锅炉论文.doc

中国计量学院现代科技学院课程设计题目: 液氨储罐设计院系: 专业: 安全工程班级: 姓名: 指导教师: 完成日期: 2011 年 10月 28日设计任务书设计题目:液氨储罐设计综合运用所学的机械基础课程知识设计一个常温下储存液氨的储罐设计任务: 试设计一液氨储罐,完成主体设备的工艺设计和附属设备的选型设计。包括筒体、封头、零部件的材料的选择及结构的设计;罐的制造施工及焊接形式等;设计计算及相关校核;各设计的参考标准;附 CAD 图。设计特点:容器的设计一般由筒体、封头、法兰、支座、接口管及人孔等组成。常、低压化工设备通用零部件大都有标准,设计时可直接选用。本设计书主要介绍了液罐的的筒体、封头的设计计算,低压通用零部件的选用。各项设计参数都正确参考了行业使用标准或国家标准,这样让设计有章可循, 并考虑到结构方面的要求,合理地进行设第一章前言储存设备又称储罐, 主要是指用于储存或盛装气体、液体、液化气体等介质的设备, 在化工、石油、能源、轻工、环保、制药及食品等行业得到广泛应用,如氢气储罐、液化石油气储罐、石油储罐、液氨储罐等。储罐内的压力直接受温度影响, 且介质往往易燃、易爆或有毒。储罐的结构形式主要有卧式储罐、立式储罐和球形储罐。饱和蒸汽压是指在一定温度下的密闭容器中, 当达到气液两相平衡时气液分界面上的蒸汽压, 它随温度而变化, 但与容积的大小有关。对于液化石油气和液化天然气之类, 都不是纯净物, 而是一种混合物, 此时的饱和蒸汽压与混合比例有关, 可根据道尔顿定律和拉乌尔定律进行计算。当储存的介质为具有高粘度或高冰点的液体时, 为保持其流动性, 就需要对储存设备进行加热或保温, 使其保持便于输送的状态。储存液体的密度, 直接影响制造工艺和设备造价。而介质的毒性程度则直接影响设备制造与管理的等级和安全附件的配置。本设计是针对《化工设备机械基础》这门课程所安排的一次课程设计, 是对这门课程的一次总结,要综合运用所学的知识并查阅相关书籍完成设计。本设计的液料为液氨,它是一种无色液体。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, 又称为无水氨, 是一种无色液体, 有强烈的刺激性气味, 液氨在工业上应用广泛, 而且具有腐蚀性,且容易挥发,采用钢瓶和槽车装运。它的分子式 NH 3, 分子量 , 相对密度 / L,熔点- ℃,沸点- ℃, 自燃点 ℃,蒸汽压 ( ℃)。蒸汽与空气混合物爆炸极限 16~25% ( 最易引燃浓度 17% ) 。氨在 20℃水中溶解度 34% ,25℃时, 在无水乙醇中溶解度 10% , 在甲醇中溶解度 16% , 溶于氯仿、乙醚, 它是许多元素和化合物的良好溶剂。水溶液呈碱性。液态氨将侵蚀某些塑料制品, 橡胶和涂层。遇热、明火, 难以点燃而危险性较低; 但氨和空气混合物达到上述浓度范围遇明火会燃烧和爆炸, 如有油类或其它可燃性物质存在, 则危险性更高。第二章材料及结构的选择与结构(1 )材料选择纯液氨腐蚀性小, 贮罐可选用一般钢材, 但由于压力较大, 可以考虑 20R 、16MnR. 这两种钢种。如果纯粹从技术角度看,建议选用 20R 类的低碳钢板, 16MnR 钢板的价格虽比 20R 贵, 但在制造费用方面, 同等重量设备的计价,16MnR 钢板为比较经济。所以在此选择 16MnR 钢板作为制造筒体和封头材料。( 2 )筒体的选材及结构根据液氨的物性选择罐体材料,碳钢对液氨有良好的耐蚀性腐蚀率在 ㎜/年以下,且又属于中压储罐,可以考虑 20R 和16MnR 这两种钢材。如果纯粹从技术角度看, 建议选用 20R 类的低碳钢板, 16MnR 钢板的价格虽比 20R 贵,但在制造费用方面,同等重量设备的计价, 16MnR 钢板为比较经济。所以在此选择 16MnR 钢板作为制造筒体和封头材料。钢板标准号为 GB6654-1996 。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[1 , 5]。( 3) 封头的结构及选材从受力与制造方面分析来看,球形封头是最理想的结构形式。但缺点是深度大,冲压较为困难; 椭圆封头浓度比半球形封头小得多, 易于冲压成型, 是目前中低压容器中应用较多的封头之一。平板封头因直径各厚度都较大, 加工与焊接方面都要遇到不少困难。从钢材耗用量来年:球形封头用材最少,比椭圆开封头节约,平板封头用材最多。因此,从强度、结构和制造方面综合考虑,采用椭圆形封头最为合理。表 椭圆封头标准公称直径 DN 曲面高度 h1 直边高度 h2 内表面积 Fi/m2 容积 V/m3