1、任务书任务书过程装备与控制专业毕业设计（论文）题目：8000m液化石油气球形储罐设计毕业设计（论文）内容：8000m液化石油气球形储罐的罐壁，支架人孔的设计。毕业设计（论文）专题部分：球罐的设计材料，球罐的发展形势，安全技术等。起止时间：2016 年 3 月 1 日至 2016 年 6 月 6 日指导教师：签字 年 月 日 本 科 毕 业 设 计题 目：8000m石油液化气球罐的工艺设计 专 业：过程装备与控制工程 班 级：学生姓名：指导教师：论文提交日期：年 5 月 27 日论文答辩日期：年 5 月 6 日摘要摘要 随着世界各国水平增高和科学技术的发展与提高，球形容器的制造水平也在增加。近年
2、来，我国在石油化工，城市燃气的发展中，大型球罐得到了广泛的应用。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，
3、它涉及到多个学科和技术领域。针对 8000m3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。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。本罐是在常温常压下设计，压力测试是水压
4、测试，为了承受风载荷和地震载荷，保证球罐的稳定性，在支柱之间设置拉杆相连。球壳分块较少，板材利用率高，制造工作量小，焊缝短，焊缝个数少，检验量少，施工速度快，拉杆结构采取可调节的拉杆。使球罐可以保持平衡调节简单。关键词关键词：球形储罐；容器用钢；结构；应力分析 AbstractWith the improvement of comprehensive national strength and the word of-science-andtechnologylevel,themanufacturinglevelofsphericaltankishigh-speeddevelopment.In
5、recentyears,Chinaspetrochemicalindustry,synthetic amm-onia,the building of citygas,large-scalespherical tank is widely use.Because of its unexampled advantages such as less floor area covering,high-pressure capability and transport facilitates,Spherical pressure tanks(hereinafter referred to as thes
6、torage 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 fo
7、reign spherical tank technology.To meet the deman do four country gastor-age,and meet the demand flarge-scaletank 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.Co
8、nstruction 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 8000 m3 large-scale liquefied petrolem gas tank,from the perspectives such as evaluation and
9、 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 m
10、ethods 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 an
11、d 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.Key Words：Spherical tank;Steel for pressure vessels;structure；stress an
12、alysis 目目 录录 第一章球罐设计.1 1.1 球罐设计的执行标准及法规.1 1.2 球壳结构.2 1.3 制作结构.2 1.4 拉杆结构.4 1.5 支柱与球壳连接下部结构.5 1.6 接管补强结构.6 1.7 球罐的设计方法.8 1.8 球罐制造.8 1.9 球罐安全与安装技术.9 1.10 球罐用钢的要求.10 第二章球罐的发展趋势与面临问题.11 2.1 球罐发展趋势.11 2.2 球罐大型化面临的问题.11 2.3 几种典型球罐用钢的优劣对比.12 2.4 国内外球罐的常用钢种.13 第三章 8000m3石油液化气球罐设计说明.14 3.1 设计数据.14 3.2 基础资料.1
13、4 3.2.1 安装与运行地区气象环境条件.14 3.2.2 工作介质.15 3.2.3 运行要求.15 3.2.4 场地条件.15 3.4 球形储罐主要设计参数的设定.16 3.4.1 设计压力和设计温度.16 3.4.2 人孔、接管位置及尺寸的确定.16 3.4.3 腐蚀余量的确定.17 3.5 设计原则.17 3.5.1 设计规范的确定.17 3.5.2 压力试验方法.17 3.6 球壳设计.18 3.6.1 材料选用.18 3.6.2 球罐支柱数和分带角的确定.18 3.6.3 混合式结构的排板计算.18 3.6.4 球壳.19 3.6.5 开孔补强.20 3.6.6 安全泄放设计.2
14、1 3.6.7 法兰密封.21 3.7 球罐支柱与拉杆.21 3.7.1 球罐的连接结构确定.21 3.7.2 支柱结构.21 3.8 制造要求.22 3.8.1 球壳板.22 3.8.2 坡口.22 第四章球罐的强度计算.24 4.1 设计条件.24 4.2 球壳计算.25 4.2.1 计算压力.25 4.3 球壳各带的厚度计算.26 4.4 球罐质量计算.26 4.5 地震载荷计算.27 4.5.1 自振周期.27 4.5.2 地震力.27 4.6 弯矩计算.27 4.7 支座底板.28 4.7.1 支座底板直径.28 第五章致谢.29 参考文献.30沈阳化工大学科亚学院学士学位论文 第一
15、章 球罐设计 第一章 球罐设计第一章 球罐设计1.1 球罐设计的执行标准及法规1.1 球罐设计的执行标准及法规 球罐设计执行的国家标准及法规主要有固定式压力容器安全技术监察规程，锅炉压力容器安全监察暂行条例及其实施细则2009 版，GB150-1998钢制压力容器，HG/ZQ1.787球形储罐质量等级评定及检查细则，球罐安装质量要达到 SHJ-514石油化工设备 安装工程质量检验评定标准中第八章“球型储罐安装工程”中优良工程要求。随着我国石油、化工、轻纺、冶金及城市天燃气工业的发展，作为存储容器的球罐，得到了广泛的应用与迅速的发展，在石化企业、国防工业、冶金工业及城市燃气中。球形储罐与其他型式
16、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，球罐具有表面积较小，所需钢板厚度较薄，因而具有耗钢较少，重量轻。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使球罐的应用得到很大发展21，。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，建造 5000-25000m3 大型球罐已相当普遍，如文献 3介绍，日本 1968 年制成了容量 20000 m3的大型球罐，1985 年日本新日铁公司为日本西部瓦斯用本公司生产的 WEL-TEN80C 型高强度钢制造一台大型球罐，设计压力 0.75MPa、直径为 37.07m、容积为 26700 m3。而我国由于特大型因此，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求，迫切需要开发具有我国自主知识产权的特大型球罐核心技术 4。球罐是一个大型、复杂的焊接壳体结构，它涉及到材
