20立方米液氨储罐设计说明书

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课程设计任务书 2

20m3液氨储罐设计 2 课程设计内容 3

液氨物化性质及介绍 3 1. 设备的工艺计算 3

2. 3. 4.

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1.1 设计储存量 3 1.2 设备的选型的轮廓尺寸的确定 3 1.3 设计压力的确定 4 1.4 设计温度的确定 4 1.5 压力容器类别的确定 4 设备的机械设计 5

2.1 设计条件 5 2.2 结构设计 6 2.2.1 材料选择 6 2.2.2 筒体和封头结构设计 6 2.2.3 法兰的结构设计 6 （1）公称压力确定 7 （2）法兰类型、密封面形式及垫片材料选择 7 （3）法兰尺寸 7 2.2.4 人孔、液位计结构设计 8 （1）人孔设计 8 （2）液位计的选择 9 2.2.5 支座结构设计 10 （1）筒体和封头壁厚计算 10 （2）支座结构尺寸确定 12 2.2.6 焊接接头设计及焊接材料的选取 14 （1）焊接接头的设计 14 （2）焊接材料的选取 16 2.3 强度校核 16 2.3.1 计算条件 16 2.3.2 内压圆筒校核 17 2.3.3 封头计算 18 2.3.4 鞍座计算 20 2.3.5 开孔补强计算 21 心得体会 22 参考文献 22

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课程设计任务书

20m3液氨储罐设计

一、课程设计要求：

1.按照国家最新压力容器标准、规范进行设计，掌握典型过程设备设计的全过程。 2.设计计算采用手算，要求设计思路设计思路清晰，计算数据准确、可靠。 3.工程图纸要求计算机绘图。 4.独立完成。 二、原始数据

设计条件表

序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 项目 名 称 用 途 最高工作压力 （MPa） 工作温度 （℃） 公称容积 （M）工作压力波动情况 装量系数(φV) 工作介质 使用地点 3 数值 单位 备 注 液氨储罐 液氨储存 1.93 -20～50 20 由介质温度确定 可不考虑 太原市室外 0.85 液氨（中度危害） 三、课程设计主要内容

1.设备工艺设计 2.设备结构设计 3.设备强度计算 4.技术条件编制 5.绘制设备总装配图 6.编制设计说明书

四、学生应交出的设计文件（论文）：

1.设计说明书一份；

2.总装配图一张 (A1图纸一张)

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课程设计内容

液氨物化性质及介绍

液氨，又称为无水氨，是一种无色液体，有强烈刺激性气味。氨作为一种重要的化工原料，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，具有腐蚀性且容易挥发，所以其化学事故发生率很高。

液氨分子式NH3，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为16—25%（最易引燃浓度为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，难以点燃而危险性极低，但氨和空气混合物达到上述浓度范围遇火和燃烧或爆炸，如有油类或其它可燃物存在则危险性极高。

1． 设备的工艺计算

工艺设计的内容是根据设计任务提供的原始数据和生产工艺要求，通过计算和选型确定设备的轮廓尺寸。

1.1设计储存量

W??V?t式中：W——储存量，t； ?——装量系数； V——压力容器容积；m

?t——设计温度下的饱和溶液的密度， W=0.85×20×0.563=9.57 t

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tm3

1.2 设备的选型的轮廓尺寸的确定

根据设计要求，本设计为卧式容器，筒体采用圆筒形，封头采用标准椭圆形封头 查阅文献，筒体的基本参数如下：

表1-1 筒体基本参数

公称容积Vg/m3 文案大全

公称直径DN/mm 筒体长度L/mm 实用标准文档

20 2000 5800 查阅文献确定椭圆形封头基本参数如下表： 表1-2 椭圆形封头参数

公称直径DN/mm 总深度H/mm 内表面积A/m2 2000 525 4.4930 容积V/m3 1.1257 设备计算容积

V计=π/4×DN×L+V封×2=π/4×2.02×5.8+0.1257×2=20.46m3 实际工作容积

V工=V计×f=20.46×0.85=17.39m3

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1.3 设计压力的确定 查阅文献

常温压力储存液化气体压力容器规定温度下的工作压力 液化气体 临界温度 ≥50℃ ＜50℃ 规定温度下的工作压力 有保冷设施 无保冷设施 50℃饱和蒸气压力 无试验实测温度 有试验实测最高工作温度 并且能保证低于临界温度 试验实测最高工作温度下的饱和蒸气压力 10 0.603 625 30 1.156 595 50 2.030 563 可能达到的最高工作温度下的饱和蒸气压力 在设计所规定的最大充装量下为50℃的气体压力 温度 ℃ -15 饱和蒸汽压（绝压） MPa 0.269 饱和蒸汽压密度 kg/m3 658 液氨液化气饱和蒸汽压及饱和液密度 液氨临界温度为132.4℃，其50℃饱和蒸汽压为1.93MPa

故其设计压力为

Pd=1.1×1.93=2.12 MPa

0.6MPa≤ Pd ≤10MPa 属于中压容器

1.4 设计温度的确定

设备工作温度为-20℃~50℃，故其设计温度为50℃，

在-20～200℃条件下工作属于常温容器。

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