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：
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）
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）
目录
第一章绪论 (6)
1.1 液氨贮罐的设计背景 (6)
1.2 液氨贮罐的分类及选型 (6)
1.2.（1）贮罐的分类 (6)
1.2.（2）贮罐的选型 (6)
1.3 设计温度和设计压力的确定 (7)
第二章材料及结构的选择与论证 (8)
2.1材料选择与论证 (8)
2.1.（1）容器用钢 (8)
2.2.（2）附件用钢 (8)
2.2结构选择与论证 (8)
2.2.（1）封头形式的确定 (8)
2.2.（1）人孔的选择 (9)
2.2.（3）法兰形式 (9)
2.2.（4）液面计的选择 (10)
2.2.（5）鞍式支座的选择 (10)
第三章工艺尺寸的确定 (11)
第四章设计计算 (14)
4.1计算罐体壁厚设计 (14)
4.2 计算封头的壁厚 (14)
4.3校核罐体和封头水压试验强度 (15)
4.4选择人孔并核算开孔补强 (15)
4.4（1）计算削去的承受应力所必须的金属截面 (16)
4.4（2）.计算有效补强范围 (16)
4.4（3）. 计算有效补强金属截面积 (16)
4.4（4）. 所需补强截面积为 (17)
4.4（5）.补强圈设计 (17)
4.5.选择鞍座并核算承载能力 (17)
4.5（1）.罐体的质量 (17)
4.5（2）.封头的质量 (18)
4.5（3）.水压试验时水的质量 (18)
4.5（4）.附件的质量 (18)
4.6选择液位计 (18)
4.7选配工艺接管 (18)
4.7（1）.液氨进料管 (19)
4.7（2）液氨出料管 (19)
4.7（3）排污管 (19)
4.7（4）.放空管接口管 (19)
4.7（5）.液面计接管 (19)
4.7(6).安全阀接口管 (19)
设计心得 (20)
参考文献 (21)
第一章绪论：
1.1.液氨贮罐的设计背景
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。
液氨主要用于生产硝酸、尿素和其它化学肥料，还可用作医药和农药的原料。在国防工业中用于制造火箭、导弹的推进剂，可用作有机化工产品的氨化原料，还可用作冷冻剂，将氨进行分解，分解成氢氮混合气体这种混合气体是一种良好的保护气体，可以广泛地应用于半导体工业、冶金工业以及需要保护气氛的其它工业和科学研究中。
为能够进行连续的生产，需要有储存液氨的容器，因此设计液氨贮罐是制造贮罐的必备步骤，是化工生产能够顺利进行的前提。
1.2. 液氨贮罐的分类及选型
1.2.（1）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。
1.2.（2）贮罐的选型
在本设计中由于设计体积较小（约为 16 m3）且工作压力较小（p0=1.6MPa）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。
卧式圆筒形液氨储罐通常由卧式圆筒形筒体和两端的椭圆形封头组成，按照化学生产工艺的要求设置进料口、出料口、放空口、排污口、压力表、安全阀和液面计等。为了检修方便，还要开设人孔，用鞍式支座支承于混凝土基座上。
2.3 设计温度和设计压力的确定
罐储存的是经过压缩机压缩后，被冷却水冷凝的液态氨，由于冷却水的温度随气候变化而波动，通常氨被压缩到0.9～4MPa才能被冷却水冷凝。储罐通常置于室外，罐内液氨的温度和压力直接受到大气温度的影响，在冬季可达-30℃，在夏季储罐经太阳曝晒后，液氨的温度可达50℃，这时候氨的饱和蒸汽压随着气温的变化，储罐的操作压力也在不断改变（参考下表3-1）。
表3-1：液氨的饱和蒸汽压和密度
温度（℃）50 40 30 20 10 0 -10 -20 -30 饱和蒸汽压（绝压，MPa） 2.07 1.553 1.165 0.856 0.614 0.428 0.291 0.190 0.120 密度（kg/m3）563 580 595 610 625 639 652 665 678 液氨储罐的操作温度通常可取夏季的最高气温50℃（参考表3-2所示）。为了确保操作安全，我国劳动和社会保障部颁布的《压力容器安全技术监察规程》第25条规定：临界温度高于50℃的液氨，无保温常温储存，储罐必须安装安全阀，工程中其设计压力不低于安全阀开启压力（参考表3-3所示，安全阀开启压力取1.05～1.10倍工作压力），通常选取为2.07×1.1＝2.16MPa（相当于取50℃时饱和蒸汽压对应的设计压力）。
介质工作温度
设计温度
ⅠⅡ
t＜-20℃介质最低工作温度介质工作温度减0～10℃-20℃≤t≤15℃介质最低工作温度介质工作温度减5～10℃t>15℃介质最高工作温度介质工作温度加15～30℃
类型设计压力
内压容器
无安全泄放装置 1.0～1.10倍工作压力
装有安全阀
不低于（等于或稍大于）安全阀开启压力（安全阀开启
压力取1.05～1.10倍工作压力）装有爆破片取爆破片设计爆破压力的上限
出口管线上装有安全阀
不低于安全阀的开启压力加上流体从容器流至安全阀
处的压力降
两侧受压的压力容器元件一般应以两侧的设计压力分别作为该元件的设计压力。当有可靠措施确保两侧同时受压时，可取两侧最大压力差作为设计压力
真空容器当有安全阀控制时，取1.25倍的内外压力差，或0.1MPa两者中的较小值。当没
有安全阀控制装置时，取0.1MPa。
第二章材料及结构的选择与论证
2.1 材料选择与论证
2.1.（1）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，均应采用普通低合金高强度钢，强度级别宜用400MPa级或以上；如果容器的操作温度超过400℃，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），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。
2.1.（2）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、法兰的垫片包皮等。
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。
由于本贮罐使用地点为：茂名，在夏季最高温度可达50℃，这时氨的饱和蒸气压为2.07MPa（绝对压力)。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，故选用普通低合金高强度钢16MnR（新钢号名称已统一为Q345R）。
2.2 结构选择与论证
2.2.（1）封头形式的确定
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，平板封头用材最多。因此，从强度、结构和制造方面综合考虑，采用椭圆形封头最为合理。
2.2.(2) 人孔的选择
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。人孔的类型很多，
选择用上有较大的灵活性。选用时应综合考虑公称压力、公称直径工作温度以及人、手孔的结构和材料等诸方面的因素。卧式液氨储罐常用碳钢水平吊盖人孔，这种人孔使用方便，压紧垫片可靠，本设计卧式容器设计压力为2.28MPa, 人孔标准应按公称压力为2.5MPa的等级选取，由于容器公称直径为2000mm,碳钢水平吊盖人孔的尺寸、材料和性能可查
HG/T21524-95标准，选用水平吊盖带颈对焊法兰人孔，DN450人孔，密封压紧面采用TG型。该人孔标记为：HG/T21524-2005 人孔 TGⅧ(A.G) 450-2.5 其中TG指凸面密封，Ⅷ指接管与法兰的材料为16MnR，A.G是指用普通石棉橡胶板垫片，450-2.5是指公称直径为450mm、公称压力为2.5 Mpa。
碳钢水平吊盖带颈对焊法兰人孔结构图
2.2.(3)法兰型式
法兰与设备的连接形式：平焊法兰制造简单，使用广泛，但刚性较差，仅用于压力不高的场合，如管法兰P。由于本设计，由HG20592-97标准,可以选择焊接法兰中的板式平焊法兰PL。
法兰与密封面形式：，根据HG20592-97标准可以选择RF密封面。
2.2.(4) 液面计的选择
液氨储罐常用防霜式玻璃板液位计，由储罐公称直径=2000mm。根据HG/T21550-93，选择玻璃管液面计AⅠ2.5-1260-50 HG/T21550-93。与其相配的接管尺寸为18×3m,管法兰为HG20592-97法兰PL15-2.5RF 16MnR。
2.2.(5)鞍式支座的选择
容器支座有鞍座,圈座和支腿三种,用来支撑容器的重量。鞍式支座是应用最广泛的一种卧式支座。从应力分析看，承受同样载且具有同样截面几何形状和尺寸的梁采用多个支承比采用两个支承优越，因为多支承在粱内产生的应力较小。所以，从理论上说卧式容器的支座数目越多越好。但在是实际上卧式容器应尽可能设计成双支座，这是因为当支点多于两个时，各支承平面的影响如容器简体的弯曲度和局部不圆度、支座的水平度、各支座基础下沉的不均匀性、容器不同部位抗局部交形的相对刚性等等，均会影响支座反力的分布。因此采用多支座不仅体现不出理论上的优越论反而会造成容器受力不均匀程度的增加，给容器的运行安全带来不利的影响。而且，现在储罐等的支座已经标准化了，所以鞍座采用了双支座，一个S型，另外一个F型，为了充分利用封头对筒体的加强作用，支座应靠近封头，即A≤Ri/2 ，且A不大于0.2L，以便使筒体的中间部分截面与支撑部分截面的弯矩值相等或相近。
第三章工艺尺寸的确定
设计体积：，公称直径：。
采用标准椭圆形封头（图5-1），按JB/T 4746-2002规定：取直边高度。则由表5-1、表5-2可得
1)单个封头容积：
2)封头总容积：
，则
3)筒体部份容积为：
，则
4)筒体长度：
5)取整后（按百位数）筒体实际长度：
6)所以储罐实际容积为：
。
公称直径DN 1m高
的容
积
V/
1m高
的内
表面
积
F i/
1m高筒节质量值/k g
壁厚/m m
3 4 5 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24 26 28 30
350 0.096 1.10 26 35 44
400 0.126 1.26 30 40 50 60 79 99 119
450 0.159 1.41 34 45 56 67
500 0.196 1.51 37 50 62 75 100 125 150 175
550 0.238 1.74 41 55 68 82
600 0.283 1.88 45 60 75 90 121 150 180 211
650 0.332 2.04 65 81 97 130
700 0.385 2.20 69 87 105 140 176 213 250
800 0.503 2.51 79 99 119 159 200 240 280
900 0.636 2.83 89 112 134 179 224 270 315 363 408
1000 0.785 3.14 124 149 199 249 296 348 399 450 503
1100 0.950 3.46 136 164 218 274
1200 1.131 3.77 149 178 238 298 358 418 479 540 602 662
1300 1.327 4.09 161 193 258 323
1400 1.539 4.40 173 208 278 348 418 487 567 630 700 770 840 914 986 1058 1500 1.767 4.71 186 223 297 372 446
1600 2.017 5.03 198 238 317 397 476 556 636 720 800 880 960 1040 1124 1206 1800 2.545 5.66 267 356 446 536 627 716 806 897 987 1080 1170 1263 1353 2000 3.142 6.28 296 397 495 596 695 795 895 995 1095 1200 1300 1400 1501 2200 3.801 6.81 322 436 545 655 714 874 984 1093 1204 1318 1429 1540 1650 2400 4.524 7.55 356 475 596 714 834 960 1080 1194 1314 1435 1556 1677 1798 2600 5.309 8.17 514 644 774 903 1030 1160 1290 1422 1553 1684 1815 1946 2800 6.158 8.80 554 693 831 970 1110 1250 1390 1531 1671 1812 1953 2094 3000 7.030 9.43 593 742 881 1040 1190 1338 1490 1640 1790 1940 2091 2242 3200 8.050 10.05 632 791 950 1108 1267 1425 1587 1745 1908 2069 2229 2390 3400 9.075 10.68 672 841 1008 1177 1346 1517 1687 1857 2027 2197 2367 2538 3600 10.18
11.32 711 890 1070 1246 1424 1606 1785 1965 2145 2325 2505 2686
3800 11.14
11.83 751 939 1126 1315 1514 1693 1884 2074 2263 2453 2643 2834
4000 12.56
6
21.57 790 988 1186 1383 1582 1980 1980 2185 2380 2585 2785 2985
表5-2 EHA
JB/T 4746-2002）
序号
公称
直径
DN
（mm）
总深度
H
（mm）
内表
面积
A
（）
容积
V
（）
序
号
公称
直径
DN
（mm）
总深度
H
（mm）
内表
面积
A
（）
容积
V
（）
1 300 100 0.1211 0.0053 31 2600 690 7.6545 2.5131
2 350 11
3 0.1603 0.0080 32 2700 715 8.2415 2.8055
3 400 125 0.2049 0.0115 33 2800 740 8.8503 3.1198
4 450 138 0.2548 0.0159 34 2900 76
5 9.4807 3.4567
5 500 150 0.3103 0.0213 35 3000 790 10.1329 3.8170
6 550 163 0.3711 0.027
7 36 3100 815 10.8067 4.2015
7 600 175 0.4374 0.0353 37 3200 840 11.5021 4.6110
8 650 188 0.5090 0.0442 38 3300 865 12.2193 5.0463
9 700 200 0.5861 0.0545 39 3400 890 12.9581 5.5080
10 750 213 0.6686 0.0663 40 3500 915 13.7186 5.9972
11 800 225 0.7566 0.0796 41 3600 940 14.5008 6.5144
12 850 238 0.8499 0.0946 42 3700 965 15.3047 7.0605
13 900 250 0.9487 0.1113 43 3800 990 16.1303 7.6364
14 950 263 1.0529 0.1300 44 3900 1015 16.9775 8.2427
15 1000 275 1.1625 0.1505 45 4000 1040 17.8464 8.8802
16 1100 300 1.3980 0.1980 46 4100 1065 18.7370 9.5498
17 1200 325 1.6552 0.2545 47 4200 1090 19.6493 10.2523
18 1300 350 1.9340 0.3208 48 4300 1115 20.5832 10.9883
19 1400 375 2.2346 0.3977 49 4400 1140 21.5389 11.7588
20 1500 400 2.5568 0.4860 50 4500 1165 22.5162 12.5644
21 1600 425 2.9007 0.5864 51 4600 1190 23.5152 13.4060
22 1700 450 3.2662 0.6999 52 4700 1215 24.5359 14.2844
23 1800 475 3.6535 0.8270 53 4800 1240 25.5782 15.2003
24 1900 500 4.0624 0.9687 54 4900 1265 26.6422 16.1545
25 2000 525 4.4930 1.1257 55 5000 1290 27.7280 17.1479
26 2100 565 5.0443 1.3508 56 5100 1315 28.8353 18.1811
27 2200 590 5.5229 1.5459 57 5200 1340 29.9644 19.2550
28 2300 615 6.0233 1.7588 58 5300 1365 31.1152 20.3704
29 2400 640 6.5453 1.9905 59 5400 1390 32.2876 21.5281
30 2500 665 7.0891 2.2417 60 5500 1415 33.4817 22.7288 注：对于封头直边高度h的取值，JB/T4746-2002规定：
①当DN≤2000时，取h=25mm；②当DN＞2000时，取h=40mm。
总深度H＝h＋h1，h1为封头内曲面高度。
图5-1标准椭圆形封头
第四章设计计算
根据材料分析，选用16MnR制作筒体和封头。
4.1计算罐体壁厚设计
液氨储罐是内压容器，按公式计算出筒体的壁厚。
其中：为设计压力，本储罐在夏季最高温度可达500℃，此时液氨的饱和蒸汽压为2.07MPa（绝对压力），所以P=2.17MPa
Di＝2000mm；
=163MPa；
=1.00 （双面对接焊，100%无损探伤）；
则：
=
查得相应的负偏差，腐蚀裕量
C=0.8+2=2.8mm
则：
=13.4＋2.8 =16.2mm
根据及钢板的厚度规格
圆整后确定选用厚的16MnR钢板制作罐体
4.2计算封头的壁厚
本容器用标准椭圆封头，厚度根据公式
根据，其中各数据跟罐体相同，=1.0。向上圆整后取取标准
确定用厚的16MnR钢板制作封头
4.3校核罐体和封头水压试验强度
根据公式
取 2.71MPa
式中：16－2.8 = 13.2mm
345Mpa
a则水压试验时的应力：
=
=186.13 MP a
16MnR钢制容器在常温水压试验时的许可应力
MP a
可见：,所以罐体厚度满足水压试验时的强度
4.4选择人孔并核算开孔补强
根据储罐是在常温及最高工作压力为2.17 Mpa的条件工作，人孔标准应按公称压力为2.17 Mpa。从人孔类型系列标准可知，公称压力为2.17 Mpa的人孔类型很多。本设计考虑人孔盖直径较大较重，故选用水平吊盖人孔，该人孔结构中有吊钩和销轴，检修时只须松开螺栓将盖板绕销轴旋转一个角度，由吊钩吊住，不必将盖板取下。
该人孔标记为：HG 21524-2005 人孔 RFⅧ DN450-PN1.6 其中RF指突面密封，Ⅷ指接管与法兰的材料为16MnR，DN450是指公称直径为450mm、PN2.17指公称压力为2.17Mpa。
另外,还要考虑人孔补强,确定补强圈尺寸,由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。本设计所选用的人孔筒节内径为d=450mm,壁厚=10mm。故补强圈尺寸如下：筒体内径Di＝2000mm，壁厚n＝18mm，设计压力2.17MPa，设计温度为50℃，焊接接头系数1.0。由标准查得补强强圈内径=484mm,外径=760mm。
开孔补强的有关计算参数如下：
4.4（1）.计算削去的承受应力所必须的金属截面
○1筒体的计算壁厚：
○2计算开孔所需补强的面积A
开孔直径：
4.4（2）.计算有效补强范围
○1、有效宽度：
取最大值
②外侧高度
接管实际的外伸高度
取较小值，故
内侧高度
取小值，故=0
4.4（3）. 计算有效补强金属截面积
○1筒体多余金属截面积A1
筒体有效厚度：
②接管多余金属截面积A
2
接管计算厚度
○3补强区内焊缝截面积A
3
○4有效补强面积
，所以需要另加强4.4（4）. 所需补强截面积为
4.4（5）.补强圈设计
参考JB/T 4736-2002标准,取内径D
1=484mm，外径D
2
=760mm
补强圈厚度
考虑到罐体与人孔筒节均有一定的壁厚裕量，取故补强圈取16mm厚。
因补强圈厚度，符合GB150-1998的规定。故用补强圈补强是合适的。
4.5.选择鞍座并核算承载能力
首先粗略计算鞍座负荷，储罐总质量
式中—罐体质量，kg；
—封头质量，kg；
—液氨质量，kg
—附件质量，kg
4.5（1）.罐体的质量
根据，的筒节，可得每米筒体质量，
由则
可求得：向上圆整后取标准圆筒长度为
所以：
4.5（2）.封头的质量
DN=2000mm=18mm直边高度 h=25mm的标准封头，由查得其质量=627.7kg
4.5（3）.水压试验时水的质量
式中：a ——冲装系数，取0.9
V ——储罐容积
——水密度，为1000kg/m3
由JB/74746-2002查得，封头容积为1.1257 m3
4.5（4）.附件的质量
人孔的质量约为200kg，其他的连接管质量总和按300kg计，则：=500kg
设备总质量为：
每个鞍负荷F=
所以选用轻型带垫板，包角为120°的鞍座：
JB/T 4712.1-2007 鞍座 A2600-F
JB/T 4712.1-2007 鞍座 A2600-S。
4.6选择液位计
液氨储罐常用玻璃管液面计，由储罐公称直径=2000mm
根据HG/T21550-93，选择玻璃管液面计AIW PN2.17,L=1000mm，HG5-227-80一支。
与其相配的接管尺寸为18×3m,管法兰为法兰PN 2.17 DN 15 GB 9119.8-88。4.7选配工艺接管
本储罐设有以下接口管
4.7（1）.液氨进料管
采用57×3.5mm无缝钢管。管的一端切成45°,伸入储罐少许.配用具有突面密封的平焊管法兰: 法兰PN1.6DN50 GB9119.8-88
因为壳体名义壁厚=18mm,大于12mm,接管公称直径小于80mm,故不要补强.
4.7（2）液氨出料管
采用可拆的压出管25×3mm,将它套入罐体的固定接口管38×3.5mm内,并用一非标准法兰固定在接口法兰上。
罐体的接口管法兰采用法兰PN2.17 DN32 GB9119.8-88。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法兰法兰PN2.17 DN32 GB9119.8-88相同,但其内径为25mm(见总装图的局部放大部大图).
液氨压出管的端部法兰(与氨输送管相连)采用法兰PN1.6 DN20 GB9119.8-88。这些小管都不必补强。压出管伸入贮罐2.5m。
4.7（3）排污管
在罐的右端最底部设个排污管一个，规格是57×3.5mm，管端焊有与截止阀J41W-16相配的管法兰PN1.6DN50 GB9119.8-88。
4.7（4）.放空管接口管
采用32×3.5mm无缝钢管, 法兰PN1.6 DN25 GB9119.8-88
4.7（5）.液面计接管
液氨储罐常用玻璃管液面计，由储罐公称直径=2000mm
根据HG/T21550-93，选择玻璃管液面计AIW PN1.6,L=1000mm，HG5-227-80两支。与其相配的接管尺寸为18×3m,管法兰为法兰PN1.6 DN15 GB9119.8-88。
4.7(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32×2.5mm的无缝钢管, 法兰PN1.6 DN25 GB9119.8-88。
设计心得
为期两周的课程设计结束了，在本次设计中要查阅的数据多，刚开始时，不知如何下手，查有关资料后才有一定的了解，才得以知怎么计算。通过这次课程设计，使我对所学的《化工过程设备机械基础》中的工程力学理论、金属材料的基础知识有了更深入的了解我更加扎实地掌握了有关内压容器方面的知识，加深了对化工容器设计、制造、材料使用和监察管理的国家标准的了解，而且在此设计过程中，要具有耐心，考虑周到。通过设计，从中学到了综合分析问题的能力，增加了设计经验，更近一步提高了手工绘图的技能。实践出真知，通过亲自动手制作，我们掌握的知识不再是纸上谈兵。
还有，在这次课程设计过程中我感谢我们的指导老师和班上的同学，经过大家的探讨和帮助我才能顺利的把说明书和把装配图画好。世上无难事，只怕有心人。只要持之以恒，就可以克服一切的苦难。功夫不负有心人，最终我把图画完了。
经过这次《化工过设备机械基础》的课程设计让我学会了很多关于机械方面的知识，同时也培养了我很多好习惯。虽然这次的课程设计比较辛苦，但是当我看到我画的图和我自己设计的方案，感到很开心。
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
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
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)
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
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㎜。
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)
6 筒体和封头的校核计算 (16) 6.1 筒体轴向应力校核 (16) 6.1.1由弯矩引起的轴向应力 (16) 6.1.2 由设计压力引起的轴向应力 (17) 6.1.3 轴向应力组合与校核 (17) 6.2筒体和封头切向应力校核 (18) 7 总结 (19) 参考文献 (20)
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
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；
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。 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 2.1 设计温度 O 题目中给出设计温度取40C
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
** 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、绪论-----------------------------------------------------2 1.液氨贮罐的设计背景---------------------------------------------5 2.设计任务----------------------------------------------------- 3.设计思路----------------------------------------------------- 4. 2.液氨贮罐的分类及选型-------------------------------------------5 3.设计温度和设计压力的确定--------------------------------------- 第二章、材料及结构的选择与论证-----------------------------------6 1.材料选择与论证-------------------------------------------------6 2.结构选择与论证-------------------------------------------------7 第三章工艺尺寸的确定-------------------------------------------8 第四章设计计算-------------------------------------------------9 1.计算筒体的壁厚-------------------------------------------------9 2.计算封头的壁厚------------------------------------------------10 3.水压试验压力及其强度校核--------------------------------------10 4.选择人孔并核算开孔补强----------------------------------------11 5.选择鞍座并核算承载能力----------------------------------------13 6.选择液位计----------------------------------------------------14 7.选配工艺接管--------------------------------------------------14 设计小结--------------------------------------------------------15 参考文献--------------------------------------------------------16总图材料明细表………………………………………………………
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
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)
前言 本说明书为《31m3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 附：设计任务书 (2) 第一章绪论 (3) （一）设计任务 (3) （二）设计思想 (3) （三）设计特点 (3) 第二章材料及结构的选择与论证 (3) （一）材料选择 (3) （二）结构选择与论证 (3) 第三章设计计算 (5) （一）计算筒体的壁厚 (5) （二）计算封头的壁厚 (6) （三）水压试验及强度校核 (6) （四）选择人孔并核算开孔补强 (7) （五）核算承载能力并选择鞍座 (9) （六）选择液面计 (9) （七）选择压力计 (10) （八）选配工艺接管 (10) 第四章设计汇总 (11) 第五章结束语 (12) 第六章参考文献 (13)
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
湖北大学化学化工学院化工设备机械基础课程设计计算说明书 课程设计题目: 液氨储罐设计 姓名邹晓双 学号 专业年级12级化工2班 指导教师鲁德平 日期 目录 一、设计任务书 (1) 二、液氨储罐设计参数的确定 (2) 1、根据要求选择罐体和封头的材料 (2) 2、确定设计温度与设计压力 (2)
3、其他设计参数 (2) 三、筒体和封头壁厚的计算 (2) 1、筒体壁厚的计算 (2) 设计参数的确定 (3) 筒体壁厚的设计 (3) 刚度条件设计筒体的最小壁厚 (3) 2、罐体封头壁厚的计算 (3) 3、罐体的水压试验 (3) 液压试验压力的确定 (3) 液压试验的强度校核 . (3) 压力表的量程、水温的要求 (3) 液压试验的操作过程 (3) 4、罐体的气压试验 (4) 气压试验压力的确定 (4) 气压试验的强度校核 (4) 、气压试验的操作过程 (4) 四、罐体的开孔与补强 (4) 1、开孔补强的设计准则 (4) 2、开孔补强的计 算 ..................................4 、开孔
补强的有关计算参数 .......................5 、补强圈的 设计 (5) 五、选择鞍座并核算承载能力 (5) 1、支座的设计 (5) 2、鞍座的计算 (6) 3、安装位置 (6) 4、人孔的设计 (6) 5、液面计的设计 (7) 六、选配工艺接管 (7) 1、液氨进料管 (7) 2、液氨出料管 (7) 3、排污管 (7) 4、安全阀接口管 (7) 5、压力表接口管 (8) 七、设计结果一览表 (9) 八、液氨储罐装配图（见附图）............................... 一、设计任务书 试设计一液氨储罐，其公称容积、储罐内径、罐体（不包括封头）长度见下表。使用地点：家乡--湖北省十堰市竹溪县。 技术特性表
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
课程设计液氨储罐设计精编W O R D版 IBM system office room 【A0816H-A0912AAAHH-GX8Q8-GNTHHJ8】
湖北大学化学化工学院化工设备机械基础课程设计计算说明书 课程设计题目: 液氨储罐设计 姓名邹晓双 学号 专业年级 12级化工2班 指导教师鲁德平 日期 目录 一、设计任务书 (1)
二、液氨储罐设计参数的确定 (2) 1、根据要求选择罐体和封头的材料 (2) 2、确定设计温度与设计压力 (2) 3、其他设计参数 (2) 三、筒体和封头壁厚的计算 (2) 1、筒体壁厚的计算 (2) 1.1设计参数的确定 (3) 1.2筒体壁厚的设计 (3) 1.3刚度条件设计筒体的最小壁厚 (3) 2、罐体封头壁厚的计算 (3) 3、罐体的水压试验 (3) 3.1液压试验压力的确定 (3) 3.2液压试验的强度校核 . (3) 3.3压力表的量程、水温的要求 (3) 3.4液压试验的操作过程 (3) 4、罐体的气压试验 (4)
4.1气压试验压力的确定 (4) 4.2气压试验的强度校核 (4) 4.4、气压试验的操作过程 (4) 四、罐体的开孔与补强 (4) 1、开孔补强的设计准则 (4) 2、开孔补强的计算 ..................................4 2.1、开孔补强的有关计算参数 .......................5 2.2、补强圈的设 计 (5) 五、选择鞍座并核算承载能力 (5) 1、支座的设计 (5) 2、鞍座的计算 (6) 3、安装位置 (6) 4、人孔的设计 (6) 5、液面计的设计 (7) 六、选配工艺接管 (7) 1、液氨进料管 (7)
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
. 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
目录 一、前言 (3) 二、摘要 (4) 三、绪论 (5) 3.1 设计任务： (5) 3.2设计思想： (5) 3.3 设计特点： (5) 四、设备材料及结构的选择 (6) 4.1材料选择 (6) 4.2结构选择 (6) 4.2.1 封头的选择 (6) 4.2.2容器支座的选择 (6) 4.3法兰型式 (6) 4.4液面计的选择 (7) 4.4.1 (7) 4.4.2 (7) 4.4.3 (7) 五、结构计算 (8) 5.1罐体壁厚设计 (8) 5.2封头厚度设计 (9) 5.2.1计算封头厚度 (9) 5.2.2校核罐体与封头水压实验强度 (9) 5.3选择人孔并核算开孔补强 (10) 5.4储罐零部件的选取 (12) 5.4.1储罐支座 (12) 5.4.2罐体质量 (12) 5.4.3封头质量 (12) 5.4.4液氨质量 (13) 5.4.5附件质量 (13) 六、接管的选取 (14) 6.1液氨进料管 (14) 6.1.1接管的计算厚度为： (14) 6.1.2开孔有效补强宽度B，有效补强高度的确定 (14) 6.1.3需要补强的金属面积和可以作为补强的金属面积的计算 (14) 6.2 平衡口管 (14) 6.3 液位指示口管 (15) 6.4 放空口管 (15) 6.5 液体进口管 (15) 6.6 液体出口管 (15) 七、压力计选择 (16) 八、符号说明 (17) 九、致谢 (18)
十、参考文献 (19)
一、前言 压力容器是一种密闭的承压容器，通常是由板、壳组合而成的焊接结构。其应用广泛且用量大，但又比较容易发生事故且事故往往是严重的。压力容器的设计一般有筒体、封头、密封装置、支座、接口管、人孔及安全附件等组成。与任何工程设计一样，压力容器的设计目标也是对新的或该进的工程系统和装置进行创新和优化，以满足人们的愿望与需要。具体来说，压力容器的设计人员应根据设计任务的特定要求，遵循设计工作的基本规则或规范，以及材料控制﹑结构细节﹑制造工艺﹑检验及质量管理等方面的规则，并尽可能地采用标准。 液氨储罐是合成氨工业中必不可少的储存容器，所以本设计过程的内容包括容器的材质的选取、容器筒体结构和强度的设计，密封的设计、罐体壁厚设计、封头壁厚设计、确定支座，人孔及接管、开孔补强的情况以及焊接形式的设计与选取。在设计过程中要综合考虑经济性、实用性和安全可靠性。设备的选择大都有相应的执行标准，设计时可以直接选用符合设计条件的标准设备零部件，也有一些设备没有相应标准，则选择合适的非标设备。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。此次设计主要原理来自《化工设备机械基础》一书以及其他参考资料。 本设计的液料为液氨，它是一种无色液体。氨作为一种重要的化工原料，应用广泛。分子式 NH3，分子7.03，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16～25%(最易引燃浓度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，难以点燃而危险性较低；但氨和空气混合物达到上述浓度范围遇明火会燃烧和爆炸,如有油类或其它可燃性物质存在，则危险性更高。 本次设计的所有参数都严格按照国家标准，让设计有章可循。但由于知识水平有限，又是第一次做关于化工设备机械基础的设计，难免会有很多缺陷和不足，还请老师给予批评和指正，最后感谢老师能在百忙之中抽出时间进行评阅 兰亚军2014年1月5日
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