环境工程设备设计实例

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1、第五章容器设计实例【设计依据】设计一卧式液氨贮罐。工艺尺寸：贮罐内径Di=2600mm，贮罐圆筒长度(不包括封头)L＝4800mm。使用地点：天津。【解】先进行结构设计1.钢板材料的选择本贮罐接触介质为液氨，中度腐蚀。设计压力:夏季最高温度可达40℃，氨饱和蒸气压为1.455MPa（表压)故取p=1.1×1.455=1.6MPa(表压)；可选用一般合金容器钢板16MnR制作罐体和封头。由附录1查得许用应力[σ]=170MPa。2.罐体壁厚设计直径较大，采用双面对接焊，100％探伤，焊接接头系数φ=1.0（1）计算壁厚（2）双

2、面中度腐蚀，取腐蚀裕量C2=2mm设计壁厚（3）由δd=14.3mm查表（P88）得钢板的负偏差C1=0.8mm。由δd+C1=14.3+0.8=15.1mm，向大处圆整为钢板系列厚度（P24）为16mm,因此，选钢板时的名义壁厚为δn=16mm2.罐体壁厚设计3．封头壁厚设计采用标准椭圆形封头。选用钢板与筒体相同。即由δn＝16mm厚16MnR钢板制作。4．鞍座先粗略计算鞍座负荷。贮罐总质量：m=m1+m2+m3+m4式中:m1-罐体质量；m2-封头质量；m3-液氨质量；m4-附件质量。4．鞍座（1）罐体质量m1：筒节DN

3、=2600mm，L＝4800mm，dn=16mm，单位长度圆筒质量q1=1030Kg/m（附录15），m1=q1L=1030×4.8=4944(Kg)（2）封头质量m2：椭圆形封头DN=2600mm，dn=16mm，直边h=40mm，单个封头质量q2=975Kg（P294）m2=2q2=2×975=1950(Kg)（3）氨水质量m3m3=ρV，氨水密度ρ=1000kg/m3,总容积V=V封+V筒由附录15查得V筒=5.309×4.8=25.48m3单个封头的容积为2.51m3V=2.51×2+25.48=30.5m3m3＝1

4、000×30.5=30500Kg4．鞍座（4）附件质量m4人孔约200Kg，其它接管质量总和按300Kg计，m4=200+300=500Kg设备总质量m=m1+m2+m3+m4=4944+1950+30500+500=37894=38t4．鞍座采用2个鞍座支承，每个鞍座约承受的负荷为Q=mg/2=38×10/2=190KN，查鞍座标准确定鞍座型号4．鞍座选用JB／T4712.1-2007,鞍座A2600一F或JB／T4712.1-2007,鞍座A2600一S即轻型带垫板，包角为120°的鞍座形式，自行焊制。鞍座的位置：(p1

5、05)A=0.25D=0.25×2600=650mm两个鞍座对称焊接4．鞍座5.人孔因工作条件为常温及最高工作压力1.6MPa，按公称压力1.6MPa的等级选取人孔。考虑人孔盖直径较大较重，所以选取水平吊盖人孔。查人孔标准HG21523-95选取：人孔RFⅧ（A·G）450-1.6HG21523-95RF指突面密封，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，450-1.6是指公称直径为450mm、公称压力为1.6MPa。6．人孔补强确定人孔筒节公称直径dN＝450mm，外径dW=480mm壁厚S＝10

6、mm。由附录14查得：补强圈外径Do=760mm，内径Di=485mm。按照补强原则：补强圈断面金属面积应大于等于开孔减少截面积。由此得补强圈的厚度故补强圈厚度取28mm。6．人孔补强确定所以取补强圈外径Do=840mm，即dN＝500mm的外径。按照补强原则：补强圈断面金属面积应大于等于开孔减少截面积。由此得补强圈的厚度故补强圈厚度取22mm<1.5δn=24mm，符合要求(p115)。由于补强圈厚度28mm>1.5δn=24mm，不符合要求(p115)，7．接口管(1)液氨进料管：查法兰标准HG20592用f57×5mm

7、无缝钢管，一端切成45°。配用具有突面密封的平焊管法兰，法兰标记：HG20592法兰SO50-1.6RF16MnR。壳体名义壁厚dn＝16mm>12mm，接管公称直径小于80mm，不用补强(p118)。(2)液氨出料管：可拆压出管f25×3mm，用法兰套在接口管f38×3.5mm内。罐体接口管法兰：HG20592法兰SO32-1.6RF16MnR。连接法兰取与HG20592法兰SO32-1.6RF16MnR相同，但内径为25mm。液氨压出管端部法兰(与氨输送管相连)用HG20592法兰SO20-1.6RF16MnR。压出管伸

8、入贮罐2.5m。都不必补强(p118)。(3)排污管：贮罐右端最底部安设排污管，钢管采用φ57×5mm，管端焊有一与截止阀(P194)J41W-16相配的管法兰：HG20592法兰SO50-1.6RF16MnR。(4)液面计接管本贮罐采用两支玻璃管液面计BIWPN1.6，L＝1000mm，