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 2013 年-2014 年第一学期目录一、前言 1 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 C = 设计温度: T=180 0C 内径: D i =800mm 长度: L=1300mm 材质: 07MnCrMoVR 许用应力{?} t =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—. 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 07MnCrMoV R 的低合金钢材。二. 容器结构设计 罐体壁厚计算 筒体壁厚计算确定参数:设计压力 P C = 、D i =800mm 、 L=1300mm 材质为 07MnCrMoVR 查附录 6得??? t =203MPa 、? s =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 2 =2mm 壁厚计算根据式( 12-5 )计算?? c t icp Dp?????2 于是材料的许用应力查《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 75 . 2 800 ??????? mm mm C d75 .6275 .4 2???????根据 mm mm 25 .0C9-12 75 .4 1??查的由表?? d? 1C =+= 圆整后采用 7mm 厚的钢板。复验 mm mm n25 .042 .0%67%6??????。所以最后取 mm C25 .0 1?。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 ) se eiTTDP???????? )( 式中 MPa PP T76 . .115 .1????( t<200 。C)、???? 1??? t、 P=P c = mm C ne75