氯气缓冲罐课程设计.doc

Xinjiang Institute of Engineering
课程设计
设计题目:
班级:
姓名:
学号:
指导教师:
新疆工程学院
课程设计任务书
专业
班级
课程名称
化工设备
机械基础
设计题目
氯气缓冲罐设计
指导教师
起止时间
-
周数
1周
设计地点
设计目的:更一步加强学习理论知识,培养设计意识,设计思维。
设计参数:P= 设计温度:T=180C 内径:D=800mm
长度:L=1300mm 材质:07MnCrMoVR 许用应力{}=203MPa
设计要求:1. 布置强度计算
2. 强度计算与考虑结构计算
3. 校核强度计算结果
4. 完成CAD图
2013年-2014年第一学期
目录
一、前言 1
—.前言
缓冲罐是化工生产中最常用的容器之一。它起着安全及介质分离的作用。氯气缓冲罐由于是盛装具有毒性程度为高度危害的氯气,所以塔的设计是否正确,合理,更具有特殊重要意义。
氯气缓冲罐时化工企业常用的一种设备,涉及一种水、废水或污水的处理装置,设有罐体,罐体为密闭的压力容器,罐体盖上方设出气孔,罐体下部侧面设进气孔,罐体底部设排污口,用于氯投加系统,使液氯气化更安全,缓和高压氯气对管系的冲击,过滤清除氯气中的杂物,保证水质,安全可靠。缓冲罐被广泛应用于中央空调、锅炉、热水器、变频、恒压供水设备中,其缓冲系统压力波动,消除水锤起到稳压卸荷的作用,在系统内水压轻微变化时,缓罐气囊的自动膨胀收缩会对水压的变化有一定缓冲作用,能保证系统的水压稳定,水泵不会因压力的改变而频繁的开启,本次课程设计的内容是氯气缓冲罐的设计,该设计分析包括内压薄壁圆筒与封头的强度设计、容器零部件的设计,包括法兰连接、容器支座、容器开口及补强、容器附件的设计。最终确定缓冲罐的标准。
氯是一种非常活泼的非金属元素,有很强的氧化性。氯气和水反应生成次氯酸和盐酸。次氯酸、盐酸对钢最容易产生电化学腐蚀,因此,直接影响容器的使用寿命,这就是我们使用普通碳钢制作液氯钢瓶、罐车、储罐、缓冲罐要严格控制其含水量的原因。在盛装绿的容器中,同时存在着气态氯和液态氯的两相并存,容器的内部压力就是氯的饱和蒸汽压,这就要求氯气容器的设计压力上必须满足要求,就要考虑在操作温度下氯气的饱和蒸汽压,根据规定在确定出设计压力,在设计中要充分考虑氯气毒性的高度危害,设计的容器不能有一点的泄露隐患。在容器的结构设计、焊缝的焊接技术要求焊接的损伤检查。设计压力的选取等都要在设计上给予安全保证。
氯气缓冲罐的材质选择除遵守容器用钢一般规定的条件外,还应考虑它是压力容器及氯气为盛装介质对材料选择的影响,要重点考虑材料的性质,尤其是要有优良的焊接性能,以消除介质泄露的隐患。而压力容器钢07MnCrMoVR钢板,表现出较好的综合力学性能,综合考虑氯气缓冲罐的全体材质使用07MnCrMoVR的低合金钢材。

罐体壁厚计算

确定参数:设计压力 P=、 D=800mm、 L=1300mm 材质为07MnCrMoVR查附录6得=203MPa、=490MPa、
对于钢板卷制的筒体和成型封头,公称直径是指他们的内径。双面焊对接接头,100%无损检测得=。
筒体、封头的腐蚀裕量
腐蚀程度
腐蚀速度/(mm/a)
腐蚀裕量/mm
不腐蚀
<
0
轻微腐蚀
-
>1
腐蚀
-
>2
严重腐蚀
>
>3
介质为氯气,有毒易腐蚀,所以取C=2mm
壁厚计算根据式(12-5)计算
材料的许用应力查《化工设备机械基础》附录6可得
腐蚀裕量查《化工设备机械基础》218页表12-11
此式出于书中208页式12-5
于是
mm
根据
=+= 圆整后采用7mm厚的钢板。
复验。所以最后取。故最后确定氯气缓冲罐采用7mm厚的07MnCrMoVR钢板制作。
筒体强度气压试验校核
根据气压试验式(12-19)
式中(t<200C)、、
P=P=
则
而
可见,所以气压试验强度足够。
厚度附加量查《化工设备机械基础》217页表12-9
试验压力校核出于《化工设备机械基础》221页式12-16
封头厚度设计
封头厚度计算
椭圆形和碟形封头的容积和表面积基本相同,可以认为近似相等。从制造工艺分析,椭圆形封头必须有几何形状正确的椭球面模具,人工敲打很难成型。碟形封头制造灵活性较大,既可以机械化冲击或爆炸成型,也可以土法制造。所以采用两种