10立方米卧式液化石油气储罐课程设计（内附装配图纸）.doc

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1、武汉工程大学邮电与信息工程学院压力容器与过程设备课程设计说明书 1 过程装备与控制工程过程装备与控制工程过程装备设计过程装备设计课程设计任务书课程设计任务书 一、设计目的一、设计目的 1、复习巩固过程装备设计中的理论内容； 2、掌握设备设计的步骤、方法。熟悉常用设备设计的标准。 二、设计题目及设计任书二、设计题目及设计任书 课程设计题目：课程设计题目： （ 10 ）M3（ 1.57 ）MPaDN(1800 )液化石油气（氨气）储罐设计 每人一题，从表中依次选取。 1、液化石油气储罐设计 见卧罐参数表，每人一组数据 2、设备简图 见附件。 3、设计内容与要求 （1）概述 简述储罐的用途、特点、使

2、用范围等 主要设计内容 设计中的体会 （2）工艺计算 根据安装地点的气象记录确定容器的操作温度； 根据操作温度、介质特性确定操作压力； 武汉工程大学邮电与信息工程学院压力容器与过程设备课程设计说明书 2 筒体、封头及零部件的材料选择； （3）结构设计与材料选择 封头与筒体的厚度计算 封头、法兰、接管的选型和结构尺寸拟定； 根据容器的容积确定总体结构尺寸。 支座选型和结构确定 各工艺开孔的设置； 各附件的选用； （4）容器强度的计算及校核 水压试验应力校核 卧式容器的应力校核 开孔补强设计 焊接接头设计 （5）设计图纸 总装配图一张 A1 三、参考文献三、参考文献 1. GB150钢制压力容器

3、2. HGJ20580-20585 一套 3. JB4731-2005T+钢制卧式容器 4. HG20592-20635 钢制管法兰、垫片、紧固件 5. HG21514-21535-2005 钢制人孔和手孔 武汉工程大学邮电与信息工程学院压力容器与过程设备课程设计说明书 3 6. JB/T 4736 补强圈 7. JB/T 4746 钢制压力容器用封头 8. JB/T 4712 鞍式支座 9. 压力容器安全技术监察规程2010 10. 郑津洋、董其伍、桑芝富.过程设备设计.化学工业出版社.2010 武汉工程大学邮电与信息工程学院压力容器与过程设备课程设计说明书 4 目目 录录 摘要摘要I AB

4、STRACT.II 第一章第一章 绪论绪论.- 1 - 1.1 液化石油气储罐的用途与分类.- 1 - 1.2 液化石油气特点.- 1 - 1.3 液化石油气储罐的设计特点.- 2 - 第二章第二章 工艺计算工艺计算.- 3 - 2.1 设计题目.- 3 - 2.2 设计数据.- 3 - 2.3 设计压力、温度.- 3 - 2.4 主要元件材料的选择.- 4 - 第三章第三章 结构设计与材料选择结构设计与材料选择.- 6 - 3.1 筒体与封头的壁厚计算.- 6 - 3.2 筒体和封头的结构设计.- 7 - 3.3 鞍座选型和结构设计.- 8 - 3.4 接管、法兰、垫片和螺栓的选择.- 11

5、 - 3.5 人孔的选择 - 16 - 3.6 安全阀安全阀的选型.- 16 - 第四章第四章 设计强度的校核设计强度的校核.- 19 - 4.1 水压试验应力校核.- 19 - 4.2 筒体轴向弯矩计算.- 19 - 4.3 筒体轴向应力计算及校核.- 20 - 4.4 筒体和封头中的切应力计算与校核.- 22 - 4.5 封头中附加拉伸应力.- 22 - 4.6 筒体的周向应力计算与校核.- 22 - 4.7 鞍座应力计算与校核.- 23 - 第五章第五章 开孔补强设计开孔补强设计.- 27 - 5.1 补强设计方法判别 - 27 - 5.2 有效补强范围.- 28 - 5.3 有效补强面

6、积 - 28 - 第六章第六章 储罐的焊接设计储罐的焊接设计.- 30 - 6.1 焊接的基本要求.- 30 - 6.2 焊接的工艺设计.- 31 - 设计总结设计总结.- 33 - 参考文献参考文献.- 34 - 武汉工程大学邮电与信息工程学院压力容器与过程设备课程设计说明书 I 摘要摘要 本次设计的卧式储罐其介质为液化石油气。液化石油气是一种化工基本原料和新型燃 料，已愈来愈受到人们的重视。在化工生产方面，液化石油气经过分离得到乙烯、丙烯、 丁烯、丁二烯等，用来生产合塑料、合成橡胶、合成纤维及生产医药、炸药、染料等产品。 液化石油气是由碳氢化合物所组成，主要成分为丙烷、丁烷以及其他烷系或烯

7、类等。丙烷 加丁烷百分比的综合超过 60%，低于这个比例就不能称为液化石油气。 液化石油气具有易燃易爆的特点，液化石油气储罐属于具有较大危险的储存容器。针 对液化石油气储罐的危险特性，结合本专业过程设备与压力容器设计所学的知识，在 设计上充分考虑液化石油气储罐各项参数，确保液化石油气储罐能安全运行，对化工行业 具有重要的现实意义。 本次设计的主要标准有：GB150.3-2010固定式压力容器 、 压力容器安全技术监察 规程 、JB4731-2005钢制卧式容器 。各零部件标准主要有：JB/T 4736-2002补强圈 、 HG 20592-20614钢制管法兰、垫片、紧固件 、JB/T 471

8、2.1-2007鞍式支座 、 HG21514-21535-2005钢制人孔和手孔等。 本次设计的步骤为：先根据容器要求确定压力容器所属类别，确定储罐主体及其接管 所用材料、储罐主体的直径和长度，其次进行筒体和封头的壁厚计算并校核，然后计算人 孔的开口补强面积和补强圈的厚度，再根据筒体和各个接管的总质量选择支座，最后进行 安全阀的选型和校核。 关键词：关键词：液化石油气，压力容器，卧式储罐，设计 Abstract The horizontal design of its medium tanks of liquefied petroleum gas . Liquefied petroleum g

9、as is a basic chemical raw materials and new fuel has become more and more attention. In the chemical production , liquefied petroleum gas through isolated ethylene , propylene, butylene , butadiene , etc., for production of plastics, synthetic rubber , synthetic fibers and the production of pharmac

10、euticals , explosives , dyes and other products. LPG is composed of hydrocarbons , mainly composed of propane , butane and other departments or alkyl vinyl and so on. Percent propane plus butane consolidated over 60% lower than this ratio can not be called LPG . Features with flammable liquefied pet

11、roleum gas , liquefied petroleum gas tanks are dangerous with large storage containers . LPG tanks for hazardous characteristics , combined with the professional “ process equipment and pressure vessel design “ knowledge learned in the design fully consider the parameters of LPG tanks , LPG tanks to

12、 ensure safe operation , has important practical implications for the chemical industry . The main design criteria are : GB150.3-2010 “ Stationary Pressure Vessels “, “ Safety Technology Supervision pressure vessel “, JB4731-2005 “ steel horizontal container .“ There are various parts standard : JB

13、/ T 4736-2002 “ reinforcing circle “, HG 20592-20614 “ steel pipe 武汉工程大学邮电与信息工程学院压力容器与过程设备课程设计说明书 II flanges , gaskets , fasteners “, JB / T 4712.1-2007 “ saddle mount “ , HG21514-21535-2005 “ steel manholes and hand holes “ and so on . The design procedure : first determining the pressure vessel Ca

14、tegory determined over the tank body and the material used , the diameter and length of the main tank container according to requirements , and secondly the cylinder head wall thickness calculation and verification, then calculate the thickness of the manhole opening reinforcement area and reinforce

15、ment ring , and then choose based on the total mass of the cylinder and bearing various takeover , the final selection and check valve . KeywordsKeywords : : LPG ， pressure vessels ，horizontal tanks，design 武汉工程大学邮电与信息工程学院压力容器与过程设备课程设计说明书 3 第一章第一章 绪论绪论 1.1 液化石油气储罐的用途与分类液化石油气储罐的用途与分类 液化石油气储罐有压缩气体或液化气体

16、储罐等，液化石油气储罐按容器的容积变化与 否可分为固定容积储罐和活动容积储罐两类，大型固定容积液化石油气储罐制成球形，小 型的则制成圆筒形。活动容积储罐又称低压储气罐，俗称气柜，其几何容积可以改变，密 闭严密，不致漏气，并有平衡气压和调节供气量的作用，压力一般不超过 60MPa。 目前我国普遍采用常温压力贮罐,常温贮罐一般有两种形式: 球形贮罐和圆筒形贮罐。 球形贮罐和圆筒形贮罐相比:前者具有投资少,金属耗量少,占地面积少等优点,但加工制造 及安装复杂,焊接工作量大,故安装费用较高。一般贮存总量大于 500m时选用球形贮罐比 较经济; 而圆筒形贮罐具有加工制造安装简单,安装费用少等优点,但金属

17、耗量大占地面积 大,所以在总贮量小于 500m,单罐容积小于 100m时选用卧式贮罐比较经济。圆筒形贮罐按 安装方式可分为卧式和立式两种。在一般中、小型液化石油气站内大多选用卧式圆筒形贮 罐, 只有某些特殊情况下(站内地方受限制等) 才选用立式。本文主要讨论卧式圆筒形液化 石油气贮罐的设计。 1.2 液化石油气特点液化石油气特点 液化石油气是无色气体或黄棕色油状液体有特殊臭味。液化石油气是从石油的开采、 裂解、炼制等生产过程中得到的石油尾气副产品，通过一定程序，对石油尾气加以回收利 用，采取加压的措施，使其变成液体，装在受压容器内，液化气的名称即由此而来。它在 气瓶内呈液态状，一旦流出会汽化成

18、比原体积大约二百五十倍的可燃气体，并极易扩散， 遇到明火就会燃烧或爆炸。 气态的液化石油比空气重约 1.5 倍，该气体的空气混合物爆炸范围是 1.7%至 9.7%，遇 明火即发生爆炸。所以使用时一定要防止泄漏，不可麻痹大意，以免造成危害。因此，往 槽车、贮罐以及钢瓶充灌时要严格控制灌装量，以确保安全。因为液化石油气是由多种碳 氢化合物组成的，所以液化石油气的液态比重即为各组成成份的平均比重，如在常温 20 时，液态丙烷的比重为 0.50，液态丁烷的比重为 0.56 至 0.58，因此，液化石油气的液态 比重大体可认为在 0.51 左右，即为水的一半。 液化石油气呈液态时的特点。(1)容积膨胀系

19、数比汽油、煤油以及水等都大, 约为水的 16 倍, 因此,往槽车、贮罐以及钢瓶充灌时要严格控制灌装量,以确保安全;(2)容重约为水 的一半。因为液化石油气是由多种碳氢化合物组成的,所以液化石油气的液态比重即为各组 成成份的平均比重,如在常温 20时,液态丙烷的比重为 0.50,液态丁烷的比重为 0.56 至 0.58, 因此,液化石油气的液态比重大体可认为在 0.51 左右,即为水的一半。 1.3 液化石油气储罐的设计特点液化石油气储罐的设计特点 卧式液化石油气储罐也是一个储存压力容器, 也应按 GB150钢制压力容器进行 武汉工程大学邮电与信息工程学院压力容器与过程设备课程设计说明书 4 制

20、造、试验和验收，并接受劳动部颁发压力容器安全技术监察规程(简称容规) 的监督。 液化石油气储罐, 不论是卧式还是球罐都属第三类压力容器。储罐主要有筒体、封头、人 孔、支座以及各种接管组成。储罐上设有液相管、液相回液管、气相管、排污管以及安全 阀、压力表、温度计、液面计等。 第二章第二章 工艺计算工艺计算 2.1 设计题目设计题目 101.57Mpa 液化石油气储罐的设计 3 2.2 设计数据设计数据 表 2-1 设计数据 序号项目数值单位 1 名称 10液化石油气储罐 3 2 用途液化石油气储配站 3 最大工作压力 1.57Mpa 4 工作温度 50 5 公称直径 1800mm 6 容积 10

21、3 7 装量系数 0.9 8 工作介质液化石油气（易燃） 9 其他要求100%无损检测 2.3 设计压力、温度设计压力、温度 设计压力取最大工作压力的 1.10 倍， 1.57 1.101.727aPMP 工作温度为 50，设计温度取 55 武汉工程大学邮电与信息工程学院压力容器与过程设备课程设计说明书 5 2.4 主要元件材料的选择主要元件材料的选择 2.4.12.4.1 筒体、封头材料的选择筒体、封头材料的选择 根据 GB150.2-2010 表 2，选用筒体、封头材料为低合金钢 Q345R（钢材标准为 GB713） 。 Q345R 适用范围：用于介质含有少量硫化物，具有一定腐蚀性,壁厚较

22、大（8mm）的压力 容。 表 2-2 石油化工设备的腐蚀裕mmC ，2 腐蚀程度极轻微腐蚀轻微腐蚀腐蚀重腐蚀 腐蚀速率05. 013 . 0 05 . 0 25. 013. 025. 0 腐蚀裕量1031536 通过表 2-2，取腐蚀余量，钢板负偏差。 2 2mmC 1 0.3mmC 表 2-3 Q345R 在 16-36mm 范围下的许用应力 在下列温度（）下的许用应力（MPa） 20 100150200250 Q345R 185185153143130 许用应力：假设钢板厚度在 1636mm 之间，查表 2-3，得 =185 t MPa 焊缝系数：根据压力容器安全技术监察规程规定，液化石油

23、气储罐应视为第三 类压力容器，筒体纵焊缝应采用全焊透双面焊缝，且 100%无损探伤，所以。 1.0 2.4.22.4.2 鞍座材料的选择鞍座材料的选择 根据 JB/T4731,鞍座选用材料为 Q235-A，其许用应力 =147 sa MPa 2.4.32.4.3 地脚螺栓的材料选择地脚螺栓的材料选择 地脚螺栓选用符合 GB/T 700 规定 Q235 的许用应力 =147 sa MPa 武汉工程大学邮电与信息工程学院压力容器与过程设备课程设计说明书 6 第三章第三章 结构设计与材料选择结构设计与材料选择 3.1 筒体与封头的壁厚计算筒体与封头的壁厚计算 3.1.13.1.1 筒体壁厚的设计筒体

24、壁厚的设计 计算压力： c P 液柱静压力: 1 580 9.81 1.810241.64PghPa 1 00 00 10241.64 0.5935 1727000 P P 故液柱静压力可以忽略，。1.727a c PPMP 圆筒的厚度在 16 至 36mm 范围内，查 GB150.2-2010固定式压力容器第二部分中表 4-1，可得：在设计温度 50下，屈服极限强度， 许用应力 s 325MPa 利用中径公式，筒体计算厚度： 185 t MPa 1.727 1800 8.44 2 185 1.0 1.727 2 ci t c PD mm P 查标准 HG20580-HG20585-2010钢

25、制化工容器相关标准表 A-1 知， 钢板厚度负偏差为 0.30mm。 查表 2-3 取：钢材的腐蚀裕量取， 2 2mmC 则筒体的设计厚度： 2 8.44210.44mm d C 则筒体的名义厚度： 1 10.440.310.74mm nd C 向上圆整后，取名义厚度，12mm n 筒体的有效厚度 12 9.7mm en CC 3.1.23.1.2 封头壁厚的设计封头壁厚的设计 选用标准椭圆形封头，其形状系数 K=1,封头采用钢板整体冲压而成，焊接接头系数取 武汉工程大学邮电与信息工程学院压力容器与过程设备课程设计说明书 7 ，故封头计算厚度1.0 1 1.727 1800 8.42 2 18

26、5 1.00.5 1.727 20.5 ci t c KPD mm P 同上，取,。 2 2mmC 1 0.3mmC 则，封头的设计厚度 2 8.42210.42mm d C 则，封头的名义厚度： 1 10.420.310.72mm nd C 向上圆整后，名义厚度=12mm，封头的有效厚度 n 12 9.7mm en CC 3.2 筒体和封头的结构设计筒体和封头的结构设计 3.2.13.2.1 封头的结构尺寸封头的结构尺寸 根据 JB/T4746-2002钢制压力容器用封头中 EHA 椭圆形封头内表面积、容积。如 表 3-1 表 3-1 ：EHA 椭圆形封头内表面积、容积 由，得 2 2h i

27、 D H h=25mm 4 i D H 如下图 3.1 公称直径 DN /mm总深度 H /mm 内表面积 A/ 2 m 容积/ V封 3 m 18004753.65350.8270 武汉工程大学邮电与信息工程学院压力容器与过程设备课程设计说明书 8 图 3.1 椭圆形封头简图 3.2.23.2.2 筒体的长度计算筒体的长度计算 根据 ，充装系数为 0.9。 = 4 2 + 2封 即可求得筒体长 1 2 i 2 5.907m 4 VV L D 封 圆整后,=6.0m 1 L 满足在 25 范围内的要求，故选择 DN=1800mm 是合理的选择。 1 6.0 3.3 1.8 L DN 3.3 鞍

28、座选型和结构设计鞍座选型和结构设计 3.3.13.3.1 鞍座选型鞍座选型 该卧式容器采用双鞍式支座，材料选用 Q235-A。估算鞍座的负荷： 储罐总质量 1234 mm2mmm 筒体质量： 1 6 1in1ns 3.141800 126000 12 7.85 103165.96mDLkg 单个封头的质量：查标准 JB/T4746-2002钢制压力容器用封头EHA 椭圆形封头 2 质量 可知， 2 338.4mkg 充液质量： 3 2929 300100 3.14 1018006000 580 0.9 107842.46kg 44 i mVD L 附件质量： 4 4 532mkg 综上所述，

29、1234 m=m +2m +m +m12217.22kg 则有： 119728.76GmgN 每个鞍座承受的重量为 59.86KN。 武汉工程大学邮电与信息工程学院压力容器与过程设备课程设计说明书 9 由此查 JB4712.1-2007 容器支座，选取轻型，焊制为 A,包角为 120，有垫板筋板数 为 4 的鞍座。查 JB4712.1-2007 得鞍座结构尺寸如下表 3-2： 表 3-2：鞍式支座结构尺寸 公称直径DN1800腹板 2 10 4 b430 允许载荷Q/kN295 3 l295 4 10 鞍座高度h250 2 b190 垫板 e80 1 l1280 3 b260螺栓间距 2 l1

30、120 1 b220 筋板 3 8螺孔D24 底板 1 12垫板弧长2100螺纹 M20 鞍座质量Kg162增加 100mm 高度，增加的质量 16kg 3.3.23.3.2 鞍座位置的确定鞍座位置的确定 因为当外伸长度 A=0.207L 时，双支座跨度中央的弯矩和支座截面处的弯矩绝对值相等。 为了减小支座截面处的最大弯矩，使其应力分布合理，一般取,其中为两封头0.2ALL 切线间的距离，为鞍座中心线至封头切线的距离。A 故 1 0.2 =0.22h0.2600025 2 =1210mmALL 鞍座的安装位置如图 3.2 所示： 武汉工程大学邮电与信息工程学院压力容器与过程设备课程设计说明书

31、10 图 3.2 鞍座示意图 此外，当鞍座邻近封头师，则封头对支座处筒体有刚性加强作用，为了充分利用这一 加强效应，在满足 A0.2L 的情况下应尽量使，最好使（为筒体中面半径） 。 a 0.5AR a R 即 i a 1800 12 906 22 n D Rmm ，取 A=450mm，综上有：A=450mm (A 为鞍座中心线至封头切线 a 0.5453ARmm 的距离，L 为两封头切线间的距离) 3.4 接管、法兰、垫片和螺栓的选择接管、法兰、垫片和螺栓的选择 3.4.13.4.1 接管和法兰接管和法兰 液化石油气储罐应设置排污口，气相平衡口，气相口，出液口，进液口，人孔，液位 计口，温度

32、计口，压力表口，安全阀口，排空口。法兰简图如图 3.3 所示,接管和法兰布置 如图 3.4 所示： 图 3.3 法兰结构简图 图 3.4 储罐各管口示意图 武汉工程大学邮电与信息工程学院压力容器与过程设备课程设计说明书 11 查 HG/T 20592-2009钢制管法兰中 PN10 带颈对焊钢制管法兰(除人孔法兰外)，选 取各管口公称直径，查得各法兰的尺寸、质量，法兰密封面均采用 FM 型式。 表 3-3：接管和法兰尺寸 法兰颈序号名称公称 直径 (DN) 钢管外径 法兰焊端 外径 （B） 法兰外 径(D) 螺栓孔 中心圆 直径 K 螺栓孔 直径 (L) 螺栓孔数 量 n（个） 螺栓 Th 法

33、兰 厚度 (C) N S 1 H R 法兰 高度 H 法兰 质量 a 进气口8089200160188M16201053.2106504 b 人孔5005306706202620M24285627.116129039.5 c 出气口8089200160188M16201053.2106504 d 温度计口202510575144M1218402.364401 e 压力表口202510575144M1218402.364401 f 安全阀口100108220180188M16201313.6128524.5 k1-2 液位计口3238140100184M1618562.666422 g 排空口5

34、057165125184M1618742.985452.5 h 排污口8089200160188M16201053.2106504 m 进液口8089200160188M16201053.2106504 S 出液口8089200160188M16201053.2106504 3.4.23.4.2 垫片垫片 查 HG/T 20592-20635钢制管法兰、垫片、紧固件得： 表 3-4 垫片尺寸表 符号管口名称公称直径内径 D1外径 D2 a 进气口 8089120 b 人孔 500530575 武汉工程大学邮电与信息工程学院压力容器与过程设备课程设计说明书 12 c 出气口 8089120 d

35、温度计口 202750 e 压力表口 202750 f 安全阀口 100115149 k1-2 液位计口 324365 g 排空口 506187 h 排污口 8089120 m 进液口 8089120 S 出液口 8089120 注：1：垫片型式为石棉橡胶板。 2：填充材料为有机非石棉纤维橡胶板。 3：人孔法兰垫片厚度为 3mm，其他法兰垫片厚度为 1.5mm 3.4.33.4.3 螺栓（螺柱）的选择螺栓（螺柱）的选择 查 HG/T 20592-20635钢制管法兰、垫片、紧固件,得螺柱的长度和平垫圈尺寸： 表 3-5 螺栓及垫片 六角头螺栓和螺柱 符号 公称直径 DN 螺纹数量 N（个） S

36、R L 质量 （kg） ZR L 质量 （kg） a80M1686514990144 b500M242090482125450 c80M1686514990144 d20M12455647560 e20M16455647560 f100M1686514990144 k1-232M1646014185136 g50M1646014185136 h80M1686514990144 m80M1686514990144 S80M1686514990144 3.5 人孔的选择人孔的选择 根据 HG/T 21518-2005，选用公称压力 PN=4.0MPa,公称直径 DN500mm 的回转盖带颈对 焊法

37、兰人孔，密封面为凹凸面（MFM） ，接管为 20 号钢，其明细尺寸见下表： 表 3-6 人孔尺寸表（单位：mm） 武汉工程大学邮电与信息工程学院压力容器与过程设备课程设计说明书 13 密封面型式凹凸面 D755 1 b 52 0 d 48 公称压力 4 1 D 670 2 b 57 螺柱数量 20 公称直径 500 1 H 360A430 螺母数量 40 w ds 53014 2 H 222 螺柱尺寸39 3 205M d498b57 总质量 kg 417 3.6 安全阀安全阀安全阀的选型安全阀的选型 50时液化石油气的饱和蒸汽压为 1.62MPa(表压)，安全阀的排放压力： 1.62 1.1

38、0.11.88() d PMPa绝对 选择型号为 A42Y-16C 的弹簧式全启封闭型安全阀，密封面材料为硬质合金，阀体为 碳钢，公称压力为 2.5MPa（25kg/cm2） 。 按我国压力容器安全技术监察规程规定，液化石油气储罐的安全泄放量用下式计 算： 50,82 2.55 10 r FA G q 式中：液化石油气储罐的安全泄放量，kg/h； G 在泄放状态下液化气体的汽化潜热，kJ/kg；液化石油气的汽化潜q 热 q=427.1(KJ/kg)( 50) F系数 对于容器在地面上时，F=1； 储罐的受热面积，m2。 r A 对椭圆形封头的卧式储罐，。以上计算的公式中：为储0.3 roo A

39、DLD r A o D 罐外径,m；L 为卧式储罐总长,m。 2 0.33.14 1.8246.00.3 1.82437.50m roo ADLD 则 50.8250.82 2.55 102.55 101 37.50 11660.5kg/ 427.1 r FA Gh q 安全阀额定排量可按下式计算： do M GCP A X ZT 武汉工程大学邮电与信息工程学院压力容器与过程设备课程设计说明书 14 式中： G安全阀的额定排量，kg/h； d P安全阀的排放压力（绝对） ，MPa； T安全阀的排气温度，K； M介质的分子量，/g mol； o A安全阀的排气面积， 2 mm； 已知丙烷的绝热指

40、数1.13k ，则其特性系数为 11.13 1 11.13 1 22 39.48()39.481.13 ()25.05 11.131 k k Xk k 全启式安全阀的公称直径与流道直径如下表 3-7 所示。可得100DN的全启式安全阀 （PN2.5） ，流道直径为80 o dmm。 所以安全阀的流道面积为： 222 11 805026.55 44 oo Admm 表 3-7 全启式安全阀的公称直径与流道直径表 公称直径（mm） 15202532405080100150200 PN1.6,2.5,6.42025325065100125 PN10202532405080 PN16,321520 全

41、 启 式 PN1.6,2.5,4.0,6.41216202532406580 PN1612 8 流 道 直 径 mm 微 启 式 3214 查有关数据可得液化石油气的临界压力4.26() c PMPa绝对；临界温度370 c TK； 饱和蒸汽压为 1.88MPa的液化石油气，其饱和温度约为327(54)K排放状态的液化石油 气，其对比压力 r P/1.88/ 4.260.44 c P P；对比温度 r /327 / 3700.884 c TP P。查表得液化石油气在此条件下的压缩系数为0.75Z 。 液化石油气的分子量约为44.1M 。 将上述数据带入以下公式，得安全阀的额定排量为： do M

42、 GCP A X ZT 武汉工程大学邮电与信息工程学院压力容器与过程设备课程设计说明书 15 44.1 0.75 1.88 5026.55 25.0576780.8/ 323 0.73 kg h 对比安全阀的排量与容器的安全泄放量可知： =76780.8kg/hG =11660.5kg/hG 选择，DN100，PN2.5，型号为 A42Y-16C 的弹簧式全启封闭型安全阀符合要求。 第四章第四章 设计强度的校核设计强度的校核 4.1 水压试验应力校核水压试验应力校核 试验压力：1.251.25 1.7272.15875 T PPMPa i 2.1587518009.7 201.38 22 9.

43、7 T T PD MPa ，所以水压试验合格。 s 0.90.9 1.0 325292.5 T MPa 图 4.1 双鞍座卧式储罐载荷、支座反力、剪力及弯矩图 武汉工程大学邮电与信息工程学院压力容器与过程设备课程设计说明书 16 4.2 筒体轴向弯矩计算筒体轴向弯矩计算 工作时支座反力： 1 59.86 2 47525450 i FGKN hHhmm 圆筒中间处截面上的弯矩： 22 ai 2 1 22 2 7 12 4 4 4 1 3 12906450 59860 60004 450 6000 5.7 10 4 450 46000 1 3 6000 i Rh F LA L M h L L N

44、mm 鞍座处横截面弯矩： 22 ai 2 22 6 1 2 1 4 1 3 450906450 1 60002 450 6000 59860 450 11.5 10 4 450 1 3 6000 i RhA LAL MF A h L N mm 4.3 筒体轴向应力计算及校核筒体轴向应力计算及校核 4.3.14.3.1 圆筒中间横截面上由压力及轴向弯矩引起的轴向应力圆筒中间横截面上由压力及轴向弯矩引起的轴向应力 最高点处： 7 ca1 1 22 eae 0 9065.7 10 2.28a 22 9.73.14 9069.7 p RM MP R 最低点处： 7 ca1 2 22 eae 1.727

45、 9065.7 10 82.93a 22 9.73.14 9069.7 p RM MP R 4.3.24.3.2 压力及轴向弯矩引起的轴向应力压力及轴向弯矩引起的轴向应力 因鞍座平面上，鞍座处筒体有加强圈或已被封头加强，取鞍座包角 a 0.5AR 武汉工程大学邮电与信息工程学院压力容器与过程设备课程设计说明书 17 ，查过程设备设计表 5-1 得，。 120 1 1.0K 2 1.0K 鞍座横截面最高处点轴向应力： 6 ca2 3 22 e1ae 1.727 9061.5 10 80.71a 22 9.71.0 3.14 9069.7 p RM MP KR 鞍座横截面最低点处轴向应力： 6 c

46、a2 4 22 e2ae 0 9061.5 10 0.06a 22 9.71.0 3.14 9069.7 p RM MP KR 4.3.34.3.3 筒体轴向应力校核筒体轴向应力校核 因轴向许用临界应力由 006 0.0940.094 9.7 0.001 906 e a A R 根据圆筒材料查标准可得。 0 B=B145MPa ， t min,=145 t cr BMPa 0 cr min(0.8,)145 eL RBMPa ，合格 23t 185MPa， ，合格 14 ,BD 补强圈的计算厚度： 补强圈厚度： 4 21 4264.24 12.54mm 840500 A DD 武汉工程大学邮电与信息工程学院压力容器与过程设备课程设计说明书 23 圆整取名义厚度为 16mm 即可。 第六章第六章 储罐的焊接设计储罐的焊接设计 此次设计结构形式为单层的第三类储存压力容器，用来盛装生产用的液化石油气双鞍 座卧式储罐。设计压力为 1.727Mpa，设计温度为 55 摄氏度范围内，设备空重约为 13000Kg，体积为 10 立方米，属于中压容器。液化石油气为易燃易爆介质，且有毒，且该 储罐必须在有遮阳和水喷淋情况下使用，所以液化石油气卧式储罐是典型的重要焊接结