《过程设备设计》
课程设计说明书
设计项目： 20M3液氨储罐设计
所属院系：化学化工学院
专业班级：化学工程与工艺1304班
学号：
学生姓名：
指导教师：张铱鈖
2016年01月20日
摘要
本次课程设计任务为设计一个容积为20m3的液氨储罐，采用常规设计方法，综合考虑环境条件、液体性质等因素并参考相关标准，按工艺设计、设备结构设计、设备强度计算的设计顺序，分别对储罐的筒体、封头、鞍座、人孔、接管等进行设计，然后对其进行强度校核，最后形成合理的设计方案。
设计说明书的正文部分包括工艺设计和机械设计，其中机械设计包括结构设计和强度计算两部分内容，结构设计中包括设备一系列零部件的数据，强度计算包括厚度计算、水压试验、气密性试验等。
一、设计任务书
20M3液氨储罐设计
课程设计要求及原始数据（资料）
一、课程设计基本要求
1、按照国家压力容器设计标准、规范设计要求，掌握典型过程设备设计的过程。
2、设计计算采用手算，要求设计思路清晰，计算数据准确、可靠。
3、工程图纸要求计算机绘图。
4、独立完成。
二、原始数据
表1 设计条件表
目录
一、设计任务书 (2)
二、课程设计内容 (5)
工艺设计 (5)
一、设计压力的确定 (5)
二、设计温度的确定 (6)
机械设计 (6)
一、结构设计 (6)
①设计条件 (6)
②结构设计 (7)
1、压力容器选择 (7)
物料的物理化学性质
压力容器的类型
压力容器的用材
2、筒体和封头的结构设计 (8)
容器的筒体和封头壁厚的设计 (8)
三·设备的设计计算
1、筒体名义厚度的初步确定 (8)
2、封头壁厚的计算 (8)
容器的水压试验 (10)
3、各个接管的位置及法兰的选择 (11)
接管的设计
法兰的设计
垫片的选择
4、人孔的选取 (13)
5、液面计的设计 (15)
6、鞍座的计算 (16)
筒体的质量
封头的质量
液氨的质量
附件的质量
确定鞍座类型
鞍座安装位置确定
7、焊接接头设计 (17)
回转壳体的焊接结构设计
接管与壳体的焊接结构设计
带补强圈的接管的焊接
8.开孔补强计算 (18)
四、参考文献 (20)
二、课程设计内容
课程设计内容包括工艺设计和机械设计两部分
工艺设计
工艺设计的内容是根据设计任务提供的原始数据和生产工艺要求，通过计算和选型
确定设备的轮廓尺寸。其中设计储量： t
ρfV W =
式中 f =0.85 V =20m 3 由表2得：t ρ =563㎏/m 3=0.563t/m 3 故 W =0.85×20×0.563=9.571t
表二 液化气体饱和蒸汽压及饱和液密度
一、设计压力的确定
设计压力应根据最高工作压力来确定。对于盛装液化气体的压力容器，可根据《固定式压力容器安全技术监察规程》TSG R0004-2009中条例3.9.3来确定： 经查表2得50℃下液氨饱和蒸汽压（绝压）为2.030MPa 。
工作压力W p =（2.03－0.1）MPa=1.93MPa
设计压力为容器的设计载荷条件之一，其值不得低于最高工作压力，而最高工作压力系指容器顶部在正常工作过程中可能产生的最高表压。装设安全阀的容器，考虑到安全阀开启动作的滞后，容器不能及时泄压，设计压力不得低于安全阀的开启压力，通常可取最高工作压力的1.05—1.10倍，所以设计压力P=2.1MPa 液柱静压力为：
Pa
28.12138563Pa 9.82.2g gh i 氨氨氨=??=??≤=D P ρρ
％5％5780.0a
1.2a
28.12138氨<==∴MP P P P , 于是忽略了液柱静压力的影响，得到MPa P P c 1.2== 二、设计温度的确定
根据液氨储罐工作温度为-20～50℃ 选择设计温度t=50℃
机械设计
机械设计包括结构设计和强度计算两部分 一、结构设计 ① 设计条件
表3 结构设计条件表
表4 管口表
②结构设计
化工设备的结构设计包括设备承压壳体（一般为筒体和封头）及其零部件的设计。设备零部件包括支座、接管和法兰、人孔和手孔、液面计、视镜等。我国已经制订了化工设备通用零部件的系列标准，设计时可根据具体设计条件按照附录中给出的相关标准进行选用。
1、压力容器选择
（a）物料的物理化学性质
氨作为一种重要的化工原料，应用广泛，为运输及储存便利，通常，将气态的氨气通过加压或冷却，得到液态氨。液氨，又称为无水氨，是一种无色液体，有强烈的刺激性气味，液氨在工业上应用广泛，而且具有腐蚀性，且容易挥发，采用钢瓶和槽车装运。
（b）压力容器的类型
化工设备的主体是压力容器，容器的强度决定着设备的安全性，为了加强压力容器的安全监察，保护任命生命和财产的安全，国家质量监督局颁布了?压力容器安全技术监察规程?这是一部对压力容器安全技术监督提出基本要求的法规，压力容器设计、安装、使用、检验、修理和改造等单位必须遵守的法规，为了有利于安全技术监督和管理，?压力容器安全技术监察规程?将其管辖范围内的压力容器划分为三类，分别为第一类压力容器、第二类压力容器和第三类压力容器。
本次设计压力容器中的介质为液态氨，属于中度危害，是第二组介质且设计压力为中压，所以将其划分为第二类压力容器。
（c）压力容器的用材
正确选择材料对于保护设备的安全使用和降低成本是至关重要的。压力容器用材料包括容器及压壳体用钢和设备零部件用材料，零部件有受压元件（如接管、法兰）和非受压元件（如支座），所用材料涉及钢板、钢管、锻件、型钢及钢棒等。
压力容器受元件用钢应符合GB150《钢制压力容器》中的有关规定，对于非受压元件用钢，当与受压元件焊接时，也应是焊接性能良好的钢材。
压力容器通常采用钢板经过成型焊接而成，法兰视具体情况可采用钢板或锻件，螺栓和螺柱应采用钢棒，接管一般应采用无缝钢管，支座所用材料涉及钢板，型钢及钢管，因为使用温度在-20℃～50℃，设计压力为2.1MPa ，所以选用Q345R ，封头采用标准椭圆形封头，同样采用Q345R 。采用16Mn 为钢管的材料。法兰采用16Mn Ⅱ 2、筒体和封头的结构设计
（a ）筒体公称直径和筒体长度的确定：筒体直径一般由工艺条件决定，但是要符合压力容器的公称直径。标准椭圆型封头是中低压容器经常采用的封头形式。封头公称直径必须与筒体的公称直径相一致。公称体积mm D mm L V i 2200,4600,m 203g === 二、强度计算
① 容器的筒体和封头壁厚的设计 1、筒体名义厚度的初步确定：
筒体设计选用6～16 mm 厚度的Q345R ，50℃下其许用应力
][t
σ＝185MPa 。 计算厚度 ：
式中，
c
p ――计算压力，MPa ；
i D ――圆筒内直径，mm ；
t ][σ――容器元件材料在设计温度下的许用应力，MPa ；
φ――圆筒的焊接接头系数
双面对接焊缝，100%无损检测则φ＝1.0 计算厚度 []mm mm P D P C
t
i
C 678.121
.2118522200
1.22=-???=
-Φ?=
σδ
取腐蚀裕量2C =mm 2，查表得负偏差1C =0.3mm ，
mm
978.15mm )3.02678.12(21d =++=++=C C δδ
所以取n δ=16mm ，则
mm
mm C C n 7.13)3.0216(12e =--=--=δδ
2、封头壁厚的计算
本设计采用标准椭圆封头（2:1）即：K （形状系数）=1.0。式中0.1=? 根据公式，封头的设计壁厚为： []mm 52.155.022c
t
i
c d =+-Φ=C P D P σδ
查表：取钢板的负偏差mm C 30.01=，
则筒体的名义壁厚为：mm C mm d 82.15161=+>=δδ。
标准规定以内径为公称直径的标准椭圆形封头(代号EHA)的直边高度只与公称直径有关：
DN ≤2000mm 时,直边高度为25mm ； DN>2000mm 时,直边高度为40mm 。
由于所设计的筒体公称直径DN=2200mm ≥2000mm ， 所以直边高度为h =40mm ，
（b ） 椭圆形封头内表面积、容积：
查GB/T25198-2010《压力容器用封头》中EHA 椭圆形封头内表面积、容积，如下表：
表5 EHA 椭圆形封头内表面积、容积
1、容器的水压试验
所谓压力试验，就是用液体或气体作为工作介质，在容器内施加比它的设计压力还要高的试验压力，以检查容器在试验压力下是否有渗漏、明显的塑性变形以及其他缺陷。压力试验分为液压试验和气压试验两种，一般采用液压试验，而且普遍采用水为液压试验介质，故本次设计采用水压试验。 根据GB150标准的规定，液压试验时
t
T P P ][]
[25.1σσ=
式中，][σ——容器元件材料在试验温度下的许用应力，MPa ；
t
][σ――容器元件材料在设计温度下的许用应力，MPa 。
所以
MPa 625.2185
185
1.225.1=??=T P
而圆筒的应力 e
e T T D P δδσ2)(+=
式中 T σ――试验压力下圆筒的应力，MPa ； i D ――圆筒内直径，mm ；
e δ――圆筒的有效厚度，mm ；
s
σ――圆筒材料在试验温度下的屈服点，MPa ；
φ――圆筒的焊接接头系数。 设计容器：
a
5.31034519.00.9R a 079.2127
.132)7.132200(625.2eL MP MP T =??=Φ<=?+?=σ
所以，厚度校核合格。
3、各个接管的位置及法兰的选择
（a）接管的设计：各物料进出管及检测仪表等接管内伸形式为插入式。
开孔：入口DN80，出口DN80，放净口DN70，排气孔DN70，备用口DN100，安全阀口DN70，压力表接口DN25,液位计口DN20，人孔DN450。
由《输送流体用无缝钢管》查得各管的外径以及壁厚；外伸的尺寸由实际工程决定；对于液氨的入口管，其伸进的管长应大于筒体中心线的100-200mm,进料管伸进设备内部并将管口的一端切成450，为了是避免物料沿设备内壁流动,减少磨蚀和腐蚀并且为了在短时间内将物料注满容器。
表6 各接管设计表
两相邻开孔中心的间距（对曲面间距以弧长计算）应不小于两孔直径之和的两倍，其他管口如液相出口管，安全阀接口，压力表接口，气相管，放气管，排污管等管间的间距均由下述来设计并计算：)(2m n d d L +≥
上部：人孔，进料口，备用口，压力计口，排气口，安全阀接口， 人孔中心线与筒体左间距：800mm 人孔中心线与进料口心线间距:600mm 进料口中心线与备用口中心线的间距:400mm 备用口中心线与压力表接口中心线的间距:400mm 安全阀口中心线与筒体右间距:400mm 排气口中心线与安全阀口中心线间距：40mm 下部：净放口，出口
出口中心线与筒体间距：200mm 净放口中心线与筒体间距：200mm
（b ）法兰的设计：法兰设计可根据法兰标准进行选型设计，也可按GB150相关条款进行设计。法兰有压力容器法兰和管法兰，二者属不同的标准体系。 设计内容如下：
根据设计压力、操作温度和法兰材料决定法兰的公称压力PN ；水压实验的压力P T =2.625MPa ，因此选择高一级别的公称压力，因此PN =2.5
根据公称直径DN 、公称压力PN 及介质特性决定法兰类型及密封面型式，法兰选带颈对焊法兰（标准HG/T 20954-2009）
带颈对焊钢制凹凸面法兰
表7 PN25带颈对焊钢制管法兰及密封面尺寸（mm）
（c）垫片的选择：根据温度、压力及介质腐蚀性选择垫片材料
选用柔性石墨复合垫
4、人孔的选取
压力容器人孔是为了检查设备的内部空间以及安装和拆卸设备的内部构件。人孔主要由筒节、法兰、盖板和手柄组成。一般的人孔有两个手柄。人孔选择回转焊带颈法兰人孔，根据储罐在常温下及高温工作压力为2.1Mpa的条件以及水压试验压力2.5Mpa 下工作，人孔的标准公称压力为2.5Mpa等级选取，公称直径为450.0mm，凹凸面法兰密封面。
由于此卧式容器筒体长度大于等于1000mmm时，应设置1个人孔
表9 回转盖带颈对焊法兰人孔明细表
查表得回转盖带颈平焊法兰人孔的各零件名称、材料及尺寸：
表10 回转盖带颈平焊法兰人孔的尺寸
则人孔的标记为：MFMIII-8.8(NM)A500-4.0HG/T21518-2005
故L 1=1000mm 5、液位计的设计
（1）根据罐内水压试验压力MPa P 5.2=选取压力等级为2.5MPa 。 （2）选普通型，外加保温层的液位计。 （3）中心距L 的选择：
液位：0.850.852*******i h D mm =?=?= 液位计位置距筒体顶部为200mm
mm L 16302001870'=-= 取mm L 1700=的液位计 （4）材质选择：0Cr18Ni9（304）。 （5） 介质 L kg /658.0=ρ。
（6）采用规格为DN15的接管 外伸600，内伸0。
（7）采用带颈对焊法兰，法兰规格为DN15，密封面型式采用突面。 由工艺标准选择磁性液位计，标记为HG/T21584-95 UZ4M-1700-0.563AF304C
6、鞍座的计算
首先估算鞍座的负荷。储罐的总质量：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 为水质量（kg ），m 4为附
件质量（kg ）。 （a ）筒体的质量m 1
DN=2200mm ，mm n 16=δ的筒节，Q345R 的密度为33m /g 1083.7K ?
()[]()[]
322
22
n m 846.04
6.72.2016.022.214.342=?-?+?=?-+?=L D D V δπ
故g 18.6624g 846.078301K K m =?= （b ）封头的质量m 2
DN=2200mm ，mm n 16=δ直边高度h=40mm 的标准椭圆形封头，其质量为683.2kg 故kg m 4.1366kg 2.68322=?= （c ）液氨的质量m 3，m 3=W kg 6.153135633285.0=??==γfV W
（d ）附件的质量：
支座，接口管，法兰总的质量约为则：m 4=668kg （e ）经过上述计算得：kg 5.210304321=+++=m m m m m
N N Q k 10445.1030492
8
.95.210302mg ≈=?==
由于每个鞍座承受约104kN 负荷，故选用轻型带垫板包角为1200的鞍座，即JB/T4712.1-2007鞍座B2200-F,材料Q235A 和JB/T4712.1-2007鞍座B2200-S,材料Q235A
表11 B 型支座系列参数尺寸 （JB/T4712.1-2007）
（f ）鞍座安装位置确定
双鞍座卧式容器的受力状态可简化为受均布载荷的外伸梁，由材料力学知，当外伸
长度A=0.207L 时，跨度中央的弯矩与支座截面处的弯矩绝对值相等，从而使上述两截面上保持等强度，所以通常取尺寸A 不超过0.2L 值，中国现行标准JB 4731《钢制卧式容器》规定）A ≤0.2L=0.2（L+2h+2n δ），A 最大不超过0.25L.否则由于容器外伸端的作用将使支座截面处的应力过大。 mm h L A 4.1542)22(2.0=++≤δ
由于封头的抗弯刚度大于圆筒的抗变钢度，故封头对于圆筒的抗弯钢度具有局部的加强作用。若支座靠近封头，则可充分利用罐体封头对支座处圆筒截面的加强作用。因
公称直径DN
允许
载荷
kN
高
度H 底板
腹
板
筋板
垫板
螺栓
配置 1l 1b 1δ 2δ 3l 2b 3b 弧长 4b 4δ e
L2
质量 2200 1230 250 1580 240 16 14 245 208 290 2570 510 12 100 1380
314
此，JB 4731还规定当满足A ≤0.2L 时，最好使A ≤0.5R m （2
R i n
m R δ+=）,即
mm n
Ri R A m 604)2
5.05.0=+
?=≤δ（，取A=600mm
综上有：A=600mm 。
7、焊接接头设计
容器各受压元件的组装通常采用焊接。焊接接头是焊缝,熔合线和热影响区的总称，焊缝是焊接接头的主要部分。焊接接头的型式直接影响到焊接的质量与容器的安全。焊接接头的型式及焊接材料应在化工设备的装配图及零部件图中以适当的方式表示出来。
（a ）回转壳体的焊接结构设计
回转壳体的拼接接头必须采用对接接头，壳体上的所有纵向及环向接头，凸形接头上的拼接接头，即A ，B 类接头，是容器要求最高的焊缝，对容器的安全至关重要，必须采用对接焊，不允许采用搭接焊.对接焊易于焊透，质量容易保证，易于作无损检测，可获得最好的焊接接头质量。此采用V 型对接接头。
（b ）接管与壳体的焊接结构设计
接管与壳体及补强圈之间的焊接一般只能采用角焊和搭焊，具体的焊接结构还与对
容器的强度与安全的要求有关，涉及到是否开坡口，单面焊与双面焊，焊透与否等问题。
中低压容器不需另作补强的小直径接管可直接插入壳体所开孔内，有平齐式和内伸式两种。插入出接管与壳体总有一定间隙，但此间隙不大于3 mm，过大的间隙在焊接收缩时易产生裂纹或其他焊接缺陷。
（c）带补强圈的接管的焊接结构
补强元件的补强圈，一方面要求尽量与补强出的壳体贴合紧密，另外与接管与壳体之间的焊接结构设计也应力求完善合理。
②开孔补强计算
根据GB150，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的人孔和DN=100mm的备用口需要补强。补强要求为：补强厚度16mm，人孔补强圈的外径为760，备用口补强圈的外径为200mm
燕京理工学院Yanching Institute of Technology （2018）届本科生化工设备机械基础大作业题目： 50立方米液氨储罐设计 学院：化工与材料工程学院专业：应用化学1402 学号： 140140059 ：震 指导教师：周莉莉 教研室主任（负责人）：顾明广 2017年6月20日
目录 课程设计任务书 (3) 50m3液氨储罐设计 (3) 课程设计容 (3) 液氨物化性质及介绍 (4) 第一章设备的工艺计算 (4) 1.1设计储存量 (4) 1.2 设备的选型的轮廓尺寸的确定 (4) 1.3 设计压力的确定 (5) 1.4 设计温度的确定 (5) 1.5 主要元件材料的选择 (5) 第二章设备的机械设计 (6) 2.1 设计条件（见表2-1和表2-2） (6) 2.2 结构设计 (7) 2.2.1 材料选择 (7) 2.2.2 筒体和封头结构设计 (7) 2.2.3 法兰的结构设计 (7) 2.2.4 人孔、液位计结构设计 (9) 2.2.5 支座结构设计 (11) 2.2.6 焊接接头设计及焊接材料的选取 (14) 2.3 开孔补强计算 (15) 2.3.1补强设计方法判别 (15) 2.3.2有效补强围 (16) 2.3.3 有效补强面积 (17) 2.3.4接管的多余面积 (17) 2.3.5补强面积 (17) 第三章液面计的选用 (18) 第四章视镜的选用 (18) 第五章安全阀的选用 (18) 第六章焊接接头的设计 (18) 第七章垫片及螺栓的选择 (18) 课程设计总结 (19) 参考文献 (19)
课程设计任务书 50m3液氨储罐设计 一、课程设计要求： 1.按照国家最新压力容器标准、规进行设计，掌握典型过程设备设计的全过程。 2.设计计算采用手算，要求设计思路设计思路清晰，计算数据准确、可靠。 3.独立完成。 二、原始数据 1、设备工艺、结构设计； 2、设备强度计算与校核； 3、技术条件编制； 4、绘制设备总装配图； 5、编制设计说明书。 四、学生应交出的设计文件（论文）： 1.设计说明书一份； 2.总装配图一 (A3图纸一) 课程设计容
第一章绪论 1. 1设计任务 设计一液氨贮罐。工艺条件：温度为40℃，氨饱和蒸气压MPa .1，容积 55 为20m3, 使用年限15年。 设计要求及成果 1. 确定容器材质； 2. 确定罐体形状及名义厚度； 3. 确定封头形状及名义厚度； 4. 确定支座，人孔及接管，以及开孔补强情况 5. 编制设计说明书以及绘制设备装配图1张（A1）。 技术要求 （一）本设备按GBl50-1998《钢制压力容器》进行制造、试验和验收 （二）焊接材料，对接焊接接头型式及尺寸可按GB985-80中规定(设计焊接φ) 接头系数0.1 = （三）焊接采用电弧焊，焊条型号为E4303 （四）壳体焊缝应进行无损探伤检查，探伤长度为100％ 第二章设计参数确定 设计温度 O 题目中给出设计温度取40C
设计压力 在夏季液氨储罐经太阳暴晒，随着气温的变化，储罐的操作压力也在不断变化。通过查阅资料可知包头最高气温为℃，通过查表可知，在40℃ 时液氨的饱和蒸汽压(绝对压力)为，密度为580kg/m3，而容器设计时必须考虑在工作情况下可能遇到的工作压力和相对应的温度两者相结合中最苛刻工作压力来确定设计压力。一般是指容器顶部最高压力与相应的设计温度一起作为设计载荷条件，其值不低于工作压力。 此液氨储罐采用安全法，依据《化工设备机械基础》若储罐采用安全法时设计压力应采用最大工作压力w P 的1.105.1-倍，取设计压力w P P 05.1=（已知 MPa P w 55.1=表压）所以 MPa P P w 6.105.1==。 腐蚀余量 查《腐蚀数据手册》16MnR 耐氨腐蚀，其y mm /1.0<λ，若设计寿命为15年，则m m 5.11.0152=?==αλC 焊缝系数 该容器属中压贮存容器，技《压力容器安全技术监察规程》规定，氨属中度 毒性介质，容器筒体的纵向焊接接头和封头基本上都采用双面焊或相当于双面焊的全焊透的焊接接头，所以φ取0.1或85.0常见。φ得选取按下表选择: 表 焊接接头系数
目录 课程设计任务书 2 20m3液氨储罐设计 2 课程设计容 3 液氨物化性质及介绍 3 1. 设备的工艺计算 3 1.1 设计储存量 3 1.2 设备的选型的轮廓尺寸的确定 3 1.3 设计压力的确定 4 1.4 设计温度的确定 4 1.5 压力容器类别的确定 4 2. 设备的机械设计 5 2.1 设计条件 5 2.2 结构设计 6 2.2.1 材料选择 6 2.2.2 筒体和封头结构设计 6 2.2.3 法兰的结构设计 6 （1）公称压力确定7 （2）法兰类型、密封面形式及垫片材料选择7 （3）法兰尺寸7 2.2.4 人孔、液位计结构设计8 （1）人孔设计8 （2）液位计的选择9 2.2.5 支座结构设计10 （1）筒体和封头壁厚计算10 （2）支座结构尺寸确定12 2.2.6 焊接接头设计及焊接材料的选取14 （1）焊接接头的设计14 （2）焊接材料的选取16 2.3 强度校核16 2.3.1 计算条件16 2.3.2 压圆筒校核17 2.3.3 封头计算18 2.3.4 鞍座计算20 2.3.5 开孔补强计算21 3. 心得体会22 4. 参考文献22
课程设计任务书 20m3液氨储罐设计 一、课程设计要求： 1.按照国家最新压力容器标准、规进行设计，掌握典型过程设备设计的全过程。 2.设计计算采用手算，要求设计思路设计思路清晰，计算数据准确、可靠。 3.工程图纸要求计算机绘图。 4.独立完成。 二、原始数据 设计条件表 三、课程设计主要容 1.设备工艺设计 2.设备结构设计 3.设备强度计算 4.技术条件编制 5.绘制设备总装配图 6.编制设计说明书 四、学生应交出的设计文件（论文）： 1.设计说明书一份； 2.总装配图一(A1图纸一)
课程设计任务书 课程设计任务书 1. 设计题目：液氨储罐机械设计 2. 课程设计要求及原始数据（资料）： (1)、课程设计要求： ①.使用国家最新压力容器和换热器标准、规范进行设计，掌握典型过程设备设计的全过程。 ②.广泛查阅和综合分析各种文献资料，进行设计方法和设计方案的可行性研究和论证。 ③.设计计算要求设计思路清晰，计算数据准确、可靠。 ④.设计说明书可以手写，也可打印，但工程图纸要求手工绘图。 ⑤.课程设计全部工作由学生本人独立完成。 (2). 设计数据： 1
3. 工艺条件图 4. 计算及说明部分内容（设计内容）： 第1章绪论： （1）液氨储罐的设计背景 （2）液氨贮罐的分类及选型； （3）主要设计参数的确定及说明。 第2章材料及结构的选择与论证 （1）材料选择与论证； （2）结构选择与论证：封头型式的确定、人孔选择、法兰型式、液面计的选择、鞍座的选择确定。 第3章工艺尺寸的确定 第4章设计计算 （1）计算筒体的壁厚； （2）计算封头的壁厚； （3）水压试验压力及其强度校核； （4）选择人孔并核算开孔补强； （5）选择鞍座并核算承载能力； （6）选择液位计； （7）选配工艺接管。 设计小结 参考文献 5．绘图部分内容： 总装配图一张（A1图纸） 2
课程设计任务书 6．设计期限：1周（ 2013 年 06月 24 日～ 2013 年 07 月 05 日） 7、设计参考进程： (1)设计准备工作、选择容器的型式和材料半天 (2)设计计算筒体、封头、选择附件并核算开孔补强等一天 (3)绘制装配图二天 (4)编写计算说明书一天 (5)答辩半天 8．参考资料： (一)国家质量技术监督局，GB150-1998《钢制压力容器》，中国标准出版社，1998； (二)国家质量技术监督局，《压力容器安全技术监察规程》，中国劳动社会保障出版社，1999 (三)《金属化工设备·零部件》第四卷 (四)中华人民共和国化学工业部，中华人民共和国待业标准《钢制管法兰、垫片、紧固件》，1997 (五)《化工设备机械基础课程设计指导书》（图书馆借阅书号：TQ 05/51） (六)刁玉纬王立业，《化工设备机械基础》，大连理工大学出版社，2003年第五版； (七)李多民俞惠敏，《化工过程设备机械基础》，中国石化出版社，2007； (八)董大勤，《化工设备机械基础》，化学工业出版社，1994年第二版； (九)汤善甫朱思明，《化工设备机械基础》，华东理工大学出版社，2004年第二版； 发给学生（签名）：指导教师： 年月日 （注：此任务书应附于所完成的课程设计说明书封面后） 3
30m3液氨储罐设计说明书
前言 本说明书为《30m3液氨储罐设计说明书》。本文采用分析设计方法，综合考虑环境条件、液体性质等因素并参考相关标准，按工艺设计、设备结构设计、设备强度计算的设计顺序，分别对储罐的筒体、封头、鞍座、人孔、接管进行设计，然后采用1SW6-1998对其进行强度校核，最后形成合理的设计方案。
目录 第一章绪论 (4) （一）设计任务 (4) （二）设计思想 (4) （三）设计特点 (4) 第二章材料及结构的选择与论证 (4) （一）材料选择 (4) （二）结构选择与论证 (4) 第三章设计计算 (6) （一）计算筒体的壁厚 (6) （二）计算封头的壁厚 (7) （三）水压试验及强度校核 (7) （四）选择人孔并开孔确定补强 (8) （五）核算承载能力并选择鞍座 (8) （六）选择液面计 (9) （七）选配工艺接管 (9) 第四章设计汇总 (10) 第五章结束语 (11) 第六章参考文献 (11)
第一章绪论 （一）设计任务： 针对化工厂中常见的液氨储罐，完成主体设备的工艺设计和附属设备的选型设计，绘制总装配图和零件图，并编写设计说明书。（二）设计思想： 综合运用所学的机械基础课程知识，本着认真负责的态度，对储罐进行设计。在设计过程中综合考虑了经济性，实用性，安全可靠性。各项设计参数都正确参考了行业使用标准或国家标准，这样让设计有章可循，并考虑到结构方面的要求，合理地进行设计。 （三）设计特点： 容器的设计一般由筒体、封头、法兰、支座、接口管及人孔等组成。常、低压化工设备通用零部件大都有标准，设计时可直接选用。本设计书主要介绍了液罐的的筒体、封头的设计计算，低压通用零部件的选用。各项设计参数都正确参考了行业使用标准或国家标准，这样让设计有章可循，并考虑到结构方面的要求，合理地进行设计。 第二章材料及结构的选择与论证 （一）材料选择： 纯液氨腐蚀性小,贮罐可选用一般钢材,但由于压力较大,可以考虑20R、16MnR这两种钢种。如果纯粹从技术角度看，建议选用20R类的低碳钢板，16MnR钢板的价格虽比20R贵，但在制造费用方面，同等重量设备的计价，16MnR钢板为比较经济，且16MnR机械加工性能、强度和塑性指标都比较号，所以在此选择16MnR钢板作为制造筒体和封头材料。 （二）结构选择与论证： 1.封头的选择： 从受力与制造方面分析来看，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；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。从钢材耗用量来年：球形封头用材最少，比椭圆开封头节约，平板封头用材最
液氨储罐项目设计方案1.设计题目：液氨储罐机械设计 2. 课程设计要求及原始数据（资料）： (1)、课程设计要求： ①.使用国家最新压力容器和换热器标准、规进行设计，掌握典型过程设备设计的全过程。 ②.广泛查阅和综合分析各种文献资料，进行设计方法和设计方案的可行性研究和论证。 ③.设计计算要求设计思路清晰，计算数据准确、可靠。 ④.设计说明书可以手写，也可打印，但工程图纸要求手工绘图。 ⑤.课程设计全部工作由学生本人独立完成。 (2). 设计数据：
3. 工艺条件图 4. 计算及说明部分容（设计容）： 1 绪论 1.1 液氨储罐的设计背景 1.2 液氨储罐的分类及选型 2 材料及结构的选择与论证 2.1 工艺参数的设定 2.1.1设计压力 2.1.2筒体的选材及结构 2.1.3封头的结构及选材 3 设计计算 3.1 筒体壁厚计算 3.2 封头壁厚计算 3.3 压力试验 4 附件的选择 4.1 人孔的选择 4.2 人孔补强的计算
4.3 进出料接管的选择 4.4 液面计的设计 4.5 安全阀的选择 4.6 排污管的选择 4.7 真空表选择 4.8 鞍座的选择 4.8.1 鞍座结构和材料的选取 4.8.2 容器载荷计算 4.8.3 鞍座选取标准 4.8.4 鞍座强度校核 5 容器焊缝标准 5.1 压力容器焊接结构设计要求 5.2 筒体与椭圆封头的焊接接头 5.3 管法兰与接管的焊接接头 5.4 接管与壳体的焊接接头 6 筒体和封头的校核计算 6.1 筒体轴向应力校核 6.1.1 由弯矩引起的轴向应力 6.1.2 由设计压力引起的轴向应力 6.1.3 轴向应力组合与校核 6.2 筒体和封头切向应力校核 7 总结 8 参考文献 5．绘图部分容： 总装配图一（A1图纸） 6．设计期限：1周（2013 年06月24日～ 2013年 06月30日） 7、设计参考进程： (1)设计准备工作、选择容器的型式和材料半天 (2)设计计算筒体、封头、选择附件并核算开孔补强等一天 (3)绘制装配图二天 (4)编写计算说明书一天 (5)答辩半天
目录 课程设计任务书2 20m3液氨储罐设计2 课程设计内容3 液氨物化性质及介绍3 1.设备的工艺计算3 1.1设计储存量3 1.2设备的选型的轮廓尺寸的确定3 1.3设计压力的确定4 1.4设计温度的确定4 1.5压力容器类别的确定4 2.设备的机械设计5 2.1设计条件5 2.2结构设计6 2.2.1材料选择6 2.2.2筒体和封头结构设计6 2.2.3法兰的结构设计6 （1）公称压力确定7 （2）法兰类型、密封面形式及垫片材料选择7 （3）法兰尺寸7 2.2.4人孔、液位计结构设计8 （1）人孔设计8 （2）液位计的选择9 2.2.5支座结构设计10 （1）筒体和封头壁厚计算10 （2）支座结构尺寸确定12 2.2.6焊接接头设计及焊接材料的选取14 （1）焊接接头的设计14 （2）焊接材料的选取16 2.3强度校核16 2.3.1计算条件16 2.3.2内压圆筒校核17 2.3.3封头计算18 2.3.4鞍座计算20 2.3.5开孔补强计算21 3.心得体会22 4.参考文献22 课程设计任务书 20m3液氨储罐设计 一、课程设计要求： 1.按照国家最新压力容器标准、规范进行设计，掌握典型过程设备设计的全过程。 2.设计计算采用手算，要求设计思路设计思路清晰，计算数据准确、可靠。
3.工程图纸要求计算机绘图。 4.独立完成。 二、原始数据 1.设备工艺设计 2.设备结构设计 3.设备强度计算 4.技术条件编制 5.绘制设备总装配图 6.编制设计说明书 四、学生应交出的设计文件（论文）： 1.设计说明书一份； 2.总装配图一张(A1图纸一张) 课程设计内容 液氨物化性质及介绍 液氨，又称为无水氨，是一种无色液体，有强烈刺激性气味。氨作为一种重要的化工原料，为运输及储存便利，通常将气态的氨气通过加压或冷却得到液态氨。液氨在工业上应用广泛，具有腐蚀性且容易挥发，所以其化学事故发生率很高。 液氨分子式NH3，分子量17.03，相对密度0.7714g/L，熔点-77.7℃，沸点-33.35℃，自燃点651.11℃，蒸汽压1013.08kPa(25.7℃)。蒸汽与空气混合物爆炸极限为16—25%（最易引燃浓度为17%）氨在20℃水中溶解度34%；25℃时,在无水乙醇中溶解度10%；在甲醇中溶解度16%,溶于氯仿、乙醚,它是许多元素和化合物的良好溶剂。水溶液呈碱性。液态氨将侵蚀某些塑料制品,橡胶和涂层。遇热、明火，难以点燃而危险性极低，但氨和空气混合物达到上述浓度范围遇火和燃烧或爆炸，如有油类或其它可燃物存在则危险性极高。 1．设备的工艺计算 工艺设计的内容是根据设计任务提供的原始数据和生产工艺要求，通过计算和选型确定设备的轮廓尺寸。 1.1设计储存量 式中：W——储存量，t； ——装量系数；
化工设备机械基础课程设计题目：液氨贮罐的机械设计 班级： 学号：0708010213 姓名：陈剑 指导教师：崔岳峰 沈阳理工大学环境与化学工程学院 2010年11月 设计任务书 课题：液氨储罐的机械设计 设计内容：根据给定的工艺参数设计一台液氨储罐。 已知工艺参数： 最高使用温度：T=50℃
公称直径：DN=3000mm 筒体长度：L=4500mm 具体内容包括： （1）筒体材料的选择 （2）储罐的结构和尺寸 （3）罐的制造施工（焊接焊缝） （4）零部件的型号、位置和接口 （5）相关校核计算 设计人：陈剑 学号：0708010213 下达时间：2010年11月19日 完成时间：2010年12月24日 目录 前言 1 1液氨储罐的设计背景 2 2液氨储罐的分类和选型 3
2.1 储罐的分类 3 2.2 储罐的选型 3 3 材料用钢的选取 4 3.1容器用钢 4 3.2附件用钢 4 4工艺尺寸的确定 5 4.1储罐的体积 5 5工艺计算 6 5.1筒体壁厚的计算 6 5.2封头壁厚的计算6 5.3水压试验7 5.4支座7 5.4.1支座的选取7 5.4.2鞍座的计算7 5.4.3安装高度9 5.5人孔的选取9 5.6人孔补强9 5.6.1人孔补强的计算9 5.6.2 不需补强的最大开孔直径11 5.7接口管12 5.7.1液氨进料管12
5.7.2液氨出料管12 5.7.3排污管12 5.7.4液面计接管12 5.7.5放空接口管13 5.7.6安装阀接口管13 6参数校核14 6.1筒体轴向应力校核14 6.1.1 筒体轴向弯矩的计算14 6.1.2筒体轴向应力的计算14 6.2 筒体和封头切向应力的校核15 6.2.1筒体切向应力的计算15 6.2.2封头切向应力的计算16 6.3筒体环向应力的计算与校核16 6.3.1环向应力的计算16 6.3.2环向应力校核17 6.4鞍座有效断面平均压力17 7总结18 8设计结果一览表19 9液氨储罐化工设计图20 参考文献21
《过程设备设计》 课程设计说明书 设计项目： 20M3液氨储罐设计 所属院系：化学化工学院 专业班级：化学工程与工艺1304班 学号： 学生姓名： 指导教师：张铱鈖 2016年01月20日
摘要 本次课程设计任务为设计一个容积为20m3的液氨储罐，采用常规设计方法，综合考虑环境条件、液体性质等因素并参考相关标准，按工艺设计、设备结构设计、设备强度计算的设计顺序，分别对储罐的筒体、封头、鞍座、人孔、接管等进行设计，然后对其进行强度校核，最后形成合理的设计方案。 设计说明书的正文部分包括工艺设计和机械设计，其中机械设计包括结构设计和强度计算两部分内容，结构设计中包括设备一系列零部件的数据，强度计算包括厚度计算、水压试验、气密性试验等。
一、设计任务书 20M3液氨储罐设计 课程设计要求及原始数据（资料） 一、课程设计基本要求 1、按照国家压力容器设计标准、规范设计要求，掌握典型过程设备设计的过程。 2、设计计算采用手算，要求设计思路清晰，计算数据准确、可靠。 3、工程图纸要求计算机绘图。 4、独立完成。 二、原始数据 表1 设计条件表
目录 一、设计任务书 (2) 二、课程设计内容 (5) 工艺设计 (5) 一、设计压力的确定 (5) 二、设计温度的确定 (6) 机械设计 (6) 一、结构设计 (6) ①设计条件 (6) ②结构设计 (7) 1、压力容器选择 (7) 物料的物理化学性质 压力容器的类型 压力容器的用材 2、筒体和封头的结构设计 (8) 容器的筒体和封头壁厚的设计 (8) 三·设备的设计计算 1、筒体名义厚度的初步确定 (8) 2、封头壁厚的计算 (8) 容器的水压试验 (10) 3、各个接管的位置及法兰的选择 (11) 接管的设计 法兰的设计 垫片的选择
液氨贮罐的设计及计算 第一章贮罐筒体与封头的设计 一、罐体DN、PN的确定 1、罐体DN 的确定 液氨贮罐的长径比L/Di一般取3～3.5，本设计取L/Di＝3.2，由V＝(πDi2/4) ·L＝10 L/Di＝3.2得：Di =( 40/ 3.2π)1/3 =1.585 m＝ 1585 mm 因圆筒的内径已系列化，由Di＝1585 mm可知： DN＝1600 mm 2、釜体PN 的确定 因操作压力P＝16 Kgf/cm2，由文献 [1]可知：PN＝1.6 MPa 二、筒体壁厚的设计 1、设计参数的确定 p=(1.05-1.1) p w ，p ＝1.1×1.6MPa=1.76MPa，p c ＝p＋p ∵ p 液＜ 5 ％ P ，∴可以忽略p 液 p c ＝p＝1.76 MPa ， t ＝ 100 ℃，Ф＝1（双面焊，100％无损探伤）， c 2 ＝2 mm（微弱腐蚀） 2、筒体壁厚的设计 设筒体的壁厚S n ′＝14 mm，[σ]t＝170MPa ，c 1 ＝0.8 mm 由公式S d ＝p c Di/(2 [σ]tФ-P c)+c 可得： S d ＝1.76×1600/(2×170×1-1.76)＋ 2 ＋0.8＝11.13(mm) 圆整S n ＝12 mm ∵S n ≠ S n ′∴假设S n ＝ 14mm是不合理的. 故筒体壁厚取S n =12 mm 3、刚度条件设计筒体的最小壁厚 ∵ Di＝1600 mm ＜ 3800 mm ，S min ＝2 Di /1000且不小于3 mm 另加 C 2 ， ∴ S n ＝5.2 mm 按强度条件设计的筒体壁厚S n ＝12 mm ＞S n ＝5.2 mm，满足刚度条件的要求． 三、罐体封头壁厚的设计 1、设计参数的确定 p=(1.05-1.1) p w ，p ＝1.1×1.6MPa=1.76MPa，p c ＝p＋p 液 ，∵ p 液 ＜ 5 ％ p ， ∴可以忽略p 液 p c ＝p＝1.76 MPa ， t=40 ℃，Ф＝1（双面焊，100％无损探伤）， c 2 ＝2 mm（微弱腐蚀） 2、封头的壁厚的设计 采用标准椭圆形封头，设封头的壁厚S n ′＝14 mm，[σ]t＝170 MPa ，c 1 ＝ 0.8 mm 由公式S d ＝P c Di/(2 [σ]tФ-0.5P c )+c 可得： S d ＝1.76×1600/(2×170×1-0.5×1. 76)＋ 2 ＋0.8＝11.10 mm 圆整 S n ＝12 mm
第一章总则 第一条为加强液氨储存、装卸环节的安全生产技术管理，进一步规范液氨储存、装卸的安全生产行为，保障人身和财产安全，防止发生事故，依据《中华人民共和国安全生产法》、《危险化学品安全管理条例》和《危险化学品从业单位安全标准化规范》等法律、法规及有关标准等，制定本规范。 第二条本规范适用于山东省境内从事液氨生产、经营、储存和使用等企业的液氨储存、装卸的安全生产技术管理。 第三条新建、改建、扩建液氨储存、装卸装置和设施，属于危险化学品建设项目安全许可范畴的，应严格遵照《危险化学品建设项目安全许可实施办法》和《山东省安全生产监督管理局关于危险化学品建设项目安全许可和试生产（使用）方案备案工作的意见》，获得安全生产行政许可后方可投入生产（使用）。 第四条涉及液氨储存、装卸的企业，应认真落实“安全第一、预防为主，综合治理”的方针，严格遵守危险化学品安全生产的法律、法规、标准和相关规范，建立、健全安全生产责任制度，积极开展安全标准化创建活动，不断改善安全生产条件，提高本质安全水平，确保安全生产。 第五条液氨的储存、装卸装置和设施，应做到安全可靠、技术先进，禁止使用国家明令禁止或淘汰的工艺和设备设施。 第二章设计管理 第一节场所选址 第六条液氨储存和装卸场所的选择，应全面考虑周边的自然环境和社会环境，使其符合安全生产有关标准规范的要求。 第七条在进行区域规划时，液氨储存和装卸场所应根据所在企业及相邻工厂或设施的特点和火灾危险性，结合地形、风向等条件，合理布置。 第八条液氨储存和装卸场所应禁止设置在学校、医院、居民区等人口稠密区附近。液氨储存数量构成重大危险源的，与下列场所、区域的距离必须符合国家标准或者国家有关规定： 1．居民区、商业中心、公园等人口密集区域； 2．学校、医院、影剧院、体育场等公共设施； 3．供水水源、水厂及水源保护区； 4．车站、码头（按照国家规定、经批准专门从事危险化学品装卸作业的除外）、机场、公路、铁路、水路交通干线、地铁风亭及出入口； 5．基本农田保护区、畜牧区、渔业水域和种子、种畜、水产苗种生产基地； 6．河流、湖泊、风景名胜区和自然保护区； 7．军事禁区、军事管理区； 8．法律、行政法规规定的予以保护的其他区域。 第九条液氨储存和装卸场所应充分考虑地震、软地基、湿陷性黄土、膨胀土等地质因素以及台风、雷暴、沙暴等气象危害因素，避免建在断层、滑坡、泥石流、地下溶洞、采矿陷落区界内、重要的供水水源卫生保护区、有开采价值的矿藏区等地段和
课程设计任务书 广东石油化工学院 《化工机械基础》课程设计任务书 1.设计题目：液氨储罐机械设计 2. 设计数据： 技术特性 公称容积V0(m3) 16 公称直径D i(mm) 2000介质液氨筒体长度L(mm) 4000 工作压力(MPa) 2.07 工作温度(0C) ≤50 厂址茂名推荐材料16MnR 管口表 编号名称公称直径(mm) 编号名称公称直径(mm) a1-2 液位计15 e 安全阀32 b 进料管50 f 放空管25 c 出料管32 g 人孔500 d 压力表15 h 排污管50 工艺条件图
广东石油化工学院课程设计毕业书 3.计算及说明部分内容（设计内容）： 第一部分绪论： （1）设计任务、设计思想、设计特点； （2）主要设计参数的确定及说明。 第二部分材料及结构的选择与论证 （1）材料选择与论证； （2）结构选择与论证：封头型式的确定、人孔选择、法兰型式、液面计的选择、鞍式支座的选择确定。 第三部分设计计算 （1）计算筒体的壁厚； （2）计算封头的壁厚； （3）水压试验压力及其强度校核； （4）选择人孔并核算开孔补强； （5）选择鞍座并核算承载能力； 第四章主要附件的选用 （1）、液面计选择 （2）、各进出口的选择 （3）、压力表选择 第五章设计小结 附设计参考资料清单 4．绘图部分内容： 总装配图一张（1#） 5．设计期限：1周（2014 年 07 月 07 日—— 2014 年 07月 11 日） 6、设计参考进程： (1)设计准备工作、选择容器的型式和材料半天 (2)设计计算筒体、封头、选择附件并核算开孔补强等一天 (3)绘制装配图二天 (4)编写计算说明书一天 (5)答辩半天 7．参考资料： [1]《化工过程设备机械基础》，李多民、俞慧敏主编，中国石化大学出版社
第 一章 绪论 1. 1设计任务 设计一液氨贮罐。工艺条件：温度为40℃，氨饱和蒸气压MPa 55.1，容积为20m3, 使用年限15年。 1.2设计要求及成果 1. 确定容器材质； 2. 确定罐体形状及名义厚度； 3. 确定封头形状及名义厚度； 4. 确定支座，人孔及接管，以及开孔补强情况 5. 编制设计说明书以及绘制设备装配图1张（A1）。 1.3技术要求 （一）本设备按GBl50-1998《钢制压力容器》进行制造、试验和验收 （二）焊接材料，对接焊接接头型式及尺寸可按GB985-80中规定(设计焊接接头系数0.1=φ) （三）焊接采用电弧焊，焊条型号为E4303 （四）壳体焊缝应进行无损探伤检查，探伤长度为100％ 第二章 设计参数确定 2.1 设计温度 题目中给出设计温度取40C O 2.2 设计压力 在夏季液氨储罐经太阳暴晒，随着气温的变化，储罐的操作压力也在不断变化。通过查阅资料可知包头最高气温为40.4℃，通过查表可知，在40℃ 时液氨的饱和蒸汽压(绝对压力)为1.55MPa ，密度为580kg/m3，而容器设计时必须考虑在工作情况下可能遇到的工作压力和相对应的温度两者相结合中最苛刻工作压力来确定设计压力。一般是指容器顶部最高压力与相应的设计温度一起作为设计载荷条件，其值不低于工作压力。 此液氨储罐采用安全法，依据《化工设备机械基础》若储罐采用安全法时设计压力应采用最大工作压力w P 的1.105.1-倍，取设计压力w P P 05.1=（已知MPa P w 55.1=表压）
所以 MPa P P w 6.105.1==。 2.3 腐蚀余量 查《腐蚀数据手册》16MnR 耐氨腐蚀，其y mm /1.0<λ，若设计寿命为15年，则 m m 5.11.0152=?==αλC 2.4焊缝系数 该容器属中压贮存容器，技《压力容器安全技术监察规程》规定，氨属中度 毒性介质，容器筒体的纵向焊接接头和封头基本上都采用双面焊或相当于双面焊的全焊透的焊接接头，所以φ取0.1或85.0常见。φ得选取按下表选择: 表2.1 焊接接头系数 序号 焊接接头结构 焊接接头系数φ 全部无损探伤 局部无损探伤 1 双面焊或相当于双面焊的全焊透对接 焊接接头 1.0 0.85 2 单面焊的对接焊接接头，在焊接过程中沿焊缝根部全长有紧贴基本金属的 垫板 0.9 0.85 此储罐采用100%无损探伤，故0.1=φ 2.5 容器直径 考虑到压制封头胎具的规格及标准件配套选用的需要，容器的筒体和封头的直径都有规定。此储罐设计的公称直径（内径）选择m m 2400=i D 。 表2.2 公称直径i D 公称直径i D 300、400、500、600、700、800、900、1000、1200、1400、1600、1800、2000、 2200、2400、2600、2800、3000、3200、3400、3600、3800、4000 2.6 许用应力 40o C 温度时，16MnR 钢材的许用应力表,知[]MPa t 0.170=σ
目录 课程设计任务书2 20m3液氨储罐设计2课程设计内容3液氨物化性质及介绍3 1. 设备的工艺计算3 1.1 设计储存量3 1.2 设备的选型的轮廓尺寸的确定3 1.3 设计压力的确定4 1.4 设计温度的确定4 1.5 压力容器类别的确定4 2. 设备的机械设计5 2.1 设计条件5 2.2 结构设计6 2.2.1 材料选择6 2.2.2 筒体和封头结构设计6 2.2.3 法兰的结构设计6 （1）公称压力确定7 （2）法兰类型、密封面形式及垫片材料选择7 （3）法兰尺寸7 2.2.4 人孔、液位计结构设计8
（1）人孔设计8 （2）液位计的选择9 2.2.5 支座结构设计10 （1）筒体和封头壁厚计算10 （2）支座结构尺寸确定12 2.2.6 焊接接头设计及焊接材料的选取14 （1）焊接接头的设计14 （2）焊接材料的选取16 2.3 强度校核16 2.3.1 计算条件16 2.3.2 内压圆筒校核17 2.3.3 封头计算18 2.3.4 鞍座计算20 2.3.5 开孔补强计算21 3. 心得体会22 4. 参考文献22 课程设计任务书 20m3液氨储罐设计 一、课程设计要求： 1.按照国家最新压力容器标准、规范进行设计，掌握典型过程设备设计的全过程。
2.设计计算采用手算，要求设计思路设计思路清晰，计算数据准确、可靠。 3.工程图纸要求计算机绘图。 4.独立完成。 二、原始数据 设计条件表 三、课程设计主要内容 1.设备工艺设计 2.设备结构设计 3.设备强度计算 4.技术条件编制 5.绘制设备总装配图 6.编制设计说明书
四、学生应交出的设计文件（论文）： 1.设计说明书一份； 2.总装配图一张(A1图纸一张) 课程设计内容 液氨物化性质及介绍 液氨，又称为无水氨，是一种无色液体，有强烈刺激性气味。氨作为一种重要的化工原料，为运输及储存便利，通常将气态的氨气通过加压或冷却得到液态氨。液氨在工业上应用广泛，具有腐蚀性且容易挥发，所以其化学事故发生率很高。 液氨分子式NH3，分子量17.03，相对密度0.7714g/L，熔点-77.7℃，沸点-33.35℃，自燃点651.11℃，蒸汽压1013.08kPa(25.7℃)。蒸汽与空气混合物爆炸极限为16—25%（最易引燃浓度为17%）氨在20℃水中溶解度34%；25℃时,在无水乙醇中溶解度10%；在甲醇中溶解度16%,溶于氯仿、乙醚,它是许多元素和化合物的良好溶剂。水溶液呈碱性。液态氨将侵蚀某些塑料制品,橡胶和涂层。遇热、明火，难以点燃而危险性极低，但氨和空气混合物达到上述浓度范围遇火和燃烧或爆炸，如有油类或其它可燃物存在则危险性极高。
学号：11014020817 《化工机械基础》 课程设计说明书 设计题目：液氨储罐机械设计 学院化学与环境工程学院专业化学工程与工艺班级化工11-8 学生白涛指导教师陈华豪 完成时间2013年06月24日至2013年06月30日 课程设计任务书 1.设计题目：液氨储罐机械设计 2. 课程设计要求及原始数据（资料）： (1)、课程设计要求： ①.使用国家最新压力容器和换热器标准、规范进行设计，掌握典型过程设备设计的全过程。 ②.广泛查阅和综合分析各种文献资料，进行设计方法和设计方案的可行性研究和论证。 ③.设计计算要求设计思路清晰，计算数据准确、可靠。 ④.设计说明书可以手写，也可打印，但工程图纸要求手工绘图。 ⑤.课程设计全部工作由学生本人独立完成。 (2). 设计数据：
4. 计算及说明部分内容（设计内容）： 1 绪论 1.1 液氨储罐的设计背景 1.2 液氨储罐的分类及选型 2 材料及结构的选择与论证 2.1 工艺参数的设定 2.1.1设计压力 2.1.2筒体的选材及结构 2.1.3封头的结构及选材 3 设计计算 3.1 筒体壁厚计算 3.2 封头壁厚计算 3.3 压力试验 4 附件的选择 4.1 人孔的选择 4.2 人孔补强的计算 4.3 进出料接管的选择 4.4 液面计的设计 4.5 安全阀的选择 4.6 排污管的选择 4.7 真空表选择 4.8 鞍座的选择 4.8.1 鞍座结构和材料的选取 4.8.2 容器载荷计算 4.8.3 鞍座选取标准 4.8.4 鞍座强度校核 5 容器焊缝标准 5.1 压力容器焊接结构设计要求 5.2 筒体与椭圆封头的焊接接头 5.3 管法兰与接管的焊接接头 5.4 接管与壳体的焊接接头 6 筒体和封头的校核计算
第一章绪论 1. 1 设计任务 设计一液氨贮罐。工艺条件：温度为40 C，氨饱和蒸气压1.55MPa，容积为20m3, 使用年限15 年。 1.2 设计要求及成果 1. 确定容器材质； 2. 确定罐体形状及名义厚度； 3. 确定封头形状及名义厚度； 4. 确定支座，人孔及接管，以及开孔补强情况 5. 编制设计说明书以及绘制设备装配图1 张（A1）。 1.3 技术要求 （一）本设备按GBI50-1998《钢制压力容器》进行制造、试验和验收 （二）焊接材料，对接焊接接头型式及尺寸可按GB985-80中规定（设计焊接接头系数1.0） （三）焊接采用电弧焊，焊条型号为E4303 （四）壳体焊缝应进行无损探伤检 查，探伤长度为100％ 第二章设计参数确定 2.1 设计温度 题目中给出设计温度取40 C
2.2设计压力 在夏季液氨储罐经太阳暴晒，随着气温的变化，储罐的操作压力也在不断变化。通过查阅资料可知包头最高气温为40.4 C,通过查表可知，在40C时液氨的饱和蒸汽压（绝对压力）为1.55MPa,密度为580kg/m3,而容器设计时必须考虑在工作情况下可能遇到的工作压力和相对应的温度两者相结合中最苛刻工作压力来确定设计压力。一般是指容器顶部最高压力与相应的设计温度一起作为设计载荷条件，其值不低于工作压力。 此液氨储罐采用安全法，依据《化工设备机械基础》若储罐采用安全法时 设计压力应采用最大工作压力P w的1.05 1.1倍，取设计压力P 1.05P w （已知 P w 1.55MPa表压）所以P 1.05F W 1.6MPa。 2.3腐蚀余量 查《腐蚀数据手册》16MnR耐氨腐蚀，其0.1mm/ y，若设计寿命为15 年，则C215 0.1 1.5mm 2.4焊缝系数 该容器属中压贮存容器，技《压力容器安全技术监察规程》规定，氨属中度 毒性介质，容器筒体的纵向焊接接头和封头基本上都采用双面焊或相当于双面焊 的全焊透的焊接接头，所以取1.0或0.85常见。得选取按下表选择 2.5容器直径 考虑到压制封头胎具的规格及标准件配套选用的需要，容器的筒体和封头的
. 燕京理工学院Yanching Institute of Technology （2018）届本科生化工设备机械基础大作业题目：液氨储罐的设计 学院：化工与材料工程学院专业：应用化学 学号： 140140023 姓名：游超杰 指导教师：周莉莉 2017年6月30日 .
目录 1、设计任务书 (1) 2、前言 (2) 3.设计方案 (3) 3.1设计依据及原则 (3) 3.2、设计要求 (3) 技术特性表 (3) 4、设计计算 (5) 4.1、圆筒厚度设计 (5) 4.2、封头壁厚设计 (6) 4.3、水压试验及强度校核 (6) 5、选择人孔并核算开孔补强 (7) 5.1、人孔参数确定 (7) 5.2、开孔补强的计算 (8) 6、接口管设计 (10) 6.1、进料管 (10) 6.2、出料管 (10) 6.3、液位计接口管 (10) 6.4、放空阀接口管 (11) 6.5、安全阀接口管 (11) 6.6、排污管 (11) 6.7、压力表接口 (11) 7、鞍座负载设计 (11) 首先粗略计算鞍座负荷 (11) 7.1、罐体质量m1 (12) 7.2、封头质量m2 (12) 7.3、液氨质量m3 (12) 7.4、附件质量m4 (12) 8、设计汇总 (13)
1、设计任务书 课题： 液氨储罐的设计（家乡衡水） 设计内容： 根据既定的工艺参数设计一台液氨储罐 已知工艺参数： 最高使用温度T=40℃ 罐体容积V=12mm3 此时氨的饱和蒸汽压P=1.55MPa 具体的内容包括： 1.筒体材料选择 2.罐的结构及尺寸（内径、长度）形状（卧式、球形、立式），罐体厚度，封 头形状及厚度，支座的选择，人孔及接管，开孔补强 下达时间：2017年6月16日 完成时间：2017年6月30日
** 氨库装置 消防专篇编制： 校核： 审核：
1 设计原则、依据及规范 1.1 设计原则 认真贯彻“预防为主，防消结合”的方针，严格遵循国家和地方的有关防火规范及规定，搞好本项目的防火设计。充分利用装置所在地域现有的消防设施，尽量节约投资。 1.2 设计依据 1.2.1 设计合同。 1.2.2 **提供的设计基础资料。 1.3 国家和地方的相关法规和规定 1.3.1 《中华人民共和国消防法》（中华人民共和国主席令第4号） 1.3.2 建筑工程消防监督审核管理规定（公安部30号令） 1.3.3 《危险化学品安全管理条例》（中华人民共和国国务院令第344号） 1.3.4 《中华人民共和国安全生产法》（中华人民共和国主席令第70号） 1.3.5 《中华人民共和国劳动法》（中华人民共和国主席令第28号） 1.3.6 《特种设备安全监察条例》（中华人民共和国国务院令373号） 1.3.7 《国务院关于进一步加强安全生产工作的规定》（国发【2004】2号）1.3.8 《关于加强安全生产事故应急预案监督管理工作的通知》（国务院安全生 产委员会安委办字【2005】48号） 1.4 设计中执行的主要标准、规范 1）《建筑设计防火规范》（GB50016－2006） 2）《化工企业安全卫生设计规定》（HG20571－1995） 3）《石油化工企业设计防火规范》（GB50160－1992，1999年版） 4）《建筑抗震设计规范》（GB50011－2001） 5）《建筑物防雷设计规范》（GB50057－94，2000版） 6）《建筑防腐蚀工程施工及验收规范》（GB50212－2002） 7）《钢结构设计规范》（GB50017－2003） 8）《爆炸和火灾危险环境电力装置设计规范》（GB50058－1992） 9）《工业企业噪声控制设计规范》（GBJ87－1985） 10）《石油化工企业可燃气体和有毒气体检测报警设计规范》（SH3063-1999）
目录 第一章工艺设计 任务书*************************************** 储量***************************************** 备的选型及轮廓尺寸*************************** 第二章机械设计 结构设计 2.1.1筒体及封头设计 材料的选择********************************** 筒体壁厚的设计计算************************** 封头壁厚的设计计算*************************** 2.1.2接管及接管法兰设计 接管尺寸选择********************************* 管口表及连接标准***************************** 接管法兰的选择 ***************************** 紧固件的选择 ******************************* 2.1.3人孔的结构设计 密封面的选择 ****************************** 人孔的设计******************************** 2.1.4 核算开孔补强**************************** 2.1.5支座的设计
支座的选择********************************** 支座的位置********************************** 2.1.6液面计及安全阀选择 2.1.7总体布局 2.1.8焊接接头设计 强度校核 小结
武汉工程大学 课程设计 题目：液氨储罐设计 院系：化学工程学院 专业：化学工程与工艺 班级： 姓名： 指导教师： 完成日期：2010年12月25日
设计任务书 设计题目：液氨储罐设计 设计任务：试设计一液氨储罐，完成主体设备的工艺设计和附属设备的选型设计。 包括筒体、封头、零部件的材料的选择及结构的设计；罐的制造施工及焊接形式等；设计计算及相关校核；各设计的参考标准；附CAD图。 已知工艺参数如下： 最高使用温度：T=50℃； 公称直径：DN=3000㎜； 筒体长度（不含封头）：Lo=5900㎜。 任务下达时间：2010年11月19日 完成截止时间：2010年12月30日
目录 设计任务书 1 前言 (1) 2 设计选材及结构 (2) 2.1 工艺参数的设定 (2) 2.1.1设计压力 (2) 2.1.2筒体的选材及结构 (2) 2.1.3封头的结构及选材 (2) 3 设计计算 (4) 3.1 筒体壁厚计算 (4) 3.2封头壁厚计算 (4) 3.3压力试验 (5) 4 附件的选择 (6) 4.1人孔的选择 (6) 4.2人孔补强的计算 (7) 4.3进出料接管的选择 (9) 4.4液面计的设计 (10) 4.5安全阀的选择 (10) 4.6排污管的选择 (10) 4.7 鞍座的选择 (11) 4.7.1鞍座结构和材料的选取 (11) 4.7.2容器载荷计算 (12) 4.7.3鞍座选取标准 (12) 4.7.4鞍座强度校核 (13) 5 容器焊缝标准 (14) 5.1压力容器焊接结构设计要求 (14) 5.2筒体与椭圆封头的焊接接头 (14) 5.3管法兰与接管的焊接接头 (14) 5.4接管与壳体的焊接接头 (14)