多功能全多层高压氢气储罐的安全可靠性分析

多功能全多层高压氢气储罐的安全可靠性分析2006-10-13

多功能全多层高压氢气储罐的安全可靠性分析

浙江大学化工机械研究所郑津洋* 徐平陈瑞刘鹏飞李磊开方明朱国辉

北京飞驰绿能电源技术有限公司张立芳

中国石化集团南京设计院俞群

摘要：随着氢燃料电池汽车的发展，国际上正在兴起加氢站建设的高潮。我国也将在上海、北京等地建设数座采用高压储氢的加氢站。高压储氢容器是加氢站的关键设备。本文从多功能全多层高压氢气储罐结构特点、失效形式和设计思想等方面出发，结合钢带错绕式压力容器的发展简史，通过与无缝高压氢气储罐的综合对比分析，阐述多功能全多层高压氢气储罐的安全性、经济性和可靠性。

关键词：高压储氢储氢设备高压容器

Analysis of Safety and Reliability of Multi-functional layered High Pressure Hydrogen Storage Tank

Zheng Jinyang, Xu Ping, Chen Rui, Liu Pengfei, Li Lei, Kai Fangming, Zhu Guohui

Institute of Chemical Machinery & Process Equipment,Zhejiang University, Hangzhou 310027, PR China

Zhang Lifang

(Beijing Feichi Green Energy Electricity Source Co. Ltd, Beijing 100094, P.R. China)

Yu Quan

(Sinopec Nanjing Design Institute, Nanjing 210048, P.R. China) Abstract：With the development of hydrogen fuel cell vehicles, the hydrogen refueling station (denoted HRS) has been the focus of the world. In China, several HRSs utilizing high pressure hydrogen storage will be constructed in Shanghai and Beijing. The high pressure hydrogen storage tank is the key equipment of HRS. This paper analyzes the safety, economical efficiency and reliability of multi-functional layered high pressure hydrogen storage tank by explaining its structural characteristics, failure modes and design concept as well as describing the history of flat ribbon wound pressure vessel and comparing

multi-functional layered high pressure hydrogen storage tank with seamless high pressure hydrogen storage tank.

Key words: hydrogen storage equipment; high pressure hydrogen storage; high pressure vessels

1、引言

由于化石能源短缺和环境污染的加剧，具有燃烧产物洁净、燃烧效率高、可再生等优点的氢能被认为是新世纪的重要二次能源[1]。随着氢燃料电池和电动汽车的迅速发展与产业化，经济、安全的加氢站建设受到世界各国的高度关注。随着氢燃料电池汽车的发展，国际上正在兴起加氢站建设的高潮。我国也将在上海、北京等地建设数座采用高压储氢的加氢站。高压储氢具有储罐结构简单、压缩氢气制备能耗少、充装速度快等优点，是现阶段加氢站氢能储存的主要方式。综合

考虑压缩能耗、储罐安全、充装设备投资等因素，高压氢气的理想储存压力为35-70MPa[2-3]。

高压储氢是高压容器的一个新的应用领域。目前，加氢站使用的高压氢气储罐，绝大多数为高强钢制整体无缝储罐。由于材料和结构上的原因，这种储罐存在对氢脆敏感性高、在线安全状态检测困难、容积小（大容量时泄漏点多）等缺点。为此，在深入研究和总结长期实践经验的基础上，浙江大学化工机械研究所研发了具有承压、抑爆抗爆、缺陷分散等多种功能全多层高压储氢容器[4]。

高压储氢容器是加氢站的关键设备，也是具有潜在泄漏和爆炸危险的特种设备。安全、可靠、经济是高压储氢容器的基本要求。本文从多功能全多层多功能高压氢气储罐结构特点、失效形式和设计思想等方面出发，结合钢带错绕式压力容器的发展简史，通过与无缝高压氢气储罐的综合对比分析，阐述多功能全多层高压氢气储罐的安全性、经济性和可靠性。

2、多功能全多层高压氢气储罐结构特点

多功能全多层高压氢气储罐由绕带筒体、双层半球形封头、加强箍和接管组成，如图1所示。

绕带筒体由薄内筒、钢带层和外保护壳组成。薄内筒通常由钢板卷焊而成，其厚度一般为筒体总厚度的1/6左右。钢带层由多层宽80～160mm、厚度4～8mm的热轧扁平钢带组成。钢带以相对于容器环向15°～30°倾角逐层交错进行多层多根预应力缠绕，每根钢带的始末两端斜边用通常的焊接方法与双层封头和加强箍共同组成的斜面相焊接。外保护壳为厚3～6mm的优质薄板，以包扎方式焊接在钢带层外面。

双层半球形封头的厚度按强度要求确定，由厚度相近的内外层钢板经冲压成型。在工作压力下，即使内半球形封头因裂纹扩展等原因，导致内层泄漏，外半球形封头也能承受工作压力的作用。外层半球形封头端部有与加强箍相配合的圆柱面和锥面。加强箍先由钢板卷焊成短筒节（对接焊接接头经100%无损检测合格），再加工与外层半球形封头相配合的圆柱面和锥面。

3、多功能全多层高压氢气储罐的失效形式

多功能全多层高压氢气储罐的失效形式为容器超压破坏、工作压力下内筒破坏和钢带断裂等三种形式。

3.1 容器超压破坏

跟其他任何结构形式的高压容器一样，当内压达到其爆破压力或者材料发生严重氢脆时，多功能全多层高压氢气储罐也会发生爆破。但是，这种可能性是极小的。其原因有四个：一是容器上装有安全阀，一旦容器超压，安全阀就会动作，泄放氢气，防止超压；二是压力由压缩机提供，压缩机的最高排气压力远小于容器的爆破压力；三是容器所用的材料强度低，与室温高压氢气有很好的相容性；四是容器壁厚，氢气温度受环境温度和充放氢引起温度变化的影响小。

3.2 工作压力下内筒破坏

在充氢和放氢过程中，多功能全多层高压氢气储罐受到变动压力的作用，容器有可能发生疲劳破坏。由于多功能全多层高压氢气储罐独特的结构，即使发生疲劳破坏，内筒和内半球形封头的失效形式也为“只漏不爆”，而不会像单层高压容器那样发生整体脆性破坏，这是因为：

（1）在钢带缠绕预应力作用下，内筒沿环向、轴向同时收缩。收缩引起的压缩预应力可以部分甚至全部抵消工作压力引起的拉伸应力，使得内筒处于低应力水平。

（2）在材料化学成分和轧制状态相同的条件下，薄钢板、窄薄钢带的断裂韧性高于厚钢板，裂纹、分层等缺陷存在的可能性少，且尺寸小。

（3）当筒体承受内压时，若内筒上的裂纹开始扩展，位于裂纹上方的钢带层会在裂纹附近产生一些附加背压和阻止裂纹张开的摩擦力，抑制裂纹扩展。

（4）试验研究表明：内筒裂穿时，由于裂口不可能很大，泄漏的介质不足以剪断钢带层，只能通过钢带间隙形成的曲折通道，逐渐向外泄漏至外保护壳内[5]。（5）内、外半球形封头采用整块钢板冲压而成，且与大接管之间采用经过100%无损检测的对接焊接接头，产生缺陷的可能性小。即使在工作压力下，因某种原因使内半球形封头产生穿透性裂纹，由于外半球形封头的爆破压力大于工作压力，容器仍能工作，而不会爆破。

3.3工作压力下钢带断裂

在工作压力下，钢带有三种可能的失效形式：最外层钢带断裂、钢带层内某根钢带断裂和钢带全部断裂。由于钢带的层数多，即使最外层钢带全部断裂，对容器总体强度的影响很小，容器仍能承受工作压力，只是强度储备略有减少。若因某种原因，钢带层内部某根钢带断裂，钢带层间摩擦力会阻止钢带在断口处的相对移动，使断裂的钢带只是在短距离内失去作用，且不会危及其余钢带，不会影响容器的整体强度。钢带全部断裂只有在钢带受到严重腐蚀时才会发生，其可能性极小。

4、钢带错绕式压力容器的发展简史

钢带错绕式压力容器是我国朱国辉教授发明的一种压力容器结构形式。自从1964年发明，1965年分别在杭州锅炉厂、南京第二化工机械厂试制成功以来，经过40多年的发展，中国已制造氨合成塔、甲醇合成塔、氨冷凝器、铜液吸收塔、水压机蓄能器、高压气体（空气、氮气、氢气等）储罐等钢带错绕式压力容器7000多台，其中，容器的最大内直径为1200mm、最大长度22m、最大壁厚156mm、最高设计压力31.4MPa。为我国氮肥工业的发展做出了重大贡献，产生了重大社会效益和经济效益，1984年获国家发明三等奖，1991年获原国家教委科技进步奖一等奖。

从20世纪80年代开始，通过理论分析、试验研究和数值模拟，对钢带错绕式压力容器的强度、可靠性和设计方法进行了系统深入的研究。在强度方面，建立了综合考虑钢带层间摩擦力、层间间隙和钢带缠绕预应力影响的的应力计算模型，得到了高精度的容器爆破压力计算公式；在安全可靠性方面，研究了钢带错绕式压力容器的失效概率和斜面焊缝的可靠性，发现容器发生灾难性破坏的概率小于每台容器年10-10；在设计方法方面，建立了低应力内筒设计方法、基于爆破压力的设计方法和优化设计方法。1995年，朱国辉和郑津洋撰写的专著《新型绕带式压力容器》由机械工业出版社出版。该书全面介绍了钢带错绕式压力容器的结构原理、力学特性、设计方法、制造工艺、开孔补强、在线安全状态监控和密封技术，1997年获全国优秀科技图书二等奖。

1969年，钢带错绕式压力容器被列入我国《钢制石油化工压力容器设计规定》。1980年，JB1149-80《扁平钢带压力容器技术条件》为钢带错绕式压力容器的设计制造提供了标准。经美国机械工程师学会组织的专家论证，钢带错绕式压力容器于1996年和1997年分别列入美国机械工程师学会锅炉压力容器规范案例2229和2269，即Case2229 Design of Layered Vessels Using Flat Ribbon Wound Cylindrical Shells, Section Ⅷ, Division 1和Case2269 Design of Layered Vessels Using Flat Ribbon Wound Cylindrical Shells, Section Ⅷ, Division

2，可用于制造设计压力在70MPa以内、直径为250-3000mm、设计温度不超过427℃的压力容器。

为适应高压储氢的需要，郑津洋等起草了《多功能全多层高压氢气储罐》企业标准。2005年，该标准顺利通过全国锅炉压力容器标准化技术委员会的技术评审。其适用范围为：设计压力不大于75MPa、使用温度范围为-40℃～80℃、容器内直径为300～1500 mm、设计压力（MPa）与容器内直径（mm）的乘积不大于51000、长度为2～25 m的高压储氢容器。

40多年的工程实践证明，钢带错绕式压力容器具有很好的安全可靠性。迄今为止，没有发生一起恶性爆炸事故。需要指出的是，许多在用钢带错绕式压力容器的介质都含有氢气，如氨合成塔的介质为高压（31.4MPa）氢气、氮气和氨气；醇化塔的介质为高压（15MPa）氢气、氮气、甲醇、二氧化碳、一氧化碳和甲烷。这些容器的安全运行实践从多个侧面说明多功能全多层高压氢气储罐具有高的

安全可靠性。

5、多功能全多层高压氢气储罐的设计思想

多功能全多层高压氢气储罐的设计压力一般大于35MPa，已超出压力容器按规则设计标准的适用范围，必须采用分析设计，其设计要点为：

（1）材料选择

与氢气直接接触的零部件，选用与氢气相容的材料，其余零部件则选用一般压力容器用钢。

（2）静强度设计

容器的爆破压力不小于设计压力的2.7倍。通过控制钢带缠绕预拉应力，使内筒处于低应力水平，钢带层处于等强度状态。

（2）疲劳设计

利用经试验验证的整体有限元应力分析模型，确定疲劳敏感点，计算压力在最低压力和最高压力间变化时，各疲劳敏感点的应力幅，再利用疲劳设计曲线确定疲劳寿命。

（3）泄压装置设计

在容器出口处设置安全阀，防止容器内超压。安全阀出口与放空管连接。放空管垂直向上安装，且放空管的通径不小于安全阀阀体的通径。

6、高压储氢容器综合对比分析

目前，高压氢气加氢站所用的储罐多为无缝压缩氢气储罐。这种储罐一般按照美国机械工程师学会锅炉压力容器规范第Ⅷ册第1分册的UF篇和附录22“整体锻造容器”的规定进行设计制造，它用无缝钢管经过两端收口而成，属于整体无焊缝结构[3]。无缝压缩氢气储罐和多功能全多层高压氢气储罐的综合对比见表1。

7、结束语

多功能全多层高压氢气储罐是一种我国拥有自主知识产权、综合性能优良的储氢容器，具有显著的技术经济优势。一台设计压力42MPa、容积5m3的多功能全多层高压氢气储罐已在我国首座站内制氢加氢站成功投入使用，是世界上目前最大的40MPa级高压储氢容器。

参考文献

[1] 毛宗强编著. 氢能——21世纪的绿色能源[M]. 北京：化学工业出版社，2005

[2] Vinay Ananthachar, John J. Duffy. Efficiencies of hydrogen storage systems on board fuel cell vehicles[J]. Solar Energy, 2005(78):687-694 [3] Chen Jiachang. Hydrogen energy vision and technology roadmap report

for China[C]. IPHE ILC Meeting, March 22-23, 2005

[4] 郑津洋等. 多功能全多层高压氢气储罐[J]. 压力容器，2005（12）：25-28

[5] 朱国辉，郑津洋著. 新型绕带式压力容器[M]. 北京：机械工业出版社，1995

立式储罐课程设计说明书

立式贮罐设计 前言 玻璃钢罐分为立式、卧式机械缠绕玻璃钢储罐、运输罐、反应罐、各种化 工设备，玻璃钢卧式罐、立式贮罐、运输罐、容器及大型系列容器、根据所用(贮存或运输)介质选用环氧呋喃树脂、改性或聚酯树脂、酚醛树脂为粘结剂， 由高树脂含量的耐腐蚀内衬层、防渗层、纤维缠绕加强层及外表保护层组成。 玻璃钢具有耐压、耐腐蚀、抗老化、使用寿命长、重量轻、强度高、防渗、 隔热、绝缘、无毒和表面光滑等特点。机械缠绕玻璃钢容器可以通过改变树脂 系统或采用不同的增强材料来调整产品的物理化学性能以适应不同介质和工 作条件需要，通过结构层厚度、缠绕角和壁厚设计制不同压力，是纤维缠绕复 合材料的显著特点。 由于有以上的特点，玻璃钢贮罐可广泛应用于石油、化工、纺织、印染、 电力、运输、食品酿造、给排水、海水淡化、水利灌溉及国防工程等行业。储 存各种腐蚀性介质可以耐多种酸、碱、盐和有机溶剂，主要应用于石油、化工、 制药、印染、酿造、给排水、运输等行业，适应于盐酸、硫酸、硝酸、醋酸、 双氧水、污水、次氯酸钠等多种产品的贮存、运输，也可作地下油槽、保温储槽、运输槽车等[1]。 本设计为容积180,贮存质量分数为的硫酸,使用温度为90℃的立式贮罐,设计中分别从造型、性能、结构、工艺、零部件、防渗漏、安装、检验等八个方面做了说明、计算和设计，整体介绍了立式贮罐的设计流程、方法及主要事项，最终设计出了满足设计要求的立式贮罐。

1．造型设计 1.1设计要求 立式玻璃设计，容积为140，贮存质量分数为的醋酸，使用温度为常温，拱形顶盖设计。 1.2贮罐构造尺寸确定 贮罐容积V140，取公称直径为D3800， 则贮罐高度为（式1.1）初定贮罐结构尺寸为D H 1.3拱形顶盖尺寸设计 与锥形顶盖相比，其结构简单、刚性好、承载能力强，是立式贮罐广为使用的一种形式。为取得罐顶和罐壁等强度，罐顶的曲率半径与贮罐直径差值不超过20%。即 （式1.2）式中——拱顶球面曲率半径，; ——贮罐内径，，等于。 取罐顶高为h，r为转角曲率半径，r小则h小，一般取此时[1]。 所以 1.4贮罐罐底设计 罐体和罐底的拐角处理，对贮罐设计极为重要。尤其是立式贮罐底部附近的受力较为复杂，应引起足够的重视。一般在拐角处都应设计成一定的圆弧过渡区，圆弧半径不应小于38。如果罐壳和罐底分开制造，则应注意在罐壳和罐底的结合处内外进行有效的补强。拐角区域的最小厚度等于壳壁和底部的组合厚度。拐角区

石油液化气储罐的设计

石油液化气储罐的设计 摘要 卧式储罐设计是以应力分析为主要途径，以材料力学为基础，对容器的各个主要受压部分进行设计。其设计的目的主要是确定合理、经济的结构形式，并满足制造、检验、装配、运输和维修等方面要求，设计中主要从强度和刚度两方面进行设计，保证强度不失效，即材料不发生强度破坏；刚度满足要求，即材料的形变量控制在一定范围内，保证容器不因过渡变形而发生泄露失效，最终达到安全可靠的工作性能的要求。 关键词：卧式储罐、应力、刚度、强度、设计

目录 第1章 前言 (1) 第2章 卧式储罐一般结构 (2) 第3章 选材要求 (4) 3.1 材料各种机械性能参数 (4) 3.1.1 R的含义 (4) 3.1.2 Q235系列的含义 (4) 3.2 机械性能指标及符号 (5) 3.2.1 强度 (5) 3.2.2 塑性 (6) 3.2.3 冲击韧性 (7) 3.2.4 硬度 (7) 3.2.5 冷弯 (8) 3.2.6 断裂韧性 (8) 3.3 压力容器常见的失效形式 (8) 3.3.1 强度失效 (8) 3.3.2 刚度失效 (8) 3.3.3 稳定性失效 (9) 3.3.4 腐蚀失效 (9) 3.4 主要部件的选材 (10) 3.4.1 筒体、封头 (10) 3.4.2 接管 (10) 3.4.3 法兰 (10)

第4章 焊接 (12) 4.1 焊接结构的特点和常用的焊接方法 (12) 4.2 焊缝类型及施焊方法 (12) 4.3 对接焊缝构造 (13) 4.3.1 对接焊缝施工要求 (13) 4.3.2 对接焊缝的构造处理 (13) 4.3.3 对接焊缝的强度 (13) 4.4 对接焊缝连接的计算 (14) 4.5 焊条的选用 (14) 第5章 液压试验 (15) 5.1 试验目的和作用 (15) 5.2 试验要求 (15) 5.3 试验方法步骤 (16) 第6章 卧式储罐校核 (17) 6.1 剪力弯矩载荷计算 (17) 6.2 内力分析 (19) 6.2.1 弯矩计算 (19) 6.2.2 剪力计算 (20) 6.2.3 圆筒应力计算和强度校核 (21) 参考文献 (26) 致谢 (27) 附录 (28)

空气储罐设计

设计要求 1、设计题目：空气储罐的机械设计 2、最高工作压力：0.8 MP a 3、工作温度：常温 4、工作介质：空气 5、全容积：163 m 设计参数的选择： 设计压力：取1.1倍的最高压力，0.88MP<1.6属于低压容器。 筒体几何尺寸确定：按长径比为3.6，确定长L=640000mm,D=1800mm 设计温度取50 因空气属于无毒无害气体，材料取Q345为低合金钢，合金元素含量较少，其强度，韧性耐腐蚀性，低温和高温性能均优于同含量的碳素钢，是压力容器专用钢板，主要用于制造低压容器和多层高压容器！ 封头设计：椭圆形封头是由半个椭圆球面和短圆筒组成，球面与筒体间有直边段。直边段可以避免封头和和筒体的连接焊缝处出现经向曲率突变，以改善曲率变化平滑连续，故应力分布比较均匀；且椭圆形封头深度较半球形封头小得多，易冲压成型，在实际生产中多有模具，是目前中低压容器应用较多的封头。 因此选用以内径为基准的标准型椭圆形封头为了防止热应力和边缘应力的叠加，减少应力集中，在封头和筒体连接处必须有一段过渡的直边段，直边段的高度依据标准选择。封头材料与筒体相同，选用头和筒体连接处必须有一段过渡的直边段，直边段的高度依据标准选择。 选材和筒体一致Q345R

接管设计3.4 接管设计优质低碳钢的强度较低，塑性好，焊接性能好，因此在化工设备制造中常用作热交换器列管、设备接管、法兰的垫片包皮。优质中碳钢的强度较高，韧性较好，但焊接性能较差，不宜用作接管用钢。 由于接管要求焊接性能好且塑性好。故选择 20 号优质低碳钢的普通无缝钢管制作各型号接管 3.5 法兰设计法兰连接的强度和紧密性比较好，装拆也比较方便，因而在大多数场合比螺纹连接、承插式连接、铆焊连接等型式的可拆连接显得优越，从而获得广泛应用。 平焊法兰连接刚性较差，只能在低压，直径不太大，温度不高的情况下使用。由于Q345R 为碳素钢，设计温度 50℃ <300℃，且介质无毒无害，可以选用带颈平焊法兰，即 SO 型法兰。 储罐的设计压力较小要保证法兰连接面的紧密性，必须合适地选择压紧面的形状。 对于压力不高的场合，常用突台形压紧面。突面结构简单，加工方便，装卸容易，且便于进行防腐衬里。储罐由于设计压力为 0.88MPa，空气无毒无害，可选择突面（RF）压紧面。 由于法兰钢件的质量较大，需要承受大的冲击力作用，塑性、韧性和其他方面的力学性能也较高，所以不用铸钢件，可以采用锻钢件。接管材料为 20 号钢，法兰材料选用 20Ⅱ锻钢。 3.6接管与法兰分配 3.6.6 N1、N2空气进、出口公称尺寸 DN250，接管尺寸? 273 x6 。接管采用无缝钢管，材料为 20 号钢。伸出长度为 150mm 。 选取 0.88MPa 等级的带颈平焊突面法兰，材料选用 20Ⅱ，法兰标记为：SO300-2.5 RF3.6.2 N3排污口； 公称尺寸 DN40，接管采用 45 x3.5 无缝钢管，材料为 20 号钢，外伸长度为150mm。选取 0.88MPa 等级的带颈平焊突面法兰，材料选用 20Ⅱ，法兰标记为：SO40-1.6 RF 3.6.3 N4安全阀口公称尺寸 DN80，接管采用?89 x4 无缝钢管，材料为 20 号钢，外伸长度为 150mm。根据 GB12459-99，选用 90°弯头；弯头上方仍有一定

氢气储罐设计说明书

目录 前言 (3) 1 方案确定 (4) 1.1选择容器类型式 (4) 1.1.1 压力容器分类 (4) 1.1.2、封头形式的确定 (5) 1.2 材料的确定 (6) 2 设计计算 (8) 2．1 确定设计参数 (8) 2.1.1 工作压力、设计压力、计算压力 (8) 2.1.2 设计温度 (9) 2.1.3 厚度计算 (9) 2.1.4设计温度下的需用应力 (10) 2.1.5 焊接接头系数 (10) 2.2 容器相关量的确定 (11) 2.2.1 计算过程 (11) 2.2.2 筒体尺寸确定 (12) 2.3 容器强度校核 (13) 2.4 确定各工艺接管的公称通径及位置 (14) 3 结构设计 (17) 3．1 人孔选择 (17) 3.2人孔补强 (17) 3.3 支座的选择及校核 (20) 3.3.1支座的设计要求 (20) 3.3.2支座的选择及校核 (20) 4 总结与体会 (24)

5 谢辞 (25) 6 参考文献 (26)

前言 随着我国石油化工业的迅速发展，国家对清洁环保型能源越发的重视。化工业接触的都是危险品，因此对这些危险品的控制相当重要。以氢气为例，它就是易燃物质，储存的时候也要确保安全。因此对于氢气储罐有一定的设计要求。 氢气密度低，比容大，只有高压储运才能有效。氢气性质稳定，不容易跟其他物质发生化学反应，所以氢气的腐蚀性较小。但氢气在点燃加热等情况下易发生爆炸燃烧等现象，所以在储运的时候要格外小心对环境条件的控制。 本设计完成了6m3立式氢气储罐的设计，并对氢气储罐在设计、制造安装、使用、维护与定期检验提出了相应的安全技术要求。设计的氢气公称直径为1400mm，壁厚为6mm，对筒体与封头做了水压试验强度校核；对人孔的补强做了计算，计算补强圈的厚度为6mm ；选择了支座类型为A2型耳式支座。 本次设计各项参数均按照相关标准决定，主要有GB150-98《钢制压力容器》，《压力容器安全技术监察规程》，JB/T 4736-2002《补强圈》，HG 20592~20614-97《钢制管法兰、垫片、紧固件》，JB/T 4725-1992《耳式支座》，HG 21520-1995《垂直吊盖带颈平焊法兰人孔》等。 本次设计流程为：首先进行结构设计，确定为立式筒体储罐；然后进行材料选择，为Q345R；再进行设计计算、强度校核与及零部件选型；最后进行开孔补强计算、安全阀的选型与校核。 1 方案确定

化工设计贮罐设计说明书

目录 前言 (2) 第1章设计参数的选择 1.1 设计要求与数据 1.1.1设计要求 (2) 1.1.2 设计数据 (2) 1.1.3 贮罐容积 (2) 1.2 设计温度 (3) 1.3 设计压力 (3) 1.4 主体设备和零部件材料选择 (3) 第2章设备的结构 2.1 罐体壁厚设计 (3) 2.2 封头壁厚设计 (4) 2.3 鞍座 (4) 2.4 人孔 (5) 2.5 人孔补强确定 (6) 2.6 法兰的选用 (6) 2.7 接口管 (6) 2.8 主体设备尺寸和零部件尺寸 (7) 2.9 设备总装配图 (7)

前言 卧式贮罐比立式贮罐易运输、设计合理、工艺先进、自动控制，符合GMP 标准要求，古采用卧式贮罐。 第1章设计参数的选择 1.1 设计要求与数据 1.1.1设计要求 （1）主体设备和零部件材料选择； （2）主体设备尺寸和零部件尺寸计算及选择规格； （3）设备壁厚以及封头壁厚的计算和强度校核； （4）各种接管以及零部件的设计选型； （5）设备支座的的设计选型； （6）法兰的设计选型； （7）设备开孔及开孔补强计算； （8）设计图纸要求1号图纸一张，包括设备总装配图，至少画三个重要构件的局部图；技术特性表，接管表和总图材料明细表。要求比例适当，字体规范，图纸整洁。 1.1.2 设计数据 表1-1 设计数据 序号项目数值单位备注 1 设备名称乙烯贮罐 2 公称直径2200 ㎜ 3 贮罐长度4000 ㎜ 4 最大工作压力 2. 5 MPa 5 贮存介质乙烯 6 工作地点宜宾 7 其他要求100%无损检测 1.1.3 贮罐容积 贮罐的容积=封头的容积+筒体的容积 由钢制筒体的容积、面积及质量表，可查得公称直径为2200㎜的筒体，1米高的容积为3.8013m，可得筒体的容积为：3.801×4=15.2043m；由JB/T4337

液氯卧式储罐设计

目录 第1章绪论 (1) 第2章工艺设计 (3) 2.1 储罐存储量 (3) 2.2 储罐设备的选型 (3) 第3章结构设计 (5) 3.1 筒体及封头设计 (5) 3.1.1材料的选择 (5) 3.1.2 筒体壁厚设计 (5) 3.1.3 封头壁厚设计 (6) 3.2 接管的选取 (6) 3.3 法兰的选取 (7) 3.4 垫片的选取 (8) 3.5 螺栓的选取 (8) 3.6 人孔的选取 (9) 3.6.1 人孔的结构设计 (9) 3.6.2 核算开孔补强 (10) 3.7 安全阀、液位计和压力表的选取 (12) 3.8 容器支座的设计 (14) 3.8.1 支座的选择 (14) 3.8.2 鞍座位置的确定 (15) 3.9 总体布局 (16) 第4章强度计算 (17) 4.1 弯矩和剪力的计算 (17) 4.2 圆筒轴向应力计算及校核 (19) 4.2.1 圆筒轴向应力计算 (19) 4.2.2 圆筒轴向应力校核 (19) 4.3 圆筒和封头切应力计算及校核 (19) 4.4 鞍座截面处圆筒的周向应力计算及校核 (20) 第5章焊接结构设计 (22) 5.1 焊接接头设计 (22) 5.2 焊条的选择 (24) 设计心得 (24) 参考文献 (25)

第1章绪论 在固定位置使用、以介质储存为目的的容器称为储罐，如加氢站用高压氢气储罐、液化石油气储罐、战略石油储罐、天然气接收站用液化天然气储罐等； 储罐有多种分类方法，按几何形状分为卧式圆柱形储罐、立式平底筒形储罐、球形储罐；按温度划分为低温储罐(或称为低温储槽)、常温储罐(＜90℃) 和高温储罐(90～250℃ )；按材料可划分为非金属储罐、金属储罐和复合材料储罐；按所处的位置又可分为地面储罐、地下储罐、半地下储罐和海上储罐等。单罐容积大于1000m3 的可称为大型储罐。金属制焊接式储罐是应用最多的一种储存设备，目前国际上最大的金属储罐的容量已达到2×105m3。 储罐通常是由板、壳组合而成的焊接结构。圆柱形筒体、球形封头、椭圆形封头、碟形封头、球冠形封头、锥形封头和膨胀节所对应的壳分别是圆柱壳、球壳、椭球壳、球冠+环壳、球冠、锥壳和环形板+环壳，而平盖（或平封头）、环形板、法兰、管板等受压元件分别对应于圆平板、环形板(外半径与内半径之差大10倍的板厚)、环(外半径与内半径之差小于10倍的板厚）以及弹性基础圆平板。上述7种壳和板可以组合成各种储罐结构形式，再加上密封元件、支座、安全附件等就构成了一台完整的储罐。图1.1为一台卧式储罐的总体结构图，下面结合该图对储罐的基本组成作简单介绍。 图1.1储罐总体结构 (1) 筒体 筒体的作用是提供工艺所需的承压空间，是储罐最主要的受压元件之一，其内直径和容积往往需由工艺计算确定。圆柱形筒体(即圆筒) 和球形筒体是工程中最常用的筒体结构。圆筒按其结构可分为单层式和组合式两大类。

储罐设计

《化工容器设计》课程设计说明书 题目： 学号： 专业： 姓名： I 目录 1 设计 (1) 1.1工艺参数的设定 (1) 1.1.1设计压力 (1) 1.1.2筒体的选材及结构 (1) 1.1.3封头的结构及选材 (2) 1.2 设计计算 (2) 1.2.1 筒体壁厚计算 (2) 1.2.2 封头壁厚计算 (3)

1.3压力实验 (4) 1.3.1水压试验 (4) 1.3.2水压试验的应力校核： (4) 1.4附件选择 (4) 1.4.1 人孔选择及人孔补强 (4) 2.4.3 进出料接管的选择 (6) 1.4.4 液面计的设计 (8) 1.4.5 安全阀的选择 (8) 1.4.6 排污管的选择 (8) 1.4.7 鞍座的选择 (8) 1.4.8鞍座选取标准 (9) 1.4.9鞍座强度校核 (10) 1.4.10容器部分的焊接 (11) 1.5 筒体和封头的校核计算 (11) 1.5.1 筒体轴向应力校核 (11) 1.5.2 筒体和封头切向应力校核 (13) 2 液氨储罐的泄漏及处理方法............................................................. 错误!未定义书签。 2.1 液氨泄漏的危害 .............................................................................. 错误!未定义书签。 2.2 泄漏的危害 ...................................................................................... 错误!未定义书签。 2.2 .1 生产运行过程中危险性分析······································错误!未定义书签。 2.2.2 设备、设施危险性分析 ············································错误!未定义书签。 2.3液氨储罐泄漏事故的应急处置措施 .............................................. 错误!未定义书签。

氢气化学品技术说明书

氢气安全技术说明书 危险性类别：第2．1易燃气体 侵入途径：吸入 健康危害：本品在生理上是惰性气体，仅在高度浓度时，由于空气中氧分压降低才引起窒息。在很高的分压下，氢气可呈现出麻醉作用。 环境危害：该物质对环境无害 爆炸危险：1.与空气混合能形成爆炸性混和物，遇热或明火即会发生爆炸。 2.氢气比空气轻得多，在室内使用和储存时，漏气上升滞留屋顶不易排出，遇火星会引起爆炸。 3.氢气与氟、氯、溴等卤素会剧烈反应 第三部分急救措施 吸入：迅速脱离现场至空气新鲜处。保持呼吸道通畅。如呼吸困难，给输氧。如呼吸停止立即进行人工呼吸。就医。 第四部分消防措施 危险特性：氢气极易燃烧，燃烧时，其火焰无颜色，肉眼无法看见。与空气或氧气混合能形成爆炸性混合物，遇热或明火即会发生爆炸。与氟、氯、溴等卤素会剧烈反应。氢气瓶或氢气储罐内存在压力，当温度升高时，气瓶或储罐内的压力也随着升高，它们在火灾中存在爆裂的可能性。 灭火剂：雾状水：泡沫、二氧化碳、磷酸铵干粉 氢气储罐/氢气瓶出现火灾时的消防措施：在确保人身安全的情况下，切断气源。疏散人员远离火灾区，并往上风处撤离。对着火区进行隔离，防止人员入内。可能的话，将那些处在火灾区附近、未受火直接影响的氢气瓶转移到安全地段。如氢气无法切断的话，可让气体燃烧，直到气瓶、储罐内的氢气烧完为止。 注意：这种处理方法是假设火势可以控制的前提下采用的，而且，氢气燃烧过程中，应持续用水对气瓶、储罐进行冷却，直到氢气完全烧尽为止，避免气瓶、储罐因过热而发生爆炸事故。如有可能，站在安全位置上进行灭火。并用水对着火的气瓶/储罐、以及着火区附近的所有压力容器进行冷却，直到它们完全冷却为止。不得设法搬动或靠近被火烘热的气瓶/储罐。如果火势很大或者失去控制，应立即向消防队报告，告知对方着火的详细地点以及着火的原因。火灾解除后，不得使用遭受过火灾的氢气瓶，应将它们退还给林德气体公司！禁止使用受到火灾影响的储罐。 第五部分泄漏应急处理 应急处理：首先切断所有的火源，勿使其燃烧，同时关闭阀门等措施，制止泄漏。并用雾状水保护关闭阀门的人员。 第六部分操作处置与储存 操作处置瓶装氢气时应注意的安全事项: a)必须保证工作场所具备良好的通风条件、空气中的氢气含量必须低于1。 b)应妥善保护氢气瓶和附件，防止

制氢干燥说明书(中电制氢)

CHE-5000氢气发生器（原料氢气再生） 操作使用手册 编制：-------------- 校核：--------------- 审批：--------------- 扬州中电制氢设备有限公司 2010.04.12

1、简述 1.1、氢气的性质和用途： 氢是自然界分布最广的元素之一，它在地球上主要以化合状态存在于化合物中。在大气层中的含量却很低，仅有约1ppm（体积比）。氢是最轻的气体。它的粘度最小，导热系数很高，化学活性、渗透性和扩散性强（扩散系数为0.63cm2/s，约为甲烷的三倍），它是一种强的还原剂，可同许多物质进行不同程度的化学反应，生成各种类型的氢化物。 氢的着火、燃烧、爆炸性能是它的主要特性。氢含量范围在4-75%（空气环境）、4.65-93.9%（氧气环境）时形成可爆燃气体，遇到明火或温度在585℃以上时可引起燃爆。 压力水电解制出的氢气具有压力高（1.6或3.2MPa）便于输送，纯度高（99.8%以上）可直接用于一般场合，还可以通过纯化（纯度提高到99.999%）和干燥（露点提高到-40～-90℃）的后续加工，可以作为燃料、载气、还原或保护气、冷却介质，广泛应用于国民经济的各行各业。 1.2、水电解制氢原理： 利用电能使某电解质溶液分解为其他物质的单元装置称为电解池。 任何物质在电解过程中，在数量上的变化服从法拉第定律。法拉第定律指出：电解时，在电极上析出物质的数量，与通过溶液的电流强度和通电时间成正比；用相同的电量通过不同的电解质溶液时，各种溶液在两极上析出物质量与它的电化当量成正比，而析出1克当量的任何物质都需要1法拉第单位96500库仑（26.8安培小时）的电量。水电解制氢符合法拉第电解定律，即在标准状态下，阴极析出1克分子的氢气，所需电量为53.6A/h。经过换算，生产1m3氢气（副产品0.5m3氧气）所需电量2390Ah，原料水消耗0.9kg。

2立方空气储罐设计

目录 任务书 (2) 第一章空气储罐产品概要 (3) 第二章空气储罐材料的选择 (4) 第三章空气储罐的结构设计 (4) 3.1圆筒厚度的设计 (5) 3.2封头厚度的计算 (5) 3.3接管的设计 (5) 3.4支座的设计 (6) 3.4.1支座选型 (6) 3.4.2鞍座定位 (6) 第四章强度计算 (6) 5.1水压试验应力校核 (6) 5.2工作应力计算及校核 (7) 5.2.1圆筒轴向应力计算及校核 (7) 5.2.3周向应力计算及校核 (8) 第五章空气储罐的制造工艺 (10) 5.1空气储罐的制造工艺流程 (10) 5.2空气储罐的焊接工艺 (11) 5.2.1接管焊接 (11) 5.2.2纵缝和环缝焊接 (12)

5.3空气储罐的焊接检验 (13) 5.3.1无损检测 (14) 5.3.2耐压试验 (14) 第六章课程设计心得体会 (15) 参考文献 (16) 任务书 2m3空气储罐的焊接工艺设计 设计参数 序号名称指标 1 设计压力P c（MPa） 1.0 2 设计温度（℃）100 3 最高工作压力（MPa）0.95 4 最高工作温度（℃）95 5 工作介质压缩空气 6 主要受压元件的材料Q235-B 7 焊接接头系数Φ0.9 8 腐蚀裕度C2（mm） 1.2 9 厚度负偏差（C1）0.8 9 全容积（） 2.0 10 容器类别第一类 设计要求 （1）更具给定的条件来选定容积的几何尺寸，即确定筒体的内径、长度、封

头类型等，然后确定有关的参数，如容器材料、需用应力、壁厚附加量、焊缝系数等。 （2）设计筒体和封头壁厚；进行强度计算；焊接接头设计；附件设计等。 （3）撰写设计说明书：能以“工程语言和格式”阐明自己的设计观点、设计方案的优劣以及设计数据的合理性；按照设计步骤、进程，科学地编排设计说明书的格式与内容叙述简明。 第一章空气储罐概要 空气储罐的特点 空气储罐主要是指用于储存或盛装气体、液体、液化气体等介质的设备，在化工、石油、能源、轻工、环保、制药及食品等行业得到广泛应用，如氢气储罐、液化石油气储罐、石油储罐、液氨储罐等。储罐内的压力直接受温度影响，且介质往往易燃、易爆或有毒。储罐的结构形式主要有卧式储罐、立式储罐和球形储罐。 压力容器的外壳由筒体、封头、密封装置、开孔接管、支座及安全附件六大部件组成。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。本设计书

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 任务书*************************************** 储量***************************************** 备的选型及轮廓尺寸*************************** 第二章机械设计 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 强度校核 小结

课程设计任务书 1．设计目的： 设计目的 1）使用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）掌握查阅和综合分析文献资料的能力，进行设计方法和设计方案的可行性研究和论证。 3）掌握电算设计计算，要求设计思路清晰，计算数据准确、可靠，且正确掌握计算机操作和专业软件的使用。 4）掌握工程图纸的计算机绘图。 2．设计内容 1）设备工艺、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； 5）编制设计说明书。 3．设计工作任务及工作量的要求〔包括课程设计计算说明书（论文）、图纸、实物样品等〕： 1）设计说明书：主要内容包括：封面、设计任务书、目录、设计方案的分析和拟定、各部分结构尺寸的设计计算和确定、设计总结、参考文献等； 2）总装配图设计图纸应遵循国家机械制图标准和化工设备图样技术要求有关规定，图面布置要合理，结构表达要清楚、正确，图面要整洁，文字书写采用仿宋体、内容要详尽，图纸采用计算机 绪论 1、任务说明

氢气安全技术说明书(2014最新)

化学品安全技术说明书 产品名称：氢气按照GB/T 16483、GB/T 17519编制修订日期：2013年11月15日SDS编号： 最初编制日期：2012年版本：2.1 第1部分化学品及企业标识 化学品中文名称：氢 化学品俗名或商品名：氢气 化学品英文名称：hydrogen 企业名称： 地址： 邮编： 传真电话号码： 联系电话： 电子邮件地址： 企业应急电话： 第2部分危险性概述 GHS危险性类别： 易燃气体类别1 加压气体类别2 标签要素： 象形图：

警示词：危险 危险性说明：极易燃气体，含压力下气体如受热可爆炸。 防范说明： ·预防措施： 远离热源、明火，使用不产生火花的工具作业。 采取防止静电措施，容器和接收设备接地、连接。 使用防爆电器、通风、照明及其他设备，生产和使用装置安装气体探测报警装置。 ·事故响应： 迅速撤离泄漏污染区人员至安全区，并进行隔离，严格限制出入。 建议应急处理人员戴自给正压式呼吸器，穿消防防护服，尽可能切断泄漏源。 合理通风，加速扩散。如有可能，将漏出气用排风机送至空旷地方或装设喷头烧掉。漏气容器要妥善处理，修复、检验后再用。 ·安全储存： 易燃压缩气体，储存于阴凉、通风仓间内。 仓内温度不宜超过30℃。远离火种、热源。 防止阳光直射。应与氧气、压缩空气、卤素（氟、氯、溴）、氧化剂等分开存放。 切忌混储混运。储存间内的照明、通风等设施应采用防爆型，开关设在仓外。 配备相应品种和数量的消防器材。 禁止使用易产生火花的机械设备和工具。 ·废弃处置： 本品对环境不会造成影响，可直接排入大气。处置前应参照国家和地方有关法规。 物理和化学危险：本品是惰性气体，仅在高浓度时，由于空气中氧分压降低才引起窒息。在很高的分压下，可呈现出麻醉作用。易燃，遇热或明火会发生爆炸。健康危害： 吸入：在高浓度时，由于空气中氧分压降低才引起窒息。在很高的分压下，可呈现出麻醉作用。 皮肤接触：无影响。 眼睛接触：无影响。 食入：食入无毒。 环境危害：对环境不会造成影响，可直接排入大气。

罐区重大危险源辨识及危险性分析

3.1 罐区重大危险源辨识 2 3.2 罐区的危险性分析 2 错误！未定义书签。 3.2.2 液化石油气球罐区的危险性分析 3 3.2.3 球罐发生火灾的事故树分析 5 3.2.4 泄漏引起的蒸汽云爆炸危害分析11 4 罐区安全措施及安全管理制度14 4.1 安全措施14 4.1.1 防超压措施14 4.1.2 防泄漏措施14 4.1.3 防火灾措施15 4.1.4 防液位过低过高措施15 4.1.5 防爆措施16 4.1.6 防雷、防静电措施16 4.2 罐区安全管理制度16 4.2.1 人员与机构配置16 4.2.2 安全管理制度16 5 罐区安全设施与自动化控制18 5.1罐区安全设施18 5.1.1 工艺设备18 5.1.2 电气设备18 5.1.3 自动化安全仪表设备19 5.1.4 安全泄压设备19 5.1.5 事故注水设备19 5.1.6 消防设备20 5.2 自动化控制设计20 5.2.1 高危储运设施辨识20 5.2.2 自动化控制要求20 5.2.3 温度、压力、液位的超限报警装置20 5.2.4 可燃和有毒气体泄漏检测报警21 5.2.5 火灾报警系统21 5.2.6 罐区自动控制系统构成21

第3章 罐区重大危险源辨识及危险性分析 3.1 罐区重大危险源辨识 根据《危险化学品重大危险源辨识》(GB18218-2009)规定：液化石油气的临界量为50t 。 F v n W f ???=ρ (3-1) 式中：F ——充装系数， V ——气瓶容积，L ； n ——罐区的球罐数， ρ——充装气体密度，kg/L ； f W ——罐区所有球罐的储存量，k g 。 经公式（3-1）计算， t W f 3132=根据《江苏省重大危险源监督管理暂行规定》规 定， 达到或高于标准所列临界值的15倍或以上； 达到或高于标准所列临界值的10倍或以上、15倍以内； 达到或高于标准所列临界值的5倍或以上、10倍以内； 达到标准所列临界值或高于其5倍以下 因此此罐区属于一级重大危险源。 3.2 罐区的危险性分析 化工生产现场包含着来自人、机和环境三方面的多种隐患，为确保安全生产，就必须分析和查找隐患，并及早消除，将事故消灭在发生之前，做到预防为主。因此，识别危险性是首要问题。(参考文献【1】） 本设计中液化石油气属于甲A 类火灾危险性液体。 （1)易燃、易爆性 液化石油气与空气棍合后，一旦遇到火源，甚至是石头与金属撞击或摩擦的静电火花，都能迅速引起燃烧。液化石油气的爆炸极限为 1.5 ~ 9.5%，爆炸范围宽

柴油储罐设计说明书

钢制焊接常压容器设计说明（计算）书 编写：郭攀 审核：曾淦伟 批准：庆东 日期2018年3月21日省博来特石油设备安装分公司

一、设计概述 该产品为钢制焊接常压容器，盛装介质为柴油。柴油的理化特性包括：外观与性状：稍有粘性的棕色液体，熔点(℃)：-18，相对密度(水=1)：0.87-0.9，沸点(℃)：282-338，闪点(℃)：38，引燃温度(℃)：257。该产品罐体为卧式单层容器，罐体横截面为圆形，封头为标准椭圆形，主体材质为Q235B，设计容积为1m3。 该产品设计按照NB/T 47003.1-2009《钢制焊接常压容器》的要求进行，设计计算按照NB/T 47042-2014《钢制卧式容器》的有关规定进行。

二、基本参数表 参数名称数值单位参数名称数值单位 设计压力p 0.09 MPa 圆筒直径Di 100 mm 计算压力p c0.09 MPa 圆筒平均半径R a500 mm 圆筒材料Q235B 圆筒名义厚度δo 6 mm 封头材料Q235B 圆筒有效厚度δe 4.5 mm 鞍座材料Q235B 封头名义厚度δhn7.75 mm 圆筒材料常温许用应力[σ] 160 MPa 封头有效厚度δhe 6.25 mm 封头材料常温许用应力[σ]h160 MPa 鞍座垫板名义厚度δre 6 mm 圆筒材料设计温度下许用应 力 160 MPa 鞍座腹板名义厚度b o 6 mm 鞍座材料许用应力[σ]sa160 MPa 两封头切线间距离L 154 mm 地脚螺栓材料许用应力[σ]bt59 MPa 圆筒长度L c 150 mm 圆筒材料常温屈服强度R eL235 MPa 封头曲面深度h i250 mm 圆筒材料常温弹性模量E 2.06 × 105 MPa 鞍座轴向宽度b 200 mm 圆筒材料设计温度下弹性模 量E12.06 × 105 MPa 鞍座包角θ120 （°） 圆筒材料密度ρS 7.85 × 10-6 kg/mm 3 鞍座底板中心至封头切线 距离A 200 mm 封头材料密度ρh 7.85 × 10-6 kg/mm 3 焊接接头系数φ0.85 操作时物料密度ρo 8.4 × 10-7 kg/mm 3 设计温度20 ℃

液氨储罐设计说明书分解

学号：11014020817 《化工机械基础》 课程设计说明书设计题目：液氨储罐机械设计 学院化学与环境工程学院专业化学工程与工艺班级化工11-8 学生白涛指导教师陈华豪 完成时间2013年06月24日至2013年06月30日

课程设计任务书 1.设计题目：液氨储罐机械设计 2. 课程设计要求及原始数据（资料）： (1)、课程设计要求： ①.使用国家最新压力容器和换热器标准、规范进行设计，掌握典型过程设备设计的全过程。 ②.广泛查阅和综合分析各种文献资料，进行设计方法和设计方案的可行性研究和论证。 ③.设计计算要求设计思路清晰，计算数据准确、可靠。 ④.设计说明书可以手写，也可打印，但工程图纸要求手工绘图。 ⑤.课程设计全部工作由学生本人独立完成。 (2). 设计数据：

3. 工艺条件图 4. 计算及说明部分内容（设计内容）： 1 绪论 1.1 液氨储罐的设计背景 1.2 液氨储罐的分类及选型 2 材料及结构的选择与论证 2.1 工艺参数的设定 2.1.1设计压力 2.1.2筒体的选材及结构 2.1.3封头的结构及选材 3 设计计算 3.1 筒体壁厚计算 3.2 封头壁厚计算 3.3 压力试验 4 附件的选择 4.1 人孔的选择 4.2 人孔补强的计算 4.3 进出料接管的选择

4.4 液面计的设计 4.5 安全阀的选择 4.6 排污管的选择 4.7 真空表选择 4.8 鞍座的选择 4.8.1 鞍座结构和材料的选取 4.8.2 容器载荷计算 4.8.3 鞍座选取标准 4.8.4 鞍座强度校核 5 容器焊缝标准 5.1 压力容器焊接结构设计要求 5.2 筒体与椭圆封头的焊接接头 5.3 管法兰与接管的焊接接头 5.4 接管与壳体的焊接接头 6 筒体和封头的校核计算 6.1 筒体轴向应力校核 6.1.1 由弯矩引起的轴向应力 6.1.2 由设计压力引起的轴向应力 6.1.3 轴向应力组合与校核 6.2 筒体和封头切向应力校核 7 总结 8 参考文献 5．绘图部分内容： 总装配图一张（A1图纸） 6．设计期限：1周（2013 年06月24日～ 2013年 06月30日） 7、设计参考进程： (1)设计准备工作、选择容器的型式和材料半天 (2)设计计算筒体、封头、选择附件并核算开孔补强等一天 (3)绘制装配图二天 (4)编写计算说明书一天 (5)答辩半天

液化石油气储罐设计说明书_

1003m液化石油气储罐设计 绪论 m或随着我国化学工业的蓬勃发展，各地建立了大量的液化气储配站。对于储存量小于5003 m时．一般选用卧式圆筒形储罐。液化气储罐是储存易燃易爆介质．直接关系到单罐容积小于1503 人民生命财产安全的重要设备。因此属于设计、制造要求高、检验要求严的三类压力容器。本次设m液化石油气储罐设计即为此种情况。 计的为1003 液化石油气贮罐是盛装液化石油气的常用设备, 由于该气体具有易燃易爆的特点, 因此在设计 这种贮罐时, 要注意与一般气体贮罐的不同点, 尤其要注意安全, 还要注意在制造、安装等方面的特 点。 目前我国普遍采用常温压力贮罐, 常温贮罐一般有两种形式: 球形贮罐和圆筒形贮罐。球形贮罐 和圆筒形贮罐相比: 前者具有投资少, 金属耗量少, 占地面积少等优点, 但加工制造及安装复杂, 焊 m或单罐容积大于2003m时选用球形贮罐比接工作量大, 故安装费用较高。一般贮存总量大于5003 较经济; 而圆筒形贮罐具有加工制造安装简单, 安装费用少等优点, 但金属耗量大占地面积大, 所以m, 单罐容积小于1003m时选用卧式贮罐比较经济。圆筒形贮罐按安装方式可分在总贮量小于5003 为卧式和立式两种。在一般中、小型液化石油气站大多选用卧式圆筒形贮罐, 只有某些特殊情况下(站 地方受限制等) 才选用立式。本文主要讨论卧式圆筒形液化石油气贮罐的设计。 卧式液化石油气贮罐设计的特点。卧式液化石油气贮罐也是一个储存压力容器, 也应按 GB150《钢制压力容器》进行制造、试验和验收; 并接受劳动部颁发《压力容器安全技术监察规程》 (简称容规) 的监督。液化石油气贮罐, 不论是卧式还是球罐都属第三类压力容器。贮罐主要有筒体、 封头、人孔、支座以及各种接管组成。贮罐上设有液相管、液相回液管、气相管、排污管以及安全 阀、压力表、温度计、液面计等。

20立方米液氨储罐设计说明书解读

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 3 1. 设备的工艺计算 3 1.1 设计储存量 3 1.2 设备的选型的轮廓尺寸的确定 3 1.3 设计压力的确定 4 1.4 设计温度的确定 4 1.5 压力容器类别的确定 4 2. 设备的机械设计 5 2.1 设计条件 5 2.2 结构设计 6 2.2.1 材料选择 6 2.2.2 筒体和封头结构设计 6 2.2.3 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7 2.2.4 人孔、液位计结构设计8 （1）人孔设计8 （2）液位计的选择9 2.2.5 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12 2.2.6 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16 2.3 强度校核16 2.3.1 计算条件16 2.3.2 内压圆筒校核17 2.3.3 封头计算18 2.3.4 鞍座计算20 2.3.5 开孔补强计算21 3. 心得体会22 4. 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)

液化石油气储罐设计说明书两篇

液化石油气储罐设计说明书两篇 篇一：1003m液化石油气储罐设计 绪论 随着我国化学工业的蓬勃发展，各地建立了大量的液化气储配站。对于储存量小于5003m或单罐容积小于1503m时．一般选用卧式圆筒形储罐。液化气储罐是储存易燃易爆介质．直接关系到人民生命财产安全的重要设备。因此属于设计、制造要求高、检验要求严的三类压力容器。本次设计的为1003m液化石油气储罐设计即为此种情况。 液化石油气贮罐是盛装液化石油气的常用设备，由于该气体具有易燃易爆的特点，因此在设计这种贮罐时，要注意与一般气体贮罐的不同点，尤其要注意安全，还要注意在制造、安装等方面的特点。 目前我国普遍采用常温压力贮罐，常温贮罐一般有两种形式：球形贮罐和圆筒形贮罐。球形贮罐和圆筒形贮罐相比：前者具有投资少，金属耗量少，占地面积少等优点，但加工制造及安装复杂，焊接工作量大，故安装费用较高。一般贮存总量大于5003m或单罐容积大于2003m时选用球形贮罐比较经济；而圆筒形贮罐具有加工制造安装简单，安装费用少等优点，但金属耗量大占地面积大，所以在总贮量小于5003m，单罐容积小于1003m时选用卧式贮罐比较经济。圆筒形贮罐按安装方式可分为卧式和立式两种。在一般中、小型液化石油气站内大多选用卧式圆筒形贮罐，只有某些特殊情况下(站内地方受限制等)才选用立式。本文主要讨论卧式圆筒形液化石油气贮罐的设计。

卧式液化石油气贮罐设计的特点。卧式液化石油气贮罐也是一个储存压力容器，也应按GB150《钢制压力容器》进行制造、试验和验收；并接受劳动部颁发《压力容器安全技术监察规程》(简称容规)的监督。液化石油气贮罐，不论是卧式还是球罐都属第三类压力容器。贮罐主要有筒体、封头、人孔、支座以及各种接管组成。贮罐上设有液相管、液相回液管、气相管、排污管以及安全阀、压力表、温度计、液面计等。 第一章设计参数的选择 1、设计题目：853m液化石油气储罐的设计 2、设计数据：如下表1： 表1：设计数据

氢气加氢站技术规范.doc

中华人民共和国国家标准氢气加氢站技术规范 GBXXXX-XXXX 条文说明

1、总则 1.0.1本条是本规范的宗旨。鉴于氢气是可燃气体，着火、爆炸范围宽，下限低，但氢气密度小、扩散迅速；加氢站的安全可靠运营至关重要。所以加氢站的设计、施工、建造必须认真贯彻各项方针政策，应切实采取防火、防爆安全技术措施。加氢站建设时，应认真分析比较，采用安全可靠、技术先进、经济合理的设计方案，认真执行本规范的各项规定，确保氢气加氢站的设计、施工均能做到安全可靠、满足使用要求。 1.0.2本条是本规范的适用范围。氢气加氢站的建设是发展环境友好的氢能汽车的不可缺少的基础设施建设，也是城镇建设的重要基础设施内容，为了充分发挥各类城镇现有的汽车加油站、加气站、加油加气站的功能条件，根据近年来欧洲、美国、日本等已建的数十个氢气加氢站的建造、运营经验，本条考虑可在已建的汽车加油站、加气站、加油加气站内增建氢气加氢站的可能性或在新建氢气加氢站时同时规划合建加油站或加气站或加油加气站。这样建设的“合建站”既可减少占地面积、降低建造费用，也可方便运行管理和使用。这里需要说明的是为适应液化天然气的发展、应用，这里所指的天然气加气站包括压缩天然气加气站和液化天然气加气站。 1.0.3目前国内外氢能汽车包括燃料电池汽车、氢气内燃发动机汽车和氢气天然气混合燃料汽车均处于开发应用的起步阶段，为了方便地取得氢源，在一些加氢站的建设中，在加氢站内同时设有制取氢气的设施，为此本条规定制氢站的设计还应遵守现行国家标准《氢气站设计规范》GB50177的相关规定。 1.0.4由于在现行国家标准《汽车加油站加气站的设计与施工规范》GB50156中已对汽车加油、加气站的设计、施工作了相关规定，本规范不再重复，所以本条规定“合建站”的设计、施工除遵守本规范的规定外，还应遵守现行国家标准《汽车加油站加气站的设计与施工规范》GB50156的相关规定。 1.0.5制定本条的依据是：