畢業設計（論文）任務書畢業設計（論文）題目60m3的液氯儲罐設計及工藝指導書編制課題內容性質科學研究課題來源性質教師收集的結合生產實際的課題指導教師?好好好?聯系方式123456789一、題目說明（目的和意義）：畢業設計是本專業教學過程的最后一個重要環節，也是培養學生分析問題和解決問題能力的主要方法，通過畢業設計，要求學生全面綜合運用所學基本理論，基本技能和生產實踐知識；學習系統地綜合運用所學的知識和技能解決實際工程問題的本領，鞏固和加深對所學知識的理解，并且通過畢業設計的實踐擴大和補充知識，使認識提高到一個新的水平。通過畢業設計的實踐，培養調查研究的習慣和工作能力，練習查閱資料和有關標準，查閱工具書或參考書，合理選擇實驗方法、實驗設備，正確操作、分析，并能以實驗分析過程和畢業論文表達設計的思想和結果。通過畢業設計，不但要提高解決具體問題的獨立工作能力，而且應建立正確的設計和科研思想，加強思想性，牢固樹立實事求是和嚴肅認真的工作態度。二、設計（論文）要求（工作量、內容）：1、總要求：設計一個容積為60m3的液氯儲罐，采用常規設計方法，綜合考慮環境條件、液體性質等因素并參考相關標準，按工藝設計、設備結構設計、設備強度計算的設計順序，分別對儲罐的筒體、封頭、鞍座、人孔、接管進行設計，形成合理的設計方案，并編制相應的焊接工藝指導書。2、給定的條件和要求：1、寫出該結構的設計方案。 2、強度計算及尺寸選擇。 3、繪制結構設計圖。4、編制主要焊縫的焊接工藝指導書。5、畢業論文一份，外文翻譯一篇，幅面大小為A4，全部由計算機打印。3、確定總體方案：分析國內外相應設備的結構，了解畢業設計任務書給定的條件，進行畢業設計可行性分析和論證，最后確定總體方案，并編制技術路線圖，按照相關知識進行設計。注：技術路線圖在論文中要以圖表形式出現。4、具體要求1、壓力容器設計要求：序號項目數值單位備注1名稱液氯儲罐2用途液氯儲存站3最高工作壓力1.4327MPa由介質溫度確定4工作溫度-20～45℃5公稱容積（Vg）70m36工稱直徑3000mm7裝量系數(φV)0.98工作介質液氯（高度危害）9使用地點室內10其它要求100%無損檢測2、工藝指導書編制要求：根據現場生產情況和經濟性選擇合適的焊接方法。5、撰寫畢業設計論文包括內容：封面、任務書、摘要、目錄、論文正文、總結論、致謝、參考文獻、英文翻譯（原文+中文翻譯）等。應闡述整個畢業設計內容，要突出重點和特色，圖文并茂，文字通暢。畢業論文的頁數不少于20頁（20頁內不含英文翻譯，幅面大小為A4，全部由計算機打印）。6、設備的要求：其它未要求指標（如絕緣等級）要符合相應國家標準。7、論文撰寫格式、裝訂順序及要求依畢業設計（論文）規范：三、進度表日期內容2016.12.5-2016.12.92016.12.12-2017.1.32017.1.4-2017.1.13畢業設計共6周，安排如下：1、文獻查閱及方案論證1周（1）調查研究、搜集和查閱資料（0.5周）（2）總體設計方案的擬定和論證（0.5周）2、設計過程3.5周（1）結構設計計算（1.5周）（2）焊接工藝指導書編制（1.5周）（3）結果分析并得出結論（0.5周）3、撰寫畢業設計論文1.5周完成日期2017.1.13答辯日期2017.3.1～2017.3.10指導教師簽字教研室主任簽字學院主管領導簽字年月日年月日年月日注：本任務書要求一式兩份，一份學院留存，一份報教務處實踐教學科。一、緒論1、任務說明設計一個容積為的液氯儲罐，采用常規設計方法，綜合考慮環境條件、液體性質等因素并參考相關標準，按工藝設計、設備結構設計、設備強度計算的設計順序，分別對儲罐的筒體、封頭、鞍座、人孔、接管進行設計，然后采用SW6-1998對其進行強度校核，最后形成合理的設計方案。2、液氯（）的性質分子量：70.91黃綠色有刺激性氣味的氣體。密度：相對密度(水=1)1.47；相對密度(空氣=1)2.48；穩定性：穩定；危險標記：6(有毒氣體)；在工業上，液氯是一種很有用的化學物質。氯可用于造紙、紡織工業的漂白；用作水和廢水的消毒、殺菌劑；且可用于制造無機、有機氯化物，如：金屬氯化物、氯溶劑、染料中間體、殺蟲劑、合成橡膠、塑料等。但由于液氯屬高毒性，是一種強烈的刺激性氣體。它對人體、環境都有很強的危害，因此液氯的存儲、運輸都是一個值得深思的問題。設計儲存設備，首先必須滿足各種給定的工藝要求，考慮存儲介質的性質、容量、鋼材的耗費量等等。而且液化氣體必須考慮它的膨脹性和壓縮性，液化氣體的體積會因溫度的改變而變化，所以必須嚴格控制儲罐的充裝量（指裝量系數與儲罐實際容積和設計溫度下介質的飽和液體密度的乘積）。目前我國普遍采用常溫壓力貯罐一般有兩種形式：球形貯罐和圓筒形貯罐。因為圓筒形貯罐加工制造安裝簡單，安裝費用少，但金屬耗量大占地面積大，所以在總貯量小于，單罐容積小于時選用臥式貯罐比較經濟。3、設計參數的確定表1：設計參數表序號項目數值單位備注1名稱液氯儲罐2用途液氯儲存站3最高工作壓力1.414MPa由介質溫度確定4工作溫度-20～40℃5工作容積（Vg）60M36工程直徑2600MM7裝量系數(φV)0.98工作介質液氯（高度危害）9使用地點室內10工作介質液氯11其它要求100%無損檢測1.1設計壓力設計壓力為壓力容器的設計載荷條件之一，其值不得低于最高工作壓力，當容器上裝有安全閥時考慮到安全閥開啟動作的滯后，容器不能及時泄壓，設計壓力P不得低于安全閥的開啟壓力通常可取最高工作壓力的1.05~1.1倍。經過查介質手冊取設計壓力為1.62Mpa。1.2設計溫度設計溫度也是壓力容器的設計載荷條件之一，指容器在正常工作情況下，設定元件的金屬溫度。當元件金屬溫度不低于0℃時，設計溫度不得低于元件可能達到的最高溫度;當元件金屬溫度低于0℃時，其值不得高于元件金屬可能達到的最高溫度。所以設計溫度選擇為50℃。1.3主要元件材料的選擇筒體材料的選擇：根據液氯的特性，查GB150-1998選擇Q345R。Q345R是壓力容器專用鋼，適用范圍：用于介質具有一定腐蝕性,壁厚較大（）的壓力容器。50℃時的許用應力,鋼板標準GB6645和“關于《固定式壓力容器安全技術監察規程》的實施意見”。根據GB713-2008中規定，厚度允許偏差按GB/T709的B類偏差取0.3mm。鋼管材料的選擇：根據JB/T4731,鋼管的材料選用20號鋼，根據GB8163，其許用應力二、壓力容器結構設計1、筒體和封頭1.1、筒體公稱直徑計算：筒體的公稱直徑有標準選擇，而它的長度L可以根據容積要求來決定。根據公式(1+5%)取L/D=5將L/D=4代入得：。圓整后，1.2、筒體長度計算：采用標準橢圓封頭，查標準JB/T4746-2002《鋼制壓力容器用封頭》中表1，得公稱直徑，封頭深度H=490mm，容積為。根據得,在3~6之間所以計算容積為，工作容積為1.3、計算壓力：液柱靜壓力:,故液柱靜壓力可以忽略，即1.4、筒體壁厚計算：該容器需100%探傷，所以取其焊接系數為。腐蝕余量，鋼板厚度負偏差，故由中徑公式可得筒體的計算厚度為：筒體的設計厚度為：筒體的名義厚度為：。圓整后取名義厚度筒體的有效厚度為：。設計溫度下允許最大工作壓力：1.5、封頭壁厚計算：由橢圓厚度計算公式可得封頭的計算厚度為：封頭的設計厚度為：封頭的名義厚度為：，圓整后取名義厚度。封頭的有效厚度為：。設計溫度下允許最大工作壓力：。1.6、水壓試驗：根據公式，式中:，，則，故符合工藝條件的要求2、鞍座選型2.1、鞍座結構該臥式容器采用雙鞍式支座，材料選用Q235-B。估算鞍座的負荷：儲罐總質量——筒體質量：——單個封頭的質量：查標準JB/T4746-2002《鋼制壓力容器用封頭》中表B.2EHA橢圓形封頭質量，可知，——充液質量：，故——附件質量：人孔質量為300kg，其他接管質量總和估500kg，即綜上所述，每個鞍座承受的重量為q=mg/2=455577N,由此查JB4712.1-2007容器支座，選取重型，焊制為BI,包角為120，有墊板的鞍座。即JB/T4712-1992鞍座B2600-F,JB/4712-1992鞍座B2600-S。查JB4712.1-2007得鞍座結構尺寸如下表2：表2：DN2200mm輕型帶墊板包角120°的鞍座尺寸單位：mm公稱直徑DN鞍座高度h允許載荷kN底板腹板筋板墊板螺栓間距L2鞍座質量kg增加100mm高度增加的質量kgl1b1δ1δ2L3b2b3δ3弧長b4δ4e260025019501880300181829526828883030620121201640488472.2、鞍座位置的確定通常取尺寸A不超過0.2L值，中國現行標準JB4731《鋼制臥式容器》規定A≤0.2L=0.2（L+2h），A最大不超過0.25L.否則由于容器外伸端的作用將使支座截面處的應力過大。由標準橢圓封頭故由于封頭的抗彎剛度大于圓筒的抗變鋼度，故封頭對于圓筒的抗彎鋼度具有局部的加強作用。若支座靠近封頭，則可充分利用罐體封頭對支座處圓筒截面的加強作用。因此，JB4731還規定當滿足A≤0.2L時，最好使A≤0.5Rm（）,即，取A=650mm綜上有：A=650mm。3、接管、法蘭、墊片和螺栓的選擇液氯儲罐要開設排污口、出液口、溫度計口、壓力表口、液位計口、人孔、安全閥口、排空口、進液口、氣相口，并根據各接口的大小選擇相對應的法蘭及墊片。表3：接管法蘭數據表公稱直徑鋼管外徑法蘭外徑法蘭厚度墊片D1D3D4TT1排污口505716520619210743出液口505716520619210743溫度計口M27×248壓力表口20251151827506143液位計口32381401843708243人孔4504806704648052856454安全閥口8089200248912614243排空口505716520619210743進液口505716520619210743氣相口505716520619210743跟據管口公稱直徑選擇相應的法蘭，2.5MPa時選用帶頸對焊法蘭，主要參數如下：表4：法蘭數據表公稱通徑鋼管外徑連接尺寸法蘭厚度C法蘭頸法蘭高度HB法蘭外徑D螺栓孔中心圓直徑K螺栓孔直徑L螺栓孔數量n螺紋ThNSHRB202510575144M121840764403238140100184M161856766425057165125184M162075786488089200160188M16241057128584、補強圈設計根據GB150，當設計壓力小于或等于2.5Mpa，腐蝕裕度為1時，在殼體上開孔，兩相鄰開孔中心的間距大于兩孔直徑之和的2.5倍，且接管公稱外徑不大于89mm時，接管厚度滿足要求，不另行補強，故該儲罐中所有接管開孔處均需要補強計算。4.1、補強設計方法判別按HG/T21518-2005,選用水平吊蓋帶頸對焊法蘭人孔。開孔直徑采用等面積法進行開孔補強計算。接管材料選用20號鋼，其許用應力根據GB150-1998，其中：殼體開孔處的計算厚度接管的有效厚度強度削弱系數所以開孔所需補強面積為4.2、有效補強范圍有效寬度B的確定按GB150中式8-7，得：有效高度的確定(1）外側有效高度的確定根據GB150，得：(2）內側有效高度的確定根據GB150-1998，得：4.3、有效補強面積根據GB150，分別計算如下：筒體多余面積

接管的多余面積接管厚度：焊縫金屬截面積4.4、補強面積因為，所以開孔需另行補強所需另行補強面積：補強圈設計：根據DN450取補強圈外徑D’=760mm。因為B>D’，所以在有效補強范圍。補強圈內徑d’=mm補強圈厚度：圓整取名義厚度為16mm三、壓力容器校核鋼制臥式容器計算單位計算條件簡圖設計壓力p1.62MPa設計溫度t50℃筒體材料名稱Q345R封頭材料名稱Q345R封頭型式橢圓形筒體內直徑Di2600mm筒體長度L10950mm筒體名義厚度n16mm支座墊板名義厚度rn12mm筒體厚度附加量C4.3mm腐蝕裕量C14mm筒體焊接接頭系數1封頭名義厚度hn16mm封頭厚度附加量Ch4.3mm鞍座材料名稱Q235-B鞍座寬度b300mm鞍座包角θ120°支座形心至封頭切線距離A650mm鞍座高度H250mm地震烈度低于七度內壓圓筒校核計算單位計算條件筒體簡圖計算壓力Pc1.62MPa設計溫度t50.00C內徑Di2600.00mm材料Q345R(板材)試驗溫度許用應力189.00MPa設計溫度許用應力t189.00MPa試驗溫度下屈服點s345.00MPa鋼板負偏差C10.30mm腐蝕裕量C24.00mm焊接接頭系數1.00厚度及重量計算計算厚度==11.19mm有效厚度e=n-C1-C2=11.70mm名義厚度n=16.00mm重量11302.61Kg壓力試驗時應力校核壓力試驗類型液壓試驗試驗壓力值PT=1.25P=2.0250(或由用戶輸入)MPa壓力試驗允許通過的應力水平TT0.90s=310.50MPa試驗壓力下圓筒的應力T==226.01MPa校核條件TT校核結果合格壓力及應力計算最大允許工作壓力[Pw]==1.69338MPa設計溫度下計算應力t==180.81MPat189.00MPa校核條件t≥t結論合格壓力試驗時應力校核壓力試驗類型氣壓試驗試驗壓力值PT=1.15P=1.6200(或由用戶輸入)MPa壓力試驗允許通過的應力水平TT0.80s=276.00MPa試驗壓力下圓筒的應力T==180.81MPa校核條件TT校核結果合格壓力及應力計算最大允許工作壓力[Pw]==1.69338MPa設計溫度下計算應力t==180.81MPat189.00MPa校核條件t≥t結論合格左封頭計算計算單位計算條件橢圓封頭簡圖計算壓力Pc1.62MPa設計溫度t50.00C內徑Di2600.00mm曲面高度hi650.00mm材料Q345R(板材)設計溫度許用應力t189.00MPa試驗溫度許用應力189.00MPa鋼板負偏差C10.30mm腐蝕裕量C24.00mm焊接接頭系數1.00厚度及重量計算形狀系數K==1.0000計算厚度==11.17mm有效厚度e=n-C1-C2=11.70mm最小厚度min=3.90mm名義厚度n=16.00mm結論滿足最小厚度要求重量944.14Kg壓力計算最大允許工作壓力[Pw]==1.69718MPa結論合格右封頭計算計算單位計算條件橢圓封頭簡圖計算壓力Pc1.62MPa設計溫度t50.00C內徑Di2600.00mm曲面高度hi650.00mm材料Q345R(板材)設計溫度許用應力t189.00MPa試驗溫度許用應力189.00MPa鋼板負偏差C10.30mm腐蝕裕量C24.00mm焊接接頭系數1.00厚度及重量計算形狀系數K==1.0000計算厚度==11.17mm有效厚度e=n-C1-C2=11.70mm最小厚度min=3.90mm名義厚度n=16.00mm結論滿足最小厚度要求重量944.14Kg壓力計算最大允許工作壓力[Pw]==1.69718MPa結論合格安全閥計算計算單位容器安全泄放量的計算介質液氯為易燃液化氣體或有可能發生火災的環境下工作的非易燃液化氣體系數F1容器外直徑D02.632m容器封頭形式橢圓+橢圓容器總長L12.369m容器受熱面積(臥式容器)108.75m2液化氣體沸點下的汽化潛熱q2305.3KJ/Kg液化氣體的沸點t2-34.6℃液化氣體的臨界溫度tk144℃液化氣體排放壓力下的飽和氣體溫度t160.2℃液化氣體排放壓力下的飽和氣體絕對溫度T333.2K液化氣體的臨界壓力pk(絕壓)7.71MPa液化氣體排放壓力下的汽化潛熱229KJ/Kg容器的安全泄放量52068.7Kg/h安全閥排放面積的計算設計壓力P1.62MPa安全閥的開啟壓力Pz（）1.58MPa安全閥的泄放壓力(絕壓)1.84MPa安全閥的出口側壓力Po(絕壓).1MPaPo/Pd.0544氣體絕熱指數k1.327.34氣體特性系數349.49對比溫度.8對比壓力.24氣體的壓縮系數Z.83安全閥的額定泄放系數K.65氣體的摩爾質量M70.91Kg/kmol安全閥的最小排放面積（臨界