20立方米液氨儲罐的設(shè)計【20m3液氨儲罐的設(shè)計】【含有限元】【說明書+CAD+SOLIDWORKS+仿真】
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開題報告題 目 名 稱 液氨儲罐的設(shè)計 院 （系） 專 業(yè) 班 級 指 導(dǎo) 教 師 輔 導(dǎo) 教 師 開題報告日期 1 液氨儲罐的設(shè)計1. 題目來源 題目來源：生產(chǎn)實踐2. 研究目的及意義 儲罐是用于儲存液體或氣體的鋼制密封容器即為鋼制儲罐，防腐儲罐工程是石油、化工、糧油、食品、消防、交通、冶金、國防等行業(yè)必不可少的、重要的基礎(chǔ)設(shè)施，我們的經(jīng)濟(jì)生活中總是離不開大大小小的鋼制儲罐，鋼制儲罐，防腐儲罐在國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展中所起的重要作用是無可替代的。鋼制儲罐是儲存各種液體（或氣體）原料及成品的專用設(shè)備，對許多企業(yè)來講沒有儲罐就無法正常生產(chǎn)，特別是國家戰(zhàn)略物資儲備均離不開各種容量和類型的防腐儲罐等儲罐。 液氨儲罐的容積一般都小于100m3，近年來隨著制造工藝的提高其容積有逐漸增大的趨勢。隨著容積的增大，儲罐在設(shè)計和使用中的安全可靠性就變得極為重要。然而我國液氨儲罐設(shè)計制造技術(shù)的還遠(yuǎn)落后于世界先進(jìn)水平，制造較困難，加工費(fèi)用高。 國際能源機(jī)構(gòu)建議其成員國建立起至少維持各自石油消費(fèi)90天的戰(zhàn)略儲備量美國、日本和德國的石油儲備分別達(dá)到了158天、161天和127天，而我國原油的綜合儲備天數(shù)僅能達(dá)到30天的水平。因此國家正在積極組織實施石油戰(zhàn)略儲備基地的建設(shè)需要大型儲罐和特大型儲罐的發(fā)展作為技術(shù)支撐。目前國內(nèi)大型油庫中的儲罐仍以10萬m3儲罐為主，而國外單罐容積已達(dá)到了20萬m3。無論從積極推進(jìn)國家石油戰(zhàn)略儲備的建設(shè)，還是提高我國特大型儲罐設(shè)計建造技術(shù)水平都需要在儲罐方面得以提高。所以研究液氨儲罐對我國石油化工等行業(yè)有著極其重要的意義.3. 閱讀的主要參考文獻(xiàn)及資料名稱 1. 馬龍.5000m3大型低溫常壓液氨儲罐檢修工藝處理方法.化工科技，2011，19(4)：4749 2. 朱小紅.爆炸與中毒模型在液氨儲罐安全評價中的應(yīng)用.安全與環(huán)境工程.2007.第14卷第3期 3. 秦景娜.低溫液氨儲罐的保冷設(shè)計.大化集團(tuán)大連設(shè)計研究院.2001年.第七期 4. 樊國帥.低溫液氨儲罐的冰機(jī)選型設(shè)計.廣州化工.2012.第40卷第19期 5. 顧建偉.電廠脫硝工程液氨儲罐泄漏環(huán)境風(fēng)險分析.安全與環(huán)境學(xué)報.2012.第12卷第6期 6. 周德紅.合成氨廠液氨儲罐泄漏環(huán)境風(fēng)險分析.安全與環(huán)境工程.2009.第16卷第2期 7. 張晶.火電廠煙氣脫硝工程液氨儲罐區(qū)消防設(shè)計.華電技術(shù).2012.第34卷第10期 8. 姜運(yùn)建.基于ABAQUS液氨儲罐管座角接頭應(yīng)力計算. PRESSURE VESSEL TECHNOLOGY.2011.第28卷第2期 9. 潘旭海.基于模擬計算的液氨儲罐泄漏潛在危險性分析.石油化工高等學(xué)校學(xué)報.2006.第19卷 第1期10. 孫東亮.基于質(zhì)量流率離散方法的液氨儲罐泄漏擴(kuò)散模型的研究.工業(yè)安全與環(huán)保.2010.第36 卷第6期11. 張曦.蒙德法在火電廠液氨儲罐評價單元的應(yīng)用.中國安全生產(chǎn)科學(xué)技術(shù).2012.第8卷第2期12. 張健健.淺論液氨儲罐壓力容器設(shè)計的常見問題.今日湖北.2012年第6期（中）13. 鄭世南.淺析電廠SCR煙氣脫硝液氨儲罐腐蝕防護(hù).管理觀察.2010年1月上旬刊14. 莫振輝.田東電廠脫硫工程液氨儲罐泄漏事故后果模擬分析.紅河水.2010.第29卷第3期15. 朱曉鵬.液氨儲罐安全運(yùn)行與維護(hù)管理.大氮肥.2008.第31卷第5期16. 張建軍.液氨儲罐的腐蝕與防護(hù).中國科技博覽.2009.第35期17. 丁曉曄.液氨儲罐事故性泄漏擴(kuò)散過程模擬分析.中國安全生產(chǎn)科學(xué)技術(shù).2007.第3卷第3期18. 彭林.液氨儲罐事故泄漏環(huán)境風(fēng)險評價探討.廣東化工.2009.第36卷第4期.19 . Oludele Adeyefa, Oluleke Oluwole .Finite Element Analysis of Von-Mises Stress Distribution in a Spherical Shell of Liquified Natural Gas (LNG)Pressure Vessels .Engineering, 2011, 3, 1012-1017 4. 壓力容儲國內(nèi)外現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢與研究的主攻方向4.1國內(nèi)外現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢國外通過各種手段進(jìn)一步減少油品損失，降耗節(jié)能，重視安全和污染，強(qiáng)化防腐和監(jiān)測技術(shù)；地上罐進(jìn)一步大型化的勢頭不甚明顯。 隨著化工、石油、能源、鍋爐等工業(yè)的迅速發(fā)展，壓力容器向大型化發(fā)展， 容器的直徑、容積、厚度、質(zhì)量等參數(shù)增大。容器的工作條件如溫度、壓力、介質(zhì)越來越惡劣、復(fù)雜，而且這一大型化的趨勢還在繼續(xù)。容器大型化可以節(jié)約能源、節(jié)約材料、降低投資、降低生產(chǎn)成本、提高生產(chǎn)效率。1962年,美國芝加哥橋梁公司首先建成了10萬m3浮頂油罐；1964年,殼牌石油公司在歐洲建成了10萬m3的浮頂儲罐； 1967年,委內(nèi)瑞拉建成15萬m3的浮頂儲罐；1971年,日本建成了16萬m3大型儲罐;1975年,國內(nèi)建成了首臺5萬m3浮頂油罐;1985年從日本引進(jìn)10萬m3浮頂罐的設(shè)計和施工技術(shù)并在秦皇島建造之后，陸續(xù)又引進(jìn)建造了20多臺10萬m3浮頂罐，并且開始研制大型儲罐用國產(chǎn)鋼材。 國內(nèi)液氨儲罐行業(yè)在各區(qū)域發(fā)展不平衡，特別是低溫儲罐但發(fā)展不平衡問題還很突出，主 要表現(xiàn)在發(fā)展存量差距大、客觀條件制約多、體制政策不完善等。 2001年， 秦景娜等在低溫液氨儲罐的保冷設(shè)計一文中指出根據(jù)其提供的保冷材料和施工要求等設(shè)計方式可以滿足液氨的儲存、裝運(yùn)、緩沖及平衡作用。并有實際運(yùn)行達(dá)10多年的設(shè)備作佐證。 2007年，朱曉紅等在爆炸與中毒模型在液氨儲罐安全評價中的應(yīng)用一文中指出研究液氨儲罐的安全性具有重大意義，并提出將氣體蒸氣云爆炸模型和中毒事故模型應(yīng)用于液氨儲罐的安全評價中從而判定儲罐區(qū)的危險性和危害程度。 2009年，周德紅等在合成氨廠液氨儲罐泄漏環(huán)境風(fēng)險分析一文中通過對合成氨廠液氨儲罐泄漏的環(huán)境風(fēng)險數(shù)據(jù)分析，為合成氨廠的環(huán)境選址可行性開辟了一條新思路，可以有效地預(yù)測、預(yù)防、控制災(zāi)害性事故的發(fā)生，確保石化企業(yè)生產(chǎn)的安全運(yùn)行和社會的穩(wěn)定。 2011年，趙新文在 液氨儲罐在生產(chǎn)過程中發(fā)生危險性分析及預(yù)防措施 一文中中指出充分應(yīng)用系統(tǒng)安全工程學(xué)的方法和手段，形成完整的閉路循環(huán)管理系統(tǒng)，使液氨儲罐始終保 持安全運(yùn)行的動態(tài)平衡，把液氨儲罐的風(fēng)險性控 制在可接受的范圍內(nèi)。 2012年，李明在液氨泄漏事故處置應(yīng)急措施探討一文中指出在氨泄露事故發(fā)生后采取的一系列措施可以將事故的盡可能危害降低。 4.2研究的主攻方向國外的研究方向是通過研究新方式減少油品損失，降低能耗，重視安全與污染，強(qiáng)化防腐和監(jiān)測手段。國內(nèi)的研究方向是改進(jìn)新技術(shù)提高液氨儲罐安全環(huán)保性，包括提高儲罐焊接技術(shù)。通過對眾多文獻(xiàn)的閱讀與學(xué)習(xí)，下面決定將主攻方向放在液氨儲罐的防泄漏性設(shè)計及安全評估設(shè)計。5.主要研究內(nèi)容、需重點(diǎn)研究的關(guān)鍵問題及解決思路（1）液氨儲罐的結(jié)構(gòu)設(shè)計，包括筒體，封頭，零部件的材料選取。（2）設(shè)計計算及其校核，包括抵抗斷裂的能力，有抵抗風(fēng)荷的能力，有抗地震的能力。 （3）零件及其裝配圖。（4）焊接方法及其工藝。由于考慮到安全性，需要重點(diǎn)考慮焊縫的質(zhì)量與校核的嚴(yán)密性 用ANSYS進(jìn)行應(yīng)力分析。6.完成畢業(yè)設(shè)計所必須具備的工作條件及解決的辦法1、 畢業(yè)設(shè)計所需的原始數(shù)據(jù)工作介質(zhì)：液氨 設(shè)計容積：20 m3工作壓力： MPa 工作溫度：C抗震設(shè)防烈度：度 風(fēng)和雪載荷：不考慮 2、 完成設(shè)計所必需具備的工作條件（1） 電腦和相關(guān)設(shè)計資料及數(shù)據(jù)（2） 各種行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)及國標(biāo)工具書3、 解決辦法（1） 充分有效的利用網(wǎng)絡(luò)和圖書館查閱權(quán)威資料和欠缺材料（2） 與相關(guān)老師聯(lián)系，尋求適當(dāng)指導(dǎo)和幫助七工作的主要階段、速度及時間安排第01周（3月15日3月21日）：搜索資料，撰寫開題報告，進(jìn)行文獻(xiàn)翻譯。第02周（3月22日3月29日）：搜集相關(guān)設(shè)計資料，為設(shè)計準(zhǔn)備；第03周（3月30日4月05日）：筒體，封頭，零部件的材料選取；第04周（4月06日4月12日）：筒體，封頭，零部件設(shè)計； 第05周（4月13日4月19日）：焊接方法及其工藝； 第06周（4月20日4月26日）：零件及焊接校核；第07周（4月27日5月03日）：軟件應(yīng)力測試；第08周（5月04日5月10日）：畫零件及其裝配圖；第09周（5月11日5月17日）：編寫說明書； 第10周（5月18日5月23日）：定稿，制作設(shè)計電子版及準(zhǔn)備答辯所需資料； 第11周（5月24日5月30日）：模擬答辯，再次對設(shè)計進(jìn)行校核； 第12周（5月31日6月06日）：答辯。八指導(dǎo)老師審查意見- 4 -
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