目录前言 (2)第1章设计参数的选择1.1 设计要求与数据1.1.1设计要求 (2)1.1.2 设计数据 (2)1.1.3 贮罐容积 (2)1.2 设计温度 (3)1.3 设计压力 (3)1.4 主体设备和零部件材料选择 (3)第2章设备的结构2.1 罐体壁厚设计 (3)2.2 封头壁厚设计 (4)2.3 鞍座 (4)2.4 人孔 (5)2.5 人孔补强确定 (6)2.6 法兰的选用 (6)2.7 接口管 (6)2.8 主体设备尺寸和零部件尺寸 (7)2.9 设备总装配图 (7)前言卧式贮罐比立式贮罐易运输、设计合理、工艺先进、自动控制，符合GMP 标准要求，古采用卧式贮罐。

第1章设计参数的选择1.1 设计要求与数据1.1.1设计要求（1）主体设备和零部件材料选择；（2）主体设备尺寸和零部件尺寸计算及选择规格；（3）设备壁厚以及封头壁厚的计算和强度校核；（4）各种接管以及零部件的设计选型；（5）设备支座的的设计选型；（6）法兰的设计选型；（7）设备开孔及开孔补强计算；（8）设计图纸要求1号图纸一张，包括设备总装配图，至少画三个重要构件的局部图；技术特性表，接管表和总图材料明细表。

要求比例适当，字体规范，图纸整洁。

1.1.2 设计数据表1-1 设计数据贮罐的容积=封头的容积+筒体的容积由钢制筒体的容积、面积及质量表，可查得公称直径为2200㎜的筒体，1米高的容积为3.8013m，可得筒体的容积为：3.801×4=15.2043m；由JB/T4337—95可查得公称直径为2200㎜，直边高度为50㎜的椭圆形封头的容积为1.583m ；可得贮罐的容积为：15.204+1.58×2=18.3643m1.2 设计温度由于在宜宾最高温度为42°C 左右，因此设计温度为42°C 。

1.3 设计压力设计压力取最大压力的1.1倍，即2.5*1.1=2.75MPa1.4 主体设备和零部件材料选择（1）筒体和封头的材料选择乙烯腐蚀性很小，贮罐可用普通低合金钢；大型化工容器采用普通低合金钢16MnR,制造，质量比用碳钢减轻1/3；而且根据GB150-1998表4-1，选用筒体和封头材料为低合金钢16MnR （钢材标准为GB6654）。

（2）鞍座的材料选择根据JB/T4731,鞍座选用材料为Q235-A 。

（3）地脚螺栓的材料选择地脚螺栓选用符合GB/T 700规定的Q235，Q235的许用应力[]147bt MPa σ=。

（4）零部件的材料选择优质低碳钢的强度较低，但塑性好，焊接性能好。

在化工设备制造中常用作热交换器列管、设备接管、法兰的垫片包皮。

优质中碳钢的强度较高、韧性较好，但焊接性能较差，不适宜做化工设备的壳体，但可作为换热设备管板，强度要求较高的螺栓、螺母等；所以零部件的材料用优质低碳钢。

第2章 设备的结构2.1 罐体壁厚设计根据前面所作的分析，可知本乙烯贮罐选用16MnR 制作罐体和封头。

设计壁厚： ， 式中：p 表示设计压力，p=2.75MPa(表压)；D i =2200㎜；[]tσ =163MPa （钢板许用应力表）；ϕ=1.0（双面对接焊缝，100%探伤，焊接头系数ϕ表）；21CC C +=,其中1c =0.8（钢[]c p pD tid +-=ϕσδ2板负偏差1c表），2C =1㎜(低合金钢单面腐蚀)。

数据代入上式可得：5.208.0175.211632220075.2=++-⨯⨯⨯=d δ㎜圆整后取n δ=22㎜厚的16MnR 钢板制作罐体。

2.2 封头的计算虽然半球形封头质量轻，壁厚薄，但是制造难度大，一般中、低压小型设备都不宜采用。

在相同受力条件下，碟形封头的壁厚比相同条件下的椭圆形封头要厚一些，并且蝶形封头的球面部分与过渡区连接处会产生局部高应力，受力没有椭圆形封头好；平板封头结构简单，制造方便，但只在压力不高、直径较小的容器中使用；标准椭圆形封头制造较容易，受力比碟形封头好，故本设计可采用标准椭圆形封头。

设计壁厚，按下列公式计算;式中：ϕ=1.0（钢板的最大宽度为3米，该贮罐的直径为2.2米，故封头需将钢板焊后冲压）；其他符号同前面。

4.208.0175.25.011632220075.2=++⨯-⨯⨯⨯=d δ㎜考虑冲压减薄量，圆整后取 =22㎜厚的16MnR 钢板制作封头。

校核罐体与封头水压试验强度，根据下列公式：ϕδδσe e i T T D P 2)(+= ≤s σ9.0 式中：[][]125.325.15.225.125.1=⨯===p pp tT σσMpa ≈3.1Mpa ,e δ =c n -δ =22-1.8=20.2㎜,s σ=325Mpa （钢板许用应力表）12.202)2.202200(1.3⨯⨯+=T σ≈170.36≤s σ9.0=0.9×325=292.5Mpa上式成立，所以水压试验满足强度要求。

2.3 鞍座首先粗略计算鞍座负荷。

贮罐总质量：4321m m m m m +++=n δ[]215.02c c ppD tid ++-=ϕσδnδ式中：1m 为罐体质量，㎏；2m 为封头质量，㎏；3m 为水质量，㎏；4m 为附件质量，㎏。

（1）罐体总质量DN=2200㎜，n δ=22㎜的筒节，每米质量为1q =1204㎏/m(钢制筒体的容积、面 积及质量表),故1m =L q 1=1204×4=4816㎏ （2）封头质量2mDN=2600㎜，n δ=22㎜，直边高度h=50㎜（标准椭圆形封头的直边高度表）的椭圆形封头，其质量为2q =987㎏/m （普通低合金钢椭圆形封头的质量表），故2m =22q =2×987=1974㎏（3）水的质量3m由于乙烯密度小于水的密度，故可用水测试。

水的密度在4℃时最大，为1000kg/3m3m =γαV ,式中：α为装料系数，取0.7；V 为贮罐容积，V=筒对V V + =2×1.58＋3.801×4=18.3643m ；γ为水在4℃时的密度为1000㎏/3m 。

所以 3m =18.364×0.7×1000=12854.8㎏ （4）附件质量4m人孔约重200㎏，其他接口管的总和按300㎏，故4m =500㎏ 设备总质量：4321m m m m m +++==1204+1974+12854.8+500=16532.8N 28.98.165322⨯==mg Q =81010.72N ≈81.011KN 每个鞍座只承受约81.011KN 负荷，所以选用轻型带垫板包角为120º的鞍座即： JB/T4712-92 鞍座A2200-F; JB/T4712-92 鞍座A2200-S 。

2.4 人孔根据贮罐 是在常温及最高工作压力为2.5Mpa 的条件下工作，人孔标准应按公称压力为2.5Mpa 的等级选取。

但考虑人孔盖直径较大较重，故选用水平吊盖人孔，该人孔结构有吊钩和销轴，检修时只须松开螺栓将盖板绕销轴旋转一个1m角度，由吊钩吊住，不必将盖板取下。

该人孔标记为：HG21524—95 人孔TG I V(A.G)450-2.52.5 人孔补强确定同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。

根据GB150中8.3，当设计压力小于或等于2.5MPa 时，在壳体上开孔，两相邻开孔中心的间距大于两孔直径之和的两倍，且接管公称外径不大于89mm 时，接管厚度满足要求，不另行补强，故该储罐中只有DN=450mm 的人孔需要补强。

由于筒体内经在以上，且考虑清洗、检修方便。

本设计所选用的人孔筒节内径=450mm ，壁厚为10㎜.故补强圈尺寸为：补强圈内径1D =484㎜，外径2D =760㎜,补强圈的厚度按下式估算：12D D d e n -=δδ=484760)8.122(450--⨯≈33㎜12D D d e -=δδ补=484760)8.122(450--⨯=32.9㎜考虑到罐体与人孔筒节均有一定的壁厚裕量，所以补强圈取32mm 厚。

2.6 法兰的选用由于压力容器的最大设计压力为2.5MPa ，故可选用乙型平焊法兰或长颈对焊法兰，但该容器的接口法兰直径均为DN=2200mm ，故用长颈对焊法兰。

2.7 接口管本贮罐设有以下接口管： （1）乙烯进料管采用φ18㎜×1.5㎜无缝钢管。

管的一端切成45º，伸入贮罐内少许。

配用具有凸面密封的长颈对焊管法兰，法兰标记：HG 20592 法兰WN15—2.5 RF Q235A.根据GB150中8.3，当设计压力小于或等于2.5MPa 时，在壳体上开孔，两相邻开孔中心的间距大于两孔直径之和的两倍，且接管公称外径不大于89mm 时，接管厚度满足要求，不另行补强，因此接管公称直径小于89mm ，故不用补强。

（2）乙烯出料管采用可拆的压出管φ14㎜×2㎜，将它用法兰固定在接口管φ18㎜×1.5㎜内。

罐体的接口管法兰用HG 20592 法兰WN15—2.5RF Q235A 。

与该法兰相配并焊接在压出管的法兰上，其连接尺寸和厚度与HG 20592 法压兰WN15—2.5 RF Q235A 相同，但其内径为14mm （见总装图的局部放大图），乙烯出管的端部法兰（与液化乙烯输送管相连）采用HG 20592 法兰WN10—2.5 RF Q235A.这些小管都不必补强，压出管伸入贮罐2.5m 。

（3）排污管贮罐在右端最底部安设排污管，管子规格：φ18㎜×1.5㎜，管端焊有一与截止阀J41W—16相配的管法兰HG 20592 法兰WN15—2.5RF Q235A ，排污管与罐体连接处焊有一厚度为10mm的补强圈。

（4）液面计接管本贮罐采用玻璃管液面计BIW PN2.5， L=1000mm，HG5—227—80两支。

与液面计相配的接口管尺寸为φ14㎜×2㎜：，管法兰 HG 20592 法兰WN10—2.5RFQ235A 。

（5）放空管接口管采用无缝钢管，采用φ14㎜×2㎜无缝钢，管法兰 HG 20592 法兰WN10—2.5RF Q235A。

（6）安全阀接口管安全阀接口管尺寸由安全阀泄放量决定。

本贮罐选用φ14㎜×2㎜的无缝钢管，管法兰 HG 20592 法兰WN10—2.5 RF Q235A。

2.9 设备总装配图贮罐的总装配图示如大图所示，各零部件的名称、规格、尺寸、材料等见明细表。

参考文献1、中华人民共和国国家标准.GB 150—1998钢制压力容器[]S.北京：中国标准出版社，1998.2、GB/9119-2000国标法兰3、JB4712-1992鞍式支座4、JB T4731-2005钢制卧式容器5、GB_T700-2006碳素结构钢6、谭蔚.化工设备设计基础（第二版）[]M.天津：天津大学出版社，2007.7、郑晓梅.化工制图[M].北京：化学工业出版社，2001.。