空氣壓縮機(jī)儲(chǔ)氣罐的設(shè)計(jì),空氣壓縮機(jī)儲(chǔ)氣罐的設(shè)計(jì),空氣壓縮機(jī),儲(chǔ)氣罐,設(shè)計(jì) 長江大學(xué) 畢業(yè)設(shè)計(jì)開題報(bào)告 題 目 名 稱 空氣儲(chǔ)氣罐的設(shè)計(jì) 院 （系） 機(jī)械工程學(xué)院 專 業(yè) 班 級(jí) 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(bào)告日期 2013年4月19日 第 5 頁 （共 4 頁） 空氣儲(chǔ)氣罐的設(shè)計(jì) 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(dòng)各種工具、機(jī)械、車輛和儀表裝置等。儲(chǔ)氣罐作為空氣壓縮機(jī)的一個(gè)后配置，它能儲(chǔ)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(dòng)，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(shí)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(chǔ)能。因此，研究設(shè)計(jì)優(yōu)化空氣儲(chǔ)氣罐具有重要的意義。 空氣儲(chǔ)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(chǔ)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(hào)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(jì)，確保設(shè)備抗疲勞性。 對(duì)于空氣儲(chǔ)氣罐設(shè)計(jì)，主要從儲(chǔ)氣罐的塑韌性、耐腐蝕性、抗疲勞性方面入手，從而設(shè)計(jì)出符合要求的儲(chǔ)氣罐。。 3 閱讀的主要參考文獻(xiàn)及資料名稱 [1]包雁妮.儲(chǔ)氣罐容積的計(jì)算[N].吉林糧食高等?？茖W(xué)校學(xué)報(bào),2005,09， 20（3） [2]靜騫祥,離振偉.儲(chǔ)氣罐自動(dòng)排水裝置的設(shè)計(jì),2008,09 [3]蔡毅,田東興,馬秋生.高壓儲(chǔ)氣罐有限元分析,北華航天工業(yè)學(xué)院學(xué)報(bào)[N].2012,02， 22(1) [4]馬學(xué)榮,宋杰.空氣儲(chǔ)氣罐群裂紋（缺陷）檢測(cè)的POD曲線[J].2005,05， 29(1) [5]馬學(xué)榮.空氣儲(chǔ)氣罐應(yīng)力應(yīng)變測(cè)試與分析[J] [6]周麗芳,鄭 斌.空氣壓縮機(jī)儲(chǔ)氣罐安全使用條件探討[J].2012,03 [7]孟大潤.空氣壓縮機(jī)儲(chǔ)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(chǔ)罐的靜態(tài)有限元分析[A].機(jī)械設(shè)計(jì)與制造[C].2013,02，第2期 [9]張運(yùn)翻.壓縮空氣儲(chǔ)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(chǔ)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(jì)中的應(yīng)用[N].油氣田地面工程報(bào)，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(shì) [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]. 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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(shì)與研究的主攻方向 （1）國外80年代以來儲(chǔ)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(chǔ)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(cè)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(cè)技術(shù); ②開罐檢查時(shí),在不剝離涂層的條件下,測(cè)定鋼板厚度和檢查缺陷的方法; ③罐底板內(nèi)表面 (與儲(chǔ)液接觸一側(cè)) 的涂層 用哪些技術(shù)數(shù)據(jù)作為評(píng)判優(yōu)劣的基礎(chǔ); 強(qiáng)化防腐和監(jiān)測(cè)技術(shù)防腐專利技術(shù)：美國的二級(jí)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(chǔ)罐的發(fā)展歷程，可以知道，一是儲(chǔ)罐大型化是其發(fā)展的必然趨勢(shì)，儲(chǔ)罐越大，節(jié)省的鋼材就越多，投資就會(huì)越小，而且布局將會(huì)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(chǔ)氣罐機(jī)械行業(yè)雖然取得了很大的成績(jī)，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(chǔ)氣罐機(jī)械同國外申江牌儲(chǔ)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(duì)緩慢。 （4）空氣儲(chǔ)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(dòng)力源----壓縮空氣站。引起儲(chǔ)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(shí)起作用的情況也會(huì)出現(xiàn)。其維修投資成本過高。 （5）儲(chǔ)氣罐殼體的強(qiáng)度主要取決于設(shè)計(jì)溫度、設(shè)計(jì)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(chǔ)氣罐設(shè)計(jì)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(chǔ)氣罐仍在額定壓力下工作，因其局部強(qiáng)度不夠會(huì)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(shí)有發(fā)生。容器支腿角焊縫開裂、超溫爆炸是空氣儲(chǔ)氣罐常見問題。 （6）容器的焊接完成后檢查殼體的直徑，并對(duì)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(cè)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(duì)常用空氣儲(chǔ)罐設(shè)備筒體，密封頭和人孔以及輔件進(jìn)行設(shè)計(jì)，對(duì)壓力容器的設(shè)計(jì)進(jìn)行優(yōu)化。 5 主要研究?jī)?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(jì)（合適的儲(chǔ)罐形式，場(chǎng)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(jì)（筒體設(shè)計(jì)，封頭設(shè)計(jì)，接管設(shè)計(jì)，法蘭設(shè)計(jì)，接管與法蘭分配，彎頭設(shè)計(jì)，人孔設(shè)計(jì)，支座選擇，焊接形式及結(jié)構(gòu)） （4）載荷計(jì)算（筒體尺寸,封頭尺寸，補(bǔ)強(qiáng)圈選用及計(jì)算，支座載荷校核） （5）繪制儲(chǔ)氣罐裝配圖和零件圖 解決思路：設(shè)計(jì)儲(chǔ)存設(shè)備，首先必須滿足各種給定的工藝要求，考慮儲(chǔ)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(chǔ)罐的形式；綜合運(yùn)用所學(xué)的機(jī)械基礎(chǔ)課程知識(shí)，本著認(rèn)真負(fù)責(zé)的態(tài)度，對(duì)儲(chǔ)罐進(jìn)行設(shè)計(jì)。在設(shè)計(jì)過程中綜合考慮了經(jīng)濟(jì)性，實(shí)用性，安全可靠性。各項(xiàng)設(shè)計(jì)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(jì)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(jì)。 6 完成畢業(yè)設(shè)計(jì)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(cè)（下），勞動(dòng)人事出版社，1989年1月： （4）實(shí)用機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)（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(cè)，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(jì)方案——規(guī)矩規(guī)定進(jìn)行初步計(jì)算——計(jì)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(shí)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(bào)告 9 開題報(bào)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(jì)，方案論證 12 零部件設(shè)計(jì)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(jì)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