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液氨儲罐的機械設計包括哪些內容?

發布時間:2021-10-24人氣:0

       1、液氨貯罐的設計背景 化學工業和其它流程工業的生產都離不開容器。所有的化工設備的殼體都是一種容器,容器的應用遍及各行各業,諸 如航空、航海、機械制造、輕工、動力等行業。然而化工容器又有其本身特點,不僅要適應化學工藝過程所要求的壓力和溫度條件,還要承受化學介質的作用,要能 長期的安全工作且保證良好的密封。因此在容器的設計中應綜合考慮個方面的因素,使之達到最優。 液氨主要用于生產硝酸、尿素和其它化學肥料, 還可用作醫藥和農藥的原料。在國防工業中用于制造火箭、導彈的推進劑,可用作有機化工產品的氨化原料,還可用作冷凍劑,將氨進行分解,分解成氫氮混合氣體 這種混合氣體是一種良好的保護氣體,可以廣泛地應用于半導體工業、冶金工業以及需要保護氣氛的其它工業和科學研究中。 為能夠進行連續的生產,需要有儲存液氨的容器,因此設計液氨貯罐是制造貯罐的必備步驟,是化工生產能夠順利進行的前提。            2、液氨貯罐的分類及選型 儲罐的形狀有圓形或球形。圓筒形儲罐兩端的封頭有橢圓形、球形、錐形和平蓋等形狀。 在 本設計中由于設計體積較小且工作壓力較小,可采用臥式圓筒形容器,方形和矩形容器大多在很小設計體積時采用,因其承壓能力較小且使用材料較多;而球形容器 雖承壓能力強且節省材料,但制造較難且安裝內件不方便;立式圓筒形容器承受自然原因引起的應力破壞的能力較弱,故選用臥式圓筒形容器。 臥式圓筒形液氨儲罐通常由臥式圓筒形筒體和兩端的橢圓形封頭組成,按照化學生產工藝的要求設置進料口、出料口、放空口、排污口、壓力表、安全閥和液面計等。為了檢修方便,還要開設人孔,用鞍式支座支承于混凝土基座上。 選擇化工容器的材料也是設計中的重要問題,應該綜合考慮容器的操作條件和鋼材的性能、價格等。 氨對鋼材的腐蝕作用很小,但是,置于室外的液氨儲罐,它的操作溫度就是大氣溫度,它的操作壓力就是操作溫度對應的飽和蒸汽壓。隨著氣溫的變化,液氨儲罐的操作溫度和壓力也隨之變化,制造儲罐的鋼材應能承受這種變化。液氨儲罐通常選擇16MnR鋼,它是屈服強度為350MPa級的普通低合金高強度鋼,具有良好的綜合力學性能、焊接性能、工藝性能以及低溫沖擊韌性。在我國北方嚴寒地區,冬季最低氣 3、設計溫度和設計壓力的確定 罐儲存的是經過壓縮機壓縮后,被冷卻水冷凝的液態氨,由于冷卻水的溫度隨氣候變化而波動,通常氨被壓縮 到0.9~4MPa才能被冷卻水冷凝。儲罐通常置于室外,罐內液氨的溫度和壓力直接受到大氣溫度的影響,在冬季可達-30℃,在夏季儲罐經太陽曝曬后,液 氨的溫度可達50℃,這時候氨的飽和蒸汽壓,隨著氣溫的變化,儲罐的操作壓力也在不斷改變(參考下表1)。 表1:液氨的飽和蒸汽壓和密度 液氨儲罐的操 作溫度通??扇∠募镜淖罡邭鉁?0℃。為了確保操作安全,我國勞動和社會保障部頒布的《壓力容器安全技術監察規程》第24條規定:壓力容器的設計壓力不得 低于最高工作壓力,裝有安全泄放裝置的壓力容器,其設計壓力不得低于安全泄放裝置的開啟壓力或爆破壓力。工程中其設計壓力不低于安全閥開啟壓力(安全閥開 啟壓力取1.05~1.10倍工作壓力),通常選取為2.16MPa(相當于取50℃時飽和蒸汽壓對應的設計壓力)。又因為廣東地區天氣最高室溫一般不會 超過50℃,此時氨的飽和蒸汽壓為2.07MPa(絕對壓力),故取P=2.16MPa.

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