荆楚理工学院课程设计成果学院:化工与药学院一班级:学级过程装备与限制工程2班学生姓名：黄超学号:2022402022220设计地点单位化工实验楼A411设计题目:32t浓硫酸储罐设计完成日期：年月日指导教师评语：成绩五级记分制:教师签名:荆楚理工学院课程设计任务书设计题目：32t浓硫酸储罐设计学生姓名黄超2022402022220课程名称专业课程设计专业班级2022级过程装备与限制工程2班地点化实A411起止时间2022.12.52022.12.16设计内容及要求一、设计任务1、设备工2、结构设计；2、设备强度计算与校核；3、技术条件编制；4、绘制设备总装配图A1图纸1张；5、编制设计说明书.二、设计内容1、储罐工艺参数计算,包括设计存储量、设计压力、设计温度等确实定.2、储罐的结构设计.根据储罐的结构特点,确定筒体、封头、接管、开孔、支座及平安装置等材料的选择及结构设计,焊接接头设计.3、储罐的强度计算与校核,包括筒体、封头的厚度计算和开孔补强计算等内容.4、储罐的零部件的选配,包括支座,手、人孔,各种设备接口:接管与管法兰、补强圈、液体进、出料管等.5、根据罐内介质的危险特点,对储罐在使用治理过程中应注意的平安问题提出对策举措.6、编制设计说明书,并绘制装配图A1一张.设计说明书应根据设计指导思想说明设计特点,列出设计主要技术数据,对有关结构和材料选型作出技术上和经济上的论证和评价.应按设计程序列出计算公式和计算结果；对所选用的公式图表应注明来历.7、图纸要求1按?机械制图?、?化工设备图样技术要求?标准绘图；2要启足够的下点图,下点图要注明比例；要在图向止确的前提下,力求清洁,不要颠倒主次要求；3标题栏、明细表、设计数据表、管口表等应正确无遗漏,根据标准填写准确；零件编号要齐全；技术要求撰写符合要求.8、注息事项：1写出详细计算步骤,并注明选用数据的来源；2设计说明书要求字数不少于4000字,计算正确,论述清楚,文字精练,插图简明,书写整洁,格式正确.装订成册上交.1技术特性指标:序号项目数值单位备注1名称浓硫酸储罐2用途浓硫酸储存3操作压力见附表MPa设4操作温度:见附表C计5公称容积VgP见附表m3笏6Mr工作压力波动情况口不考虑喊7装量系数0.98工作介质浓硫酸9使用地点荆门市,室外10安装与地基要求11其他要求2接管口参数：符号公称尺寸公称压力连接面形式用途或名称A40凸面进料口B20凸面放空口C80凸面出料口D100凸面排污口LG220凸面液位计口LT1240凸面自动液位计口M450凸面人孔第一天：根据课程设计任务书查阅相关资料.第二天：根据设计任务和工艺要求,确定总体设计及计算.第三天：进行强度计算.第四天：进行零部件设计和选用.第五天：绘制草图.第六天：绘制绘制底图.第七天：加粗、标注尺寸、编件号、管口号、填技术特性表、标题栏、明细表等.第八、九天：整理计算说明书.第十天：质疑,收说明书,收图.参考资料1郑津洋等2潘红良.3贺匡国.4蔡纪宁.5董大勤.过程设备设计.北京.化学工业出版社.2022过程设备机械设计.上海.华东理工大学出版社.202220222000化工容器及设备简明设计手册.化工设备机械根底课程设计指导书化工设备机械根底.北京.化学工北京：化学工业出版社,北京：化学工业出版社,.业出版社,2022学姓操作压操作温容积学姓操作压操作温容积其它号名力MPa度Ct号名力MPa度Ct王晓帆常压45820黄超常压453218陈洋常压451621鲁奇常压454019胡亚辉常压45241、本表应在每次实施前一周由负责教师填写二份,教研室审批后交学院院备案,一份由负责说教师留用.明2、假设填写内容较多可另纸附后.3、姻多名字生共用日勺,在设计内谷、参缎、要求等力回成侣所区别.教研室主任：指导教师：石腊梅2022年11月18日目录第一章介质特性3第二章设计参数的选择32.1 筒体材料的选择32.2 公称直径确实定32.3 设计压力32.4 设计温度42.5 焊接接头系数4第三章设备的结构设计53.1 圆筒厚度的设计53.2 封头的设计53.2.1 封头厚度的设计53.2.2 封头的结构尺寸63.3 鞍座选型和结构设计63.3.1 鞍座选型63.3.2 鞍座位置确实定73.4 卧式储罐的附件及其应用83.4.1 接管和法兰93.4.2 垫片的选用103.4.3 螺栓螺柱的选择103.5 人孔的选择113.6 液位计的选择11第四章容器强度的校核114.1. 水压试验应力校核114.2. 筒体轴向弯矩计算114.2.1 圆筒中间截面上的轴向弯矩124.2.2 鞍座平面上的轴向弯矩124.3. 体轴向应力计算及校核134.4. 筒体和封头中的切向剪应力计算与校核144.5. 封头切向剪应力计算144.6. 筒体的周向应力计算与校核144.7. 鞍座应力计算与校核164.7.1 腹板水平分力及强度校核164.8. 震引起的地脚螺栓应力184.8.1 倾覆力矩计算184.8.2 由倾覆力矩引起的地脚螺栓拉应力184.8.3 由地震引起的地脚螺栓剪应力19第五章开孔补强设计195.1 人孔补强195.1.1 补强设计方法判别195.1.2 有效补强范围205.1.3 效补强面积205.1.4 补强面积21第六章卧式储罐的焊接216.1 焊缝布置216.1.1 接头的分类及其选择216.1.2 焊缝的布置226.2 焊接方法226.3 焊接顺序236.3.1 焊前清理236.3.2 焊接过程和顺序236.3.3 焊后处理24第七章设计心得体会25第八章参考文献26第一章介质特性浓硫酸,俗称坏水,化学分子式为H?SC?,是一种具有高腐蚀性的强矿物酸.坏水指质量分数大于或等于70%勺硫酸溶液.浓硫酸在浓度高时具有强氧化性,这是它与普通硫酸或普通浓硫酸最大的区别之一.同时它还具有脱水性,强氧化性,强腐蚀性,难挥发性,酸性,吸水性等.常用的浓硫酸中H2SC4的质量分数为98.3%,其密度为1.83gcm-3,其物质的量浓度为18.3molL-1.98.3%时,熔点:10C;沸点：338C.硫酸是一种高沸点难挥发的强酸,易溶于水,能以任意比与水混溶.浓硫酸溶解时放出大量的热,因此浓硫酸稀释时应该酸入水,沿器壁,慢慢倒,不断搅.第二章设计参数的选择2.1 筒体材料的选择根据GB150-2022表D.1并结合实际情况,选用筒体材料为碳素钢Q-235C(钢材标准为GB/T3274-2022).Q-235C适用范围规定如下：(1)容器设方t压力pW1.6MPa；(2)钢板使用温度为0-300C;(3)用于壳体时,钢板厚度不大于40mm2.2 公称直径确实定设筒体直径为D,筒体长度为L=2D,选用标准椭圆封头,那么其体积可表示为VV1V2D32422D17.50.9由此可求得D=2197mm所以粗定D=2200mm2.3 设计压力设计压力是指设定的容器顶部的最高压力,与相应的设计温度一起作为设计载荷,其值不得低于工作压力.3液柱静压力：P1gh1.83109.82.20.0395MPa根据化学化工物性分析手册表3.6.5查饱和蒸汽压：Pc=0.0118Mpa工作压力.PwP0Pc0.1010.01180.1128MPa设计压力：P1.1PW1.10.11280.1241MPa计算压力：p=0.1241+0.0395=0.1636Mpa2.4 设计温度设计温度指容器在正常工作情况下,设定的元件的金属温度沿元件金属截面的温度平均值.设计温度与设计压力一起作为设计载荷条件.设计温度取50Co2.5 焊接接头系数焊接接头系数是以焊接强度与母材强度之比值表示的.它与焊缝位置焊接方法以及检验等因素有关.JB4732标准中要求受压元件焊缝必须100%6损检测,取焊缝系数1.00.设计参数总结如下表2.1:表2.1设计数据序号工程数值单位备注1名称32t浓硫酸储罐2用途浓硫酸储存3筒体材料Q-235C4设计压力0.1241MPa5设计温度50oC6公称直径2200mm6公称容积17.53m7装量系数0.98工作介质浓硫酸9使用地点荆门市,室外10其他要求100炕损检测t许用应力122MPa利用中径公式计算厚度:PcD21-P0.1636220021122-0.16361.4761mm第三章设备的结构设计3.1圆筒厚度的设计s235MPa查GB150-2022中表D.1,可得：在设计温度50c下,屈服极限强度,圆整后,取名义厚度n10mm筒体的有效厚度enC1C210028mm3.2封头的设计3.2.1 封头厚度的设计查JB/T4746-2022?钢制压力容器用封头?中表1,得公称直径DDn2200mmDi选用标准椭圆形封头,型号代号为EHA那么2hi2,根据?过程设备设计?郑津洋中椭圆形封头计算中式4-46计算:PDt2-0.5P0.1636220021122-0.50.16361.4756mm同上,取C2=2mmC10.封头的设计厚度dCiC23.4756mm查标准HG20580-1998?钢制化工容器设计根底规定?表7-1知,钢板厚度负偏差为0.25mm,而?过程设备设计?郑津洋中4.3.2.3知,当钢材的厚度负偏差不大于0.25mm,且不超过名义厚度的6%寸,负偏差可以忽略不计,故取C10.查HG20580-1998?钢制化工容器设1t根底规定?表7-5知,在无特殊腐蚀情况下,腐蚀裕量C2不小于1mm本例取C2=2mm那么筒体的设计厚度C1C21.4761023.4761mm圆整后,取封头的名义厚度10mm有效厚度enGC28mm3.2.2封头的结构尺寸Di由2Hh59055040mm根据标准容积,如下表JB/T4746-2022?钢制压力容器用封头?中表B