空氣壓縮機(jī)儲氣罐的設(shè)計
空氣壓縮機(jī)儲氣罐的設(shè)計,空氣壓縮機(jī)儲氣罐的設(shè)計,空氣壓縮機(jī),儲氣罐,設(shè)計
長江大學(xué)
畢業(yè)設(shè)計開題報告
題 目 名 稱 空氣儲氣罐的設(shè)計
院 （系） 機(jī)械工程學(xué)院
專 業(yè) 班 級 裝備10901班
學(xué) 生 姓 名 周 楚
指 導(dǎo) 教 師 張 琴
輔 導(dǎo) 教 師 張 琴
開題報告日期 2013年4月19日
第 5 頁 （共 4 頁）
空氣儲氣罐的設(shè)計
學(xué)生：周楚，機(jī)械工程學(xué)院
指導(dǎo)教師：張琴，機(jī)械工程學(xué)院
1 題目來源
生產(chǎn)實(shí)踐
2 研究目的和意義
在工廠、礦山、農(nóng)田水利的基礎(chǔ)建設(shè)、國防科學(xué)實(shí)驗(yàn)等部門利用往復(fù)壓縮機(jī)提供壓縮空氣，驅(qū)動各種工具、機(jī)械、車輛和儀表裝置等。儲氣罐作為空氣壓縮機(jī)的一個后配置，它能儲存一定量的空氣，減少由于壓縮機(jī)排氣不連續(xù)產(chǎn)生的壓力脈動，實(shí)現(xiàn)供氣和用氣的平衡，且輸出的壓力比較平穩(wěn)，同時能降低氣路中的溫度，除去空氣中的水分、灰塵、雜質(zhì)等，也可減少干燥機(jī)的負(fù)荷。主要有以下功能：緩沖、降溫、除水、除油和儲能。因此，研究設(shè)計優(yōu)化空氣儲氣罐具有重要的意義。
空氣儲氣罐是國民經(jīng)濟(jì)各部門中使用十分廣泛的一類壓力容器，儲氣罐的配置要求：1、塑韌性要高：筒體材質(zhì)塑韌性要好，受力均勻，應(yīng)力分布合理，筒體上需開設(shè)有安全信號孔，確保安全。2、耐腐蝕性要好：內(nèi)筒采用耐腐蝕性好的材料，且進(jìn)行消除應(yīng)力熱處理，無硫化氫應(yīng)力腐蝕。3、抗疲勞性要好：最好采用有限元進(jìn)行疲勞分析設(shè)計，確保設(shè)備抗疲勞性。
對于空氣儲氣罐設(shè)計，主要從儲氣罐的塑韌性、耐腐蝕性、抗疲勞性方面入手，從而設(shè)計出符合要求的儲氣罐。。
3 閱讀的主要參考文獻(xiàn)及資料名稱
[1]包雁妮.儲氣罐容積的計算[N].吉林糧食高等?？茖W(xué)校學(xué)報,2005,09， 20（3）
[2]靜騫祥,離振偉.儲氣罐自動排水裝置的設(shè)計,2008,09
[3]蔡毅,田東興,馬秋生.高壓儲氣罐有限元分析,北華航天工業(yè)學(xué)院學(xué)報[N].2012,02， 22(1)
[4]馬學(xué)榮,宋杰.空氣儲氣罐群裂紋（缺陷）檢測的POD曲線[J].2005,05， 29(1)
[5]馬學(xué)榮.空氣儲氣罐應(yīng)力應(yīng)變測試與分析[J]
[6]周麗芳,鄭 斌.空氣壓縮機(jī)儲氣罐安全使用條件探討[J].2012,03
[7]孟大潤.空氣壓縮機(jī)儲氣罐的安全要求，2010,06
[8]張東生,王旭飛,劉菊蓉,楊永平.壓力儲罐的靜態(tài)有限元分析[A].機(jī)械設(shè)計與制造[C].2013,02，第2期
[9]張運(yùn)翻.壓縮空氣儲罐的液體排除[A].管道技術(shù)與設(shè)備[C].2007,06
[10]孫偉松,高嵩.壓縮空氣儲氣罐問題分析[A].特種設(shè)備與作業(yè)[C].2010,08
[11]陳光利.壓力容器維護(hù)保養(yǎng)[A].設(shè)備管理與維修[C].2008，,02
[12]夏忠定.ANSYS在壓力容器設(shè)計中的應(yīng)用[N].油氣田地面工程報，2007,03， 26(3)
[13]徐 鴻.從ICPVT-9看世界壓力容器技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀與趨勢
[14]壽比南.中國壓力容器標(biāo)準(zhǔn)現(xiàn)狀及未來技術(shù)發(fā)展綜述[A].標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范[C].
[15]郭云寶.由一臺空氣儲罐強(qiáng)度校核說起[A].化工裝備技術(shù)[C].2011,10， 32(5)
[16]張靜,帥健.儲罐的完整性管理[A].油氣儲運(yùn)[C].2010, 29(1)
[17]于清,王一軍,許躍新,楊烈武.大型儲罐設(shè)計技術(shù)的發(fā)展[N].石油天然氣報，2006，0 1， 2(4)
[18]李杰訓(xùn),呂偉,韋振光.20萬m3儲罐技術(shù)發(fā)展的重要意義及研究內(nèi)容[N].石油規(guī)劃設(shè)計報，2012,05，23(3)
[19]James I, Chang Cheng-Chung Lin.A study of storage tank accidents, Journal of Loss Prevention in the Process Industries,2006
[20] Boris A,Miksic Alla Y,Furman, Margarita A, Kharshan . Storage Tank Protection Using Volatile Corrosion Inhibitors
[21]H.Ibrahim,R.Younès,A.Ilinca.Potential of a Hybrid Wind-Diesel-Compressed air system for Nordic Remote Canadian Areas,Sciencedirect,2011,06
[22]Amrouche, Yacine1. General rules for aboveground storage tank design and operation,2002,11
4 國內(nèi)外現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢與研究的主攻方向
（1）國外80年代以來儲罐技術(shù)卻發(fā)展很快。 通過減少油品蒸發(fā)損失和減少儲罐排水過程中的油品損失來進(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)：
日本的開罐檢查：①罐底板外表面 (與土地接觸一側(cè))的在線連續(xù)監(jiān)測技術(shù); ②開罐檢查時,在不剝離涂層的條件下,測定鋼板厚度和檢查缺陷的方法; ③罐底板內(nèi)表面 (與儲液接觸一側(cè)) 的涂層 用哪些技術(shù)數(shù)據(jù)作為評判優(yōu)劣的基礎(chǔ);
強(qiáng)化防腐和監(jiān)測技術(shù)防腐專利技術(shù)：美國的二級防漏系統(tǒng).新的犧牲陽極法以及耐腐蝕燃料油罐鋼板。
（2）根據(jù)國內(nèi)外儲罐的發(fā)展歷程，可以知道，一是儲罐大型化是其發(fā)展的必然趨勢，儲罐越大，節(jié)省的鋼材就越多，投資就會越小，而且布局將會更加緊湊，占地面積也小。二是低合金高強(qiáng)度鋼的廣泛應(yīng)用；三是焊接新工藝、新技術(shù)的廣泛應(yīng)用，使得焊接質(zhì)量進(jìn)一步提高，從而提高了這些大型產(chǎn)品質(zhì)量的可靠性。
（3）中國申江牌儲氣罐機(jī)械行業(yè)雖然取得了很大的成績，但技術(shù)水平基本上處于仿制、改進(jìn)及組合階段，沒有達(dá)到創(chuàng)新或超過世界同類產(chǎn)品的水平，現(xiàn)階段中國申江牌儲氣罐機(jī)械同國外申江牌儲氣罐機(jī)械水平相比要差10-20年，機(jī)械技術(shù)水平發(fā)展相對緩慢。
（4）空氣儲氣罐主要與空壓機(jī)，冷凍式干燥機(jī)，過濾器等設(shè)備配套使用，組成工業(yè)生產(chǎn)上的動力源----壓縮空氣站。引起儲罐功能退化和失效的因素包括腐蝕、侵蝕、 蠕變、 疲勞、 機(jī)械損傷和脆性斷裂等 ,多種因素同時起作用的情況也會出現(xiàn)。其維修投資成本過高。
（5）儲氣罐殼體的強(qiáng)度主要取決于設(shè)計溫度、設(shè)計壓力、結(jié)構(gòu)型式及制造質(zhì)量等，實(shí)際設(shè)備操作參數(shù)的控制和設(shè)備安全狀況的好壞將直接影響著壓力容器的安全運(yùn)行和使用壽命。若儲氣罐設(shè)計結(jié)構(gòu)不合理，用材不當(dāng)，制造質(zhì)量差，局部存在如壁厚不均勻，存在氣孔、裂紋、嚴(yán)重銹蝕等缺陷，即使儲氣罐仍在額定壓力下工作，因其局部強(qiáng)度不夠會發(fā)生爆炸。由于承受壓力較高，工作環(huán)境惡劣，爆炸等事故也時有發(fā)生。容器支腿角焊縫開裂、超溫爆炸是空氣儲氣罐常見問題。
（6）容器的焊接完成后檢查殼體的直徑，并對容器進(jìn)行熱處理和耐壓試驗(yàn)，使之符合設(shè)備的技術(shù)要求。隨著機(jī)械加工、無損檢測等行業(yè)的發(fā)展、先進(jìn)高效設(shè)備的采用，壓力容器制造技術(shù)有了很大的提高。此外，還應(yīng)在在材料的純凈度、材料介質(zhì)的適應(yīng)性、材料的應(yīng)用界限和液化氣體的膨脹性、壓縮性等方面進(jìn)一步研究。只有綜合考慮以上的參數(shù)和因素，才能使壓力容器規(guī)范、安全和高效的發(fā)揮作用。
考慮材料強(qiáng)度、容器介質(zhì)和焊接方法等因素，依據(jù)國家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定對常用空氣儲罐設(shè)備筒體，密封頭和人孔以及輔件進(jìn)行設(shè)計，對壓力容器的設(shè)計進(jìn)行優(yōu)化。
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）完成相關(guān)領(lǐng)域技術(shù)現(xiàn)狀調(diào)研
（2）方案設(shè)計（合適的儲罐形式，場地條件，環(huán)境溫度，經(jīng)濟(jì)性，實(shí)用性，安全可靠性）
（3）結(jié)構(gòu)設(shè)計（筒體設(shè)計，封頭設(shè)計，接管設(shè)計，法蘭設(shè)計，接管與法蘭分配，彎頭設(shè)計，人孔設(shè)計，支座選擇，焊接形式及結(jié)構(gòu)）
（4）載荷計算（筒體尺寸,封頭尺寸，補(bǔ)強(qiáng)圈選用及計算，支座載荷校核）
（5）繪制儲氣罐裝配圖和零件圖
解決思路：設(shè)計儲存設(shè)備，首先必須滿足各種給定的工藝要求，考慮儲存介質(zhì)的性質(zhì)、容量的大小、設(shè)置的位置、鋼材的耗量以及施工的條件等來確定儲罐的形式；綜合運(yùn)用所學(xué)的機(jī)械基礎(chǔ)課程知識，本著認(rèn)真負(fù)責(zé)的態(tài)度，對儲罐進(jìn)行設(shè)計。在設(shè)計過程中綜合考慮了經(jīng)濟(jì)性，實(shí)用性，安全可靠性。各項設(shè)計參數(shù)都正確參考了行業(yè)使用標(biāo)準(zhǔn)或國家標(biāo)準(zhǔn)，這樣讓設(shè)計有章可循，并考慮到結(jié)構(gòu)方面的要求，合理地進(jìn)行設(shè)計。
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
必須具備的工作條件：
（1）陳登豐.壓力容器，1987年1月：58—68
（2）GB150—1998 《鋼制壓力容器》
（3）壓力容器手冊（下），勞動人事出版社，1989年1月：
（4）實(shí)用機(jī)械設(shè)計手冊（下）第2版，機(jī)械工業(yè)出版社，1994年1月 ：523-524
（5）容積式壓縮機(jī)技術(shù)手冊，機(jī)械工業(yè)出版社，2005年5月
解決的辦法：
查找相關(guān)資料——初選設(shè)計方案——規(guī)矩規(guī)定進(jìn)行初步計算——計算繪圖——編寫說明書——修改整理總結(jié)
7 工作的主要階段、進(jìn)度與時間安排
工作（周數(shù)）
工作內(nèi)容
6-7
搜索資料，熟悉課題，文獻(xiàn)查找及文獻(xiàn)翻譯
8
撰寫開題報告
9
開題報告進(jìn)一步修改、完善
10
給出具體的參數(shù)，整體方案研究
11
總體設(shè)計，方案論證
12
零部件設(shè)計和強(qiáng)度校核
13
繪制零件圖、裝配圖、三維立體圖
14
編寫說明書
15
畢業(yè)設(shè)計預(yù)答辯，修改整理，復(fù)查材料
16
畢業(yè)答辯，材料整理裝袋
8 指導(dǎo)老師審查意見
收藏