Проект сферического газгольдера

Введение
Решения правительства России на интенсивное развитие нефтяной, нефтеперерабатывающей, газовой, химической и нефтехимической промышленности требуют ускорения сроков строительства и ввода большого числа резервуаров, для хранения жидких и газообразных продуктов.
Широкое распространение в отечественной и зарубежной практике получило сооружение стальных шаровых резервуаров (газгольдеров), в которых под давлением хранятся легковоспламеняющиеся жидкости, сжиженные и сжатые газы.
Темой курсовой работы является:
- разработка сферического газгольдера, объемом 300 м^3;
- внутреннее избыточное давление – P_И=1,0 МПа;
- хранимый продукт – доменный газ (ρ_U=1,3 кг/м^3);
- место эксплуатации – г. Тула.


1 Исходные данные для расчета, назначение сферического газгольдера и назначение материала изготовления
1.1 Исходные данные для расчета
Согласно заданию, исходными данными для расчета служат:
- тип газгольдера – сферический;
- объем газгольдера – 300 м^3;
- внутреннее избыточное давление – P_И=1,0 МПа;
- хранимый продукт – доменный газ (ρ_U=1,3 кг/м^3);
- место эксплуатации – г. Тула.

1.2 Назначение и конструкция сферического газгольдера
Газгольдером (от английского «gas-holder») — называется резервуар, предназначенный для хранения газообразных веществ, например, природного газа, биогаза, сжиженного нефтяного газа, воздуха и т. д.
Необходимо отметить, что разработано достаточно много вариантов форм резервуаров, но наиболее популярными являются резервуары цилиндрической формы различной ёмкости. Одним из наиболее экономичных и безопасных являются сферические (шаровые) резервуары. Сферические (шаровые) газгольдеры характеризуются тем, что они не имеют точек концентрации напряжений, при этом, такие газгольдеры также имеют меньшую металлоемкость по сравнению с другими типами резервуаров. Вместе с тем, сферические газгольдеры характеризуются повышенной сложностью при монтаже.
Устройство шаровых резервуаров одинаково: оболочка в форме сферы монтируется на вертикальные трубчатые колонны, которые приваренные к корпусу. На фундамент через колонны происходит передача нагрузки.
Для производства сферических оболочек данных резервуаров необходимо применять стали, обладающие хорошей свариваемостью, а также пластичностью. Элементы конструкции резервуаров образуются свариванием отдельных лепестков процесс монтажа шаровых резервуаров сложный и трудоемкий, потому что безопасность эксплуатации достигается именно минимальными отклонениями от формы сферы. Так как большинство резервуаров имеют значительные размеры, сборка их непосредственно на заводе невозможна.

1.3 Назначение материала изготовления
Климат города Тула относится к умеренному поясу, атлантико-континентальному и характеризуется умеренно холодной зимой и теплым летом.
Температурные интервалы г. Тула находятся в значениях от -300 до +300 С. Для обеспечения прочности резервуара в соответствии с температурным интервалом и хранения доменного газа, выбираем сталь марки сталь 15ХСНД. Сталь марки 15ХСНД – это конструкционная низколегированная сталь для сварных конструкций.
Химический состав стали марки 15ХСНД представлен в таблице 1.1.
Таблица 1.1 - Химический состав в % стали 15ХСНД
С Si Mn Ni S Cr N Cu P As Fe
0,12 -0,18 0,4 -0,7 0,4 -0,7 0,3 -0,6 0,04 0,6 -0,9 0,008 0,2 -0,4 0,035 0,08 97