配库，如放空罐和计量罐等。球形油罐具有耐压、节约材料等特点，多用于石油液化气系统，也用做压力较高的溶剂储罐。此外还有非金属罐；非金属油罐的种类很多，有土油罐、砖油罐、石砌油罐、钢筋混凝土油罐、玻璃钢油罐、耐油橡胶油罐等等。石砌油罐和砖砌油罐应用较多，常用于储存原油和重油。该类油罐最大的优点是节约钢材、耐腐蚀性好、使用年限长。非金属材料导热系数小，当储存原油或轻质油品时，因罐内温度变化较小，可减少蒸发损耗，降低火灾危险性。又由于非金属罐一般都具有较大的刚度，能承受较大的外压，适宜建造地下式或半地下式油罐，有利于隐蔽和保温。但是一旦发生基础下陷，易使油罐破裂，难以修复2.设备设计主要指标及结构2.1设计任务综合运用所学的机械基础课程设计一个常温下储存液体的加压储罐。2.2主要设计指标设备主要材质为MnR16钢材。化工机械基础课程设计2设计压力：MPa0.1设计温度:Co50最高工作压力：MPa8.0工作温度：常温介质名称：空气，水设备容积：305.1m2.3结构选择与论证2.3.1封头的选择封头是容器的一个部件，根据几何形状的不同，可分为球形、椭圆形、碟形、球冠形、锥壳和平盖等几种，其中球形、椭圆形、碟形、球冠型封头又统称为凸形封头。在焊接上分为对焊封头，承插焊封头。用于各种容器设备，如储罐、换热器、塔、反应釜、锅炉和分离设备等。半球形封头：是最理想的结构形式。但缺点是深度大，冲压较为困难，球形封头用材最少。椭圆封头：浓度比半球形封头小得多，易于冲压成型，是目前中低压容器中应用较多的封头之一。平板封头：因直径各厚度都较大，加工与焊接方面都要遇到不少困难，平板封头用材最多。。因此，从强度、结构和制造方面综合考虑，采用椭圆形封头最为合理。2.3.2人孔及手孔的选择手孔即缩小的人孔，其安设是为了安装、拆卸、清洗和检修设备内部装置。手孔与人孔的结构基本相同，由一个短筒节，盖上一块盲板构成。手孔直径一般为150~250mm，应使工人戴上手套并握住工具的手能方便地通过，标准化手孔的公称直径有DN150、DN250两种。当设备直径超过900mm时，应开设人孔。按人孔可容纳规格为宽360mm、高250mm（标准的六孔管孔内径90mm水泥管块，简称标准块）的管道断面管块或单孔管道管孔内径90mm的数量，分为大、中、小不锈钢人孔三类。手孔可容纳规格可分为为DN150mm和DN250mm两种。人孔主要由筒节、法兰、盖板和手柄组成。一般人孔有两个手柄。选用时应综合考虑公称压力、公称直径(人、手孔的公称压力与法兰的公称压力概念类似。公称直化工机械基础课程设计3径则指其简节的公称直径)、工作温度以及人、手孔的结构和材料等诸方面的因素。通常可以根据操作需要,在这考虑到人孔盖直径较大较重,故选用碳钢水平吊盖人孔，人孔筒节轴线垂直安装。2.3.3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。鞍式支座是应用最广泛的一种卧式支座。从应力分析看，承受同样载且具有同样截面几何形状和尺寸的梁采用多个支承比采用两个支承优越，因为多支承在粱内产生的应力