毕业设计ppg萃取罐设计课程设计说明书.doc

新疆工程学院课程设计说明书题目名称： PPG萃取罐设计 专业石油化工生产技术班级石化111（1）班课程名称化工机械设备基础设计题目PPG萃取罐设计指导教师薛风起止时间12.14114周数四周设计地点南昌路校区指导思想和目的：以已知设计资料，选定提升系统各部件，对其主要参数进行计算及选定，对有关部件进行安全性校验，对提升系统的运动学及动力力学进行计算，达到对提升系统进行合理的选型，并达到对所学知识的应用和实践能力得到了提高，增强工程意识和素养，培养独立分析和解决问题能力的目的设计参数计算压力：=0.4MPa计算温度：t=230.0C内径 ： =3200mm材料 ： 16MnR板材 试验温度许用应力=170.00mm设计温度许用应力=165.00MPa试验温度下屈服点=330.00MPa钢板负偏差=0.00mm腐蚀裕量 =4.00mm焊接接头系数k=1.0设计要求1. 课题介绍2. 布置强度计算3. 强度计算和考虑结构设计4. 检查强度计算结果5. 完成CAD图6. 完成设计说明书7. 交设计说明书8. 设计答辩前言机械原理课程是培养学生具有机械理论能力的技术基础课。课程设计则是机械设计课程的实践性教学环节，同时也是我学习机械专业来第一次全面的自主进行机械设计能力的训练。在这个为期两周的过程里，我们有过紧张，有过茫然，有过喜悦，感受到了学习的艰辛，也收获到了学有所获的喜悦，回顾一下，我觉得进行机械原理课程设计的目的有如下几点：通过课程设计实践，树立正确的设计思想，增强创新意识，培养综合运用机械原理课程和其他先修课程的的理论与实际知识去分析和解决机械设计问题的能力。学习设计机械产品的一般方法，掌握机械设计的一般规律。通过制定设计方案，合理选择传动机构，正确计算零件的工作能力，确定尺寸及掌握机械零件，再进行结构设计，达到了解和掌握机械零件，机械传动装置或简单机械的设计过程和方法。学习进行机械基础技能的训练，例如：计算、绘图、查阅设计资料和手册等。 本次设计压力容器设计，容器的设计一般由筒体、封头、法兰、支座、接口管等组成。常低压化工设备通用零部件大都有标准，设计时可直接选用。本设计主要介绍液罐的筒体、封头的计算过程及低压通用零部件的选用。各项设计参数都正确参考了行业标准和国家标准，这样就使得设计有章可循，近而进行更合理的设计。摘 要本文扼要介绍了PPG萃取罐的特点及在工业中的广泛应用，详细介绍了PPG萃取罐的结构及强度设计计算、制造和检修维护。参照GB150-1998及压力容器设计手册，综合考虑各种因素，结构设计需要选择适用合理、经济的结构形式，同时满足制造、安装、运输等要求；而强度计算的内容包括贮罐的材料选择，确定主要尺寸，满足强度、刚度和稳定性等要求，根据设计压力确定壁厚，使贮罐有足够的腐蚀裕度，从而设计结果达到最优化组合。设计结果满足用户要求，安全性与经济性及环保要求均达合格。关键词：PPG萃取罐、结构设计、强度校核、开孔补强设备设计主要技术指标内筒设计压力Mpa0.004设计温度100最高工作压力Mpa0.004工作温度介质名称水设备主要材质设备容积30夹套设计压力Mpa0.4设计温度230最高工作压力Mpa0.4工作温度介质名称水蒸汽设备主要材质管口表符号公称压力公称尺寸法兰形式密封面形式用途伸出长度N1PN1.6DN80SORFPPG进口见图N2PN1.6DN40SORF热汽进口见图N3PN1.6DN50SORF纯水进口见图N4PN1.6DN80SORFPPG出水进口见图N5PN1.6DN50SORF蒸汽进口见图N6PN1.6DN50SORF冷凝水出口见图N7PN1.6DN100SORF排净口见图N8PN1.6DN50SORF呼吸阀接口见图N9PN0.6DN500SORF人孔口见图N10PN1.6DN50SORFLIT接口见图N11PN1.640SORFTC接口见图N12PN1.640SORF备用口见图M搅拌机口目 录符号说明11罐体及裙座壁厚设计21.1内筒壁厚设计21.3夹套壁厚设计32强度校核32.1内筒罐体与封头水压实验强度校核32.2夹套水压实验强度校核43支承座.43.1内筒质量43.2夹套质量53.3附件质量54人孔54.1 人孔补强55接管55.1 PPG进口罐65.2 2号蒸汽进口65.3 3号纯水进口65.4 PPG出口罐65.5 5号蒸汽进口75.6冷凝水进口85.7排进口85.8呼吸阀接口85.9 LIT接口85.10 TC接口8参考文献12总结13化工设备机械基础设计符号说明C1 钢板负偏差mm 焊接接头系数 P 设计压力Mpa 体积m3Pw 工作压力 Mpa 密度g/cm3 圆筒材料在试验温度下的屈服强度Mpa 筒体设计厚度mm 圆筒材料在试验温度下的许用应力Mpa 轴向许用应力 MPa 容器元件材料在试验温度下的许用应力 Mpa 实验压力 MPa 筒体计算厚度 mm 设计温度下的许用应力 MPa 筒体有效厚度 mm 筒体名义厚度 mm 腐蚀裕量 mm 计算压力 Mpa 注：由于部分符号在计算过程之前或者计算过程之后进行了说明，此外在另行说明 1罐体及裙座壁厚设计1.1内筒壁厚设计贮罐内径 罐体（不包括封头）长度见图表可知，本萃取罐选用16MnR制作罐体和封头假设筒体名义厚度 附加裕量则筒体有效厚度则 查图13-6 外压或轴向受压筒几何参数计算图 得系数A=0.0006查图13-9 外压圆筒管子和球壳厚度计算图 得系数B=78 Mpa则允许工作外压因为 则可选用20mm厚16MnR钢制作筒体1.2内筒封头设计 采用标准椭圆形封头设计底部假设 附加裕量 则查图13-9 得则 因 则可用厚或厚16MnR钢制作的标准椭圆形封头内筒顶部采用平板封头 其厚度计算公式为 （100）式中 K取0.25 取1.0 于是最后采用圆整厚度为9mm的16MnR钢制作1.3夹套壁厚设计壁厚计算式 确定参数 （设计温度为230）（双面焊焊接接头 100无损检测）取腐蚀裕量于是 mm根据 取则 复验故取 所以选用厚度为6mm的16MnR钢做夹套材料2强度校核2.1内筒罐体与封头水压实验强度校核根据式 式中 则 而 因为 所以水压试验强度足够2.2夹套水压实验强度校核根据式 式中 则 而 因 所以水压试验强度足够3支承座. 粗略计算支承座负荷 贮罐总质量3.1内筒质量 封头质量（公称直径3200mm 标准椭圆形封头JB/T4746-2002）则 3.2夹套质量由图可知夹套高度 选用U形夹套 可查图得（JB/T 4751-2002）约取50Kg3.3附件质量人孔质量约为200，其它附件约为300，共500贮罐总质量 =6881.47+1260.6+50+500=70622.07根据公称直径340，选用B7型支承座4人孔 根据罐设计温度，最高工作压力、材质、介质及使用要求等条件，选用公称压力为0.6的垂直吊盖带颈平焊法兰人孔（HG21531995），人孔公称直径选定为500。采用实槽面密封面和石棉橡胶板垫。该垂直吊盖带颈平焊法兰人孔的标记为 人孔II （）5001.6 HG 2.51919954.1 人孔补强 人孔开孔补强采用补强圈结构，材质为16，根据JBT47362002，确定补强内径，外径，补强圈厚度为205接管5.1 PPG进口罐采用，无缝钢管，管的一端切成，伸入罐内少许，配用突面带颈平焊管法兰SORF801.6 HG20594 因为接管长度较短，用凸缘代替，所以不必补强了5.2 2号蒸汽进口采用无缝钢管，配用突面带颈平焊管法兰SORF501.6 HG20594不必用不强，用凸缘代替5.3 3号纯水进口采用，无缝钢管，配用突面带颈平焊管法兰 SORF501.6 HG20594不必用不强，用凸缘代替5.4 PPG出口罐采用，无缝钢管，一端向下弯曲插入内筒，配用突面带颈平焊管法兰SORF801.6 HG20594 内筒上的补强接管计算厚度：开口直径为：已知筒体的名义厚度 ，计算厚度 ，补强部分厚度 ，接管有效补强宽度 ，接管有效补强高度 需要补强的金属面积则 补强满足 夹套上的补强已知夹套名义厚度，计算厚度，补强部分厚度，接管有效补强高度 需补强金属面积再考虑到焊缝金属截面积，补强可满足5.5 5号蒸汽进口采用无缝钢管，配用突面带颈平焊管法兰 SORF501.6 HG20594夹套补强接管计算厚度为：开孔直径为 接管有效补强宽度 接管有效补强高度 需补强的金属面积 则 补强满足5.6冷凝水进口 采用5号蒸汽进口管相同配置，相同补强5.7排进口 SORF1001.6 HG20594补强计算接管计算厚：开孔直径为 接管有效补强宽度 接管有效补强高度 需补强金属面积 因 则另加补强 5.8呼吸阀接口 采用无缝钢管，配用突面带颈平焊管法兰SORF501.6 HG20594 不需要补强（凸缘结构）5.9 LIT接口 选用无缝光管，配用突面带颈平焊管法兰SORF501.6 HG20594 不需要补强（凸缘结构）5.10 TC接口 采用无缝光管，配用突面带颈平焊管法兰SORF501.6 HG20594补强计算 内筒补强接管计算厚度 开孔直径为 接管有效补强宽度 接管有效补强高度 需补强金属面积 因 则补强满足 夹套补强补强高度 因 则补强满足每根支腿质量总质量8.814.319.225.430.636.1顶板0.60.80.91.01.21.4底板1.32.32.73.43.95.1支柱6.911.215.621.025.529.6尺寸参数3624635636657648649661067116612661365规格M20M22孔径2426垫板厚度一般取与圆筒厚度相等长度140180200220240270300宽度180230260290320360400篮板边长160190200220230250270底板厚度16202022222426边长103120130140150165180焊缝长度90115130145160180200H94096511801195131013301450角钢支柱长度92494511601173128813061424规格6363880801090901010010012110110121251251214014012支承最大高度800100011001200容器最大总高28803400392044505000支腿数量3 4 适用公称直径40050060070080090010001100120013001400每根支腿允许载荷6 8101312141619222428支座号1 2 3 4 5 6 参考文献1. 化工设备机械基础第五版 刁与玮 王立业 编著 2003.3；2. 化工单元过程与设备设计匡国柱 史启才 主编；3.化工设备机械基础参考资料；4.钢制压力容器GB150-1998；5.压力容器安全技术监察规程国家质量技术监督局 1999年。总结 “宝剑锋从磨砺出，梅花香自苦寒来”。学习了一学期的化工机械基础知识，好多知识都用在了这个时候。 在此期间提高了自己查阅文献的能力，在使用计算机期间，通过对平面布置图进行绘制，及对Microsoft Word等的使用，使自己的计算机水平得到了提高。在设计中，我们学到了许多课堂学不到的东西，这为以后的工作打下夯实的基础。通过此次设计，我深刻认识到自己所学的浮浅，了解的局限。这次课程设计使我充分理解到化工原理课程的重要性和实用性，更特别的是对PPG萃取罐的结构全方面的了解和设计。对实际单元操作设计中所设计中所涉及的各方面要注意问题有所了解。通过这次对PPG萃取罐的设计，不仅让我将所学的知识应用到实际中，而且对知识也是一种巩固和提升充实。通过这次课程设计，使我获得了很多重要的知识，同时也提高了自己的实际动手和灵活运用知识的能力。也对团队合作的重要性有了更深刻的体会。最后，感谢在此设计中给予我大力帮助并耐心指导的薛风老师从百忙中抽出大量时间来帮我解答各种问题。在这里，我向所有帮助过我的老师和同学表示我深深的谢意！ PPG萃取罐内筒设计压力Mpa0.004设计温度100最高工作压力Mpa0.004工作温度介质名称水设备主要材质16MNR设备容积30夹套设计压力Mpa0.4设计温度230最高工作压力Mpa0.4工作温度介质名称水蒸汽设备主要材质16MnR管口表符号公称压力公称尺寸法兰形式密封面形式用途伸出长度N1PN1.6DN80SORFPPG进口见图N2PN1.6DN40SORF水蒸汽进口见图N3PN1.6DN50SORF纯水进口见图N4PN1.6DN80SORFPPG出水口见图N5PN1.6DN50SORF蒸汽进口见图N6PN1.6DN50SORF冷凝水出口见图N7PN1.6DN100SORF排净口见图N8PN1.6DN50SORF呼吸阀接口见图N9PN0.6DN500SORF人孔口见图N10PN1.6DN50SORFLIT接口见图N11PN1.640SORFTC接口见图N12PN1.640SORF备用口见图M搅拌机口14PPG萃取罐设计- 1 -