压力容器设计说明书(储罐液氨)液态二氧化碳储罐设计
20立方米液氨储罐设计说明书
目录课程设计任务书 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 31. 设备的工艺计算 31.1 设计储存量 31.2 设备的选型的轮廓尺寸的确定 31.3 设计压力的确定 41.4 设计温度的确定 41.5 压力容器类别的确定 42. 设备的机械设计 52.1 设计条件 52.2 结构设计 62.2.1 材料选择 62.2.2 筒体和封头结构设计 62.2.3 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72.2.4 人孔、液位计结构设计8（1）人孔设计8（2）液位计的选择92.2.5 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122.2.6 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162.3 强度校核162.3.1 计算条件162.3.2 内压圆筒校核172.3.3 封头计算182.3.4 鞍座计算202.3.5 开孔补强计算213. 心得体会224. 参考文献22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)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。
液氨储罐设计...docx
第一章绪论1.1 设计任务设计一液氨贮罐。
工艺条件：温度为40℃，氨饱和蒸气压 1.55MPa ，容积为20m3, 使用年限 15 年。
设计要求及成果1.确定容器材质；2.确定罐体形状及名义厚度；3.确定封头形状及名义厚度；4.确定支座，人孔及接管，以及开孔补强情况5.编制设计说明书以及绘制设备装配图 1 张（ A1）。
技术要求（一）本设备按 GBl50-1998《钢制压力容器》进行制造、试验和验收（二）焊接材料，对接焊接接头型式及尺寸可按 GB985-80中规定 ( 设计焊接接头系数 1.0 )（三）焊接采用电弧焊，焊条型号为E4303（四）壳体焊缝应进行无损探伤检查，探伤长度为100％第二章设计参数确定设计温度题目中给出设计温度取40 C设计压力在夏季液氨储罐经太阳暴晒，随着气温的变化，储罐的操作压力也在不断变化。
通过查阅资料可知包头最高气温为℃，通过查表可知，在40℃时液氨的饱和蒸汽压 ( 绝对压力 ) 为，密度为 580kg/m3，而容器设计时必须考虑在工作情况下可能遇到的工作压力和相对应的温度两者相结合中最苛刻工作压力来确定设计压力。
一般是指容器顶部最高压力与相应的设计温度一起作为设计载荷条件，其值不低于工作压力。
此液氨储罐采用安全法，依据《化工设备机械基础》若储罐采用安全法时设计压力应采用最大工作压力P w的1.051.1 倍，取设计压力P 1.05P w（已知P w 1.55MPa表压）所以P 1.05P w 1.6MPa。
腐蚀余量查《腐蚀数据手册》16MnR耐氨腐蚀，其0.1mm/ y ，若设计寿命为15 年，则 C 215 0.1 1.5mm焊缝系数该容器属中压贮存容器，技《压力容器安全技术监察规程》规定，氨属中度毒性介质，容器筒体的纵向焊接接头和封头基本上都采用双面焊或相当于双面焊的全焊透的焊接接头，所以取 1.0 或 0.85 常见。
得选取按下表选择 :表焊接接头系数序焊接接头系数号焊接接头结构全部无损探伤局部无损探伤1双面焊或相当于双面焊的全焊透对接焊接接头2单面焊的对接焊接接头，在焊接过程中沿焊缝根部全长有紧贴基本金属的垫板此储罐采用 100%无损探伤，故 1.0容器直径考虑到压制封头胎具的规格及标准件配套选用的需要，容器的筒体和封头的直径都有规定。
完整的压力容器设计(储罐液氨)
XXXX大学课程设计题目: 液氨储罐设计院系: 化学工程学院专业: 化学工程与工艺班级:姓名:指导教师:完成日期: 2011年12月19日设计任务书设计题目: 液氨储罐设计设计任务：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。
已知工艺参数如下:最高使用温度: T=50℃；公称直径: DN=3000㎜；筒体长度（不含封头）: Lo=5900㎜。
任务下达时间: 2010年11月19日完成截止时间: 2010年12月30日目录设计任务书1 前言 (1)2 设计选材及结构 (2)2.1 工艺参数的设定 (2)2.1.1设计压力 (2)2.1.2筒体的选材及结构 (2)2.1.3封头的结构及选材 (2)3 设计计算 (3)3.1 筒体壁厚计算 (4)3.2封头壁厚计算 (4)3.3压力试验 (5)4 附件的选择 (6)4.1人孔的选择 (6)4.2人孔补强的计算 (7)4.3进出料接管的选择 (9)4.4液面计的设计 (10)4.5安全阀的选择 (10)4.6排污管的选择 (11)4.7 鞍座的选择 (11)4.7.1鞍座结构和材料的选取 (11)4.7.2容器载荷计算 (12)4.7.3鞍座选取标准 (12)4.7.4鞍座强度校核 (13)5 容器焊缝标准 (14)5.1压力容器焊接结构设计要求 (14)5.2筒体与椭圆封头的焊接接头 (14)5.3管法兰与接管的焊接接头 (14)5.4接管与壳体的焊接接头 (14)6 筒体和封头的校核计算 (16)6.1 筒体轴向应力校核 (16)6.1.1由弯矩引起的轴向应力 (16)6.1.2 由设计压力引起的轴向应力 (17)6.1.3 轴向应力组合与校核 (17)6.2筒体和封头切向应力校核 (18)7 总结 (19)参考文献 (20)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。
(40m3)液氨储罐的设计压力容器课程设计说明书大学论文
化学化工学院课程设计说明书设计题目：压力容器课程设计（40m3）液氨储罐的设计学院、系：化学工程与工艺系专业班级：化工1203班学号： 2012002386 学生姓名：王美鑫指导教师：张铱鈖成绩：2015年1月21日目录第一章工艺设计1.1存储量1.2设备的选型及轮廓尺寸第二章机械设计2.1结构设计2.1.1筒体及封头设计材料的选择筒体壁厚的设计计算封头壁厚的设计计算2.1.2接管及接管法兰设计接管尺寸选择管口表及连接标准接管法兰的选择垫片的选择紧固件的选择2.1.3人孔的结构设计密封面的选择人孔的设计2.1.4 核算开孔补强2.1.5支座的设计支座的选择支座的位置2.1.6液面计及安全阀选择2.1.7总体布局2.1.8焊接接头设计2.2强度校核参考文献第一章工艺设计最高工作压力工作温度公称容积1.1 存储量盛装液化气体的压力容器设计存储量t fV W ρ=式中：W ——储存量，t ； f----装量系数 V ——压力容器容积；t ρ——设计温度下的饱和溶液的密度，3m t；根据设计条件t fV W ρ==t 142.19563.04085.0=⨯⨯t1.2 设备的选型及轮廓尺寸查表《容器参数》得：筒体计算体积：V 计=40.3m3公称直径D=2400mm 长度L=8000mm第二章 机械设计2.1 结构设计2.1.1筒体及封头设计.材料的选择常见的压力容器用碳素钢和低合金钢钢板有Q245，Q345R ，Q370R 等；无缝钢管材料有10，20, 16Mn 等。
考虑到该容器的内径为2400mm ，所以选用筒体由钢板卷制而成，由于低合金钢有较高的强度，良好的塑性，价格相对较低，所以选用Q345R 。
.筒体壁厚设计计算I .设计压力液氨储罐的工作温度-20℃——50℃，故选取设计温度t=50℃，由本次的《化工设备机械基础》课程设计指导书查得，该温度下液氨的绝对饱和蒸汽压为2.030MPa 。
由于通常的设计压力在没有说明的情况下，均指表压在本次设计中的液氨储罐上装有安全阀，通常认为设计压力为工作压力的1.05-1.10倍，所以安全阀的开启压力为p b ＝1.1×（2.03-0.10）＝2.123MPa ，因为p>p b ,所以p=2.2MPa ，公称压力选2.2MPa 。
20M3液氨储罐设计说明书
又根据《EHA椭圆形封头内表面积及容积》查得：DN=1900mm时，总深度H=500mm，内表面积A=4.0624 ，容积V=0.9687
所以，封头设计为EHA1900×11-16MnR JB/T4746-2002
见下图
五 零部件的设计
１．人孔的设置
人孔即检查孔。压力容器开设检查孔目的是为了检查压力容器在使用过程中是否产生裂纹，变形，腐蚀等缺陷以及装拆设备的内部零部件，一般设备的公称直径在900mm以下时可根据需要设置适当数量的手孔，超过900mm时应开设人孔。人孔有圆形和长圆两种。人孔大小的设置原则是方便人的进出，因此，圆形人孔的公称直径规定为400～600mm，所以本次设计选择人孔公称直径为500 mm。
2.带补强圈的接管的焊接结构
作为开孔补强元件的补强圈，一方面要求尽量与补强出的壳体贴合紧密，另外与接管与壳体之间的焊接结构设计也应力求完善合理。
六 接管法兰的设计
PN2.5Mpa带颈对焊钢制管法兰及密封面尺寸
（mm）
公称直径DN
管外径
法兰外径D
法兰厚度C
法兰颈
法兰高度H
密封面d
密封面
螺栓孔中心圆直径k
N
A
B
20
25
105
16
40
40
6
40
56
2
75
25
32
115
16
46
46
6
40
65
2
85
32
38
140
18
56
56
6
42
76
2
100
40
45
上部：安全阀接口，气氨出口，放空口，液氨入口。
液氨储罐
• 公称直径Di和筒体长度L的计算：
L V 2 Vn π Di2 4
取Di = 2600 Di= 2800 Di = 3000 Di = 3200 经计算 当Di = 3200mm时，L = 4656mm,此时，Di/L = 0.687 最接近0.618 所以取 Di = 3200mm
筒体壁厚的计算
封头厚度的计算
采用的是长短轴之比为2的标准椭圆形封头，各参数与筒体相同，
其厚度计算式为：
δ
Kp cDi
2σt 0.5p
1.6 3200 21701 0.51.6
15.09
mm
K
1 6
2
Di 2 hi
2
1
设计厚度为：
δd δ C2 15.09 2 17.09 mm
设备总质量W W=W1+W2+W3
• 鞍座的选择
每个鞍座承受的负荷为
F Wg 38035.89.81 186.57 kN
2
2
根据鞍座承受的负荷，查表(《化工设备机械基础》，大连理 工大学出版社，附录16)可知，选择轻型(A)带垫板，包角为 120°的鞍座。即JB/T4712-92 鞍座A3000-F， JB/T4712-92 鞍座A3000-S。
由于接管材料与壳体材料都为16mnr故fr1故根据公式课求得面积二者得出数值较大的则为有效宽度有效高度h外侧高度h1nt接管实管实际外伸二者得出数值较小的则为外侧高度内侧高度h2nt接管实管实际外内伸壳体有效厚度减去计算厚度之外的多余面积按式43mm接管有效厚度减去计算厚度之外的多余面积按式44mm根据公式
液氨储罐的设计范文
液氨储罐的设计范文
1.储罐材料选择
液氨是一种在常温下为无色气体，液氨储罐需要选用能够承受低温和高压的材料。
常见的材料有碳钢、不锈钢和玻璃钢。
碳钢和不锈钢都具有较好的强度和耐腐蚀性，适合储存液氨。
玻璃钢具有较高的机械强度和良好的耐腐蚀性能，但需要特别注意低温下的应力开裂。
2.结构设计
液氨储罐通常是垂直圆柱形结构，底部为圆锥形或平底设计，顶部有透气装置和液位计。
储罐壁通常采用双层结构，内层负责贮存液氨，外层起到保温作用。
内外层之间的空气隔离，可以减少换热，提高保温效果。
内壁还需喷涂耐腐蚀涂层，以防止液氨对储罐壁的腐蚀。
3.安全性能
液氨是一种具有强烈刺激性和腐蚀性的气体，因此液氨储罐设计时需要采取一系列安全措施。
首先是防火措施，储罐需要设置适当的防火墙和阻火系统。
其次是安全阀和爆破片的设置，用于防止罐内压力超过安全范围。
还需要配备泄漏探测器和报警系统，以及防爆电器设备。
4.储罐周围环境
5.附属设备
液氨储罐需要配备一些附属设备，如输送系统、冷却系统、液位监测系统等。
输送系统可以将液氨导入或排出储罐，冷却系统可以保持储罐内的液氨在适当的温度范围内，液位监测系统可以实时监测储罐内的液位情况。
总结：。
10立方米液氨压力容器储罐设计说明书
目录第一章工艺设计1.1任务书*************************************** 1.2储量***************************************** 1.3备的选型及轮廓尺寸***************************第二章机械设计2.1结构设计2.1.1筒体及封头设计材料的选择**********************************筒体壁厚的设计计算**************************封头壁厚的设计计算*************************** 2.1.2接管及接管法兰设计接管尺寸选择*********************************管口表及连接标准*****************************接管法兰的选择 *****************************紧固件的选择 ******************************* 2.1.3人孔的结构设计密封面的选择 ******************************人孔的设计********************************2.1.4 核算开孔补强**************************** 2.1.5支座的设计支座的选择**********************************支座的位置********************************** 2.1.6液面计及安全阀选择2.1.7总体布局2.1.8焊接接头设计2.2强度校核小结课程设计任务书一、绪论1、任务说明设计一个容积为103m的液液氨储罐，采用常规设计方法，综合考虑环境条件、液体性质等因素并参考相关标准，按工艺设计、设备结构设计、设备强度计算的设计顺序，分别对储罐的筒体、封头、鞍座、人孔、接管进行设计，然后采用SW6-1998对其进行强度校核，最后形成合理的设计方案。
液氨储罐的设计说明书
课程设计题目液氨储罐的设计院 (系) 化学与化工学院专业过程装备与控制工程学号0806250118姓名杨律化指导老师范晓勇目录附：课程设计任务书一序言（一）设计任务（二）设计思想（三）设计特点二材料及构件的选择（一）材料的选择（二）构件的选择三设计计算内容（一）封头的设计（二）计算压力P的确定c（三）名义厚度的初步确定（四）容器的压力实验（五）人孔的设置（六）容器载荷的计算（七）支座的设计确定（八）各物料进出管位置的确定及其标准的选择（九）液位计的设计（十）焊接接头设计四设计小结五储罐总装配示意图六参考资料附：课程设计任务书一序言：（一）设计任务：设计液氨储罐，完成主体设备的工艺设计和附属设备的选型设计，绘制总装配图和零件图，并编写设计说明书。
（二）设计思想：综合运用所学的化工容器设计的基础课程知识，本着认真负责的态度，对储罐进行设计。
在设计过程中综合考虑了经济性，实用性，安全可靠性。
（三）设计特点：容器的设计一般由筒体，封头，法兰，支座，接口管及人孔等组成。
常低压化工设备通用零件大都有标准，设计时可直接选用。
本设计书主要介绍了液氨储罐的筒体，封头的设计计算，低压通用零件的选用。
各项设计参数都正确参考了行业使用标准或国家标准，这样让设计有章可循，并考虑到结构方面的要求，合理的进行设计。
二材料及构件的选择：（一）材料的选择：氨作为一种重要的化工原料，应用广泛，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，又称为无水氨，是一种无色液体，有强烈的刺激性气味，液氨在工业上应用广泛，而且具有腐蚀性，且容易挥发，采用钢瓶和槽车装运。
纯液氨腐蚀性小，储罐可选用一般钢材，但由于压力较大，可以考虑20R，16MnR这两种钢材。
如果纯粹从技术角度看，可用20R类的低碳钢板，16MnR钢板的价格虽比20R贵，但在制造费用方面，同等重量设备的计价，16MnR钢板较为经济，所以在此选择16MnR钢板作为制造筒体和封头的材料。
25立方米液氨储罐设计说明书1
目录一、工艺设计 (1)1.1存储量设计 (1)1.2 设计压力的确定 (1)1.3设计温度 (2)二、结构设计 (2)2.1设计条件 (2)2.2结构设计 (3)2.2.1材料选择 (3)2.2.2筒体和封头结构设计 (4)2.2.3法兰设计 (5)2.2.4人孔、手孔、液面计结构设计 (7)2.2.5支座结构设计 (9)2.2.6焊接接头设计 (12)三、强度计算 (15)3.1容器的筒体和封头壁厚设计 (15)3.1.1容器的筒体和封头壁厚计算 (15)3.1.2压力容器水压试验 (16)3.2开孔补强计算 (16)一、工艺设计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存储量设计设计存储量由式1-1进行计算：1-1 式中， -- 存储量，；-- 装量系数；-- 压力容器容积，-- 设计温度下饱和液体密度，。
1.2 设计压力的确定设计压力应根据最高工作压力来确定。
对于承装液化气体的压力容器，可根据《固定式压力容器安全技术监察规程》 TSG R0004-2009 中条例3.9.3来确定，常温储存液化气体压力容器温度下的工作压力按表1-1确定:表1-1 常温储存液化气体压力容器规定温度下的工作压力设计条件要求储罐无保冷设施，且临界温度为50，因此规定温度下的工作压力为50的饱和蒸汽压，液氨50时的饱和蒸汽压为1.968 。
1.3设计温度设计温度指容器在正常工作情况下，设定的元件金属温度（沿元件金属截面的平均温度值）。
设计温度与设计压力一起作为设计载荷条件。
设计温度不得低于元件金属在工作状态可能达到的最高温度。
对于0以下的金属温度，设计温度不得高于元件金属可能达到的最低温度。
由表1-2给出了液氨的饱和蒸汽压及密度：表1-2 液氨饱和蒸汽压及饱和液密度设计条件要求工作温度为-20—50，因此，设计温度为50。
二、结构设计2.1设计条件以结构设计条件表和管口表的形式列出，见表2-1和表2-2：表2-1 结构设计条件表表 2-2 管口表2.2结构设计化工设备的结构设计包括设备承压壳体（一般为筒体和封头）及其零部件的设计。
20m3液氨储罐的设计
20m3液氨储罐的设计摘要储罐按其形式可分为方形和矩形容器、球形容器、圆筒形容器（立式、卧式）。
按其承压性质和能力可分为内压和外压，内压容器又可分为常压、低压、中压、高压、超高压等五类。
根据使用时候的壁温，可分为常温容器、高温容器、中温容器和低温容器。
按其结构材料分类，容器有金属制的和非金属制的两类。
按其反应情况可分为反应压力容器（R）、换热压力容器（E）、分离压力容器（S）、储存压力容器（C）等。
本次设计，我选用的是卧式圆筒形、中压常温的内压容器。
经计算，筒体规格为：公称直径DN 1800mm，1m高的容积V12.545m3，1m高的内表面积F1 5.66m2，1m高筒节质量536kg。
封头选用椭圆形标准封头，其规格为：公称直径DN 1800mm，曲面高度h1 450mm，直边高度h0 40mm，内表面积F i, 3.73m2,，容积V 0.866m3。
筒体外伸端到支座的距离a = 1.8m。
目录1 引言 (1)2 设计任务书 (1)3 设计参数及材料的选择 (1)3.1 设备的选型与轮廓尺寸 (1)3.2 设计压力 (2)3.3 筒体及封头材料的选择 (2)3.4 许用应力 (3)4 结构设计 (3)4.1 筒体壁厚计算 (3)4.2 封头设计 (4)4.2.1 半球形封头 (4)4.2.2 标准椭圆形封头 (4)4.2.3 标准碟形封头 (5)4.2.4 圆形平板封头 (6)4.2.5 不同形状封头比较 (6)4.3 压力试验 (7)4.4鞍座 (8)4.4.1鞍座的选择 (8)4.4.2 鞍座的位置 (9)5 结果 (11)参考文献 (13)1 引言液氨，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。
氨易溶于水，溶于水后形成氢氧化铵的碱性溶液。
液氨多储于耐压钢瓶或钢槽中，且不能与乙醛、丙烯醛、硼等物质共存。
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。
_液氨储罐设计说明书[] (修复的)
![_液氨储罐设计说明书[] (修复的)](https://img.taocdn.com/s3/m/f001352355270722192ef73c.png)
目录目录一.设计条件及设计任务 (2)二.压力容器种类的确定和材料的选用 (3)三.设计温度，A、B类焊接接头与设计压力的确定 (4)四.筒体和封头壳体厚度设计及其校核 (5)五.封头的设计 (10)六.零部件设计 (11)八.焊接接头设计 (18)九.结束语 (20)十.参考文献 (20)b.液氨储罐经常置于室外，罐内液氨的温度和压力直接受到大气温度的影响，在夏季储罐经常受太阳暴晒，液氨温度可达40℃以上，随着气温的变化，储罐的操作压力也不断变化。
但太原地区夏季最高气温也达不到50℃，因此液氨储罐的操作温度可取50℃。
16MnR的使用温度为-20～475℃，设计压力p≤35MPa，对容器中的介质没有限制，是压力容器专用钢。
三设计压力、A/B类焊接接头的设计及设计温度的确定１．设计温度的确定根据液氨储罐工作温度为-20～48℃所以选择设计温度t=50℃2壳体2.A/B类焊接接头的设计封头与圆筒连接属A类焊缝，采用双面对接焊焊接接头形式。
接头坡口设计形式为X形，局部无损检测，φ=0.85。
3．设计压力的确定经查下表得50℃下液氨饱和蒸汽压为 1.925MPa，所以工作压力W p=<1.925－0.101）MPa=1.824MPa，设计压力为容器的设计载荷条件之一，其值不得低于最高工作压力，而最高工作压力系指容器顶部在正常工作过程中可能产生的最高表压。
装设安全阀的容器，考虑到安全阀开启动作的滞后，容器不能及时泄压，设计压力不得低于安全阀的开启压力，通常可取最高工作压力的1.05~1.10倍，所以设计压力P=2.0Mpa。
并查得下表：焊接，在压力容器制造中使用十分广泛。
焊条的选择：同种材料之间用E5016，例如筒体与封头的焊接，不同中材料之间采用E403，如接管与法兰或与筒体的焊接。
九结束语这次的课程设计是对大学以来已修学科《过程装备基础》方面内容比较系统的实习，是在实践中考察我们学习和掌握能力的程度。
设计一液氨贮罐
容器设计举例及作业试设计一液氨贮罐。
工艺尺寸已确定：贮罐内径D i=2600mm，贮罐(不包括封头)长度L＝4800mm。
使用地点：天津。
解：1.罐体壁厚设计根据第二篇第八章选材所作的分析，本贮罐选用16MnR制作罐体和封头。
设计壁厚 d根据(4-12)式计算：式中P-设计压力。
本贮罐在夏季最高温度可达40℃，这时氨的饱和蒸气压为1.555MPa（绝对压力)，故取 (表压)；D i=2600mm；[ ]t＝170MPa(附录6)； ＝1.O(双面对接焊缝，100％探伤，表4-9)；C2=1mm于是：取C l＝0.8mm（见表4-10），圆整后取 n＝16mm厚的16MnR钢板制作罐体。
2．封头壁厚设计采用标准椭圆形封头。
设计壁厚 d按(4-12)式计算：式中 ＝1.0 (钢板最大宽度为3m，该贮罐直径为2.6m，故封头需将钢板并焊后冲压)；其它符号如前。
考虑钢板厚度负偏差及冲压减薄量，圆整后取 n＝16mm厚的16MnR钢板制作封头。
校核罐体与封头水压试验强度根据式(4-19)：式中：；； s=345 MPa （附录表6）水压试验满足强度要求。
3．鞍座首先粗略计算鞍座负荷。
贮罐总质量：m=m1+m2+m3+m4式中m1-罐体质量；m2-封头质量；m3-液氨质量；m4-附件质量。
（1）罐体质量m1DN=2600mm， n=16mm的筒节，每米质量为q1=1030Kg/m（见附录7），故m1=q1L=1030×4.8＝4944(Kg)（2）封头质量m2DN=2600mm， n=16mm，直边高度h=40mm 的椭圆形封头，其质量为q2=1100Kg/m（见附录19），故m2=2q2=2×1100＝2200(Kg) （3）充水质量m3m3=V式中V-贮罐容积，V=V对+V筒=2×2.51+4.8×5.309=30.42m3； -水的密度为1000Kg／m3。
m3＝30.52×1000＝30420 Kg（4）附件质量m4人孔约重200Kg，其它接管的总和按300Kg计，故m4=500Kg设备总重量m=m1+m2+m3+m4=4950+2200+30420+500=38070=3 8.1 t每个鞍座只承约受190KN负荷，所以选用轻型带垫板，包角为120°的鞍座。
3.5MPa液氨贮罐压力容器设计
化学工程与工艺（卓越计划）专业化工设备机械基础课程设计设计题目液氨贮罐的机械设计姓名学院专业班级学号指导教师设计日期评定成绩：评阅人：二〇二五年十二月二十一日目录课程设计任务书 (1)第一章前言 (3)第二章主要内容 (6)2.1选择符合要求的材料 (6)2.2确定设计参数 (7)2.3罐体壁厚设计 (7)2.4封头壁厚设计 (8)2.5校核水压实验强度 (9)2.5.1罐体水压实验强度 (9)2.5.1封头水压实验强度 (10)2.6应力的计算 (10)2.6.1罐体应力的计算 (10)2.6.2封头应力及应力分布计算 (11)2.7鞍座的设计 (13)2.8人孔的设计 (15)2.9人孔的补强 (16)2.9.1补强圈的设计 (16)2.9.2补强圈的强度验算 (16)2.10接管口的设计 (17)2.11设备装配图及有关明细表 (17)第三章心得体会 (19)参考文献 (23)图纸 (24)课程设计任务书23卓越班化工设备机械基础课程设计－设计任务书设计题目：液氨贮罐的机械设计一、设计时间：2025年12月6日～2025年12月17日二、设计条件：1.按夏季最高温度50℃考虑2.贮罐筒体为圆柱形，封头为标准椭圆封头3.容器设计压力P c （单位MPa ）：1-10序号：2.5MPa11-20序号：3.5MPa>20序号：4MPa注：序号为学生名单中第一列，以下相同。
4.贮罐内直径i D （单位mm ）：1-15号：()[]10011000⨯-+=序号i D >15号：()[]100161000⨯-+=序号i D 5.不包括封头的罐体长度L （单位mm ）：序号1-56-1011-1516-2021-25>25L220028003200240030003400三、设计内容：1.选择符合要求的材料2.确定设计参数3.罐体壁厚设计4.封头壁厚设计5.校核水压实验强度5.1罐体水压实验强度5.2封头水压实验强度6.应力的计算6.1罐体应力的计算6.2封头应力及应力分布的计算7.鞍座的设计8.人孔的设计9.人孔的补强9.1补强圈的设计10.接口管的设计11.设备装配图及有关明细表四、设计成果提交形式及时间：1.提交设计说明书的电子档、打印纸质档；提交CAD图纸（A2图纸）电子档、打印纸质档；2.提交时间：2025年12月21日下午2：00；3.务必严格按照化工系规范排版、撰写。
液氨储罐机械设计说明书
液氨储罐机械设计说明书第一章、绪论（一）、液氨贮罐的设计背景化学工业和其它流程工业的生产都离不开容器。
所有的化工设备的壳体都是一种容器，容器的应用遍及各行各业，诸如航空、航海、机械制造、轻工、动力等行业。
然而化工容器又有其本身特点，不仅要适应化学工艺过程所要求的压力和温度条件，还要承受化学介质的作用，要能长期的安全工作且保证良好的密封。
因此在容器的设计中应综合考虑个方面的因素，使之达到最优。
液氨主要用于生产硝酸、尿素和其它化学肥料，还可用作医药和农药的原料。
在国防工业中用于制造火箭、导弹的推进剂，可用作有机化工产品的氨化原料，还可用作冷冻剂，将氨进行分解，分解成氢氮混合气体这种混合气体是一种良好的保护气体，可以广泛地应用于半导体工业、冶金工业以及需要保护气氛的其它工业和科学研究中。
为能够进行连续的生产，需要有储存液氨的容器，因此设计液氨贮罐是制造贮罐的必备步骤，是化工生产能够顺利进行的前提。
（二）、液氨贮罐的分类及选型储罐的形状有圆形或球形。
圆筒形储罐两端的封头有椭圆形、球形、锥形和平盖等形状。
在本设计中由于设计体积较小且工作压力较小，可采用卧式圆筒形容器，方形和矩形容器大多在很小设计体积时采用，因其承压能力较小且使用材料较多；而球形容器虽承压能力强且节省材料，但制造较难且安装件不方便；立式圆筒形容器承受自然原因引起的应力破坏的能力较弱，故选用卧式圆筒形容器。
卧式圆筒形液氨储罐通常由卧式圆筒形筒体和两端的椭圆形封头组成，按照化学生产工艺的要求设置进料口、出料口、放空口、排污口、压力表、安全阀和液面计等。
为了检修方便，还要开设人孔，用鞍式支座支承于混凝土基座上。
选择化工容器的材料也是设计中的重要问题，应该综合考虑容器的操作条件和钢材的性能、价格等。
氨对钢材的腐蚀作用很小，但是，置于室外的液氨储罐，它的操作温度就是大气温度，它的操作压力就是操作温度对应的饱和蒸汽压。
随着气温的变化，液氨储罐的操作温度和压力也随之变化，制造储罐的钢材应能承受这种变化。
10立方米液氨压力容器储罐设计说明书
目录第一章工艺设计1.1任务书*************************************** 1.2储量***************************************** 1.3备的选型及轮廓尺寸*************************** 第二章机械设计2.1结构设计2.1.1筒体及封头设计材料的选择**********************************筒体壁厚的设计计算**************************封头壁厚的设计计算*************************** 2.1.2接管及接管法兰设计接管尺寸选择*********************************管口表及连接标准*****************************接管法兰的选择 *****************************紧固件的选择 ******************************* 2.1.3人孔的结构设计密封面的选择 ******************************人孔的设计********************************2.1.4 核算开孔补强**************************** 2.1.5支座的设计支座的选择**********************************支座的位置********************************** 2.1.6液面计及安全阀选择2.1.7总体布局2.1.8焊接接头设计2.2强度校核小结课程设计任务书一、绪论1、任务说明设计一个容积为103m的液液氨储罐，采用常规设计方法，综合考虑环境条件、液体性质等因素并参考相关标准，按工艺设计、设备结构设计、设备强度计算的设计顺序，分别对储罐的筒体、封头、鞍座、人孔、接管进行设计，然后采用SW6-1998对其进行强度校核，最后形成合理的设计方案。
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2查阅相关资料，提出可行方案3天
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指导教师（签字）：
年月日
学院院长（签字）：
年月日
第一章．设计选材及结构
1.设计压力
设计压力：2.16MPa的压力合适。 属于中压容器[5]。
设计温度：为-40℃～40℃条件下工作属于低温容器。
——单个封头的质量：查标准JB/T4746-2002《钢制压力容器用封头》中表B.2 EHA椭圆形封头质量，可知，
——充液质量： ，故
——附件质量：人孔质量为300kg，其他接管质量总和估为100kg，即
综上所述，
G=mg=178.721kN,每个鞍座承受的重量为89.361kN
由此查JB4712.1-2007容器支座，选取轻型，焊制为BI,包角为120 ，有垫板的鞍座。查JB4712.1-2007表6得鞍座结构尺寸如下表3：
0.5864
323.4
封头取与筒体相同材料。
第二章． 设计计算
1.筒体壁厚及长度计算
（1）计算压力Pc:
液柱静压力： pa
故液柱静压力可以忽略，即Pc＝P＝2.16× Pa
查 《压力容器材料使用手册-碳钢及合金钢》得16MnDR的密度为7.85t/m3，熔点为1430℃，许用应力 列于下表：
圆筒的计算压力为2.16Mpa,容器筒体的纵向焊接接头和封头的拼接接头都采用双面焊或相当于双面焊的全焊透的焊接接头，取焊接接头系数为1.00,全部无损探伤。取许用应力为163 Mpa。
g1-2
液位计口
32
38B
140
100
18
4
M12
18
40
2.3
6
4
40
2
h
温度计口
20
25B
105
75
14
4
M12
18
40
2.3
6
4
40
1
m
压力表口
20
25B
105
75
14
4
M12
18
40
2.3
6
4
40
1
n
安全阀口
100
108B
220
180
18
8
M16
20
131
3.6
12
8
52
4.5
s
排空口
50
57B
鞍座垫板有效厚度，10mm
则
应力校核：鞍座材料Q235-A·F的许用应力 ，则
第六章．容器焊缝标准
容器各受压元件的组装通常采用焊接。焊接接头是焊缝、融合线和热影响区的总称，焊缝是焊接接头的主要部分。焊接接头的形式和坡口形式的设计直接影响到焊接的质量与容器的安全。
a)回转壳体与封头的焊接接头采用对接接头
6
50
4
c
气相口
80
89B
200
160
18
8
M16
20
105
3.2
10
6
50
4
d
出液口
80
89B
200
160
18
8
M16
20
105
3.2
10
6
50
4
e
进液口
80
89B
200
160
18
8
M16
20
105
3.2
10
6
50
4
f
人孔
500
530B
670
620
26
20
M24
28
562
7.1
16
12
90
39.5
1.对接接头：
2.搭接接头
3.角接接头：
第九章．外层绝热材料
选用泡沫塑料，可发行自熄聚苯乙烯泡沫塑料板，工作温度为-65℃到70℃，厚度较小。
容积密度小，热导率低，耐振动，抗压强度良好，施工方便，保冷性能好。
参考文献
[1]赵军，张有忱等编.化工设备机械基础.第二版.北京：化学工业出版社，2007.7
由标准椭圆封头
故
所以取:A 400
鞍座的安装位置如图3所示：
3.鞍座强度校核
鞍座腹板的水平分力：
查得鞍座包角120°对应系数
支座反力：
鞍座腹板有效界面内的水平方向平拉应力：
计算高度，取鞍座实际高度和 两者中的较小值，mm
鞍座腹板厚度，mm
鞍座腹板有效宽度，取垫板宽度 与圆筒体的有效宽度 两者中的较小值，mm
2.筒体和封头切向应力校核
筒体切向应力计算：
由《化工机械工程手册》（上卷，P11-100）查得K3=0.880，K4=0.401。所以
(6.8)
封头切向应力计算：
(6.9)
因 所以合格。
第八章．焊缝接头的布置
容器各受压元件的组装通常采用焊接。焊接接头是焊缝、融合线和热影响区的总称，焊缝是焊接接头的主要部分。焊接接头的形式和坡口形式的设计直接影响到焊接的质量与容器的安全。
3.压力试验
水压试验，液体的温度不得低于5℃；
试验方法：试验时容器顶部应设排气口，充液时应将容器内的空气排尽，试验过程中，应保持容器外表面的干燥。试验时压力应缓慢上升，达到规定试验压力后，保压时间一般不少于30min。然后将压力降至规定试验压力的80%，并保持足够长的时间以便对所有焊接接头和连接部位进行检查。如有渗漏，修补后重新试验。
壁厚：
mm
钢板厚度负偏差 ,取双面腐蚀取腐蚀裕量 ㎜。
设计厚度为：
名义厚度为：
圆整后取名义厚度14mm。
（2）筒体长度计算
充装系数取0.9
即：
计算得：L＝6.008m 取L＝6m
2．封头壁厚计算
标准椭圆形封头，型号代号为EHA，则：
封头计算公式 ：
可见封头厚度近似等于筒体厚度，则取同样厚度。
由 得：直边高度h＝H- ＝25mm
3
f
500
M24
125
25
44
4
g1-2
32
M16
85
17
30
3
h
20
M12
75
13
24
2.5
m
20
M12
75
13
24
2.5
n
80
M16
90
17
30
3
s
50
M16
85
17
30
3
第五章．鞍座选型和结构设计
1.鞍座选型
该卧式容器采用双鞍式支座，材料选用Q235-B。
估算鞍座的负荷：
储罐总质量
——筒体质量：
（2）设计压力引起的轴向应力
由 (6.7)
所以
（3）轴向应力组合与校核
最大轴向拉应力出现在筒体中间截面最低处
所以
许用轴向拉压应力[σ]t=163MPa，而σ2＜[σ]t合格。
最大轴向压应力出现在充满水时，在筒体中间截面最高处
轴向许用应力：
根据A值查外压容器设计的材料温度线图得B=150MPa，取许用压缩应力[σ]ac=150MPa，︱σ1︱＜[σ]ac，合格。
式中 开孔直径：
；
人孔材料采用16MnDR. 许用应力为163MPa
所以 =1
壳体开孔的计算厚度为 =10.67mm
A=505.6×10.67+0=5394.75
2.有效补强范围
（1）有效补强B 根据GB150公式
（2）外侧有效高度 根据GB150公式
（3）内侧有效高度 根据GB150-1998公式
[2]《压力容器实用技术丛书》编写委员会编.压力容器设计知识.北京：化学工业出版社，2005.7
[3]刘湘秋编.常用压力容器手册.北京：机械工业出版社，2004.6
[4]董大勤编.化工设备机械基础.北京：化学工业出版社，2003
参考文献
[1]赵军，张有忱等编.化工设备机械基础.第二版.北京：化学工业出版社，2007.7
水压试验时的压力
水压试验的应力校核：
水压试验时的应力
Mpa
水压试验时的许用应力为
故筒体满足水压试验时的强度要求。
第三章．人孔补强设计方法判别
表4.1 人孔标准尺寸表
密封面型式
PN/
Mpa
DN
dw×s
d
D
D1
H1
H2
总质量
kg
突面
2.5
500
530×12
500
730
660
270
123
298
1. 内压容器开孔后所需的补强面积
80
109.5
142
f
人孔
g1-2
液位计口
32
61.5
82
h
温度计口
20
45.5
61
m
压力表口
20
45.5
61
n
安全阀口
80
109.5
142
s
排空口
50
77.5
107
注：1：包覆金属材料为纯铝板，标准为GB/T 3880，代号为L3。
2：填充材料为有机非石棉纤维橡胶板。
3：垫片厚度均为3mm。
3.螺栓螺柱的选择
2.筒体的选材及结构
16MnDR
3.封头的结构及选材
筒体的公称直径 有标准选择，而它的长度L可以根据容积要求来决定。
设计L/D=4 V＝12
公式