液化石油气球罐的设计与制造

本科毕业设计（论文）开题报告

题 目： 液化石油气球罐的设计与制造 ****： * * 院 （系）： 机械工程学院 专业班级： 装备0702 ****： * * * 完成时间： 2011 年 月 日

1. 课题的意义 由于世界能源分布的不均匀性，我国的石油资源进口依赖度已经超过50%。所以国家在“十二五”期间继续加大能源战略的宏观调控，加大节能减排的力度。作为储存能源（比如LPG，LNG，石油，乙烯等）和特出物质（比如液氮，液氧，氧气，液氨等）的一种载体。从家用的煤气储罐到供应整个城市的天然气球罐，可以说球罐的大小决定一个城市发展的规模。然而我们在追求大型化的同时也付出了惨痛的代价（比如2009年兰炼储罐爆炸，2010年大连天然气球罐的着火，2011年日本9.0级地震引起的炼油厂球罐着火）。球罐绝大多数是压力容器且一般储存的介质的条件比较苛刻，大都是易燃，易爆的危险的物质。所以就要求其有很高的安全性，确保人们正常的生活与生产秩序。有必要对球罐的设计与制造进行改进，确保起运行安全可靠。故设计有一定强度和大型化的储存设备是很有必要的。 这次设计的储罐为球形储罐相比其他形式的储罐有以下特点：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。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。 这次设计的球罐为单支柱混合式球罐相比其他形式的球罐有以下特点：这种结构取橘瓣式和足球瓣式两种结构形式的优点，材料利用率高，焊缝长度缩短，球壳板数量减少，适合大型球罐。 2. 国内外研究现状 国外： 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10000-25000m3大型球罐已相当普遍。在日本为确保石化企业能常年平稳生产，建了不少大罐，16万立方米的油罐十几台。如文献介绍， 1968年已经制成了容量20000 m3的大型球罐。1984年日本水岛的炼油厂就建成两台内径83米，储油深48米，容量26万立方米的地中式油罐。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。在美国，据美国环境事务杂志2007的统计，美国全境地上储罐总数约70万多座。对炼油厂大罐基本上作到5万立方米左右，有个别的地方会更大。 国内: 我国最早建造球罐在1958年以后，至1980年已运行的各类球罐约1000台左右。回顾我国近三十年的建造球罐的历史，发展速度较快，目前国内建球罐技术水平仅仅达到世界先进国家的九十年代的水平，近几年来引进国外球罐技术水平也只能达到两千年的技术水平，但是综合技术水平还是比较落后的，球罐方面的技术管理水平还不够成熟，大容量的球罐尚不能建造缺少球罐的专门材料。。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。2001年我国生产的最大球罐也只有8000 立方米，到2010年中石油兰州石化300万吨/年重油催化炼化装置配套的2台4000立方米液态烃通过验收，这是我国自行设计，制造，阻焊的参数最大盛装液态烃的球罐，解决了一系列技术难题，该球罐的建造成功应用填补了国内外空白。 3.毕业设计（论文）的主要内容 一基本参数： 介质：液化石油气;设计温度：20—50度;设计压力：1.8MPa;建设地点：西安;公称容积：3000立方米；场地： 二类场地土。 二设计要求： 1，结构设计:球壳分级、分带设计及球壳板计算；支柱与拉杆设计. 2，附件设计：安全阀、泄漏阀、温度计、压力计、液面计、喷淋装置、内外梯子、保温层等设计。 3，强度设计： (1) 材料选择：球壳材料予选两种以上通过对比，确定一种并论述其合理性；支柱材料要与壳体相匹配； （2）支柱与拉杆的强度校核及支柱稳定性校核； （3）接管的补强设计与计算； （4）连接部位及簿弱环节的强度校核； （5）立柱底板及地脚螺栓的设计。 三设计任务： （1）完成开题报告一份； （2）完成外文资料一份（不少于15000字符） （3）绘制零号组装图两张，零部件图若干（一张零号图的量）。 （4）完成设计说明书一份。 四球罐制造要点 （1) 球壳板的制造； （2）组装方法； （3）焊接方法与焊接材料料的选择； （4）质量捡验。 4.所采用的方法、手段以及步骤等 本设计为球罐的机械设计，设计的方法步骤如下： （1）查阅相关资料，熟悉球罐及其特点和结构； （2）了解球罐和其他附件材料的选用及要求； （3）了解球罐和其他附件如球壳、支座、人孔、接管和抗震结构的结构设计； （4）依据相关标准，对球罐进行强度计算及校核，并据校核结果进行调整； （5）对球罐进行经济性分析； （6）了解和掌握球罐的工厂制造及现场组装、进行球罐组装时所采用的焊接工艺； (7) 了解球罐质量检验的方法和步骤； （8）绘制设备装配图、零部件图； 5.阶段进度计划 这次毕业设计的时间为2011年02月20日至2011年6月15日，结合导师的要求和自身的实际情况，决定以下设计进度： （1) 第1-2周查阅相关资料，了解和熟悉球罐的结构及制造安装工艺等。 (2） 第3-4周检索一定数量的中英文期刊论文。 (3） 第5周书写开题报告一篇及翻译外文资料一篇。 (4） 第6周对主要零部件进行选材。 (5） 第7-9周进行结构设计，完成壁厚﹑人孔﹑支柱﹑连杆﹑底座等一些连接结构的设计。 (6） 第10周强度计算及校核部分要求确定的球罐的壁厚﹑风载荷和地震载荷及相关焊缝。 (7） 第11-13周绘制总装图一张和零部件若干张。 (8） 第14周编写设计说明书一份。 （9） 第15周整理毕业设计，等待最后答辩。 6.参考文献 [1] 徐英，杨一凡，朱萍等主编.球罐和大型储罐.北京：化学工业出版社，2004.11 [2] GB 12337—1990.钢制球形储罐[S] .北京：中国标准出版社，2000.3.15 [3] 郑津洋，董其伍，桑芝富主编.过程设备设计 第二版.北京：化学工业出版社，2005.5 [4]何提主.国外储存技术的发展与动向.石油化工设备技术.2003 [5] [6] 指导教师意见： 指导教师签名： 年 月 日 系（教研室）意见： 主任签字： 年 月 日