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液氨储罐设计说明书

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指导老师：张永强、韩晓星

设计人：张继伟朱溶坤

黄营野王丽新宋大朋吴辉

时间：2013年12月4日

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设计任务书

内蒙古科技大学化学与化工学院

设计题目：液氨储罐设计已知工艺参数如下：

最高使用温度：T=40℃;

容积：18m3

公称直径：未知；

筒体长度(不含封头):未知。

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。

设计人：张继伟

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朱溶坤

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吴辉

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王丽新

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宋大朋

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黄营野

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任务下达时间：2013年11月25日

完成截止时间：2013年12月4日

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内蒙古科技大学化学与化工学院

目录

设计任务书 1

1前言 5

2设计选材及结构 6

2.1工艺参数的设定 6

2.1.1设计压力 6

2.1.2筒体的选材及结构 6

2.1.3封头的结构及选材 6

3设计计算 7

3.1.公称直径DI和筒体长度L的计算 7

3.2筒体壁厚计算 7

3.3封头壁厚计算 8

3.4压力试验 8

4附件选择 9

4.1人孔选择 9

4.2人孔补强的计算 11

5选择鞍座并核算承载能力 14

6.选择液面计 15

7.选配工艺接管 16

8.参数校核 17

8.1.筒体轴向应力校核 17

8.1.1.筒体轴向弯矩计算 17

8.1.2.筒体轴向应力计算 18

8.2筒体封头切向应力校核 19

8.3.筒体环向应力的计算和校核 19

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内蒙古科技大学化学与化工学院

8.3.1.环向应力的计算 19

8.3.2.环向应力的校核 20

8.4.鞍座有效断面平均压力 20

9.耳式支座 21

9.2封头质量 21

9.3充液氨质量 21

10.人孔的确定 23

11.人孔补强的确定 23

12.接口管 23

12.1液氨进料管： 23

12.2液氨出料管 23

12.3液面计接管 24

12.4放空管接管 24

13.结束语 24

14.液氨贮罐技术要求 24

15.参考文献 27

16.附件 29

附件1:设计压力 29

附件2:焊缝系数 29

附件3:无缝钢管的公称直径DN与外径D。(MM) 30

附件4:凸面受压封头的壁厚设计 30

附件5:系数K1 31

附件6:补强圈尺寸系列 31

附件7:支持式支座的形式特征 32

附件8:各种型号的鞍座结构特征 32

附件9:材料许用应力表 33

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内蒙古科技大学化学与化工学院

附件10:容器直径 33

附件11:奥氏体不锈钢无缝钢管尺寸和理论质量 34

附件12:尺寸表 34

附件13:椭圆形和蝶形封头的直边高度 35

附件14:安全阀压力 35

附件15:系数A 36

附件16:PN16带颈对焊钢制管法兰 36

附件17:耳式支座6种结构形式 37

附件18:板式平焊法尺寸 37

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内蒙古科技大学化学与化工学院

1前言

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。分子式NH?,分子量17.03,相对密度0.7714g/L,熔点-77.7℃,沸点-33.35℃,自燃点651.11℃,蒸汽压1013.08kPa(25.7℃)。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。

设计基本思路：本设计综合考虑环境条件、介质的理化性