液氨贮罐的机械设计

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1、沈阳理工大学课程设计22沈阳理工大学课程设计设计任务书设计课题：液氨贮罐的机械设计工艺参数：最高使用温度：T=50℃公称直径：DN=2800mm筒体长度（不含封头）：L0=5100mm设计内容：1.筒体材料的选择2.罐的结构尺寸3.罐的制造施工4.零部件型号及位置5.相关校核计算设计人：万栋学号：0708010225下达时间：2010年11月19日完成时间：2010年12月21日22沈阳理工大学课程设计目录1前言12液氨贮罐设计参数的确定22.1设计温度与设计压力的确定22.2筒体和附件材料的选择22.3其他设计参数22.3.1封头的选择32.3.

2、2许用应力32.3.3焊接接头系数32.3.4液面计的选取43工艺计算53.1筒体壁厚的计算53.2封头壁厚的计算53.3强度检验及水压试验63.4选择人孔并核算开孔补强63.4.1人孔的选择73.4.2开孔补强的计算83.5支座93.5.1支座的选取93.5.2鞍座的计算103.5.3安装位置114选配工艺接管124.1液氨进料管124.2液氨出料管124.3排污管124.4液面计接管124.5放空管接口管134.6安全阀接口管135参数校核1422沈阳理工大学课程设计5.1筒体轴向应力校核145.1.1筒体轴向弯矩计算145.1.2筒体轴向应力

3、计算155.2筒体和封头切向应力校核165.2.1筒体切向应力计算165.2.2封头切向应力计算165.3筒体环向应力校核175.3.1环向应力计算175.3.2环向应力校核175.4鞍座有效断面平均压力186设计结果一览表197液氨贮罐装配图208总结21参考文献2222沈阳理工大学课程设计1前言液氨，又称为无水氨，是一种无色液体。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。液氨在工业上应用广泛，而且具有腐蚀性，且容易挥发，所以其化学事故发生率相当高。液氨主要用于生产硝酸、尿素和其他化学肥料，还

4、可用作医药和农药的原料。液氨在国防工业中，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。液氨还可用于纺织品的丝光整理。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。本次课程设计是在我们学完《化工设备机械基础》这门课程后开的课程设计，目的就是设计一台液氨贮罐。根据设计任务书的要求，贮罐形式为圆筒形，由于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。设计内容主要包括，设计所需参数的确定，贮罐材料的选取，筒体和封头壁厚的计算以及相关校

5、核，另外还有支座以及一些附件的选取与安装。最后汇出液氨贮罐的装配图。由于本人能力有限，设计过程中难免出现错误，还请老师指出。22沈阳理工大学课程设计液氨贮罐设计参数的确定1.1设计温度与设计压力的确定根据设计任务书的要求，所设计液氨贮罐的最高使用温度为50℃，查表可知50℃时液氨的饱和蒸汽压为2.033MPa[1]。容器的设计压力应该高于其最大工作压力，对于装有安全阀的容器，其设计压力不得低于安全阀的开启压力，安全阀的开启压力是根据容器最大工作压力调定，据此，取最大压力的1.1倍作为容器的设计压力，故设计压力为，，取。1.2筒体和附件材料的选择纯液

6、氨腐蚀性小，贮罐可选用一般碳素钢，压力容器专用钢板为20R，另外还有一些合金钢，如16MnR、15MnVR等也适合做为压力容器的钢板。16MnR是345MPa级的低合金钢，具有良好的机械性能、焊接性能、工艺性能及低温冲击韧性。中温及低温的机械性能均优于Q235-A、15、20等碳素钢，是使用十分成熟的钢种，质量稳定、可使用-40～475℃场合。15MnVR是屈服极限为390MPa级的低合金结构钢，其塑性和冲击韧性较16MnR低，其波动较大[2]。另外从经济的角度考虑，16MnR也较20R制造费用低。所以在此选择16MnR钢板作为制造筒体的材料。16

7、MnR的含碳量为0.12%～0.20%，含Mn量较低，伸长率为19-21%，是目前我国用途最广、用量最大的压力容器专用钢板。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。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20号钢。1.3其他设计参数22沈阳理工大学课程设计1.1.1封头的选择几何方面，就单位容积的

8、表面积来说，以半球形封头为最小。椭圆形和蝶形封头的容积和表面积基本相同，可以近似认为相等。力学方面，在直径、厚度和计算压力