卧式液氯储罐设计方案

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1、卧式液氯储罐设计方案第一章绪论1.1任务说明设计一个容积40m³的液氯储罐，采用常规设计方法，综合考虑液氯性质、所在环境等条件并参考相关标准，分别对储罐进行工艺设计、结构设计、设备强度计算，得出储罐的筒体、封头、鞍座、人孔和接管的尺寸，然后用SW6-1998校核软件对其进行强度校核，最终形成合理的设计方案。1.2液氯性质液氯化学名称液态氯，为黄绿色液体，沸点-34.6℃，溶点-103℃，在常压下即气化成气体，吸入人体能严重中毒，有剧烈刺激作用和腐蚀性，在日光下与其它易燃气体混合时发生燃烧和爆炸，氯是很活泼的元素，可以和大多数元素（或化合物）起反应。危害特性：液氯不

2、会燃烧，但可助燃。一般可燃物大都能在氯气中燃烧，一般易燃气体或蒸汽也都能与氯气形成爆炸性混合物。氯气能与许多化学品如乙炔、松节油、乙醚、氨、燃料气、烃类、氢气、金属粉末等猛烈反应发生爆炸或生成爆炸性物质。它几乎对金属和非金属都有腐蚀作用。-23-第二章工艺参数2.1设备的初步选型及轮廓尺寸根据《化工工艺设计手册》，目前常温压力储罐一般有两种形式：球形储罐和圆筒形储罐，其中圆筒形储罐加工制造安装简单，安装费用少，金属耗量大占地面积大，多以在总储存量小于500m3，单罐容积小于1000m3时选用圆筒形储罐比较经济。2.2设计温度设计温度的定义为：容器在正常工作情况下，

3、所设定元件的金属温度，即金属截面的平均温度。当元件金属温度不低于0℃时，设计温度不得低于元件可能达到的最高温度;当元件金属温度低于0℃时，其值不得高于元件金属可能达到的最高温度。根据-20～45℃的工作温度，再考虑温度的波动，外界环境的变化等因素，我们将设计最高温度定为50℃,设计最低温度定为-20℃。2.3压力容器的设计存储量W=ΦVρ=0.9*42.89*1.3141=50.73t式中：W---储存量，tΦ---装量系数V---压力容器容积ρ---设计温度下饱和液体密度，t/m3-23-第三章结构设计3.1材料选择根据液氯的特性以及材料的综合机械性能和使用的经

4、济型，选择Q345R作为筒体材料。Q345R是压力容器专用钢。50℃时的许用应力[σ]=170MPa.3.2设计条件表2-1设计条件表项目内容工作介质液氯工作压力MPa1.414设计压力MPa1.466工作温度℃-20~48设计温度℃50公称容积m340计算容积m342.89工作容积m338.60装量系数Φ0.9介质密度t/m31.314材质Q345R公称直径mm2400其他要求100℅无损检测-23-3.3焊接结构系数氯气是一种极度危害的戒指，对人的皮肤，呼吸道有害，甚至心力衰竭而死亡，液氯属于高度危害介质，必须采用双面对接接头并采用100%无损检测，焊接接头系

5、数取Φ=1。3.4最高工作压力的确定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1.0—1.1倍。我们取为最高工作压力的1.1倍。计算压力是指在相应的设计温度下，用以确定元件最危险截面厚度的压力，其中包括液柱静压力。一般情况下，计算压力等于设计压力与液柱静压力之和，当元件所承受的液柱静压力小于5%设计时，可忽略不计。(锅炉压力容器安全)t=50℃时,根据《压力容器介质手册

6、》可得液氯的密度是1.314g/cm3，饱和蒸汽压Pv=1.414MPa,大气压Pa=0.1MPa设计压力P=1.1×Pv=1.1×（1.414-0.1）=1.445MPa液柱静压力=ρgD=1314×9.8×2.4=0.031<5%×P，所以忽略液柱静压力。计算压力P=P=1.445MPa-23-第四章强度设计4.1筒体设计4.1.1筒体长度的确定筒体直径一般由工艺条件决定，同时也要符合压力容器的公称直径。标准椭圆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。由公式DL=40m取=4，解得D=2335mm，圆整至2400mm。由《J

7、BT4746-2002--钢制压力容器用封头》查得，总深H=640mm，封头容积V=1.9905m内表面积=6.5453A/m2V=V+V，即DL=40-2×V,代入参数得L=8404mm,圆整至8500mm计算容积V=DL+2×V=42.43m工作容积V=V=0.9×42.43=38.2mL/Di=8600/2400=3.58>3，在3-6的范围内，符合要求。公称直径计算容积为42.89m3，工作容积为38.60m3。封头尺寸公称直径DN=2400mm，H=640mm直边段圆筒长为h=H-DN/4=640-2400/4=40mm。4.1.2圆筒厚度的设计查GB1

8、50-20