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1、摘 要随 着 社 会 经 济 的 逐 渐 进 步 ， 石 油 、 化 工 、 热 处 理 行 已 经 开 始 大 面 积 应 用各 种 压 力 容 器 ， 甚 至 在 日 常 生 活 中 ， 也 经 常 运 用 到 气 体 、 液 体 压 力 容 器 。 为了 减 小 压 力 容 器 工 作 时 的 震 动 以 及 减 小 气 体 压 力 突 变 的 现 象 ， 缓 冲 罐 作 为 一种 中 间 过 渡 容 器 出 现 在 各 种 流 体 输 送 的 系 统 中 。缓 冲 罐 主 要 是 过 滤 压 力 波 动 及 气 液 分 离 。 因 为 缓 冲 罐 的 容 积 要 远 远 大 于输 送

2、管 道 ， 所 以 在 输 送 管 道 的 压 力 瞬 间 变 化 时 ， 缓 冲 罐 中 的 压 力 变 化 非 常 小 ，这 样 就 可 以 保 证 缓 冲 罐 的 进 口 或 出 口 的 压 力 恒 定 ， 减 小 流 体 对 管 道 的 冲 击 载荷 。 同 时 在 缓 冲 罐 中 ， 还 有 气 液 分 离 的 作 用 ， 如 果 在 系 统 中 气 体 混 合 液 体 ，则 气 体 在 通 过 缓 冲 罐 时 ， 由 于 缓 冲 罐 的 截 面 积 远 远 大 于 管 道 截 面 积 ， 所 以 流体 速 度 降 低 ， 这 时 液 体 就 会 由 于 重 力 作 用 分 离 ，

3、通 过 罐 体 底 部 排 液 阀 排 除 液体 ， 实 现 气 液 分 离 的 作 用 。氮 气 在 常 温 及 标 准 大 气 压 下 ， 在 水 中 的 溶 解 度 非 常 小 ， 通 常 单 位 提 及 的水 只 能 溶 解 0.02 体 积 的 N2。 在 市 面 上 ， 一 般 氮 气 经 常 保 存 在 气 瓶 中 ， 气 瓶外 部 喷 黑 色 漆 ， 但 是 气 瓶 只 是 一 种 储 气 容 器 ， 其 输 出 气 体 时 ， 由 于 气 瓶 的 容积 较 小 ， 截 面 积 也 较 小 ， 所 以 气 压 波 动 比 较 大 ， 如 果 对 于 特 殊 要 求 的 使 用

4、条件 下 ， 肯 定 会 导 致 系 统 压 力 波 动 ， 所 以 需 要 用 到 缓 冲 罐 进 行 气 压 波 动 的 过 滤 。本 文 首 先 讨 论 了 压 力 容 器 的 设 计 要 点 ， 搜 集 了 关 于 压 力 容 器 设 计 计 算 的方 法 以 及 注 意 事 项 。 同 时 将 其 运 用 于 实 处 ， 研 究 了 氮 气 缓 冲 罐 的 设 计 方 法 ，全 文 包 括 了 筒 体 、 封 头 、 法 兰 、 钢 管 等 设 计 ， 主 要 包 括 材 料 选 择 、 强 度 计 算 、加 工 方 法 等 ， 除 此 之 外 ， 还 介 绍 了 零 件 加 工 好

5、 后 ， 怎 样 装 配 以 及 最 终 装 配 好的 防 锈 、 检 漏 等 处 理 ， 对 缓 冲 罐 的 设 计 有 了 一 定 了 解 。关 键 词 ： 缓 冲 罐 、 氮 气 、 压 力 容 器 、 封 头 、 法 兰AbstractWith the gradual progress of social economy, petroleum, chemical, heat treatment line has begun to use a large area of pressure vessels, even in daily life, but also often used i

6、n gas, liquid pressure vessels. In order to reduce the vibration of the pressure vessel and reduce the sudden change of the gas pressure, the buffer tank is used as an intermediate transition vessel in a variety of fluid delivery systems.Buffer tank is mainly filter pressure fluctuation and gas-liqu

7、id separation. Because of the volume of the buffer tank is much larger than the pipeline, so the pressure moment changes in pipeline when the pressure changes in the buffer tank is very small, so it can ensure that the pressure of import or export of the buffer tank is constant, reducing the flow of

8、 pipeline impact load. At the same time in the buffer tank, and the gas-liquid separation effect, if a mixture of liquid and gas in the system, the gas in the buffer tank, as the cross-sectional area of the buffer tank is far greater than the pipe cross-sectional area, so that the fluid velocity dec

9、reases, the liquid will be due to gravity separation, through the bottom of the tank drain valve remove liquid, gas liquid separation effect.Nitrogen at room temperature and atmospheric pressure, the solubility in water is very small, usually referred to only 0.02 of the volume of water soluble N2.

10、In the market, the general nitrogen often preserved in the cylinders in the cylinder, the external spray black paint, but just a cylinder storage tank, the gas output, because the smaller volume of gas cylinders, the cross-sectional area is small, so the pressure fluctuation is relatively large, if

11、special requirements for the use of conditions, will certainly lead to the pressure fluctuation of the system I need to use the buffer tank for filtering air pressure fluctuation.In this paper, the characteristics of nitrogen and the design points of pressure vessel are discussed firstly, and the me

12、thods of designing and calculating the pressure vessel are collected. At the same time will be applied to the practice, the design method of nitrogen buffer tank, this paper includes a cylinder, head, flange, pipe and other design, including material selection, strength calculation, processing metho

13、ds, in addition, also introduces the parts processing after, how to assemble and good anti rust, final assembly leak treatment, have a certain understanding of the design of the buffer tank.沈 阳 工 程 学 院 毕 业 论 文3Key words: buffer tank, nitrogen, pressure vessel, head, flange目 录摘 要 .1Abstract .2第 1 章 绪

14、 论 .11.1 选 题 意 义 .11.2 氮 气 的 特 性 .31.3 立 式 氮 气 缓 冲 罐 特 性 .31.4 研 究 目 的 .41.5 研 究 路 线 .5第 2 章 缓 冲 罐 结 构 设 计 .62.1 筒 体 设 计 .62.1.1 筒 体 材 料 .62.1.2 筒 体 壁 厚 计 算 .72.1.3 筒 体 加 工 （ 卷 筒 ） .82.2 封 头 设 计 .92.2.1 常 见 封 头 类 型 .92.2.2 封 头 材 料 .112.2.3 封 头 壁 厚 计 算 .112.2.4 封 头 的 加 工 .122.3 支 座 设 计 .132.3.1 支 座 的

15、 分 类 .132.3.2 支 承 式 支 座 选 型 .162.3.3 支 撑 座 强 度 校 核 .182.4 吊 耳 设 计 .182.4.1 吊 耳 的 类 型 .182.4.2 吊 耳 选 型 .202.4.3 吊 耳 加 工 .21第 3 章 缓 冲 罐 附 件 设 计 .223.1 法 兰 的 设 计 .22沈 阳 工 程 学 院 毕 业 论 文53.1.1 法 兰 的 分 类 .223.1.2 法 兰 密 封 方 式 .243.1.3 进 气 口 法 兰 设 计 .253.1.4 出 气 口 法 兰 设 计 .263.2 进 /出 口 管 设 计 .263.2.1 钢 管 的

16、分 类 及 材 料 .263.2.2 进 气 口 钢 管 选 型 .273.2.3 出 气 口 钢 管 选 型 .273.3 人 孔 设 计 .283.3.1 人 孔 的 作 用 .283.3.2 人 孔 的 几 种 形 式 .293.3.3 人 孔 选 型 .303.4 压 力 表 .303.4.1 常 见 压 力 表 .313.4.2 压 力 表 的 选 择 .313.4.3 压 力 表 的 连 接 形 式 .323.5 安 全 阀 的 选 型 .333.5.1 安 全 阀 类 型 .333.5.2 安 全 阀 选 型 .343.6 排 液 口 设 计 .343.6.1 排 液 口 结 构

17、 .34第 4 章 缓 冲 罐 整 体 加 工 及 注 意 事 项 .364.1 机 械 加 工 注 意 事 项 .364.1.1 装 配 工 序 .364.2 后 期 使 用 注 意 事 项 .374.3 第 一 次 使 用 或 检 修 后 使 用 注 意 事 项 .37结 论 .38参 考 文 献 .39致 谢 .43图 表 目 录图 1-1 立 式 缓 冲 罐 基 本 结 构 .3图 2-1 三 辊 卷 板 机 对 称 式 （ 左 ） 非 对 称 式 （ 右 ） .9图 2-2 球 形 封 头 .9图 2-3 锥 形 封 头 .10图 2-4 蝶 形 封 头 的 结 构 .10图 2-5

18、 标 准 椭 圆 封 头 .11图 2-6 椭 圆 封 头 的 主 要 尺 寸 .12图 2-7 焊 接 坡 口 示 意 图 .13图 2-8 鞍 式 支 座 基 本 结 构 （ 轻 型 ） .14图 2-9 腿 式 支 座 基 本 结 构 .14图 2-10 法 兰 金 属 波 纹 管 .15图 2-11 耳 式 支 座 基 本 结 构 .15图 2-12 支 承 式 支 座 结 构 .16图 2-13 选 用 的 支 撑 座 结 构 .17图 2-14 两 种 常 见 顶 部 板 式 吊 耳 .19图 2-15 侧 壁 板 式 吊 耳 .19图 2-16 轴 式 吊 耳 .20图 2-17

19、 吊 耳 尺 寸 大 小 .21图 3-1 板 式 平 焊 法 兰 的 结 构 .22图 3-2 带 颈 对 焊 法 兰 .23图 3-3 整 体 法 兰 .23图 3-4 承 插 式 法 兰 .24图 3-5 法 兰 密 封 形 式 .24图 3-6 进 口 法 兰 .25图 3-7 内 径 50 密 封 圈 .26图 3-8 出 口 法 兰 结 构 .26图 3-9 出 口 管 法 兰 形 式 .28图 3-10 常 压 人 孔 结 构 .29沈 阳 工 程 学 院 毕 业 论 文7图 3-11 回 转 盖 式 人 孔 结 构 .29图 3-12 DN500 人 孔 尺 寸 结 构 .30

20、图 3-13 4MPa 耐 震 压 力 表 .32图 3-14 压 力 表 连 接 螺 母 .33图 3-15 排 液 口 结 构 .35表 1-1 缓 冲 罐 原 始 设 计 参 数 .4表 2-1 两 种 压 力 容 器 用 钢 板 力 学 性 能 .6表 2-2 16MnR 钢 板 各 温 度 下 许 用 应 力 （ MPa） .7表 2-3 压 力 容 器 用 钢 板 负 偏 差 .8表 2-4 支 承 式 支 座 选 型 表 .17表 2-5 顶 部 板 式 吊 耳 选 型 .20表 3-1 人 孔 标 准 尺 寸 .30沈 阳 工 程 学 院 毕 业 论 文1第 1 章 绪 论随

21、着 社 会 经 济 的 逐 渐 进 步 ， 石 油 、 化 工 、 热 处 理 行 已 经 开 始 大 面 积 应 用 各 种 压力 容 器 ， 甚 至 在 日 常 生 活 中 ， 也 经 常 运 用 到 气 体 、 液 体 压 力 容 器 。 为 了 减 小 压 力 容器 工 作 时 的 震 动 以 及 减 小 气 体 压 力 突 变 的 现 象 ， 缓 冲 罐 作 为 一 种 中 间 过 渡 容 器 出 现在 各 种 流 体 输 送 的 系 统 中 。 本 章 节 主 要 介 绍 了 选 题 的 意 义 及 缓 冲 罐 的 应 用 前 景 。1.1 选 题 意 义锅 炉 是 化 工 和 其

22、 他 生 产 、 使 用 流 体 的 企 业 必 须 使 用 到 的 一 种 压 力 容 器 ， 并 且 在化 学 工 业 领 域 各 种 压 力 容 器 的 设 计 理 念 的 更 新 ， 材 料 的 日 益 改 进 ， 新 的 焊 接 工 艺 如自 动 埋 弧 焊 等 的 大 面 积 使 用 ， 促 进 了 化 学 工 艺 生 产 的 升 级 ， 所 以 化 工 设 备 一 般 具 有一 些 独 特 的 特 点 ：首 先 是 多 功 能 化 ， 因 为 工 艺 与 设 备 其 实 是 一 种 相 互 影 响 的 两 个 环 节 ， 工 艺 需 要设 备 来 满 足 ， 而 设 备 又 受

23、工 艺 的 制 约 ， 所 以 在 当 前 工 艺 较 为 繁 杂 的 情 况 下 ， 必 然 导致 化 工 设 备 的 增 多 ， 同 时 为 了 减 小 化 工 设 备 的 占 地 面 积 ， 可 能 一 个 设 备 需 要 完 成 多道 工 序 ， 这 就 导 致 了 化 工 设 备 的 多 功 能 化 。其 次 几 乎 所 有 的 化 工 设 备 都 是 压 力 容 器 ， 各 种 罐 体 ， 锅 炉 ， 反 应 塔 等 ， 所 以 压力 容 器 为 化 学 工 业 中 最 常 见 的 一 种 设 备 ， 在 化 工 、 石 油 等 行 业 中 ， 愈 来 愈 多 的 清 洁 、高 效

24、 、 新 型 、 环 保 低 碳 的 设 备 得 到 应 用 。 随 着 科 技 的 发 展 ， 对 人 员 的 保 护 ， 也 越 来越 要 求 安 全 性 能 的 提 高 。 在 各 种 压 力 容 器 中 ， 流 体 介 质 一 般 伴 随 高 温 、 高 压 （ 正 压 、负 压 ） ， 易 燃 易 爆 、 剧 毒 ， 甚 至 是 对 人 体 、 设 备 的 腐 蚀 。 在 石 油 行 业 ， 目 前 主 要 发 展海 上 油 田 的 开 采 ， 在 海 洋 油 田 中 ， 要 求 更 为 苛 刻 ， 因 为 虽 然 流 体 介 质 可 能 没 有 腐 蚀 ，但 是 压 力 容 器 材 料 一 般 为 碳 钢 ， 如 果 没 有 良 好 的 防 腐 措 施 ， 那 么 将 会 导 致 压 力 容 器很 快 被 海 水 腐 蚀 ， 腐 蚀 到 某 种 程 度 时 ， 压 力 容 器 的 壁 厚 减 薄 ，