球罐计算书

软件批准号：CSBTS/TC40/SC5-D01-1999

DATA SHEET OF PROCESS

EQUIPMENT DESIGN

工程名：湖北三宁化工股份有限公司

PROJECT

设备位号：

ITEM

设备名称：1000m3液氨球罐

EQUIPMENT

图号： Q06-502-00

DWG NO。

设计单位：江西江联能源环保股份有限公司

DE S IGNER

1000.0 8150.0

DN500 凸缘补强计算

Calculations for DN500 Flange Reinforcement

材质：16Mn锻件，JB 4726-2000，Ⅲ级合格，正火状态。

Material: 16Mn(Forging), JB 4726-2000, Accepted in Level Ⅲ, Normalized.

一、补强所需面积(Required Reinforcement Area)：

A=dδ+2δ(δnt-C)(1-fr)

式中：d=500+2×2=504.mm

δ=45.5mm δnt=17.5mm C=2mm fr=150/157=0.96 A=504.×45.5+2×45.5×(17.5-2)×(1-0.96)=22988.42mm2

二、接管外侧有效高度(Effective Outward Extended Length of Nozzle)：

h1=√(d×δnt) =93.91mm

三、接管计算壁厚(Calculated Thickness of Nozzle)：

δt=PD/(2[σ]tφ-P)

=(2.36×500)/(2×150×1-2.36)

=3.96mm

四、球壳多余金属A1(Area in Excess Thickness of Shell)：

A1=(B-d)(δe-δ)-2(δnt-C)(δe-δ)(1-fr)

式中：B=2d fr=0.96 δe=50-2=48.mm

则：A1=504.×(48.-45.5)-2×(17.5-2)×(48.-45.5)×(1-0.96)=1256.9mm2五、接管多余金属A2(Area in Excess Thickness of Nozzle)：

A2=2×h1(δnt-δt-C)fr+2×h2(δnt-C-C2)fr

式中：fr=0.96 h2=0

则：A2=2×93.91×(17.5-3.96-2)×0.96=2080.75mm2

六、两侧多余金属(Area in Excess Thickness of Nozzle)：

A1'=2×(100.×100./2)×(1/2.5)=4000.mm2

A2'=2×(132.5×100.)×(1/2.5)=10600.mm2

A3'=2×(132.5×132.5/2)×(1/1.5)=11704.17mm2

A4'=2×(232.5×232.5/2)×(18.81/232.5)=4373.33mm2

A'=A1'+ A2'+A3'-A4'

=4000.+10600.+11704.17-4373.33=21930.84mm2

七、补强面积A总(Reinforcement Area)：

A总=A1+ A2+A'

=1256.9+2080.75+21930.84=25268.49mm2

综上所述：A总＞A 故安全。(Conclusion: The flange is safe.)

安全阀的设计计算

一、压力容器的安全泄放量的计算：

Ws=2.55×105·F·Ar0.82/q

式中：Ws——压力容器的安全泄放量，Kg/h

F——系数F=1.

Ar——压力容器的受热面积，m2Ar为1/2·π·Do2或0~7.5m所包括的

外表面积π·Do2-2·π·Ro·H，取二者最大值得Ar=241.53m2

q——在泄放压力下液化气体的气化潜热，KJ/Kg 查表得q=1026.44KJ/Kg Ws=2.55×105×1.×241.530.82/1026.44=22348.22Kg/h

二、安全阀排放能力的计算：

安全阀选用型号为A42F-100，公称直径为DN100，2个。

Po/Pd=0.1/2.52=0.04

(2/(k+1))k/(k-1)=(2/(1.29+1)) 1.29/(1.29-1)=0.548

Po/Pd≤(2/(k+1))k/(k-1，安全阀排放处于临界条件状态。

Ws=7.6×10-2·C·K·Pd·A·√M/ZT

式中：Ws——安全阀的排放能力，Kg/h

K——排放系数K=0.65

Pd=安全阀的排放压力（绝压）

Pd=1.1×Ps+0.1=1.1×2.2+0.1=2.52MPa

对全启式安全阀，A=1/4·π·d12=1/4×π×65^2=3318.31mm2

M——气体摩尔质量，Kg/kmol M=17.03Kg/kmol

Z——气体压缩系数查图得，Z=1

C——气体特性系数C=346

T——气体温度，K T=273+50=323K

d1——安全阀阀座喉径，mm d1=65mm

Ws=2×7.6×10-2×346×0.65×2.52×3318.31×√(17.03/(1×323))=65638.19Kg/h 由上可知，安全阀的排放能力大于罐安全泄放量，故安全。

球罐设计

第一章 确定设计参数、选择材料 一、确定设计参数 （一） 设计温度 储罐放在室外，罐的外表面用150mm 的保温层保温。在吉林地区，夏季可能达到的最高气温为40℃。最低气温（月平均）为-20℃。 （二） 设计压力 罐内储存的是被压缩且被冷却水冷凝的液氨。氨蒸汽被压缩到0.9~1.4MPa ，被冷却水冷凝。液氨40℃时的饱和蒸汽压由[1]查得为：P 汽=1.55MPa(绝对压力)。为保证安全,在罐顶装有安全阀,故球罐设计压力为安全阀的启动压力，即： P=(1.05-1.1)P 汽=(1.05-1.1)×1.45=1.523~1.595MPa 取设计压力P=1.6MPa (三) 焊缝系数φ 球罐采用X 坡口,双面对接焊,并进行100%的无损探伤,由[2]知φ=1.0 (四) 水压试验压力 由[4]知水压试验压力为: T P =1.25P [] []t σσ 球壳材料为16MnDR ，初选板厚为36mm,由[3]表3查得[]σ=157MPa, []t σ =157MPa 则 T P =1.25P ×157/157=1.25×1.6×1=2.06 MPa 试验时水温不得低于5℃。 （五） 球罐的基本参数 球罐盛装量为170吨／台。液氨-20℃的密度为0.664吨／M 3，，40℃时0.58吨／M 3。 球罐所需容积（按40℃计）为：V= 58 .0170=293.1M 3 已给盛装系数为0.5，即不得装满，故实际所需容积为：V=5 .0170=340M 3，其小于400M 3， 余容较大，足够用，相差17.6%，符合标准要求。 按公称容积4003设计，由[2]附录一P41查得球罐基本参数如表 一 1-1

钣金件下料尺寸计算方法分析

客车钣金件下料尺寸计算方法 2009-06-21 16:40 客车自制件在整个客车的构成中占有相当大的比重。随着钢材价格的不断上涨，控制客车自制件成本成为一个重要课题，被各客车厂家研究。怎么讯速、合理地确定自制件下料尺寸，是一项基本而又科学的工作。本文所介绍的客车钣金件的尺寸计算方法较为合理，也较为实用，希望能起到抛砖引玉的作用。 1 样板下料尺寸计算方法 这类制件下料尺寸计算分两部分：一部分为较复杂的钣金件(这部分暂不研究，因为钣金件展开需要单独分析)；另一部分是简单的钣金样板件，一般取其外轮廓尺寸。 1)直线样板料板件料表的制作。分析：图l所示的两种板件为不规则梯形，制作这种类型的料表时一般按三角形或矩形来考虑。料表：98*110三角样；135 *175样。 2)弧线样板料板件料表的制作。图2所示的是一块带弧度的样板料，下料时在圆弧所在的方向最大尺寸应加5-10 mm的剪切余量。计算：(略)，料表：605*115。 对图3所示的样板料，考虑其料较长，如下一块料不易剪料，所以下两块料制件。另外，在宽度上加5-10mm的余量。料表：235*1117(2)。

2折边制件类 1)基本计算方法(仅对折边角度为90°进行分析，其它折边角度类同。注：折边制件料的厚度(B)不大于6mm)。 图4所示的制件的截面展开长度等于所有展开单边外形轮廓尺寸之和减去板厚的1．5倍的折边次数所得差值。 ①图4(a)所示其截面展开尺寸为L0=H+L-1.5×B(B为板厚，下同)。 ②图4(b)所示其截面展开尺寸为L0=H+2L-2×1.5B。 ③图4(c)所示其截面展开尺寸为LO=H+LI+L2-2×1．5×B。 ④图4(d)所示其截面展开尺寸为ILl=(L-L1)+2B+LI+2H-4×1.5×B。 对于图4(c)、(d)两种情况，通过实践还可得出较简易的计算方法：

模板下料单计算方案(11-25)

模板下料单计算方案 一、概况与工期 （一）概况： 1、楼为剪力墙结构，层，标准层高度m，每层建筑面积m2，总建筑面积m2，每层模板展开模板面积m2。 （二）工期 2、①计划年月日至年月日完成（一层模板）； ②预算人工费元，承包给模板组，测算人天，投工个，每工日元。 二、程序与质量 （三）程序： 3、察看——看懂会审模板图——计算下料单——画简图——与制作人员交底。 （四）质量： 4、按图计算，尺寸无误，数量准确。 5、准备： ①人员：木工负责人和主要师傅各一人; ②材料：1.83×0.915木成板计划四层周转量，约m2，40*80木枋根；50圆钉kg；

③机具：计算器2个，笔、纸均有。 6、察看： ①察看施工员、木工组长参加图纸会审的记录； ②看模板施工图有无错误； ③看施工员对木工组的交底记录。 7、方法： ①看懂、会审模板图。由施工员组织，木工组长带主要师傅看模板图，然后进行会审，各抒己见，对不懂之处，不祥之处或标识笔误之处等进行会审，做好记录，由施工员向设计人员反映，尽快解决。 ②计算下料单： 木工组长主持，组织主要师傅讨论后，对梁、板、墙模板分别进行计算，比如剪力墙2.2m长×0.2m厚,16处，计算模板高度以每层结构标高2.97m减去现浇板厚度10cm，减去现浇板模板本身厚度16mm，模板净高2854mm，模板宽度2.2m加32mm等于2232mm，即该剪力墙模板尺寸为2232×2854共计32块，即墙厚200mm,200×2854共计16块，其它剪力墙如此类推。 比如：梁宽度200mm，梁高350mm，梁长4500mm（轴线长），32支。计算梁底模板长度4500—200mm，—32净长4268mm，即200×4268共计32块，梁邦板长度4268mm，宽度350加16mm净宽，366mm，即4268×366共计64块，其它梁如此类推。 现浇板轴线开间尺寸4500×3600mm，21块。模板尺寸为长度4500mm减200mm，加32mm，净长4268mm，宽度3600mm减200mm

南京球罐施工组织设计

南京金浦锦湖化工有限公司8万吨/年丙烷装置2台1000m3丙烯球罐安装工程 施工组织设计 编制： 审核： 批准： 中国石油天然气第一建设公司 二○○七年六月

1．编制说明 1.1 本施工组织设计仅适用于南京金浦锦湖化工有限公司8万吨/年环氧丙烷装置丙烯罐区2台1000m3 丙烯球罐安装工程。 1.2 编制及施工验收依据 ●施工蓝图 ●《压力容器安全技术监察规程》质技监局锅发［1999］ ●《钢制球形储罐》GB12337—1998 ●《钢制压力容器》GB150—1998 ●《球形储罐施工及验收规范》GB50094—98 ●《承压设备无损检测》JB47030.1－4730.6－2005 ●《熔敷金属中扩散氢测定方法》GB／T3965-1995 ●《金属夏比缺口冲击实验方法》GB／T229-94 ●《压力容器涂敷与运输包装》JB/T4711-2003 ●《钢制压力容器焊接工艺评定》JB4708-2000 ●《压力容器用钢板》GB6654-1996 ●《碳钢焊条》GB/T5117-1995 ●《压力容器用碳素钢和低合金钢锻件》JB4726-2000 ●《低合金钢焊条》GB/T5118-1995 ●《钢制压力容器产品焊接试板的力学性能检验》JB4744-2000 ●《压力容器用钢焊条订货技术条件》JB4747-2002 ●公司《压力容器现场组焊质量保证手册》及《质量管理手册》 2．工程概况 本工程南京金浦锦湖化工有限公司8万吨／年环氧丙烷装置2台1000m3球罐安装工程新建设备。 2.1 建设单位：南京金浦锦湖化工有限公司。 2.2 设计单位：中国天辰化学工程公司 2.3 1000m3丙烯球罐设计参数 设计压力：2.18Mpa 设计温度：50℃

第二章 球罐结构设计

第二章 球罐结构设计 2、1 球壳球瓣结构尺寸计算 2、1、1 设计计算参数： 球罐内径：D=12450mm []23341-表P 几何容积：V=974m 3 公称容积：V 1=1000m 3 球壳分带数：N=3 支柱根数：F=8 各带球心角/分块数： 上极：112、5°/7 赤道：67、6°/16 下极：112、5°/7 图 2-1混合式排板结构球罐 2、1、2混合式结构排板得计算： 1、符号说明： R--球罐半径6225 mm N--赤道分瓣数16 (瞧上图数得) α--赤道带周向球角22、5° （360/16） 0β--赤道带球心角70° 1β--极中板球心角44° 2β--极侧板球心角11° 3β--极边板球心角22° 2赤道板（图2-2）尺寸计算：

图2-2 弧长L )=1800βR π =180 70 622514.3??=7601、4mm 弦长L =2Rsin(20β)=2x6225×sin(2 70 )=7141mm 弧长1B )=N R π2cos(20β)=16 14.362252?x ×cos 270 =2001、4mm 弦长1B =2Rcos(20β)sin(2α)=2x6225×cos35sin 2 5 .22=1989、6mm 弧长2B )=N R π2=16 14 .362252?x =2443、3mm 弦长2B =2Rsin 2α=2x6225×sin(2 5 .22）=2428、9mm 弦长D =2R )2 (cos )2( cos 120 2α β- =2x6225x )2 5.22(cos )270( cos 122- = 7413、0mm 弧长D )=90R πarcsin(2R D )=903.14x6225arcsin(2x6225 7413.0 ) = 7936、4mm 极板（图2-3）尺寸计算： 图2-3 对角线弧长与弦长最大间距： H=)2 ( sin 121 2ββ++=)112 44 ( sin 12++ = 1、139mm 1B ) = 2001、4 L ) = 7601、4 1B ) = 6204、1 2B ) =7167、1 0D ) =9731、7

球罐结构设计

第二章 球罐结构设计 2.1 球壳球瓣结构尺寸计算 2.1.1 设计计算参数： 球罐内径：D=12450mm []23341-表P 几何容积：V=974m 3 公称容积：V 1=1000m 3 球壳分带数：N=3 支柱根数：F=8 各带球心角/分块数： 上极：112.5°/7 赤道：67.6°/16 下极：112.5°/7 图 2-1混合式排板结构球罐 2.1.2混合式结构排板的计算： 1.符号说明： R--球罐半径6225 mm N--赤道分瓣数16 (看上图数的) α--赤道带周向球角22.5° （360/16） 0β--赤道带球心角70° 1β--极中板球心角44° 2β--极侧板球心角11° 3β--极边板球心角22° 2赤道板（图2-2）尺寸计算：

图2-2 弧长L )=1800βR π =180 70 622514.3??=7601.4mm 弦长L =2Rsin(20β)=2x6225×sin(2 70 )=7141mm 弧长1B )=N R π2cos(20β)=16 14.362252?x ×cos 270 =2001.4mm 弦长1B =2Rcos(20β)sin(2α)=2x6225×cos35sin 2 5 .22=1989.6mm 弧长2B )=N R π2=16 14 .362252?x =2443.3mm 弦长2B =2Rsin 2α=2x6225×sin(2 5 .22）=2428.9mm 弦长D =2R )2 (cos )2( cos 120 2α β- =2x6225x )2 5.22(cos )270( cos 122- = 7413.0mm 弧长D )=90R πarcsin(2R D )=903.14x6225arcsin(2x6225 7413.0 ) = 7936.4mm 极板（图2-3）尺寸计算： 图2-3 对角线弧长与弦长最大间距： H=)2 ( sin 121 2ββ++=)112 44 ( sin 12++ = 1.139mm 1B ) = 2001.4 L ) = 7601.4 1B ) = 6204.1 2B ) =7167.1 0D ) =9731.7

放样下料计算(特选内容)

球面经线法近似放样下料说明 本例为球罐按经线法近似放样下料的构件。球面为不可展曲面，因此分近似法和拱曲法两种放样方法作展开图计算。经线法近似放样是将球面的经线方向分成若干等分按多边形来计算下料，按此制作后是多边形的近似球面，外形不够美观，但具有加工简单、对工人的技术要求不高、成本低等优点，等分数较大时，可接近球状。 示意图中d为球罐的内径，b为板材厚度。要求d、b>0，以上数据由操作者确定后输入。 球罐经线方向须分成n1等分，纬线方向须分成n2等分来计算每一条素线的实长，n1、n2的数值由操作者根据直径和精度要求自定，但必须取4的整倍数，n1、n2的数值越大，展开图的精度越高，但画展开图的工作量相应增加。用人工画线一般取n1、n2=16~36已可比较准确下料，用数控切割机下料或是刻绘机按1:1画样板，n1、n2值可取大一些。 展开图所输出数据已作板厚处理，操作者可直接根据数据在板材上下料，具体可参照展开示意图按如下方法放样： (1)、画一任意线段，长度等于ls，将线段分成n2等份，每份长度等于m2。 (2)、过各等分点在线段的两侧画垂直线，按图在各垂直线上对称依次量取ms(1)～ms(n2/2+1)长度。 (3)、用光滑曲线连接量取的各点，即为球罐一片的展开图，共需画n1片同样的展开图，弯曲后拼接起来即成近似的球罐。

球面经线法拱曲放样下料说明本例为球罐按经线法拱曲放样下料的构件，由于球面为不可展曲面，拱曲法每块料中线按球面尺寸计算下料，边线则加一定的收缩量，加工时用热胀冷缩或压延的办法使边线收缩中间拉伸拱曲成球面形状，用压延方法加工，要有大型压力机和模具，用热胀冷缩法对工人的技术要求高，成本费用大。使用哪种方法放样下料，须根据构件的要求，工人的技术水平，设备状况以及成本的高低来确定。 示意图中d为球罐的内径，d1为球罐顶圆直径，b为板材厚度。要求d1、b>0、d1

球罐保冷施工设计

球罐聚氨酯喷涂保冷 施 工 方 案 编制单位：省长兴设备防护公司审核单位： 编制人：苗培坤审核人： 批准人：苗士强批准人：

目录 一、编制依据 (1) 二、保冷工程施工技术方案和技术措施 (1) 1施工前的准备 (1) 2、施工程序和步骤 (1) 3、球罐保冷结构 (2) 4、球罐保冷施工技术措施 (2) 5、交工验收 (4) 6工期保证措施 (5) 7雨季施工保证措施 (6) 三、工程质量保证体系及主要措施 (7) 1质量管理 (7) 2质量控制机构 (7) 3质量检测及控制程序 (9) 3.1 建立、健全质量保证体系，认真落实质量责任制 (9) 3.2 抓好施工和技术准备工作 (9) 3.3 加强材料供应管理，确保材料质量 (10) 3.4 强化施工过程管理，提高过程控制能力。 (10) 3.5 工程质量管理奖惩规定 (10) 3.6 质量控制点 (11) 3.7 关键部位质量预控对策 (13) 四、（HSE）健康、安全、环境保护措施 (13) 1、HSE作业计划 (13) 1.1 HSE承诺、方针和目标 (13) 1.2 HSE人员、组织机构和职责 (14) 1.3 危害识别与控制 (15) 1.4 应急计划 (16) 1.5 应急预案 (16) 1.6 HSE监测和整改 (17) 2HSE作业指导 (19) 2.1 卫生与生活设施 (19) 2.2 个人防护装备(P.P.E) (19) 2.3 交通安全及车辆管理 (19) 2.4 材料的运输、存放、保管与有害材料处理程序 (19) 2.5 机械设备和设施 (19) 2.6 手持和电动工具 (20) 2.7 临时用电安全 (20) 2.8 脚手架、高出作业管理程序 (20) 2.9 保冷作业 (21) 3应急预案 (22) 3.1安装和试运时发生火灾的应急方案 (22)

球罐结构设计

第二章 球罐结构设计 球壳球瓣结构尺寸计算 设计计算参数： 球罐内径：D=12450mm []23341-表P 几何容积：V=974m 3 公称容积：V 1=1000m 3 球壳分带数：N=3 支柱根数：F=8 各带球心角/分块数： 上极：°/7 赤道：°/16 下极：°/7 图 2-1混合式排板结构球罐 混合式结构排板的计算： 1.符号说明： R--球罐半径6225 mm N--赤道分瓣数16 (看上图数的) α--赤道带周向球角° （360/16） 0β--赤道带球心角70° 1β--极中板球心角44° 2β--极侧板球心角11° 3β--极边板球心角22° 2赤道板（图2-2）尺寸计算： 图2-2 弧长L )=1800βR π =180 70622514.3??= 弦长L =2Rsin(20β)=2x6225×sin(2 70 )=7141mm 弧长1B )=N R π2cos(20β)=16 14.362252?x ×cos 270 = 弦长1B =2Rcos(20β)sin(2α)=2x6225×cos35sin 2 5 .22= 弧长2B )=N R π2=16 14 .362252?x = 弦长2B =2Rsin 2α=2x6225×sin(2 5 .22）= 弦长D =2R )2 (cos )2( cos 120 2α β- =2x6225x )2 5.22(cos )270( cos 122- = 弧长D )=90R πarcsin(2R D )=903.14x6225arcsin(2x6225 7413.0 ) =

极板（图2-3）尺寸计算： 图2-3 对角线弧长与弦长最大间距： H=)2 ( sin 121 2ββ++=)112 44 ( sin 12++ = 弦长1B = H R )2sin( 221 ββ+=139 .1) 11244 sin(62252+x x = 弧长1B )=90R πarcsin(2R B 1)=906225 14.3x arcsin(2x62253.5953)= 弦长0D =21B ) =2×= 弧长0D )=90R πarcsin(2R D )=903.14x6225arcsin(2x6225 8774)= 弦长2B =2Rsin( 21 2ββ+)=2x6225xsin( 112 44 +)= 弧长2B )=180)2(21ββ+R π=180 2x11)(44622514.3+??= (1)极中板（图2-4）尺寸计算： 图2-4 对角线弦长与弧长的最大间距： A=)2 ( sin )2 ( sin 121 21 2βββ+-= 弧长2B )=180 1 βR π= 弦长2B =2Rsin( 2 1 β)= 弧长2L )=180)2(R 21ββ+π= 弦长2L =2Rsin(21 2ββ+)= 弦长1L =A ) 2sin()2cos(2R 21 1βββ+= 弧长1L )=90 R πarcsin(R L 21 )= 弦长1B = A R ) 2 cos()2 sin( 221 1 βββ+=

10000立球罐设计说明

摘要 球形压力容器（以下简称球罐）具有占地少、受力情况好、承压能力高，可分片运到现场安装成形、容积的大小基本不受运输限制等其它压力容器无可比拟的优点，在石油、化工、城市燃气、冶金等领域广泛用于存储气体和液化气体。近年来我国球罐的大型化和高参数化工程技术水平有了长足的进步，通过对引进球罐的消化、吸收和创新，很多高参数球罐已经实现了国产化，为我国的经济发展做出了积极的贡献。为满足我国石油液化气存储需求，同时也满足石油、化工、轻纺、冶金等行业对球罐大型化的需要，迫切需要发展有自主知识产权的特大型球罐核心技术。球罐的大型化是一个复杂的系统工程，它涉及到多个学科和技术领域。针对10000m3大型石油液化气球罐设计、制造中的几个关键技术：球罐选材、结构设计和应力分析等方面进行了研究，完成了如下工作：（1）阅读大量国内外文献，在系统了解球罐结构设计及制造方法的基础上，完成文献综述的撰写。 （2）对球罐选材进行分析比较，最终确定采用15MnNbR；对球罐进行工艺结构设计和尺寸计算；根据GB12337-98《钢制球形储罐》对球罐进行结构与强度设计计算。 （3）进行球罐图纸绘制，完成球罐装配图及各主要零部件图。 （4）使用压力容器分析设计系统（VAS2.0）对球罐进行强度分析，对球壳和支座连接处进行应力分析和强度评定。 关键词：球形储罐；容器用钢；结构；应力分析

Design of 10000m3 Spherical Tank for Liquefied Petrolem Gas Abstract Because of its unexampled advantages such as less floor area covering, high-pressure capability and transport facilitates,Spherical pressure tanks (hereinafter referred to as the―sto rage tank‖)used for storage of gas and liquefied gas more widely than other storage tanks in the oil,chemical,city gas,metallurgy and other fields. In recent years,China engineering and technical level of spherical tank has made great progress through the introduction,absorption and innovation of foreign spherical tank technology.To meet the demand of our country's liquefied petrolem gas storage,and meet the demand of large-scale tank in the petroleum,chemical,textile,metallurgical and other industries,it is urgent to develop the core technique of large-scale spherical tank with our own intellectual property rights.Construction of increasingly larger spherical tank is a complex and systematicproject,which involves a number of disciplines and technical fields. in view of research of key design and manufacture technology of 10000 m3large-scale liquefied petrolem gas tank,from the perspectives such as evaluation and selection of main material , structure design theory and stress analysis,we have solved several key technology of spherical tank construction.This article has completed the primary research work coverage,which was shown as follows: (1)Based on well understanding of structure design and manufacturing methods of spherical tank , I write literature summary after reading a large number of domestic and foreign literature. (2) Through analysis and comparison of the materials,I finally select 15MnNbR;After the structural design of process and dimension calculation,I complete the calculation of structure and strength according to GB12337-98. (3) The drawings of the tank include an assembly drawing and several parts drawings. (4)For the junction between spherical shell and stanchion, stress analysis and strength assessment is completed by the system of Design by Analysis for pressure vessels(VAS2.0). Key Words：Spherical tank；Steel for pressure vessels ；structure ；stress analysis

EHA封头下料直径尺寸及计算公式

壁厚（S）mm 4 5 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24 26 28 30 DN 直边（h2）mm25 40 50 下料直径φφ410 φ435 毛重Kg 6 7 8 11 15 18 21 24 27 300 容积（V）0.0053 M3 7.8 5.8 质量Kg 3.8 4.8 下料直径φφ475 φ495 毛重Kg 7 9 11 14 19 23 27 31 35 350 容积（V）0.0080 M3 10.3 7.6 质量Kg 5 6.3 下料直径φφ535 φ560 毛重Kg 9 11 14 18 25 30 35 40 45 400 容积（V）0.0115 M3 质量Kg 6.4 8 9.7 13.1 16.5 20 23.6 下料直径φφ595 φ620 毛重Kg 11 14 17 22 30 36 42 48 54 450 容积（V）0.0159 M3 质量Kg 7.9 10 12 16.2 20.4 24.8 29.2 下料直径φφ655 φ680 毛重Kg 14 17 20 27 37 44 51 58 66 79 500 容积（V）0.0213 M3 质量Kg 9.6 12.1 14.6 19.6 24.7 30 35.3 40.7 46.2 51.8 下料直径φφ715 φ740 φ750 毛重Kg 16 20 24 32 43 51 60 70 79 550 容积（V）0.0227 M3 质量Kg 11.5 14.4 17.4 23.4 29.5 35.7 41.9 48.3 54.8 61.4

壁厚（S）mm 4 5 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24 26 28 30 DN 直边（h2）mm25 40 50 下料直径φφ775 φ805 φ810 毛重Kg 19 24 28 38 51 61 71 83 93 110 121 132 600 容积（V）0.0353 M3 质量Kg 13.5 17 20.4 27.5 34.6 41.8 49.2 56.7 64.2 71.9 下料直径φφ835 φ870 φ890 毛重Kg 22 27 33 34 59 70 82 94 100 126 650 容积（V）0.0442 M3 质量Kg 15.7 19.7 23.8 31.9 40.2 48.5 57 65.6 74.4 83.2 下料直径φφ895 φ930 φ950 毛重Kg 25 32 38 51 69 82 95 109 122 144 158 172 186 700 容积（V）0.0545M3 质量Kg 18.1 22.7 27.3 36.6 40.6 55.7 65.4 75.3 85.2 95.3 下料直径φφ1020 φ1050 φ1070 毛重Kg 33 41 49 65 85 102 119 137 154 182 200 218 236 800 容积（V）0.0796M3 质量Kg 23.3 29.2 35.1 47.1 59.3 71.5 83.9 96.5 109.2 136.6 151.1 165.8 180.6 下料直径φφ1140 φ1165 φ1200 毛重Kg 41 51 61 82 106 127 148 169 191 228 250 272 295 317 900 容积（V）0.1113M3 质量Kg 29.2 3605 44 58.9 74.1 89.3 104.8 120.4 136.1 152 168.1 184.4 200.8 217.3 下料直径φφ1260 φ1295 φ1320 毛重Kg 50 62 75 100 130 157 183 211 237 276 303 330 357 384 411 1000 容积（V）0.1503M3 质量Kg 35.7 44.7 53.8 72.1 90.5 109.1 127.9 146.9 166 185.3 204.8 224.5 244.4 264.4

球罐的知识介绍

球罐的知识介绍（一） 球罐 球罐为大容量、承压的球形储存容器，广泛应用于石油、化工、冶金等部门，它可以用来作为液化石油气、液化天然气、液氧、液氨、液氮及其他介质的储存容器。也可作为压缩气体（空气、氧气、氮气、城市煤气）的储罐。 球形罐与立式圆筒形储罐相比，在相同容积和相同压力下，球罐的表面积最小，故所需钢材面积少；在相同直径情况下，球罐壁内应力最小，而且均匀，其承载能力比圆筒形容器大1倍，故球罐的板厚只需相应圆筒形容器壁板厚度的一半。 由上述特点可知，采用球罐，可大幅度减少钢材的消耗，一般可节省钢材30%～45%；此外，球罐占地面积较小，基础工程量小，可节省土地面积。 （一）球罐的构造与分类 1、球罐的构造 球罐由本体、支柱（承）及附件组成。 （1）球罐本体 球罐本体是球罐结构的主体，它是球罐储存物料承受物料工作压力和液体静压力的构件。由于球壳体直径大小不同，球壳板的数量也不一样，球壳有环带式（橘瓣式）、足球瓣式、混合式结构三种形式。 （2）球罐支柱（承） 球罐支柱（承）是用于支承球罐本体重量和储存物料重量的结构部件，有柱式、裙式半埋入式及高架式支座多种。 1）柱式支座。赤道正切柱式支座是使用最多的一种形式，另外，还有V型支承或三柱合一型支承。 2）裙式支座。这种结构的特点是支座较低，由钢板制成，其优点是稳定性好，节省钢材。 3）半埋入支座。这种结构是半球体支承于钢筋混凝土基础上。 （3）球罐的附件 1）梯子平台。一般球罐设置顶部平台和中间平台，顶部平台是工艺操作平台。 2）人孔和接管。人孔是为了操作人员进出球罐进行检验和维修而设置的，同时也用于现场组装焊接球罐时进行焊后整体热处理、进风、燃烧口和烟气排出等。 3）水喷淋装置。球罐上装设水喷淋装置是为了贮存的液化石油气、可燃气体和毒性气体的隔热需要，同时也可起消防保护作用。

丙烯球罐设计方案

方案编号 施工技术方案 吉化集团公司10.6万吨／年丙烯腈扩建工程丙烯球罐组焊 三类 批准： 复审：审核： 编制： 编制单位：

1、工程概况 吉化集团公司丙烯腈装置是“吉化30万吨乙烯及其配套工程”的配套装置之一。该装置采用美国BP公司的工艺技术，于1997年10月建成投产。 原设计规模为6.6万吨/年，2000年丙烯腈装置扩建至10.6万吨/年。根据吉林石化公司“十五”计划和吉林化纤厂“十五”计划，吉林地区对丙烯腈产品的总需求量预计超过21万吨/年。 鉴于上述原因，吉化集团公司决定将10.6万吨/年丙烯腈装置扩建至21万吨/年，并相应增设罐区及配套设施。扩建后的丙烯腈装置提供储存原料丙烯和成品丙烯腈能力的罐区。在现有的基础上新增3台2000m3丙烯球罐。 本施工方案针对吉化集团公司10.6万吨/年丙烯腈装置罐区中的丙烯球罐而编制。其中包括组装及焊接施工工艺，并另对安全措施给予介绍。 所达到的质量目标计划： ａ、单位工程交验合格率100%； ｂ、分部、分项工程交验优良率90%； ｃ、封闭设备抽检合格率100%； ｄ、无任何大小质量事故； 2、编制依据 ａ、《压力容器安全技术监察规程》国家技术质量监督局 ｂ、GB150-98《钢制压力容器》 ｃ、GB12337-98《钢制球形贮罐》及附录A“低温球形储罐” ｄ、HG20585-1998《钢制低温压力容器技术规定》 ｅ、GB50094-98《球形储罐施工及验收规范》

ｆ、JB/T4709-2000<钢制压力容器焊接工艺评定》 ｇ、JB4730-94《压力容器无损检测》、 中国石油集团工程设计有限责任公司东北分公司设计院丙烯球罐设计图纸ｈ、JB4708-2000 《钢制压力容器焊接工艺评定》 ｉ、〔日〕高压气体保安协会“高强度钢使用标准” ｊ、〔日〕WES3003“低温结构用钢板评定标准” k、〔日〕JISZ3700－80 3、工程简介 3.1结构简图

球罐特点

1 丁烯球形储罐结构设计所需的原始数据： 设计压力：0.8 MPa 设计温度：常温 公称容积：1000~3000m3 储存物料：丁烯 冲装系数：0.9 地震设防烈度：7级 壳体钢板的选用 由于球罐的储存物料是丁烯，丁烯在常温下是无色气体，不溶于水，溶于有机溶剂，并且是易燃易爆气体，并且丁烯会使钢板发生氢脆腐蚀，所以应选择低温并且抗氢的材料，根据GB150附录A （材料补充规定），各种钢材的比较选用了07MnNiCrMoVDR 低温低合金钢板，即含碳量7％的抗氢抗硫D 级的压力容器专用钢板。 07MnNiCrMoVDR 的力学性能： 使用状态（交货状态）：调质； 钢板厚度：16~70； 常温强度指标：屈服点s σ=490 MPa ；抗拉强度b σ=610 MPa ； 伸长率5δ≥21％ 温度：-40℃ ≤20℃下的许用应力 ：203 MPa 1.1 球罐的特点 随着世界各国综合国力和科学技术水平的提高，球形容器的制造水平也在高速发展。近年来，我国在石油化工、合成氨、城市燃气建设中，大型化球形容器得到了广泛

的应用。在石化企业、国防工业、冶金工业及城市燃气中，用于储存液态丙烷、丁烷、丙烯、丁烯及其混合物(LPG)、液化天然气(LNG)、液氧、液氮和液氨、液氢等物料。球形容器广泛应用于石油、化工、冶金等部门，它可以用来作为液化石油气、液化天然气、液氧、液氨、液氮及其他介质的储存容器。也可作为压缩气体的储罐。 球形储罐与其他型式的压力容器比较，有许多突出的优点。如与同等容量，相同工作压力的圆筒形压力容器比较，球罐具有表面积小，所需钢板厚度较薄，因而具有耗钢量少，重量轻的优点。此外，球罐还有制造方便，易于大型化、占地面积小、操作管理和检修方便等特点。由于这些特点，再加上球罐基础简单、受风面小、外形美观，可用于美化工程环境等原因，使球罐的应用得到很大发展，球形储罐是一种钢制容器设备。在石油炼制工业和石油化工中主要用于贮存和运输液态或气态物料。操作温度一般为-50～50℃,操作压力一般在3MPa以下。但球罐的制造、焊接和组装要求很严，检验工作量大，制造费用较高。 国内外球罐技术发展的方向都是高参数大型化，球罐大型化可以降低单位容积存储能力的投资，节省占地，也节省了辅助设施的费用，同时便于管理。国外先进工业国家开展石油液化气球罐大型化工作较早，技术水平较高，由于石油化工的高速发展，需要将液化天然气及液化石油气进行大规模的运输和贮存，球罐的应用得到进一步发展,不仅数量迅速增加,日趋大型化，而且向超高压、极低温发展。国际上目前最大液态介质球罐直径27.4m,容积10770m3；最大城市煤气球罐直径72.55m，容积200000m3。中国目前大多数球罐容积为200～1000m3,最大容积8250m3、直径25.1m。 随着科学技术的不断进步，材料、焊接、制造、现场组焊技术的不断提高、球罐也正向着高参数和多品种方向发展。设计压力从0.093兆帕的真空度到几十个兆帕，工作温度为-250~850℃，球壳结构从单层到多层，品种非常广泛。但球罐大型化是最主要的发展趋势。

2000立方米大型球罐设计说明书

课程设计资料标签 资料编号： 题目球形储罐设计 姓名学号专业材料成型 指导教师成绩 资料清单 注意事项： 1、存档内容请在相应位置填上件数、份数，保存在档案盒内。每盒放3-5名学生资料，每份按序号归档， 如果其中某项已装订于论文正本内，则不按以上顺序归档。各专业可依据实际情况适当调整保存内容。 2、所有资料必须保存三年。课程设计论文（说明书）装订格式可参照毕业设计论文装订规范要求。 3、资料由学院资料室统一编号。编号规则是：年度—资料类别代码·学院代码·学期代码—顺序号，顺 序号由四位数字组成（参照《西安理工大学实践教学资料整理归档要求》）。 4、各院、系应在课程设计结束后一个月内按照规范进行资料归档。 5、特殊情况请在备注中注明，并把相关资料归档，应有当事人和负责人签名。 课程与生产设计(焊)

设计说明书设计题目球形储罐设计 专业材料成型及控制工程 班级 学生 指导教师 2016 年秋学期

目录 一、设计说明 课程设计任务书-------------------------------------------------------------------------------1 1.1 选材-----------------------------------------------------------------------------------------------2 1.2 球壳计算----------------------------------------------------------------------------------------2 1.3 球壳薄膜应力校核---------------------------------------------------- --------------------3 1.4 球壳许用外力----------------------------------------------------------------------- ----------4 1.5 球壳分瓣计算----------------------------------------------------------------------------------5 二、支柱拉杆计算 2.1 计算数据---------------------------------------------------------------------------------------9 2.2 支柱载荷计算---------------------------------------------------------------------------------10 2.3 支柱稳定性校核-----------------------------------------------------------------------------13 2.4 拉杆计算---------------------------------------------------------------------------------------14 三、连接部位强度计算 3.1 销钉直径计算-----------------------------------------------------------------------------------15 3.2 耳板和翼板厚度计算-------------------------------------------------------------------------15 3.3 焊缝剪应力校核-------------------------------------------------------------------------------15 3.4 支柱底板的直径和厚度计算---------------------------------------------------------------16 3.5 支柱与球壳连接处的应力验算------------------------------------------------------------16 3.6 支柱与球壳连接焊缝强度计算------------------------------------------------------------18 四、附件设计 4.1 人孔结构-----------------------------------------------------------------------------------------19 4.2 接管结构-----------------------------------------------------------------------------------------19 4.3 梯子平台---------------------------------------------------------------------------------------19 4.4 液面计--------------------------------------------------------------------------------------------20 五、工厂制造及现场组装 5.1 工厂制造----------------------------------------------------------------------------------------21