液氯储罐设计的相关问题

化工技术

液氯储罐设计的相关问题

文/秦丽芳　李晓犇

【关健词】液氯；结构设计；压力试验；安

全附件

液氯化学名称液态氯，为黄绿色液体，沸点-34.6℃，溶点-103℃，在常压下即气化成气体，吸入人体能严重中毒， 有剧烈刺激作用和腐蚀性，在日光下与其它易燃气体混合时发生燃烧和爆炸，氯是很活泼的元素，可以和大多数元素（或化合物）起反应，它几乎对金属和非金属都有腐蚀作用。

1 设计参数的确定

液氯是高度危害介质，属于第一组介质，结合其设计压力1.6MPa，容积80m3

，根据《固定式压力容器安全技术监察规程》附件A规定，该液氯储罐为Ⅲ类容器。该设备充装系数0.8，设计压力1.6MPa，设计温度-19/50℃，该设备采用单面对接焊，100%射线检测，焊接接头系数取φ=1，壁厚的附加量取c=4mm，并且焊后整体消除应力热处理。设备表面采用聚氨酯泡沫塑料保温，保温层厚度为100mm。设计寿命取10年。

2 材质及焊材的选取

根据液氯的特性，查GB150-2011选择板材为Q345R，钢管为10，锻件为16MnⅢ。Q345R钢材应符合GB713-2008《锅炉和压力容器用钢板》及第1号修改单的要求，逐张进行超声检测，符合JB/T4730.3-2005中的Ⅱ级合格，并进行-20℃冲击试验，3个标准试样冲击功平均值KV2≥41J，允许1个试样的冲击功数值低于规定值。但不得低于规定值的70%。10号符合钢管标准GB9948-2006，16MnⅢ符合标准NB/T47008-2010，并且进行-20℃冲击试验.3个标准试样冲击功平均值KV2≥34J，允许1个试样的冲击功数值低于规定值.但不得低于规定值的70%。

该设备筒体厚度为22mm，且直径较大，筒节纵环缝及封头拼缝适宜采用自动焊，焊剂型号为F5A0-H10Mn2，焊剂牌号及焊丝牌号为HJ431-H10Mn2。人孔筒节纵环缝、，加强管与筒体，鞍座垫板与筒体采用手工焊，

32

焊条为J507，接管与法兰采用氩弧焊打底手工焊盖面，氩弧焊焊丝为H10MnSi，手工焊焊条为J507。设备焊后整体消除应力热处理，热处理后A、B类焊接接头进行100%RT检测，符合JB/T4730.2-2005中的Ⅱ级合格，DN

3 结构设计

该设备为椭圆形封头卧式容器，DN3000，筒体长度L=10240mm，根据设计参数采用SW6-2011对其进行强度校核，取筒

体厚度δ=22mm，封头厚度δ=20mm。鞍座结构校核合格。接管采用加强管进行强度补强，人孔加强管厚度为δ=32mm，排污口筒体为加强管厚度为δ=30mm。

根据HG/T20583-2011《钢制化工容器结构设计规定》接管高度和安全阀取伸出长度150mm，根据介质特性及设计参数综合考虑选取法兰型式为带颈对焊法兰，压力等级PN25，法兰密封面型式为凹凸面。人孔选取水平吊盖带颈对焊法兰人孔，人孔型式为MFMⅢt-35CM（W.B-0222）A500-2.5，人孔标准为HG/T21524-2005。

液氯进口管若采用常规上进式管口，将导致液氯悬空下落，可能造成膨胀。下进式插入进料，阻力大，可避免上述问题。因而此处设计进口管插入容器底部。容器底部设DN500排污口。抽真空口设置防涡流挡板，结构和尺寸按照HG/T20583-2011《钢制化工容器结构设计规定》中13.2的规定。

该卧式容器采用双鞍座式支座，根据工作温度为-40℃，按JB/T 4712.1-2007规定选取型号BⅠ3000-F/S，选择鞍座材料为Q235B，垫板材料为Q345R。根据HG/T20583-2011《钢制化工容器结构设计规定》，鞍式支座底板中心线至封头切线距离A宜取A≤0.2L，并尽量使A≤Ra/2，另外考虑设备接管位置因素取A=1070mm。经强度计算，该鞍座选取强度校核合格。固定式支座安装在容器接管设置较多的一侧。

4 压力试验

该容器采用水压试验，试验压力为2.1MPa，对于介质毒性程度为极度、高度危害或者设计上不允许有微量泄漏的压力容器，应当进行泄漏试验，因而该设备水压试验后应进行泄漏试验，试验压力为设计压力1.6MPa，根据《固定式压力容器安全检查规程》3.24中的规定，对于带有安全阀、爆破片等超压泄放装置的压力容器，如果设计时提

出气密性试验要求，则设计者应当给出该压力容器的最高允许工作压力，此时我们给出最高允许工作压力为1.68MPa。

以设计压力进行气密性试验时，就会造成安全阀的开启，难以完成实验，此时采用比设计压力更高的压力（但最大不得超过最高允许工作压力）作为超压泄放装置的动作压力，我们取安全阀的整定压力取1.65MPa，才可以防止在试验中安全阀的开启，保证试验得以顺利进行。

5 安全附件

液位计采用磁性翻板液位计，型号为UI2.5FM-3356-1314AFaa。

安全阀型号为A42F-25C，DN80，密封型式为凹面，整定压力为1.65MPa（气密性试验时）、1.43MPa（正常工作时）。（注：安全阀有两个整定压力解释见压力试验）

压力表型号为Y-150，测量范围0~2.5MPa，精度等级1.6级。

6 风险性评估报告

根据《固定式压力容器安全检查规程》3.6中的规定，对第Ⅲ类压力容器，设计时应当出具包括主要失效模式和风险控制等内容的风险评估报告。

参考文献

[1] 国家质量技术监督局.GB150.1~150.4-2011压力容器[R].中国标准出版社，2011[2] 国家质量技术监督局，TSG R0004-2009固定式压力容器安全技术监察规程[R].新华出版社，2009

[3] 工业和信息化部.HG/T20580~20585-2011钢制化工容器[R].中国计划出版社，2011

作者简介

秦丽芳（1985-），女，山东省邹城市人，工作单位：兖矿集团邹城金明机电有限公司，职务：技术人员。

李晓犇（1987-），男，山东省邹城市人，工作单位：兖矿集团邹城金明机电有限公司，职务：技术人员。

作者单位

兖矿集团邹城金明机电有限公司 山东 邹城 273500

www.cpcqs.org

液氯储罐设计的相关问题

作者：作者单位：刊名：英文刊名：年，卷(期)：

秦丽芳， 李晓犇

兖矿集团邹城金明机电有限公司 山东 邹城 273500中国石油和化工标准与质量

China Petroleum and Chemical Standard and Quality2014(6)

本文链接：http://d.g.wanfangdata.com.cn/Periodical_hgbzjlzl201406044.aspx