《6036DN1200液氯卸车缓冲罐设计.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《6036DN1200液氯卸车缓冲罐设计.docx（28页珍藏版）》请在三一办公上搜索。
1、XX学院毕业设计（论文）DN1200液氯卸车缓冲罐设计所在学院机电学院专业 机械设计制造及其自动化班级姓名学号指导老师2014 年 03 月 20诚信承诺我谨在此承诺：本人所写的毕业设计（论文）DN1200液氯卸车缓冲 罐设计均系本人独立完成，没有抄袭行为，凡涉及其他作者的观点和材 料，均作了注释，若有不实，后果由本人承担。承诺人（签名）：2014年03月20日压力容器是是指在承受一定压力的密闭容器，DN1200液氯卸车缓冲罐作为 压力容器的一种，主要用于在液氯槽车装卸液氯时，在装置与槽车间起缓冲和平 衡压力的中间设备。本文扼要介绍了液氯缓冲罐的特点及在工业中的应用和发 展，详细的阐述了液氯缓
2、冲管的结构及强度设计计算及校核。本文主要依据课题任务书及压力容器设计手册，并应用了相关设计软件校核 参数，对容器进行强度的校核计算，大大提高了设计效率。设计时综合考虑结构 设计需要，选用经济的结构形式，同时满足制造、检修、装配、运输和维修等技 术要求；强度计算的内容包括筒体材料，确定主要结构尺寸，满足强度、应力等 技术要求，根据设计压力确定壁厚，是液氯缓冲罐有足够的腐蚀裕度，从而使设 计结果达到最优化组合。关键词:液氯缓冲管，结构设计，强度设计，补强计算AbstractPressure vessel is refers to under certain pressure airtight co
3、ntainer, DN1200 liquid chlorine unloading buffer tank as a kind of pressure vessel, it is mainly used for the liquid chlorine tank lorry loading liquid chlorine, buffer and a balance between the device and tank pressure in the middle of the equipment. This paper briefly introduces the features of li
4、quid chlorine buffer tank and the application in the industry and the development, detailed elaborated the liquid chlorine buffer tube structure and strength design calculation and checking.In this paper, according to the project specification and the pressure vessel design manual, checking paramete
5、rs, and application of the relevant design software to strength check calculation of containers, greatly improve the design efficiency. Design considering structural design needs, choose the structure of the economy, at the same time meet the manufacture, maintenance, assembly, transportation and ma
6、intenance and other technical requirements; Strength calculation including the content of the cylinder material, determine the main structure size, satisfy the strength, stress and other technical requirements, according to the design pressure to determine the wall thickness, is the corrosion of liq
7、uid chlorine buffer tank has enough margin, so that the design results of optimizing combination.Key Words： Liquid chlorine buffer tube, structure design, strength design ,reinforcement calculation第一章绪论11.1氯气的特性及影响设计因数1第二章缓冲罐在液氯卸车中的作用22.1液氯的应用和运输22.1.1液氯消毒的应用22.1.2液氯槽车的充装22.1.3液氯运输的风险32.2缓冲罐的作用和特点3第
8、三章缓冲罐结构设计43.1圆筒的设计43.2封头设计53.2.1若采用标准椭圆形封头53.2.2若采用标准蝶形封头63.3支腿的设计73.4支承式支座强度校核（标准支座JB/T4712.4-2007）83.5容器法兰设计103.6接管设计11第四章强度校核144.1内筒上封头内压计算144.2内筒下封头内压计算154.3窄面整体（或带颈松式）法兰计算16结束语19参考文献20第一章绪论1.1氯气的特性及影响设计因数氯是一种非常活泼的非金属元素，有很强的氯化性，氯气和水反应生成生成次氯酸和盐酸。次 氯酸、盐酸对钢最容易产生电化学腐蚀，因此直接影响到容器的使用寿命，这就是我们使用普通碳 钢制作液氯
9、钢瓶，罐车、储罐、缓冲罐时要严格控制其含水量的原因。在盛装氯的容器中，同时存 在着气态和液态的两相并存。容器内部压力就是氯的饱和蒸汽压，这就要求在氯气容器的设计压力 上要考虑在操作温度下氯气的饱和蒸汽，根据规定再确定出设计压力。在设计中要充分考虑氯气毒 性的高度危害，设计的容器不能有一点泄露隐患。在容器的结构设计，焊缝的焊接技术要求，焊缝 的探伤检查，设计压力的选取等，都要在设计上给予安全保证。本毕业设计论文的内容是液氯缓冲罐，其设计分析包括圆筒的设计、封头设计、支腿的设计、 容器法兰的设计、接管设计。其中以结构设计最为重要，液氯缓冲罐为内压容器PN=0.5MPa），综 合各种因素得出结论：本
10、罐设计三个接管，分别为：进料管a、出料管b、排事故接管c。根据罐内 气体液氯的腐蚀性及其它特性来选择材料，根据材料的加工性能、检修清洗的要求等因素决定采用 哪种类型的压力容器。第二章缓冲罐在液氯卸车中的作用2.1液氯的应用和运输2.1.1液氯消毒的应用此处省略XXXXXXXXXX。如需完整文档，请联系发布者账号中的企鹅号2686987875，免费 赠送文档，配套相关图纸、源文件可以咨询购买。2.1.2液氯槽车的充装（1）液氯槽车充装前的检查a. 检查槽车驾驶员、押运员的有关证件，查看液氯充装计划单；b. 查看液氯槽车的最大充装量及槽车罐内的压力；c. 检查充装槽车的管道、阀门是否畅通、好用，槽
11、车本身的阀门、压力表、安全附件是否灵活 好用。（2）液氯槽车充装前的准备a. 对接好充装槽车的气相、液相管道。b. 槽车内压力过高，需进行卸压处理，以免充装时引起氯气系统压力波动：通知氯氢处理、氯 气液化岗位；槽车内氯气纯度较高时，缓慢打开平衡阀，将氯气排至原氯系统；槽车内氯气纯 度较低时（用压缩空气进行卸车的），缓慢打开去废氯处理的排压阀门，排至原氯压力后，关闭 排压阀。（3）液氯槽车的充装a. 缓慢打开平衡阀、液相阀。b. 在充装的过程中，必须由专人监护，及时检查有无异常现象及泄漏发生，观察槽车内压力是 否升高。发现异常情况，及时处理并汇报。c. 根据地磅显示达到计划充装量后，关闭充装阀。
12、d. 打开真空阀，抽掉液氯充装管及平衡管内剩余的氯气。e. 拆卸气相及液相的充装软管。（4）液氯槽车充装量的检查及处理a.液氯槽车的实际充装量根据过磅单予以复检。b. 液氯槽车充装量不足时，重复24进行操作至规定重量。c. 液氯槽车超装时按下步骤进行：对接好超装槽车的液相管道；关闭1#与2#钢瓶充装磅间的液 氯管道阀门，打开液氯贮槽上的倒氯阀、槽车上的液氯阀；当槽车达到规定重量后，关闭液氯 贮槽上的倒氯阀、槽车上的液氯阀；打开真空阀，抽掉液氯充装管及平衡管内剩余的氯气；拆 卸液相的充装软管。2.1.3液氯运输的风险液氯是一种危险化学品,具有急性毒性、腐蚀性、反应性、氧化性和剌激性等特征。在液氯
13、运输 过程中，诱发危险事故的因素很多，稍有不慎，极易导致灾害,造成人员伤亡和财产损失及生态环境的严 重破坏。因此，根据中华人民共和国环境保护行业标准HJ / T169 - 2004建设项目环境风险评价技术 导则的规定，需要对其运输过程中存在的环境风险进行评价。通过分析和预测液氯运输过程中存在 的潜在危险、有害因素以及可能发生的突发性事件或事故引起泄漏所造成的人身安全与环境影响和 损害程度，提出合理可行的防范、应急与减缓措施以使液氯运输的事故率、损失和环境影响达到可接 受水平。本文从风险识别、风险分析、后果计算、风险管理等几个方面对液氯运输过程中可能存在 的风险进行分析与评价。液氯运输方式一般分
14、为铁路运输和公路运输。本文以铁路运输为例，说明其风险识别因子。铁路 运输的主要设备为液氯槽车和铁路设施，槽车易发液氯泄漏部位主要有槽车的各种阀门（安全阀、截 止阀、角阀、压力表阀、充装阀、入孔盖的垫片、阀门大压盖）和槽车罐体;铁路易发事故的部位有 铁轨、机车等铁路运输设备设施。当液氯槽车和铁路设施等出现质量缺陷、操作失误、交通事故、 意外事故和自然灾害等情况时，就可能引起液氯泄漏甚至发生爆炸事故。运输路线两侧环境敏感目标 如居民、农田等为主要的环境敏感目标,发生事故时,将会对其产生影响。2.2缓冲罐的作用和特点由上面其结构可知：当缓冲罐用于系统中时，由于系统压力比预充气体的压力，所以会有一部
15、分工作介质进入气囊内（对隔膜式来讲是进入罐体内），直到达到新的平衡，当系统压力再度升高， 系统压力再次大于预充气体的压力，又会有一部分介质进入囊内，压缩囊和罐体间的气体，气体被 压缩压力升高，当升高到跟系统压力一致时，介质停止进入，反之，当系统压力下降，系统内介质 压力低于囊和罐体间的气体压力，气囊内的水会被气体挤出补充到系统内，使系统压力升高，直到 系统工作介质压力跟囊和罐体间的气体压力相等，囊内的水不再外系统补给，维持动态的平衡。缓冲罐按结构可分为隔膜式和气囊式两种.。对隔膜式缓冲罐来讲，其罐体和隔膜之间预充有一定压力的氮气，气囊式缓冲罐是罐体可气囊之间预充有一定压力的氮气。第三章缓冲罐结
16、构设计3.1圆筒的设计4a.材料：由于工作介质为液氯（剧毒）以及容器的使用条件，综合经济等选材料为16MnRb.壁厚5根据式（125）计算8 =PD2岛】PC设计温度 T=55 C ,设计压力Pc = 1O25MPa，D i = 80200mm，1615MPaMPa,t s = 345MPa, = 1.0 （双面焊接对接接头，100%无损检测，表128）于是5=2.92 mmL2 x 800=1.77mm2 x 165 -1.20钢板厚度负偏差C1 =0.6mm腐蚀裕量C2=5mm根据有关资料介绍，氯气缓冲罐车腐蚀率可定为0.5mm/a，则容器按10年考虑使用寿命，腐蚀 裕度确定为C2=5,
17、一般情况下，容器接管（包括人孔、手孔）的腐蚀裕度应取筒体的腐蚀裕度。厚度附加量C1+C2=5.6mm6 n = 6 + C =7.37mm圆整后取5 = 8mmn确定选用5 = 8mm厚的16MnR钢板制作罐体 n3.2封头设计3.2.1若采用标准椭圆形封头（1）计算封头厚度一、 -、.P D厚度5按式(1221)计算8 =一2bl 4-0.5 P1.20 x 800=2.91mm于是 5 = 1.77m2 x 165 x1.0 0.5 x1.20C = C + C = 0.6 + 4=5466mm故 5 + C = 7.97mm = mm圆整后取5 = 80mmn确定选用5 =80mm厚的1
18、6MnR钢板制作封头 n（2）校核罐体一封头水压试验强度根据式（1218）bTP (D +5 )e-0.5Pc 0.94bS式中PT=1. 25P = 1.25 x H500.62EMPa5 = 5 - C1 - C. = 81-0.6&5=4rnm. 4b s = 940MPa s则 5 = bMp8。+ 3.4)= 177. 2MPaT 2 x 3.4而 0.945 = (9.9x5 x = MPas应为5t 0.94b所以水压实验强度足度3.2.2若采用标准蝶形封头（1）计算封头厚度其厚度按式（1224）计算49mm21. 2P D 1.2 x 1. 2 x 800 o5 =2.12mm
19、= 3.2b4 - 0.5P2 x 165 x 1. 0 - 0. 5 x 1. 2cb =b + C 242+5=7.=2mmmm据 b = 7.42 mmd由表129查得q = 0.6mm则 d + C1 = 7.14+0.6=67= 8. 09圆整后采用5 = 18.厚的钢板 n（2）校核罐体与封头水压试验强度根据式（1218）。 5（: +七） 0.9。e式中 Pt = 1. 25P = 1.25 x D.2=.62SMPa5 = 5 - % - C. = 9.4m0n6 - 4 = 4. 4。=340MPa则 5 = 1.5 x 4.4） = 170 MPaT 2 x 4.40.9g
20、、= 00MPa x= MPa应为5t 0.9。所以水压试验强度足够两种型式封头计算结果比较封头型式厚度/mm伸度/mm理论面积/ m 2质量/Kg制造难易程度椭圆形82281.3115.6较易蝶形103251.66128.3较易表3.1由表3.1可见，本罐宜采用标准椭圆形封头3.3支腿的设计首先粗略计算负荷贮罐总质量m = m + m + m+m1234式中m :罐体质量m :封头质量m :液氯质量m附件质量1234罐体质量m1DN = 8200mm6 = 10mmL=1400mm 的筒节=兀 D a Lp = 33.44X8 i80200+10810X0400X5850=417726飕(2
21、)封头质量m2DN = 1200mm 6 = 10mm应为封头公称直径DN = 1200mm 2000mm所以去直边高度h0 = 25mm的标准椭圆形封头 其质量m2 = 132.4Kg (JB/T 4746- 2002) 所以 m 2 = 2m2 = 2 x 132.4 = 264.8 kg(3) m3 = 0(4) 附件质量m4取所有接管质量总和按300Kg计于是m4 = 300Kg贮罐总质量 m = m + m +m +m=417.6 + 264.8 + 0 + 300 = 982.4KgF=mg = 69&19：81/44709N/4N 44每个支腿只承受2409.3N负荷，根据压力容
22、器设计手册表3320支撑式支座系列参数表 可 以选用带垫板的钢板式支座即 JB/T 47241992H = 320mm3.4支承式支座强度校核(标准支座JB/T4712.4-2007)一、输入数据符号意义及计算公式单位数值p设计压力MPa0.5t设计温度C55DN公称直径(标准规定DN800mmDN4000mm )mm1200XX学院毕业设计L圆筒长度（上下封头切线间距离）mm1400Do一壳体外径（有保温层时取保温层外径）mm12206 n封头名义厚度mm108min一成形封头最小厚度mm10JB/T4746-2002C2-封头腐蚀裕量mm5设计条件给定6 e一封头有效厚度（8e = 8mi
23、n一C2）mm5GB1501998g重力加速度m/s29.8JB/T4712.4-2007m0设备总质量kg982设计条件给定H0 容器总高度（标准规定H0 W10m）mm2568设计条件给定2S2或Dr （S2或Dr一支座底板中心线至容器中心线距离）mm1050JB/T4712.4-2007Q一支座的许用载荷kN450JB/T4712.4-2007n一支座数量个4设计条件给定k一不均匀系数（安装3个支座时取k=1, 3个支座以上时取k=0.83）0.83JB/T4712.4-2007地面粗糙度类型（A、B、C、D共四类）B设计条件给定H 一水平力作用点至底板的距离（本程序限定HW10m）mm
24、3568设计条件给定fi风压高度变化系数（按设备质心所处高度取）mm1.00JB/T4712.4-2007q0设置地区10米高度处的基本风压值N/m2550设计条件给定地震设防烈度（7度、8度、9度）度7设计条件给定设计基本地震加速度0.10（0.15）、0.20（0.30）、0.40g0.15设计条件给定a 地震影响系数0.08(0.12)、0.16(0.24)、0.320.12JB/T4712.4-2007F椭圆形封头的允许垂直载荷（对于A型，F=0；对于B型，F值查表B-1B-4）kN225.2JB/T4712.4-2007。一封头材料设计温度下的许用应力MPa170GB1501998G
25、e一偏心载荷kg10000设计条件给定Se偏心距mm 2000设计条件给定二、计算圆筒长度L与公称直径DN之比（L/DNW5）1.17JB/T4712.4-2007安装尺寸 D（对A型，D=2S2;对B型，D=Dr）：mm1050JB/T4712.4-2007地震载荷 Pe （Pe=am0g）：N1155JB/T4712.4-2007风载荷 Pw (Pw=1.2fiq0DoH0X10-6)：N2068JB/T4712.4-2007Pe+0.25PwN1672JB/T4712.4-2007P 水平力（取Pw和Pe+0.25Pw的较大值）N2068JB/T4712.4-2007q+也坞纠X10-3
26、L knnD kN31.98JB/T4712.4-2007支座处封头允许垂直载荷：FkN225.20JB/T4712.4-2007三、结论符合标准范围Ho10m，本支座可用。符合标准范围800DN4000，本支座可用。符合标准范围L/DN5,本支座可用。Q Q 满足支座本体允许载荷要求Q 6.4mmb=2.53，Lb0 6.4mmD二 D 外-2b预紧状态下需要的最小螺栓载荷WaWa= bDG 尸=1407549.8N螺栓受力计算操作状态下需要的最小螺栓载荷WpWp - Fp + F - 776971.9N所需螺栓总截面积AmA - max (A , A ) - 6639.4mm2实际使用螺栓
27、总截面积AbA - n 4d1 - 13529.1 bmm2力矩计算操作FD -0.785 D 2p-565200.0 cNLD- L a+ 0.5 6 -44.5mmMD- FD LD -25151400.0N. mmFg- F-136145.5NLg- 0.5 ( Db - Dg )-18.8mmMg-Fg Lg-2561512.2N. mmMpFt - f-fd-75233.1NL -0.5(L + 5 +L )TA1G-38.2mmMt- Ft Lt -2870687.2N. mm外压：M - F (L - L )+F (L -L )；内压：M - M+M +M pDDGT T GpD
28、 G TM - 30583600.0N.mm预紧MaW-213781.2NLG - 18.8mmM -WL -40222aG824.0N. mm计算力矩M-M与M b t/b中大者M - 40222824.0opaffoN. mm结束语这次设计是在大学完成全部课程的基础上，查阅了相关资料的基础上进行的，是一次理论较强 的训练练。在指导教师的热心指导下，经过团队的努力，顺利完成了本次设计任务。本次设计大致分四个步骤，首先进行的是工艺部分的计算，确定筒体的壁厚、封头结构、支腿 结构、接管结构、容器法兰等，然后进行结构设计，通过已知条件及工艺计算的结果选定液氯缓冲 罐，其中涉及到一系列零部件的设计和
29、选择，这步工作需要参照压力容器设计手册进行设计；接 着进行各部件的强度校核，用以保证各零部件的强度，这也是设计的难点和重点。这三步工作完成 以后，最后就是绘图与打印。设计是一个从无到有的过程，其中有很多因素都必须考虑到，因此需要一定的耐心和细心才能 够完成。在这次设计过程中，使我们学到了很多知识，并把理论知识进行了进一步的了解与探索，但是， 由于时间和自己掌握的知识有限，在设计的过程中难免有错误，衷心希望老师指正。参考文献1 .董大勤。化工设备机械基础。北京：中央广播电视大学出版社，19932 .张康达，洪起超。压力容器手册。北京：劳动人事出版社，20023 .余国宗。化工机械手册。天津：天津大学出版社，19914 .吴泽烩。化工容器设计。北京：北京化学工业出版社，19835 .刁玉玮，王立业，喻健良。化工设备机械基础。6版。大连：大连理工大学出版社，20066 .化工部设备设计中心站。化工设备结构
