目录第一章液化石油气贮罐的设计背景 (2)第二章液化石油气贮罐的分类及选型 (2)贮罐的分类 (2)贮罐的选型 (2)第三章材料用钢的选取 (3)，容器用钢 (3)附件用钢 (3)第四章工艺尺寸的确定 (4)方案一 (4)方案二 (4)第五章工艺计算 (5)筒体壁厚的计算 (5)封头壁厚的计算 (5)%水压试验 (6)支座 (6)支座的选取 (6)鞍座的计算 (6)安装位置 (7)人孔的选取 (8)人孔补强的确定 (8)人孔补强 (8)@不需补强的最大开孔直径 (8)接口管 (9)液化石油气进料管 (9)液化石油气出料管 (9)排污管 (9)液面计接管 (10)放空接口管 (10)安全阀接口管 (10)#第六章液化石油气贮罐化工设备图 (11)第七章设计结果一览表 (12)第八章总结 (11)参考文献 (11)附表 (12)第一章液化石油气（LPG）贮罐的设计背景化学工业和其它流程工业的生产都离不开容器。

所有的化工设备的壳体都是一种容器，容器的应用遍及各行各业，诸如航空、航海、机械制造、轻工、动力等行业。

然而化工容器又有其本身特点，不仅要适应化学工艺过程所要求的压力和温度条件，还要承受化学介质的作用，要能长期的安全工作且保证良好的密封。

因此在容器的设计中应综合考虑个方面的因素，使之达到最优。

LPG是指经高压或低温液化的石油气，简称“液化石油气”或“液化气”。

其组成是丙烷、正丁烷、异丁烷及少量的乙烷、大于碳5的有机化合物、不饱和烃等。

随着石油化学工业的发展，液化石油气作为一种化工基本原料和新型燃料，已愈来愈受到人们的重视。

在化工生产方面，液化石油气经过分离得到乙烯、丙烯、丁烯、丁二烯等，用来生产合塑料、合成橡胶、合成纤维及生产医药、炸药、染料等产品。

用液化石油气作燃料，由于其热值高、无烟尘、无炭渣，操作使用方便，已广泛地进入人们的生活领域。

此外，液化石油气还用于切割金属，用于农产品的烘烤和工业窑炉的焙烧等。

因此为能够进行连续生产液化石油气，需要有储存液化石油气的容器，而设计贮罐是制造液化石油气的必备步骤，是化工生产能够顺利进行的前提。

:第二章液化石油气(LPG)贮罐的分类及选型贮罐的分类贮罐按其形状可分为方形和矩形容器、球形容器、圆筒形容器（立式、卧式）。

按其承压性质可分为内压和外压，内压容器又可分为低压、中压、高压、超高压4个压力等级。

按其工作的温度环境可分为低温、常温、中温、高温容器。

按制造器的材料可分为金属制和非金属制两类。

按其应用情况可分为反应压力容器（R）、换热压力容器（E）、分离压力容器（S）、储存压力容器（C）等。

）贮罐的选型在本设计中由于设计体积较小（约为20m3）且工作压力较小（p0=）可采用卧式圆筒形容器，方形和矩形容器大多在很小设计体积时采用，因其承压能力较小且使用材料较多；而球形容器虽承压能力强且节省材料，但制造较难且安装内件不方便；立式圆筒形容器承受自然原因引起的应力破坏的能力较弱，故选用圆筒形卧式容器。

第三章材料用钢的选取容器用钢压力容器的使用工况（如温度、压力、介质特性和操作特点等）差别很大，制造压力容器所用的钢种类很多，既有碳素钢、低合金高强度钢和低温钢，也有中温抗氢钢、不锈钢和耐热钢，还有复合钢板。

一般中低压设备可采用采用屈服极限为245Mpa~345Mpa级的钢材；直径较大、压力较高的设备，均应采用普通低碳钢，强度级别宜用400Mpa级或以上；如果容器的操作温度超过4000C，还需考虑材料的蠕变强度和持久强度。

（16MnR钢是屈服强度350Mpa级的普通低合金高强度钢，具有良好的综合力学性能、焊接性能、工艺性能以及低温冲击韧性。

在焊接压力容器时采用碱性焊条（J507）[]2，15MnVR钢和18MnMoNbR钢是屈服强度分别为400、500Mpa级普通低合金高强度钢，虽然有较高的强度，但韧性、塑性都较C-Mn钢低，且有较高的缺口敏感性和时效敏感性。

并且这两类钢均较16MnR钢昂贵。

因此选用16MnR钢既符合工艺要求也节约资源，以便获得更好的经济价值。

附件用钢优质低碳钢的强度较低，塑性好，焊接性能好，因此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，不宜用作接管用钢。

"由于接管要求焊接性能好且塑性好。

故选择10号优质低碳钢的普通无缝钢管制作各型号接管。

由于法兰必须具有足够大的强度和刚度，以满足连接的条件，使之能够密封良好，故选用Q235-A的普通碳素钢。

第四章 工艺尺寸的确定方案一设计体积3020m V =，公称直径mm Di 2000=，^采用标准椭圆形封头，查附录5[]1：取直边高度mm h 40=，则单个封头容积3017.1m V h =，封头总容积3034.22m V V h h ==， 单个封头内表面积2059.4m S =，封头总内表面积2018.92m S S == 故筒体容积3066.17m V V V h =-=筒，则筒体长度mm DiV L o562142==π筒，取整后筒体长度取为mm L 5800=，则实际体积3256.204m L V DiV h =+=π筒体内表面积244.36m DiL S ==π筒,则总内表面积262.45m S S S =+=筒总 长径比方案二;设计体积3020m V =，公称直径mm Di 2200=，采用标准椭圆形封头，查附录5[]1：取直边高度mm h 40=，同理可计算出 筒体长度取为mm L 4600=，实际体积3259.204m L V DiV h =+=π，总内表面积285.42m S S S =+=筒总长径比经比较可得，取公称直径mm Di 2200=时所用的钢材较少，且承受各种力和载荷的能力较优。

第五章 工艺计算筒体壁厚的计算：根据公式[]22C ppDitd +-=ϕδσ有：贮罐的设计压力MPa p 75.1=16MnR 在50C 0钢的许用应力[]MPaC170040=σ（附表1[]1），公称直径mm Di 2200=，0.1=ϕ（双面对接焊缝，100%探伤，表3-12[]1），由于液化石油气对金属有一定的腐蚀，故属单面腐蚀取mm C 12=， 故mm d 38.12175.111702220075.1=+-⨯⨯⨯=δ，查表3-13[]1取钢板负偏差mm C 8.01=，则筒体的计算壁厚mm C d 18.131=+=δδ，,圆整后，圆筒的名义壁厚mm n 14=δ。

封头壁厚的计算采用标准椭圆形封头。

根据公式，封头设计壁厚[]mmC ppDitd35.125.022=+-=ϕσδ，查表3-13[]1取钢板负偏差mm C 8.01=，则筒体的计算壁厚mm C d 15.131=+=δδ，式中，0.1=ϕ（因钢板最大宽度为3m ，此贮罐直径为2200mm 故封头需将钢板并焊后冲压），其它符号同前。

考虑冲压减薄量，圆整后取名义壁厚mm n 14=δ的16MnR 钢制作封头。

水压试验根据公式σδδσϕsee T tDi P 9.02)(≤+=，式中:P T ==， m m 2.128.114n e =-=-=C δδ， a 345sMP =σ，则a 5.3103459.0a 3.1810.12.122)2.122200(2MP MP T =⨯≤=⨯⨯+⨯=σ，故符合工艺条件的要求。

支座5.4.1支座的选取支座用来支撑容器的重量、固定容器的位置并使容器在操作中保持稳定。

卧式圆筒形容器的支座分为鞍式支座、圈座、腿式支座三类。

由于鞍式支座承压能力较好且对筒体产生的局部应力较小，故此设计中选用鞍式支座。

【鞍座分为A 型（轻型）和B 型（重型）两类，每种形式的鞍座又分为固定式支座（F ）和滑动式支座（S ）两种。

由于在此设计中，贮罐体积较小且长径比较小，故采用A 型三鞍座，两为固定式一为滑动式支座。

5.4.2鞍座的计算首先估算计算鞍座的负荷。

贮罐总质量：4321m m m m m +++=式中：m 1为筒体质量（kg ），m 2为封头质量（kg ），m 3为液化石油气质量（kg ），m 4为附件质量（kg ）。

5.4.2.1筒体质量m 1mm DN 2200=，mm n 14=δ的筒节，每米质量为q 1=714kg （附表4[]1）， 故m 1= q 1L=714*=3284.4kg ≈3285kg5.4.2.2封头质量m 2mm DN 2200=，mm n 14=δ直边高度h=40mm 的标准椭圆形封头，其质量为q 2=596.50kg （附表6[]1）， 故m 2=2q 2=1193kg 5.4.2.3液氨质量m 3γαV m =3式中：α为装料系数，取; V 为贮罐容积，356.20m V V V =+=筒对；γ为液化石油气的密度为588kg/m 3。

所以，kg kg m 8463496.846258856.207.03≈=⨯⨯= 5.4.2.4附件质量^人孔约重200kg ，其它接口管的总重约350kg 计，故m 4=550kg则设备总质量：kg 134915508463119332854321=+++=+++=m m m m mN N Q k 456.4407038.9134913mg ≈=⨯==由于每个鞍座承受约45kN 负荷，故选用轻型带垫板包角为1200的鞍座，即JB/T4712-1992鞍座A2200-F, JB/4712-1992鞍座A2200-S 。

)5.4.3安装位置贮罐总长L＝4600＋﹙550＋40﹚×2＝5780mm＝5.78ma为鞍座离罐体一端的距离，l为两鞍座之间的距离。

查标准，有a=1090mm，l=1800mm。

人孔的选取由于贮罐是在常温及最高压力为下工作，人孔标准按公称压力的压力等级选取。

又人孔盖直径较大且质量较重，选用水平吊盖法兰人孔，因为人孔结构中有吊钩和销轴，在检修时只需松开螺栓将盖板绕销轴旋转，即可轻松进入，而不必将其取下以节约维修时间。

（带颈平焊法兰人孔标准尺寸（表15-55[]3）人孔补强的确定为了满足各种工艺和结构上的要求，不可避免的要在容器的筒体或封头上开孔并安装接管。

开孔后，壳壁因除去了一部分承载的金属材料而被削弱，而出现应力集中现象。

为保证容器安全运行，对开孔必须采取适当的措施加以补强，以降低峰值应力。

这里采用补强圈补强，因其结构简单、制造方便、使用经验丰富。

/5.6.1人孔补强由于人孔的筒节不是采用无缝钢管制造，故不能直接选用补强圈标准。

因人孔内径d=500mm ，壁厚mm n 10=δ，故补强圈内径D 1=500+210+14=534mm ，外径D 2=760mm 。

补强圈的厚度计算：mm 27534760)8.114(500d 12e n ≈--⨯=-=D D δδmm 9.26534760)8.114(500d 12e =--⨯=-=D D δδ补考虑到筒体与人孔筒节均有一定的壁厚裕量，故补强圈的壁厚取26mm 。