20m3液氨储罐的设计

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1、20m3液氨储罐的设计摘要储罐按其形式可分为方形和矩形容器、球形容器、圆筒形容器（立式、卧式）。按其承压性质和能力可分为内压和外压，内压容器又可分为常压、低压、中压、高压、超高压等五类。根据使用时候的壁温，可分为常温容器、高温容器、中温容器和低温容器。按其结构材料分类，容器有金属制的和非金属制的两类。按其反应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。本次设计，我选用的是卧式圆筒形、中压常温的内压容器。经计算，筒体规格为：公称直径DN1800mm，1m高的容积V12.545m3，1m高的内表面积F15.66m2，1m高筒节质量5

2、36kg。封头选用椭圆形标准封头，其规格为：公称直径DN1800mm，曲面高度h1450mm，直边高度h040mm，内表面积Fi,3.73m2,，容积V0.866m3。筒体外伸端到支座的距离a=1.8m。目录1引言12设计任务书13设计参数及材料的选择13.1设备的选型与轮廓尺寸13.2设计压力23.3筒体及封头材料的选择23.4许用应力34结构设计34.1筒体壁厚计算34.2封头设计44.2.1半球形封头44.2.2标准椭圆形封头54.2.3标准碟形封头54.2.4圆形平板封头64.2.5不同形状封头比较74.3压力试验74.4鞍座84.4.1鞍座的选择84.4.2鞍座的位

3、置95结果11参考文献131引言液氨，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。氨易溶于水，溶于水后形成氢氧化铵的碱性溶液。液氨多储于耐压钢瓶或钢槽中，且不能与乙醛、丙烯醛、硼等物质共存。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。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。设计储存设备，首先必须满足各种给定的工艺要求，考虑存储介质的性质、容量、钢材的耗费量等等。而且液化气体必须考虑它的膨胀性和压缩性，液化

4、气体的体积会因温度的改变而变化，所以必须严格控制储罐的充装量（指装量系数与储罐实际容积和设计温度下介质的饱和液体密度的乘积）。在总贮量小于500m，单罐容积小于100m时选用卧式贮罐比较经济。设计基本思路：本设计综合考虑环境条件、介质的理化性质等因素，结合给定的工艺参数，机械按容器的选材、壁厚计算、强度核算、附件选择、焊缝标准的设计顺序，分别对储罐的筒体、封头、鞍座、焊接形式进行了设计和选择。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

5、有章可循，并考虑到结构方面的要求，合理地进行设计。2设计任务书请设计一20m3的液氨储罐，具体要求：1）储罐设计参数及材料的选定2）压力容器结构设计3）压力试验及强度校核4）使用地点：北京5）编写储罐说明书（摘要，目录，正文，参考文献）3设计参数及材料的选择3.1设备的选型与轮廓尺寸12筒体结构设计为圆筒形。因为作为容器主体的圆柱形筒体，制造容易，安装内件方便，而且承压能力较好，这类容器应用最广。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。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，综合上诉考虑本设计选用圆筒形卧式容器。粗略计算内径：，一般，取，得Di=

6、1749mm，圆整至Di=1800mm，则L=9000mm。3.2设计压力本储罐在北京使用，夏季最高温度为42℃，冬季最低温度为-27.4℃，工作温度在-27.4~42℃，取最高工作温度为45℃。根据《化学化工物性数据手册》查得：44℃蒸汽压为，46℃蒸汽压为，用内差法求得45℃时蒸汽压为：。可以判断设计的容器为内压容器，按《压力容器安全技术监察规程》规定，盛装液化气体无保冷设施的压力容器，其设计压力应不低于液化45℃时的饱和蒸汽压力1.7818MPa。当容器上装有安全阀时，取1.05～1.1倍的最高工作压力作为设计压力，液氨储罐的设计压力P为1.96MPa。查阅文献，最高温

7、度45℃时，液氨密度为571.29kg/m3，最低温度-28℃时，液氨密度为675kg/m3，由《各地区重力加速度表》查得北京地区的重力加速度g=9.8m/s2，则因为，所以可忽略静压强，即Pc=P设。由于1.6MPa≦1.96MPa<10.0MPa[1]，故该储罐属于中压容器。3.3筒体及封头材料的选择12本贮罐选用16MnR制作罐体和封头。16MnR表示平均含碳量为0.16%的容器钢，属于低碳钢，它的塑性好，焊接性和锻造性良好，适宜制造化工容器等焊接件和设备封头等冲压件，16MnR钢板为比较经济，也