沈陽理工大學(xué)課程設(shè)計(jì) 武漢工程大大學(xué)課程設(shè)計(jì)題目：液氨氨儲罐設(shè)設(shè)計(jì)院系：化學(xué)學(xué)工程學(xué)學(xué)院專業(yè)：化學(xué)學(xué)工程與與工藝班級：姓名：指導(dǎo)教師：：完成日期：：20110年12月25日設(shè)計(jì)任務(wù)書書設(shè)計(jì)題目：：液氨儲儲罐設(shè)計(jì)計(jì)設(shè)計(jì)任務(wù)：：試設(shè)計(jì)計(jì)一液氨氨儲罐，完成主主體設(shè)備備的工藝藝設(shè)計(jì)和和附屬設(shè)設(shè)備的選選型設(shè)計(jì)計(jì)。包括筒體、封封頭、零零部件的的材料的的選擇及及結(jié)構(gòu)的的設(shè)計(jì)；；罐的制制造施工工及焊接接形式等等；設(shè)計(jì)計(jì)計(jì)算及相相關(guān)校核核；各設(shè)設(shè)計(jì)的參參考標(biāo)準(zhǔn)準(zhǔn)；附CCAD圖圖。已知工藝參參數(shù)如下下：最高使用溫溫度：TT=500℃；公稱直徑：：DN==30000㎜；；筒體長度（不不含封頭頭）：LLo=559000㎜。任務(wù)下達(dá)時(shí)時(shí)間：220100年111月199日完成截止時(shí)時(shí)間：220100年122月300日PAGEII目錄設(shè)計(jì)任務(wù)書書1前言言12設(shè)計(jì)計(jì)選材及及結(jié)構(gòu)222.1工藝藝參數(shù)的的設(shè)定222.1.11設(shè)計(jì)壓壓力22.1.22筒體的的選材及及結(jié)構(gòu)222.1.33封頭的的結(jié)構(gòu)及及選材223設(shè)計(jì)計(jì)計(jì)算443.1筒體體壁厚計(jì)計(jì)算43.2封頭頭壁厚計(jì)計(jì)算43.3壓力力試驗(yàn)554附件件的選擇擇64.1人孔孔的選擇擇64.2人孔孔補(bǔ)強(qiáng)的的計(jì)算774.3進(jìn)出出料接管管的選擇擇94.4液面面計(jì)的設(shè)設(shè)計(jì)1004.5安全全閥的選選擇1004.6排污污管的選選擇1004.7鞍座的的選擇1114.7.11鞍座結(jié)結(jié)構(gòu)和材材料的選選取1114.7.22容器載載荷計(jì)算算124.7.33鞍座選選取標(biāo)準(zhǔn)準(zhǔn)124.7.44鞍座強(qiáng)強(qiáng)度校核核135容器器焊縫標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)1445.1壓力力容器焊焊接結(jié)構(gòu)構(gòu)設(shè)計(jì)要要求1445.2筒體體與橢圓圓封頭的的焊接接接頭1445.3管法法蘭與接接管的焊焊接接頭頭145.4接管管與殼體體的焊接接接頭1146筒體體和封頭頭的校核核計(jì)算1166.1筒體軸軸向應(yīng)力力校核1166.1.11由彎矩矩引起的的軸向應(yīng)應(yīng)力1666.1.22由由設(shè)計(jì)壓壓力引起起的軸向向應(yīng)力1176.1.33軸軸向應(yīng)力力組合與與校核1176.2筒體體和封頭頭切向應(yīng)應(yīng)力校核核187總結(jié)結(jié)19參考文獻(xiàn)220PAGE251前言言本設(shè)計(jì)是針針對《化化工設(shè)備備機(jī)械基基礎(chǔ)》這這門課程程所安排排的一次次課程設(shè)設(shè)計(jì)，是是對這門門課程的的一次總總結(jié)，要要綜合運(yùn)運(yùn)用所學(xué)學(xué)的知識識并查閱閱相關(guān)書書籍完成成設(shè)計(jì)。本設(shè)計(jì)的液液料為液液氨，它它是一種種無色液液體。氨氨作為一一種重要要的化工工原料，應(yīng)用廣廣泛。分子式式NH3，分子量量17..03，相對密密度0..77114g//L，熔點(diǎn)-777.77℃，沸點(diǎn)-333.335℃，自燃點(diǎn)點(diǎn)6511.111℃，蒸汽壓10113.008kPPa(225.77℃)。蒸汽與空氣氣混合物物爆炸極極限166～25%%(最易易引燃濃濃度177%)。氨在在20℃水中溶溶解度334%,,25℃時(shí),在在無水乙乙醇中溶溶解度110%,,在甲醇醇中溶解解度166%,溶溶于氯仿仿、乙醚醚,它是是許多元元素和化化合物的的良好溶溶劑。水水溶液呈呈堿性。液液態(tài)氨將將侵蝕某某些塑料料制品,,橡膠和和涂層。遇熱、明火,難以點(diǎn)燃而危險(xiǎn)性較低;但氨和空氣混合物達(dá)到上述濃度范圍遇明火會燃燒和爆炸,如有油類或其它可燃性物質(zhì)存在,則危險(xiǎn)性更高。設(shè)計(jì)基本思思路：本本設(shè)計(jì)綜綜合考慮慮環(huán)境條條件、介介質(zhì)的理理化性質(zhì)質(zhì)等因素素，結(jié)合合給定的的工藝參參數(shù)，機(jī)機(jī)械按容容器的選選材、壁壁厚計(jì)算算、強(qiáng)度度核算、附附件選擇擇、焊縫縫標(biāo)準(zhǔn)的的設(shè)計(jì)順順序，分分別對儲儲罐的筒筒體、封封頭、人人孔接管管、人孔孔補(bǔ)強(qiáng)、接接管、管管法蘭、液液位計(jì)、鞍鞍座、焊焊接形式式進(jìn)行了了設(shè)計(jì)和和選擇。設(shè)備的的選擇大大都有相相應(yīng)的執(zhí)執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)準(zhǔn)，設(shè)計(jì)計(jì)時(shí)可以以直接選選用符合合設(shè)計(jì)條條件的標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)設(shè)備備零部件件，也有有一些設(shè)設(shè)備沒有有相應(yīng)標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)，則則選擇合合適的非非標(biāo)設(shè)備備。各項(xiàng)設(shè)計(jì)參參數(shù)都正正確參考考了行業(yè)業(yè)使用標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)或國國家標(biāo)準(zhǔn)準(zhǔn)，這樣樣讓設(shè)計(jì)計(jì)有章可可循，并并考慮到到結(jié)構(gòu)方方面的要要求，合合理地進(jìn)進(jìn)行設(shè)計(jì)計(jì)。2設(shè)計(jì)選材材及結(jié)構(gòu)構(gòu)2.1工藝藝參數(shù)的的設(shè)定設(shè)計(jì)壓力根據(jù)《化學(xué)學(xué)化工物物性數(shù)據(jù)據(jù)手冊》查查得50℃蒸汽壓壓為20332.55kPaa，可以判判斷設(shè)計(jì)計(jì)的容器器為儲存存內(nèi)壓壓力力容器，按按《壓力力容器安安全技術(shù)術(shù)監(jiān)察規(guī)規(guī)程》規(guī)規(guī)定，盛盛裝液化化氣體無無保冷設(shè)設(shè)施的壓壓力容器器，其設(shè)設(shè)計(jì)壓力力應(yīng)不低低于液化化氣50℃時(shí)的飽飽和蒸汽汽壓力，可可取液氨氨容器的的設(shè)計(jì)壓壓力為22.166MPPa，屬屬于中壓壓容器。而且查查得當(dāng)容容器上裝裝有安全全閥時(shí)，取取1.005～11.3倍倍的最高高工作壓壓力作為為設(shè)計(jì)壓壓力；所所以取22.166MPPa的壓壓力合適適。屬于于中壓容容器[5]。設(shè)計(jì)溫度為為50攝攝氏度，在在-200～2000℃條件下下工作屬屬于常溫溫容器。筒體的選材材及結(jié)構(gòu)構(gòu)根據(jù)液氨的的物性選選擇罐體體材料，碳碳鋼對液液氨有良良好的耐耐蝕性腐腐蝕率在在0.11㎜/年年以下，且且又屬于于中壓儲儲罐，可可以考慮慮20RR和166MnRR這兩種種鋼材。如果純粹從技術(shù)角度看，建議選用20R類的低碳鋼板，16MnR鋼板的價(jià)格雖比20R貴，但在制造費(fèi)用方面，同等重量設(shè)備的計(jì)價(jià)，16MnR鋼板為比較經(jīng)濟(jì)。所以在此選擇16MnR鋼板作為制造筒體和封頭材料。鋼板標(biāo)準(zhǔn)號為GB6654-1996。筒體結(jié)構(gòu)設(shè)設(shè)計(jì)為圓圓筒形。因?yàn)樽鳛槿萜髦黧w的圓柱形筒體，制造容易，安裝內(nèi)件方便，而且承壓能力較好，這類容器應(yīng)用最廣[1，5]。封頭的結(jié)構(gòu)構(gòu)及選材材封頭有多種種形式，半半球形封封頭就單單位容積積的表面面積來說說為最小小，需要要的厚度度是同樣樣直徑圓圓筒的二二分之一一，從受受力來看看，球形形封頭是是最理想想的結(jié)構(gòu)構(gòu)形式，但但缺點(diǎn)是是深度大大，直徑徑小時(shí)，整整體沖壓壓困難，大大直徑采采用分瓣瓣沖壓其其拼焊工工作量也也較大。橢圓形封頭的應(yīng)力情況不如半球形封頭均勻，但對于標(biāo)準(zhǔn)橢圓形封頭與厚度相等的筒體連接時(shí)，可以達(dá)到與筒體等強(qiáng)度。它吸取了蝶形封頭深度淺的優(yōu)點(diǎn)，用沖壓法易于成形，制造比球形封頭容易，所以選擇橢圓形封頭，結(jié)構(gòu)由半個橢球面和一圓柱直邊段組成。查橢圓形封頭標(biāo)準(zhǔn)（JB/T4737-95）表2.1橢橢圓封頭頭標(biāo)準(zhǔn)公稱直徑DDN曲面高度hh1直邊高度hh2內(nèi)表面積FFi/mm2容積V/mm330007505010.23.89封頭取與筒筒體相同同材料[[1,55]。3設(shè)計(jì)計(jì)計(jì)算3.1筒體體壁厚計(jì)計(jì)算查查《壓力力容器材材料使用用手冊--碳鋼及及合金鋼鋼》得116MnnR的密密度為77.855t/mm3，熔點(diǎn)點(diǎn)為14430℃℃，許用用應(yīng)力列列于下表表：表3.1116MnnR許用用應(yīng)力鋼號板厚/㎜在下列溫度度（℃）下的的許用應(yīng)應(yīng)力/Mpaa≤2010015020025030016MnRR6～1617017017017015614416～36616316316315914713436～600157157157150138125>60～1100153153150141128116圓圓筒的計(jì)計(jì)算壓力力為2..16Mpaa,容器筒筒體的縱縱向焊接接接頭和和封頭的的拼接接接頭都采采用雙面面焊或相相當(dāng)于雙雙面焊的的全焊透透的焊接接接頭，取取焊接接接頭系數(shù)數(shù)為1..00,,全部無無損探傷傷。取許許用應(yīng)力力為1663MMpa。壁厚：㎜（33.1）鋼板厚度負(fù)負(fù)偏差,,查材料料腐蝕手手冊得550℃下液氨氨對鋼板板的腐蝕蝕速率小小于0..05㎜㎜/年，所所以雙面面腐蝕取取腐蝕裕裕量㎜。所以設(shè)計(jì)厚厚度為：：㎜圓整后取名名義厚度度24㎜。封頭壁厚計(jì)計(jì)算標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)橢圓圓形封頭頭a:bb=2::1封頭計(jì)算公公式：：（33.2）可見封頭厚厚度近似似等于筒筒體厚度度，則取取同樣厚厚度。因因?yàn)榉忸^頭壁厚≥≥20㎜㎜則標(biāo)準(zhǔn)準(zhǔn)橢圓形形封頭的的直邊高高度㎜[1,,4]..壓力試驗(yàn)水壓試驗(yàn)，液液體的溫溫度不得得低于55℃；試驗(yàn)方法：：試驗(yàn)時(shí)時(shí)容器頂頂部應(yīng)設(shè)設(shè)排氣口口，充液液時(shí)應(yīng)將將容器內(nèi)內(nèi)的空氣氣排盡，試試驗(yàn)過程程中，應(yīng)應(yīng)保持容容器外表表面的干干燥。試試驗(yàn)時(shí)壓壓力應(yīng)緩緩慢上升升，達(dá)到到規(guī)定試試驗(yàn)壓力力后，保保壓時(shí)間間一般不不少于330miin。然然后將壓壓力降至至規(guī)定試試驗(yàn)壓力力的800%，并并保持足足夠長的的時(shí)間以以便對所所有焊接接接頭和和連接部部位進(jìn)行行檢查。如如有滲漏漏，修補(bǔ)補(bǔ)后重新新試驗(yàn)。水壓試驗(yàn)時(shí)時(shí)的壓力力((3.33)水壓試驗(yàn)的的應(yīng)力校校核：水壓試驗(yàn)時(shí)時(shí)的應(yīng)力力Mpa((3.44)水壓試驗(yàn)時(shí)時(shí)的許用用應(yīng)力為為故筒體滿足足水壓試試驗(yàn)時(shí)的的強(qiáng)度要要求[11]。4附件件選擇人孔選擇人孔的作用用：為了了檢查壓壓力容器器在使用用過程中中是否產(chǎn)產(chǎn)生裂紋紋、變形形、腐蝕蝕等缺陷陷。人孔的結(jié)構(gòu)構(gòu)：既有有承受壓壓力的筒筒節(jié)、端端蓋、法法蘭、密密封墊片片、緊固固件等受受壓元件件，也有有安置與與啟閉端端蓋所需需要的軸軸、銷、耳耳、把手手等非受受壓件。人孔類型：：從是否否承壓來來看有常常壓人孔孔和承壓壓人孔。從從人孔所所用法蘭蘭類型來來看，承承壓人孔孔有板式式平焊法法蘭人孔孔、帶頸頸平焊法法蘭人孔孔和帶頸頸對焊法法蘭人孔孔，在人人孔法蘭蘭與人孔孔蓋之間間的密封封面，根根據(jù)人孔孔承壓的的高低、介介質(zhì)的性性質(zhì)，可可以采用用突面、凹凹凸面、榫榫槽面或或環(huán)連接接面。從從人孔蓋蓋的開啟啟方式及及開啟后后人孔蓋蓋的所處處位置看看，人孔孔又可分分為回轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)蓋人孔孔、垂直直吊蓋人人孔和水水平吊蓋蓋人孔三三種。人孔標(biāo)準(zhǔn)HHG2115244-955規(guī)定PPN≥1.00Mpaa時(shí)只能能用帶頸頸平焊法法蘭人孔孔或帶頸頸對焊法法蘭人孔孔。容器上開設(shè)設(shè)人孔規(guī)規(guī)定當(dāng)DDi>110000時(shí)至少少設(shè)一個個人孔，壓壓力容器器上的開開孔最好好是圓形形的，人人孔公稱稱直徑最最小尺寸寸為φ4000㎜。綜合考慮選選擇水平平吊蓋帶帶頸對焊焊法蘭人人孔（HHG2115244-955）,公公稱壓力力PN22.5、公公稱直徑徑DN4450、HH1=3320、RRF型密密封面、采采用Ⅵ類20RR材料、墊墊片采用用外環(huán)材材料為低低碳鋼、金金屬帶為為0Crr19NNi9、非非金屬帶帶為柔性性石墨、CC型纏繞繞墊。標(biāo)標(biāo)記為：：人孔RRFⅥ（W·C-112200）4550-22.5HHG2115244-955總質(zhì)量量為2556kgg.法蘭蘭標(biāo)準(zhǔn)號號為HGGJ500～533-911,墊片片標(biāo)準(zhǔn)號號為HGGJ699～722-911,法蘭蘭蓋標(biāo)準(zhǔn)準(zhǔn)HGJJ61～～65--91材材料為220R，螺螺柱螺母母標(biāo)準(zhǔn)HHGJ775-991螺柱柱材料440Crr螺母材材料455，吊環(huán)環(huán)轉(zhuǎn)臂和和材料QQ2355-A··F,墊墊圈標(biāo)準(zhǔn)準(zhǔn)為GBB95--85材材料1000HVV,螺母母標(biāo)準(zhǔn)GGB411-866，吊鉤鉤和環(huán)材材料Q2235--A·F，無無縫鋼管管材料為為20，支支承板材材料為220R[[2,33,5]]。尺寸表如下下表4.1人人孔標(biāo)準(zhǔn)準(zhǔn)尺寸表表密封面型式式PN/MpaDNdw×sdDD1H1H2總質(zhì)量kg突面2.5450480×112450670600320214256人孔補(bǔ)強(qiáng)的的計(jì)算開孔補(bǔ)強(qiáng)結(jié)結(jié)構(gòu)：壓壓力容器器開孔補(bǔ)補(bǔ)強(qiáng)常用用的形式式可分為為補(bǔ)強(qiáng)圈圈補(bǔ)強(qiáng)、厚厚壁管補(bǔ)補(bǔ)強(qiáng)、整整體鍛件件補(bǔ)強(qiáng)三三種。補(bǔ)強(qiáng)圈補(bǔ)強(qiáng)強(qiáng)是使用用最為廣廣泛的結(jié)結(jié)構(gòu)形式式，它具具有結(jié)構(gòu)構(gòu)簡單、制制造方便便、原材材料易解解決、安安全、可可靠等優(yōu)優(yōu)點(diǎn)。在在一般用用途、條條件不苛苛刻的條條件下，可可采用補(bǔ)補(bǔ)強(qiáng)圈補(bǔ)補(bǔ)強(qiáng)形式式。但必必須滿足足規(guī)定的的條件。壓壓力容器器開孔補(bǔ)補(bǔ)強(qiáng)的計(jì)計(jì)算方法法有多種種，為了了計(jì)算方方便，采采用等面面積補(bǔ)強(qiáng)強(qiáng)法，即即殼體截截面因開開孔被削削弱的承承載面積積，必須須由補(bǔ)強(qiáng)強(qiáng)材料予予以等面面積的補(bǔ)補(bǔ)償。當(dāng)當(dāng)補(bǔ)強(qiáng)材材料與被被削弱殼殼體的材材料相同同時(shí)，則則補(bǔ)強(qiáng)面面積等于于削弱的的面積。補(bǔ)強(qiáng)材料采用16MnR。內(nèi)壓容器開開孔后所所需的補(bǔ)補(bǔ)強(qiáng)面積積（4.1）式中開孔孔直徑：：㎜；強(qiáng)度削弱系系數(shù)：殼體開孔處處的計(jì)算算厚度㎜㎜接管有效厚厚度：㎜則㎜22、有效補(bǔ)補(bǔ)強(qiáng)面積積即已有有的加強(qiáng)強(qiáng)面積殼體開孔后后，在有有效補(bǔ)強(qiáng)強(qiáng)范圍內(nèi)內(nèi)，可作作為補(bǔ)強(qiáng)強(qiáng)的截面面積（包包括來自自殼體、接接管、焊焊縫金屬屬、補(bǔ)強(qiáng)強(qiáng)元件）（44.2）筒體上多余余金屬面面積：（44.3）有效補(bǔ)強(qiáng)寬寬度B==2d筒體的有效效厚度㎜㎜所以㎜2人孔接管上上多余的的面積：：（4..4）外側(cè)有效高高度：㎜內(nèi)側(cè)有效高高度即實(shí)實(shí)際內(nèi)伸伸高度接管計(jì)算厚厚度：㎜所以㎜2焊縫金屬截截面積：：㎜2則㎜2比較的滿足以下條條件的可可選用補(bǔ)補(bǔ)強(qiáng)圈補(bǔ)補(bǔ)強(qiáng)：剛剛材的標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)常溫溫抗拉強(qiáng)強(qiáng)度Mppa；補(bǔ)補(bǔ)強(qiáng)圈厚厚度應(yīng)小小于或等等于殼體體壁厚的的1.55倍；殼殼體名義義厚度㎜㎜；設(shè)計(jì)計(jì)壓力；；設(shè)計(jì)溫溫度℃?？芍驹O(shè)計(jì)計(jì)滿足要要求，則則采用補(bǔ)補(bǔ)強(qiáng)圈補(bǔ)補(bǔ)強(qiáng)。所需補(bǔ)強(qiáng)圈圈的面積積為：㎜2補(bǔ)強(qiáng)圈的結(jié)結(jié)構(gòu)及尺尺寸：為為檢驗(yàn)焊焊縫的緊緊密型，補(bǔ)補(bǔ)強(qiáng)圈上上鉆M110的螺螺孔一個個，以通通入壓縮縮空氣檢檢驗(yàn)焊縫縫質(zhì)量。按按照根據(jù)據(jù)焊接接接頭分類類，接管管、人孔孔等與殼殼體連接接的接頭頭，補(bǔ)強(qiáng)強(qiáng)圈與殼殼體連接接的接頭頭取D類類焊縫。根根據(jù)補(bǔ)強(qiáng)強(qiáng)圈焊縫縫要求，并并查得結(jié)結(jié)構(gòu)圖為為帶補(bǔ)強(qiáng)強(qiáng)圈焊縫縫T型接接頭，補(bǔ)補(bǔ)強(qiáng)圈坡坡口取BB型（查查《化工工容器及及設(shè)備簡簡明設(shè)計(jì)計(jì)手冊》）。查標(biāo)準(zhǔn)HG21506-92得補(bǔ)強(qiáng)圈外徑,內(nèi)徑則取485㎜。計(jì)算補(bǔ)強(qiáng)圈圈厚度：：㎜（44.5）查標(biāo)準(zhǔn)補(bǔ)強(qiáng)強(qiáng)圈厚度度取200㎜，計(jì)計(jì)算的補(bǔ)補(bǔ)強(qiáng)圈厚厚度也滿滿足補(bǔ)強(qiáng)強(qiáng)圈補(bǔ)強(qiáng)強(qiáng)的條件件。查得對應(yīng)補(bǔ)補(bǔ)強(qiáng)圈質(zhì)質(zhì)量為442.33㎏[33,5]].進(jìn)出料接管管的選擇擇材料：容器器接管一一般應(yīng)采采用無縫縫鋼管，所所以液體體進(jìn)料口口接管材料料選擇無無縫鋼管管，采用用無縫鋼鋼管標(biāo)準(zhǔn)準(zhǔn)GB881633-877。材料為為16MMnR。結(jié)構(gòu)：接管管伸進(jìn)設(shè)設(shè)備內(nèi)切切成455度，可可避免物物料沿設(shè)設(shè)備內(nèi)壁壁流動，減減少物料料對壁的的磨損與與腐蝕。接管的壁厚厚要求：：接管的的壁厚除除要考慮慮上述要要求外，還還需考慮慮焊接方方法、焊焊接參數(shù)數(shù)、加工工條件、施施焊位置置等制造造上的因因素及運(yùn)運(yùn)輸、安安裝中的的剛性要要求。一一般情況況下，管管壁厚不不宜小于于殼體壁壁厚的一一半，否否則，應(yīng)應(yīng)采用厚厚壁管或或整體鍛鍛件，以以保證接接管與殼殼體相焊焊部分厚厚度的匹匹配。不需另行補(bǔ)補(bǔ)強(qiáng)的條條件：當(dāng)當(dāng)殼體上上的開孔孔滿足下下述全部部要求時(shí)時(shí)，可不不另行補(bǔ)補(bǔ)強(qiáng)。設(shè)計(jì)壓力小小于或等等于2..5Mppa。兩相鄰開孔孔中心的的距離應(yīng)應(yīng)不小于于兩孔直直徑之和和的2倍倍。接管公稱外外徑小于于或等于于89㎜㎜。接管最小壁壁厚滿足足以下要要求。表4.2接接管最小小壁厚要要求接管公稱直直徑/mmm57657689最小壁厚//mm5.06.0因此熱軋無無縫鋼管管的尺寸寸為φ89×12㎜。鋼管理論論重量為為22..79㎏㎏/m。取接管伸出長度為150㎜。管法蘭的選選擇：根根據(jù)平焊焊法蘭適適用的壓壓力范圍圍較低（PPN<44.0MMpa）,,選擇突突面板式式平焊管管法蘭，標(biāo)記為為：HGG205592--19997法蘭蘭RF((A)880-2.55,其中D==1900,管法法蘭材料料鋼號（標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)號）::20（GGB7111）。根據(jù)（歐歐洲體系系）鋼制制管法蘭蘭、墊片片、墊片片、緊固固件選配配表（HHG2006144-19997）選擇：墊片型式為石棉橡膠板墊片(尚無標(biāo)準(zhǔn)號)，密封面型式為突面，密封面表面為密紋水線，緊固件型式為六角螺栓雙頭螺柱全螺紋螺柱。在離筒體底底以上2250㎜㎜處安裝裝容器出出料管，容容器內(nèi)的的管以彎彎管靠近近容器底底，這種種方式用用于臥式式容器。出料口的基本尺寸以及法蘭與進(jìn)料口相同。進(jìn)出料接管管滿足不不另行補(bǔ)補(bǔ)強(qiáng)的要要求所以以不再另另行補(bǔ)強(qiáng)強(qiáng)[5]]。液面計(jì)的設(shè)設(shè)計(jì)液液面計(jì)的的種類很很多，常常用的有有玻璃板板液面計(jì)計(jì)和玻璃璃板液面面計(jì)。它它們都是是外購的的標(biāo)準(zhǔn)件件，只需需要選用用。玻璃璃板液面面計(jì)有三三種：透透光式玻玻璃板液液面計(jì)、反反射式玻玻璃板液液面計(jì)、視視鏡式玻玻璃板液液面計(jì)。根據(jù)選用表表選用：：選用反反射式玻玻璃板液液面計(jì)，標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)號HHG2115900-955，法蘭蘭形式及及其代號號C型（長長頸對焊焊突面管管法蘭HHG2006177-977）,液液面計(jì)型型號R型型公稱壓壓力PNN4.00,使用用溫度00～2550℃，液面面計(jì)的主主題材料料代號：：鍛鋼（116Mnn），結(jié)結(jié)構(gòu)形式式及其代代號:普普通型（無無代號），公稱長度為1450mm，排污口結(jié)構(gòu):V（排污口配螺塞）。液液面計(jì)標(biāo)標(biāo)記為：：液面計(jì)計(jì)CR44.0--Ⅰ-14450VV根據(jù)筒體公公稱直徑徑30000㎜選選擇兩個個同樣的的液面計(jì)計(jì)，單個個質(zhì)量為為90㎏㎏左右。兩個液液面計(jì)接接口管的的安裝位位置如裝裝配圖所所畫。液面計(jì)接管管：無縫縫鋼管GGB81163--87熱熱軋鋼管管，尺寸寸為φ89×12㎜㎜[4]]。安全閥的選選擇安安裝位置置：在離離右封頭頭切線處處11550處安安裝一安安全閥。由操作壓力力決定安安全閥的的公稱壓壓力，由由操作溫溫度決定定安全閥閥的使用用溫度范范圍，所所以由本本設(shè)計(jì)的的溫度、壓壓力、介介質(zhì)等基基本參數(shù)數(shù)可以查查得標(biāo)準(zhǔn)準(zhǔn)型號AA21HH-400,公稱稱通徑DDN取220㎜，質(zhì)質(zhì)量約為為80㎏㎏。與安安全閥和和接管連連接的法法蘭選擇擇突面板式式平焊管管法蘭HHG2005922-19997法法蘭RFF(A))80--2.55，與殼體體連接的的接管為為無縫鋼管管GB881633-877熱軋鋼鋼管，尺寸為φ89×12㎜㎜[5]]。排污管的選選擇安安裝位置置：在離離右鞍座座的左側(cè)側(cè)10000mmm處安裝裝一個排排污管。選擇無縫鋼鋼管GBB81663-887熱軋軋鋼為材材料的排排污管焊焊接在容容器底部部，尺寸寸為φ89×12㎜㎜。管端法蘭：：突面板板式平焊焊管法蘭蘭HG2205992-119977法蘭RRF(AA)800-2..5，法法蘭一端端連接排排污閥（截截止閥），型型號J441H--40，取取公稱通通徑為880㎜，對對應(yīng)質(zhì)量量為444.4㎏㎏。排污閥的結(jié)結(jié)構(gòu)是利利用裝在在閥桿下下面的閥閥盤與閥閥體的突突緣部分分相配合合，一控控制閥的的啟閉。結(jié)結(jié)構(gòu)較閘閘閥簡單單，制造造、維修修方便?？煽梢哉{(diào)節(jié)節(jié)流量，應(yīng)應(yīng)用廣泛泛[5]]。4.7鞍座座的選擇擇鞍座結(jié)構(gòu)和和材料的的選取臥式容器的的支座有有三種形形式：鞍鞍座、圈圈座、和和支腿，常常見的臥臥式容器器和大型型臥式儲儲罐、換換熱器等等多采用用鞍座，它它是應(yīng)用用得最為為廣泛的的一種臥臥式容器器支座。置于支座上的臥式容器，其情況和梁相似，有材料力學(xué)分析可知，梁彎曲產(chǎn)生的應(yīng)力與支點(diǎn)的數(shù)目和位置有關(guān)。當(dāng)尺寸和載荷一定時(shí)多支點(diǎn)在梁內(nèi)產(chǎn)生的應(yīng)力較小，因此支座數(shù)目似乎應(yīng)該多些好。但對于大型臥式容器而言，當(dāng)采用多支座時(shí)，如果各支座的水平高度有差異或地基沉陷不均勻，或殼體不直不圓等微小差異以及容器不同部位受力撓曲的相對變形不同，是支座反力難以為個支點(diǎn)平均分?jǐn)?，?dǎo)致課題應(yīng)力增大，因而體現(xiàn)不出多制作的優(yōu)點(diǎn)，故一般情況采用雙支座。采用雙支座座時(shí)選取取的原則則如下：：雙鞍座臥式式容器的的受力狀狀態(tài)可簡簡化為受受均布載載荷的外外伸梁，由由材料力力學(xué)知，當(dāng)當(dāng)外伸長長度A==0.2207LL時(shí)，跨跨度中央央的彎矩矩與支座座截面處處的彎矩矩絕對值值相等，所所以一般般近似取取,其中中L取兩兩封頭切切線間距距離，AA為鞍座座中心線線至封頭頭切線間間距離。當(dāng)鞍座鄰近近封頭時(shí)時(shí)，則封封頭對支支座處筒筒體有加加強(qiáng)剛性性的作用用。為了了充分利利用這一一加強(qiáng)效效應(yīng)，在在滿足下下應(yīng)盡量量使.此此外，臥臥式容器器由于溫溫度或載載荷變化化時(shí)都會會產(chǎn)生軸軸向的伸伸縮，因因此容器器兩端的的支座不不能都固固定在基基礎(chǔ)上，必必須有一一端能在在基礎(chǔ)上上滑動，以以避免產(chǎn)產(chǎn)生過大大的附加加應(yīng)力。通通常的做做法是將將一個支支座上的的地腳螺螺栓孔做做成長圓圓形，并并且螺母母不上緊緊，使其其成為活活動支座座，而另另一支座座仍為固固定支座座。所以以本設(shè)計(jì)計(jì)就采用用這種支支座結(jié)構(gòu)構(gòu)。根據(jù)據(jù)設(shè)備的的公稱直直徑和容容器的重重量參照照鞍座標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)JBB/T447122-19992選選取鞍座座結(jié)構(gòu)及及尺寸。鞍座的的材料（除除加強(qiáng)墊墊板除外外）為QQ2355-A··F，加加強(qiáng)墊板板的材料料應(yīng)與設(shè)設(shè)備殼體體材料相相同為116MnnR。容器載荷計(jì)計(jì)算筒體的質(zhì)量量：查得得圓筒體體理論質(zhì)質(zhì)量為117788㎏/mm,筒體體長度加加上封頭頭的直邊邊長度為為6m,,則W11=17778××6=1106668㎏。封頭的質(zhì)量量:根據(jù)據(jù)封頭的的名義厚厚度查得得2:11標(biāo)準(zhǔn)橢橢圓形封封頭理論論質(zhì)量為為19001㎏。水水壓試驗(yàn)驗(yàn)時(shí)水的的質(zhì)量：：由常用用壓力容容器手冊冊查得公公稱直徑徑30000mmm厚244mm的的標(biāo)準(zhǔn)橢橢圓封頭頭的容積積為3..8877,則容器器容積為為：（44.6）水重=499.45575××10000=4494557.55㎏。附件的質(zhì)量量：人孔重重2566kg,,人孔補(bǔ)補(bǔ)強(qiáng)重442.33kg,,進(jìn)出料料管約1100kkg,兩兩個液面面計(jì)共1180kkg,安安全閥880kgg,排污污閥444.4kkg,再再加上與與閥門相相接的接接管重量量，附件件總質(zhì)量量約為7750kkg.所以設(shè)備總總質(zhì)量為為627776..5kgg.即6627..7655kN[[1,33,5]].鞍座選取標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)查得公稱直直徑為330000mm的的容器選選擇輕型型(A)),1220°包角、焊焊制、六六筋、帶帶墊板，高度為250mm的鞍座，允許載荷Q786kN>627.765kN,為使封頭對鞍座處的圓筒起加強(qiáng)作用，可取，則選A=700mm。左鞍座標(biāo)記為JB/T4712-1992鞍座A3000-F.右鞍座標(biāo)記為JB/T4712-1992鞍座A3000-S.具體尺寸如如下表：：表4.3鞍鞍座標(biāo)準(zhǔn)準(zhǔn)尺寸表表公稱直徑DN允許載荷QQ/kNN鞍座高度h螺栓間距l(xiāng)2鞍座質(zhì)量/kg增加1000mm高高度增加的質(zhì)量量/kg3000786250194040534鞍座強(qiáng)度校校核鞍座腹板的的水平分分力：查得鞍座包包角1220°對應(yīng)系系數(shù)支座反力：：鞍座腹板有有效界面面內(nèi)的水水平方向向平拉應(yīng)應(yīng)力：計(jì)算高度，取取鞍座實(shí)實(shí)際高度度和兩者者中的較較小值，mmm鞍座腹板厚厚度，mmm鞍座腹板有有效寬度度，取墊墊板寬度度與圓筒筒體的有有效寬度度兩者中中的較小小值，mmm鞍座墊板有有效厚度度，100mm則應(yīng)力校核：：鞍座材材料Q2235--A·F的許用用應(yīng)力，則則[3]5容器器焊縫標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)壓力容器焊焊接結(jié)構(gòu)構(gòu)設(shè)計(jì)要要求焊縫分散原原則；避避免焊縫縫多條相相交原則則；對稱稱質(zhì)心布布置原則則；避開開應(yīng)力復(fù)復(fù)雜區(qū)或或應(yīng)力峰峰值去原原則；對對接鋼板板的等厚厚連接原原則；接接頭設(shè)計(jì)計(jì)的開敞敞性原則則；焊接接坡口的的設(shè)計(jì)原原則（焊焊縫填充充金屬盡盡量少；；避免產(chǎn)產(chǎn)生缺陷陷；焊縫縫坡口對對稱；有有利于焊焊接防護(hù)護(hù)；焊工工操作方方便；復(fù)復(fù)合鋼板板的坡口口應(yīng)有利利于減少少過渡層層焊縫金金屬的稀稀釋率）。筒體與橢圓圓封頭的的焊接接接頭壓力容器受受壓部分分的焊接接接頭分分為A、BB、C、DD四類，查得封頭與圓筒連接的環(huán)向接頭采用A類焊縫。焊接方法：：采用手手工電弧弧焊，其其原理是是利用電電弧熱量量融化焊焊條和母母材，由由融化的的金屬結(jié)結(jié)晶凝固固而形成成接縫，焊焊接材料料為碳鋼鋼、低合合金鋼、不不銹鋼，應(yīng)應(yīng)用范圍圍廣，適適用短小小焊縫及及全位置置施焊，可可適用在在靜止、沖沖擊和振振動載荷荷下工作作的堅(jiān)固固密實(shí)的的焊縫焊焊接，這這種方法法靈活方方便，適適應(yīng)性強(qiáng)強(qiáng)，設(shè)備備簡單，維維修方便便，生產(chǎn)產(chǎn)率低，勞勞動強(qiáng)度度高。封頭與圓筒筒等厚采采用對接接焊接。平行長度任取。坡口形式為I型坡口。根據(jù)16MMnR的的抗拉強(qiáng)強(qiáng)度=4490MMpa和和屈服點(diǎn)點(diǎn)=3225Mppa選擇擇E500系列（強(qiáng)強(qiáng)度要求求：≥4900Mpaa；≥4000Mpaa）的焊焊條，型型號為EE50114.該該型號的的焊條是是鐵粉鈦鈦型藥皮皮（藥皮皮成分：：氧化鈦鈦30%%，加鐵鐵粉），適用于于全位置置焊接，熔敷效率較高，脫渣性較好，焊縫表面光滑，焊波整齊，角焊縫略凸，能焊接一般的碳鋼結(jié)構(gòu)。管法蘭與接接管的焊焊接接頭頭管法蘭與接接管焊接接接頭形形式和尺尺寸參照照標(biāo)準(zhǔn)HHG2006055-977,根據(jù)據(jù)公稱通通經(jīng)DNN80選選擇坡口口寬度bb=6mmm，如如附圖中中的局部部放大圖圖所示。接管與殼體體的焊接接接頭所設(shè)的接管管都是不不帶補(bǔ)強(qiáng)強(qiáng)圈的插插入式接接管，接接管插入入殼體，接接管與殼殼體間的的焊接有有全焊透透和部分分焊頭兩兩種，它它們的焊焊接接頭頭均屬TT形或角角接接頭頭。選擇HHG2005833-19998標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)中代代號為GG2的接接頭形式式，基本本尺寸為為；；；，且，它它適用于于，，因?yàn)闉樗x接接管的厚厚度都為為殼體厚厚度的一一半，殼殼體的厚厚度為224mmm，所以以符合要要求。選選擇全焊焊透工藝藝，可用用于交變變載荷，低低溫及有有較大溫溫度梯度度工況。如附圖中的局部放大圖所示[4,5]。6筒體體和封頭頭的校核核計(jì)算6.1筒體軸軸向應(yīng)力力校核由彎矩引起起的軸向向應(yīng)力筒體中間處處截面的的彎矩：：(6..1)式中FF—鞍座反反力，NN；—橢圓封頭頭長軸外外半徑，mm；L—兩封頭頭切線之之間的距距離，mmm；A—鞍座與與筒體一一端的距距離，mmm；hi—封頭頭短軸內(nèi)內(nèi)半徑，mm。支座處截面面上的彎彎矩：(6..2)所以由《化工機(jī)機(jī)械工程程手冊》（上上卷，PP11~~99）得得K1=KK2=11.0。因因?yàn)棣騇M1︱＞＞＞︱MM2︱，且且A＜RRm/22=7662mmm，故最最大軸向向應(yīng)力出出現(xiàn)在跨跨中面，校校核跨中中面應(yīng)力力。筒體中間截截面上最最高點(diǎn)處處((6.33)所以最低點(diǎn)處：：