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压力容器石油气缓冲罐课程设计

1目录1.罐体壁厚设计............................................................................................ - 3 -1.1计算厚度:.......................................................................................... - 3 -1.2设计厚度.............................................................................................. - 4 -2.封头厚度设计............................................................................................ - 5 -2.1计算封头厚度...................................................................................... - 5 -2.2校核罐体与封头水压试验强度3. 立式容器支座............................................................................................. - 7 -3.1罐体质量m ......................................................................................... - 7 - 13.2封头质量m ......................................................................................... - 7 - 23.3石油气质量m...................................................................................... - 7 -33.4附件质量m ......................................................................................... - 8 - 44. 手孔............................................................................................................. - 9 -5. 手孔补强.................................................................................................... - 11 -5.1确定壳体和接管的计算厚度及开孔直径......................................... - 11 -5.2确定壳体和接管实际厚度................................................................. - 11 -5.3计算需要补强的金属面积和可以作为补强的金属面积 ................ - 11 -6. 接管........................................................................................................... - 12 -6.1石油气的进料管................................................................................ - 12 -6.2石油气出料管.................................................................................... - 12 -6.3排污管................................................................................................ - 12 -6.4液位计接管........................................................................................ - 12 -6.5安全阀接口........................................................................................ - 12 - 参考资料........................................................................................................ - 13 -石油气缓冲罐设计设备设计主要技术指标:设计压力为0.1Mpa ,最高工作压力为0.08Mpa ,设计温度为50℃,工作温度为50℃的石油气缓冲罐。

设备主要材质为16MnR ,设备容积为0.3m ³,介质名称为石油气。

1. 罐体壁厚设计设备主要材质为16MnR ,根据/7132008GB T -《锅炉和压力容器用钢板》16MnR 时为Q345R ,所以本罐采用Q345R 制作罐体和封头。

壁厚δ根据式[]2C i tCP D P δσφ=-计算;δ ——圆筒或球壳的计算厚度,㎜; C P ——计算压力,Mpa ; i D ——圆筒或球壳的内径,㎜;[]tσ——圆筒或球壳材料在设计温度下的许用应力;φ ——焊接接头系数,在计算应力时φ=1本石油气缓冲罐的工作温度为50℃,根据表6-1查得Q345R 钢板在50℃的[]tσ=163Mpa ,s δ=325Mpa ,φ=1,i D =600㎜取腐蚀裕量2C =2㎜,于是 1.1计算厚度:[]2C i tCP D P δσφ=-0.16002163 1.00.1⨯=⨯⨯-0.18mm ≈1.2设计厚度2b C δδ=+0.182=+ 2.18mm =根据b δ 2.18mm =,由表12-9查得10.25C mm =,又因为该值小于名义厚度6%;所以钢板厚度负差可以忽略不计。

1 2.180.25 2.43b C mm δ+=+=圆整后取3n mm δ=;确定选用3n mm δ=厚的Q345R 型钢板制作罐体。

2. 封头厚度设计 采用标准椭圆形封头2.1厚度δ按式[]20.5C itCP D P δσφ=-计算δ ——圆筒或球壳的计算厚度,㎜; C P ——计算压力,Mpa ; i D ——圆筒或球壳的内径,㎜;[]tσ——圆筒或球壳材料在设计温度下的许用应力;φ ——焊接接头系数,在计算应力时φ=1于是 []20.5C itCP D P δσφ=-0.16002163 1.00.10.5⨯=⨯⨯-⨯0.18mm ≈同前 12C C C =+0.252 2.25=+=㎜ 故 2.250.18 2.43C mm δ+=+= 圆整后取 3n mm δ=确定选用3n mm δ=厚的Q345R 型钢板做封头。

2.2校核罐体与封头水压试验强度 根据式 ()0.92T i e T s eP D δσφσδ+=≤ 式中 1.25 1.250.10.125T P P MPa ==⨯=e n C δδ=-321()mm =-=325s MPa σ=则()2T i e T eP D δσδ+= 0.125(6001)37.621⨯+=≈⨯Mpa而0.9s φσ0.9 1.0325292.5MPa =⨯⨯=因 0.9T s σφσ< ;所以水压试验强度足够。

3. 立式容器支座粗略计算支座负荷贮罐总质量 1234m=m m m m +++1m —罐体质量 2m —封头质量 3m —液氨质量4m —附件质量3.1罐体质量1mDN=600mm ;3mm δ=;820L mm =;7850ρ=所以,1 3.14(6003)3820785037i m D L kg πδρ==⨯+⨯⨯⨯≈ 3.2封头质量2mDN=600mm ;3mm δ=;7850ρ=所以,2220.3520.35 3.14(6003)37850218i m D kg πδρ=⨯=⨯⨯+⨯⨯⨯= 3.3石油气质量3m3m V ϕρ=其中,装置系数0.9ϕ= 贮罐容积2V V V =+封筒2234i i V D h π=∙封 所以,3222244i V D D L ππ=⨯+32(0.60.003)(0.60.003)0.82724ππ=⨯+++⨯30.3()m =石油气在常温常压下的密度为1.94g/L=1940kg/3m319400.90.3523.8m kg =⨯⨯=3.4附件质量4m手孔150DN 查附表11-10得手孔约为5.14kg 其他接管质量总和1.80.73 1.51 4.04kg ++= 所以,49.18m kg =贮罐总质量:1234m=m m m m +++ 3718532.89.18588kg +++=5889.811.444mg F KN ⨯==≈ 所以每个支座只承受1.4KN 的负荷,可选用HG5-1579-85-38A 型Ⅲ号4个支座。

4. 手孔根据贮罐的设计温度、最高工作压力、材质及使用要求等条件,选用公称压力0.6Mpa 的水平吊杆带颈对焊法兰手孔(2059297HG -),手孔公称直径选定为150㎜,采用平面密封面(RF 型)和石棉橡胶板垫片,手孔结构如图所示;手孔各零件名称,材质见表。

该水平吊杆带颈对焊法兰手孔的标记为: 手孔 SO RF - 1500.6- 2059297HG -25. 手孔补强5.1确定壳体和接管的计算厚度及开孔直径由已知条件知,壳体计算厚度0.18mm δ=,按式[]020.5C t tCP D P δσφ=-接管计算厚度为: []020.5C t tCP D P δσφ=-0.11500.045216310.1mm ⨯==⨯⨯+开孔直径为:12(150122)22150d d C =+=-⨯+⨯=㎜5.2确定壳体和接管实际厚度,开孔有效补强宽度B 及外侧有效补强高度1h 。

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