空气储罐设计手册
1.设计参数
设计常温空气储罐，23m，P=0.9MPa。
设计压力：取1.1倍的最高压力，为0.99MPa<1.6MPa属于低压容器。
筒体几何尺寸确定：按长径比为2.5，确定长L=2500mm,D=1000mm 设计温度：取50℃
材料选择：因空气属于无毒无害气体，材料取Q235B
设计参数表
设计压力MPa 0.99 设计温度 ℃ 50 最高工作压力
MPa 0.9
工作温度 ℃
常温
介质名称 空气 设备主要材质 Q235B 介质性质
无毒无害
设备容积3m
2
2.结构设计
2.1 容器类别
设计压力MPa p c 99.0=，设计温度t=50℃，介质性质无毒无害。
压力MPa p 6.11.0<≤的容器为低压容器，本储罐为低压容器，属于Ⅰ类压力容器。
2.2 筒体设计
筒体材料选择Q235B ，许用应力为113MPa 。
选择用钢板卷焊的圆筒，焊缝为双面焊局部无损探伤，85.0=ϕ。
取钢板负偏差 C1=0.3mm ，腐蚀裕量C2=1mm 。
筒体壁厚： []mm 2.515.585.011321000
99.02t
i ≈=⨯⨯⨯==
φσδD p c ，取mm
7n =δ，则 mm 7.5-C -mm 2.612.521n e 2d ===+=+=C C δδδδ
筒体总体尺寸：
筒体公称直径D=1000mm ，
长度L=2500mm ， 壁厚δ=7mm ， 质量G=435Kg 。
2.3 封头设计
选择标准椭圆形封头，材料选择Q235B ，选择双面焊全部无损伤，即φ=1.0曲面深度h=250mm ，封头的直边高度25mm
h 0=
封头壁厚：[]mm 4.40.111321000
99.02t
i =⨯⨯⨯==
φ
σδD p c 设计壁厚mm C t t d 4.514.42=+=+=
mm C C t 7.53.014.421=++=++
取圆整后名义厚度为mm t n 6=
有效厚度mm C C t t n e 7.413.0621=--=--=
封头壁厚选择6mm ，两个封头质量G=108Kg 。
2.4 法兰设计
根据筒体公称直径，设计压力，查表得法兰选择乙型平焊法兰。
根据设计压力，设计温度，查表得法兰材料选择16MnR ，公称压力1.0Mpa 。
质量为188.5kg ，对接筒体最小厚度为10mm 。
2.5 接管设计
该空气储罐应设置物料入口、物料出口、温度计口、压力表口、安全阀口、液面计口、排污口。
2.6 人孔设计
设1个人孔圆孔φ500
2.7 接管与法兰分配
2.8螺栓及垫片
2.9 吊耳选择
1.容器总质量0m 包括容器自身质量（筒体、封头及配件）和充满容器的水重，经分别计算得
kg
776324904353108(812m 0=++++=（水）（配件）（封头）封头法兰）筒体
2.初定支座型号及数量并算出安装尺寸φ：容器总重约78kN ，若选A 型支座，可选A4型为稳定计算选用A4支座3个，根据耳座及筒体尺寸，可求出φ
mm
1200)70160(2)82160(8272100022=-⨯+⨯--⨯+⨯+=）（φ
3.确定水平力P ：因容器在室内，不考虑风载，只计算水平地震力e P ，根据抗震8度，取45.00=α，于是
N N P k 17171178.9776345.05.0e ≈=⨯⨯⨯=
4.计算Q 值和M 值：
[]kN 60Q kN 301012003250171174318.977633
-=<=⨯⎥⎦⎤⎢⎣⎡⨯⨯⨯+⨯⨯=Q ()m kN 7.21070-160303
⋅=⨯=
M
5.确定吊耳尺寸：
查表得：当mm 6e =δ，DN=1000mm ，筒体内压p=1.0Mpa,材料为Q235B ，采用A4型耳式支座时，[M]=4.14kN ·m,此值大于上边算出的M 值，所以选用A4型耳式支座3个。
2.10 支座选择
该立式容器采用支承式支座，材料选用Q235-B 。
估算鞍座的负荷： 罐总质量 m=m1+m2+m3+m4
m1—筒体及其法兰质量：m1=435+188.5x2=812Kg
m2—两个封头的质量:m2=108Kg
m3—充液质量：ρ水>ρ空气，水压试验充满水，故取介质密度为ρ水=1000kg/m3
水，V
水=3.14x500x500x2500+2V
封头
=1.9625+0.523=2.49m3,m3=ρV= 1000x2.49=2490kg
m4—附件质量：人孔质量为153kg ，其他接管总和为200kg ，即4353kg
综上所述:
m=812+108+2490+4353=7763kg
则支座承受的质量为7763kg,即77.63kN 所以选择B 型支座号为2的支承式支座
允许载荷/kN
DN/mm 高度 底板
钢管 垫板 螺栓（孔） φ 支
座
质量/kg
h
b
δ d
δ d
δ d
d
螺纹
150 1000 330 160 12 108 4
150 8 180 20 M16 790 6.8
6.强度校合
1.筒体
进行液压试验，试验液体温度一般不低于5℃。
试验温度下材料许用应力][σ=113MPa ，设计压力=0.99MPa ， 试验压力
MPa p
p t T 24.1113
113
99.025.1][][25.1=⨯⨯==σσ 校核圆筒应力
MPa t t D p e e i T T 68.15585
.07.52)
7.51000(5.12)(=⨯⨯+⨯=+=
σσ 屈服强度MPa s 235=σ，MPa s 5.2112359.0%90=⨯=σ
s T σσ9.0<，筒体试验合格
2.封头
封头的最小厚度校核：mm t mm D n i 65.110000015.0%15.0=<=⨯=，满足要求。
3.开口补强
该容器中只有人孔需要补强，则：
人孔开孔直径为mm C d d i 402240022
=+=+=
mm D d i 5002
1000
2==<
且mm d 520< 故可采用等面积法进行补强计算
接管材料选用Q235B ，其许用应力[]σ113t
MPa = 根据GB150-1998中式8-1：
δ2δδ(1)et r A d f =+-
式中：
壳体开孔处的计算厚度
mm 2.5=δ
接管的有效厚度δδ817et nt C mm =-=-= 强度削弱系数1=r f
所以()2et 4.20902.540212mm f d A T =⨯=-+=δδδ
有效宽度B ，得：
()mm
B B B mm d B mm
d B 804,max 432161440222804221nt n 21===++=++===δδ
外侧有效高度
()
mm
h h h mm H h mm
d h nt 7.56,min 2507.56''1'111''1'1=======接管实际外伸高度δ
内侧有效高度
()
mm
h h h mm H h mm
d h nt 0,min 07.56''2'222''2'2=======接管实际内伸高度δ
有效补强面积
321A A A A e ++=
1A —筒体多余面积
()()()()2120112mm f d B A T e et et =-----=δδδδδ 2A —接管多余面积
()()22212022mm f C h f h A T et T t et =-+-=δδδ
3A —焊缝金属截面积，焊脚去7mm ，则
2231
72492
A mm =
⨯⨯= 补强面积
2321250490201mm A A A A e =++=++=
因为A A e <，所以开孔需另行补强另行补强面积为 2e 44.18402504.2090mm A A A =-=-=。