【正文】 根）(4039。 管板布管區(qū)當(dāng)量直徑 tD 0 6 7 5 044 ???? ? tt AD 換熱管的有效長(zhǎng)度為： L 222tnL L l?? ? ? 式中 tL? 換熱管長(zhǎng)， mm； n?? 管板的名義厚度， mm； 2l? 換熱管與管板脹接長(zhǎng)度或焊腳高度， mm； 根據(jù)換熱管外徑 0 19d mm? 查《管殼式熱交換器設(shè)計(jì)手冊(cè) GB151》 [12]知管板最小厚度 m i n 00 . 7 5 0 . 7 5 1 9 1 4 . 5 2d m m? ? ? ? ?，在這里取 mm20?n? 。 接管宜與殼體內(nèi)表面平齊；對(duì)于不能利用接管（或接口）進(jìn)行放氣和排液的換熱器，就在管程和殼程的最高點(diǎn)設(shè)置 放氣口，最低點(diǎn)設(shè)置排液口，其最小公稱直徑為 20mm；立式換熱器可設(shè)置溢流口。這是因?yàn)榛A(chǔ)水平高度有可能不一致，如果使用多個(gè)支座，將會(huì)造成支座反力分布不均勻，從而引起設(shè)備的局部應(yīng)力增大，因此采用兩個(gè)支座。容器受重力作用時(shí)，雙鞍座臥式容器可近似看成支承在兩個(gè)鉸支點(diǎn)上受均布載荷的外伸簡(jiǎn)支梁 支座的安放位置也有一定的標(biāo)準(zhǔn)，一般支座與殼體端面的距離 A， L為殼體的長(zhǎng)度。 根據(jù) GB150 鋼制壓力容器鞍座設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)、公稱直徑為 1000mm 的容器、其鞍座的尺寸結(jié)構(gòu)見(jiàn)表 5。我國(guó)的壓力容器法蘭自成體系、目前最新的標(biāo)準(zhǔn)為 JB/T470047072020壓力容器法蘭 [14]。按法蘭的材料可分為：鋼制法蘭、有色金屬法蘭。 殼體接管采用平頸對(duì)焊法蘭，由于管箱、殼體、浮頭箱直徑都不一樣，因此在選用法蘭時(shí)，不能只按標(biāo)準(zhǔn)選取。 換熱器主要工藝結(jié)構(gòu)參數(shù)和計(jì)算結(jié)果一覽表 31 表 7 換熱器主要工藝結(jié)構(gòu)參數(shù)和計(jì)算結(jié)果一覽表 參數(shù) 管程 殼程 流率 /（ kg/h) 溫度 (進(jìn) /出） ℃ 30/38 物 性 參 數(shù) 定性溫度 /℃ 密度 /(kg/m3) 比熱容 /[kJ/(kg℃ )] 粘度 /mPas 104 104 熱導(dǎo)率 /[W/(m℃ )] 普朗特?cái)?shù) 設(shè) 備 結(jié) 構(gòu) 參 數(shù) 型式 浮頭式 臺(tái)數(shù) 1 殼體內(nèi)徑 /mm 1000 殼程數(shù) 1 管子規(guī)格 Φ 19mm2mm 管心距 25 管長(zhǎng) /mm 6000 管子排列 正方形 管子數(shù)目 /根 630 折流板數(shù) 19 傳熱面積 /m2 折流板距 300 管程數(shù) 2 材質(zhì) 碳鋼 主要計(jì)算結(jié)果 管程 殼程 流速 / 1 10 傳熱膜系數(shù) /[W/(m2℃ )] 1200 熱負(fù)荷 /kW 傳熱系數(shù) /[W/(m2℃ )] 裕度 /% 32 6. 主要設(shè)備一覽表 表 8 主要設(shè)備一覽表 7. 定員 不同層面職能 管理層：公司領(lǐng)導(dǎo)班子主要負(fù)責(zé)戰(zhàn)略決策管理，負(fù)責(zé)對(duì)過(guò)程進(jìn)行統(tǒng)一計(jì)劃、指揮、控制和協(xié)調(diào)；職能部室在公司領(lǐng)導(dǎo)班子的統(tǒng)一領(lǐng)導(dǎo)下，代表公司行使管理職能，主要負(fù)責(zé)對(duì)公司所有生產(chǎn)要素進(jìn)行統(tǒng)一控制管理、對(duì)作業(yè)層進(jìn)行業(yè)務(wù)指導(dǎo)、為領(lǐng)導(dǎo)班子決策提供 各種技術(shù)和信息支持。 根據(jù)勞動(dòng)定員原則，擬計(jì)劃的本集團(tuán)定員情況如表 9所示： 表 9 年產(chǎn) 50萬(wàn)標(biāo) m179。 （ 3） 明火設(shè)備必須布置在處理可燃液體或氣體設(shè)備的全年最小頻率風(fēng)向的下側(cè)，并集中布置在裝置（車間）邊緣。 （ 8） 有毒、有腐蝕性介質(zhì)的設(shè)備應(yīng)分別集中布置，并設(shè)圍堰，以便集中處理。其次，必須從生產(chǎn)需要出發(fā)，最大限度的滿足生產(chǎn)包括設(shè)備維修的要求。第四，要考慮將來(lái)擴(kuò)建及增建的余地，為今后生產(chǎn)發(fā)展、品種改革、技術(shù)改造提供方便。采用單層還是多層主要應(yīng)根據(jù)工藝生產(chǎn)的需要。長(zhǎng)方形便于總平面圖的布置，節(jié)約用地，有利于設(shè)備排列，縮短管線，易于安排交通出入口， 36 有較多可供自然采光和通風(fēng)的墻面；但有時(shí)由于廠房總長(zhǎng)度較長(zhǎng)，在總圖布置有困難時(shí)，為了適應(yīng)地形的要求或者生產(chǎn)的需要，也有采用 L 形、 T 形和 Ⅱ 形的，此時(shí)應(yīng)充分考慮采光、通風(fēng)和立面等各方面的因素。對(duì)于為新產(chǎn)品工業(yè)化生產(chǎn)而設(shè)計(jì)的廠房，由于在生產(chǎn)過(guò)程中對(duì)于工藝路線還需不斷改進(jìn)和完善，所以一般都設(shè)計(jì)成一個(gè)高單層廠房，利用便于移動(dòng)、拆裝、改建的鋼操作臺(tái)代替鋼筋混凝土操作臺(tái)或多層廠房的樓板，以適應(yīng)工藝流程改變的需要。從全局出發(fā)，正確處理工業(yè)與農(nóng)業(yè)、城市與鄉(xiāng)村、遠(yuǎn)期與近期以及協(xié)作配套等各種關(guān)系，并因地制宜，節(jié)約用地，不占或少占耕地及林地。 （ 2） 區(qū)域地質(zhì)和工程地質(zhì)：要避開(kāi)地震斷層及大斷裂交匯區(qū)和基本烈度高于八度（不包括八度）的地震區(qū)（若必須在地震區(qū)選廠時(shí)，應(yīng)慎。廠址選擇的一般要求： （ 1） 場(chǎng)地地形：要滿足生產(chǎn)工藝流程，運(yùn)輸要求和留有適當(dāng)?shù)陌l(fā)展余地。一個(gè)工廠廠址選擇是否 合理，將對(duì)建廠速度，建設(shè)投資，對(duì)項(xiàng)目建成后的經(jīng)濟(jì)效益，社會(huì)效益和環(huán)境效益的發(fā)揮，對(duì)輕化工業(yè)的合理布局和地區(qū)經(jīng)濟(jì)文化的發(fā)展具有深遠(yuǎn)意義，所以廠址選擇是一項(xiàng)政策性和科學(xué)性很強(qiáng)的綜合性工作。一般來(lái)說(shuō)單 層廠房建設(shè)費(fèi)用較低，因此除了由于工藝流程的需要必須設(shè)計(jì)成多層外，工程設(shè)計(jì)中一般多采用單層。 對(duì)于為新產(chǎn)品工業(yè)化生產(chǎn)而設(shè)計(jì)的廠房，由于生產(chǎn)過(guò)程中對(duì)工藝流程和設(shè)備需要不斷改進(jìn)和完善，一般都設(shè)計(jì)一個(gè)較高的單層廠房，利用便于移動(dòng)、拆裝、改建的鋼制操作平臺(tái)代替鋼筋混凝土操作臺(tái)，以適應(yīng)工藝流程和設(shè) 備變化的需要。 車間設(shè)立面布置的原則 廠房的立面形式有單層、多層和單層與多層相結(jié) 合的形式。第三，生產(chǎn)要安全。 （ 10） 設(shè)備布置應(yīng)整齊，盡量使主要管道走向一致。 （ 5） 充分考慮本裝置（車間）與其他部門在總平面布置圖上的位置， 力求緊湊、聯(lián)系方便，縮短輸送管線，達(dá)到節(jié)省管材費(fèi)用及運(yùn)行費(fèi)用的目的。 34 表 10 工藝控制指標(biāo)一覽表 序號(hào) 控制地點(diǎn) 控制項(xiàng)目 控制時(shí)間 控制指標(biāo) 備注 1 氮?dú)饪偣? 氮?dú)饧兌? 抽查 ≥% 分析工 2 壓縮機(jī)入口 乙炔純度 4 次 /班 ≥% 分析工 3 壓縮機(jī)入口 乙炔含 S、 P 1 次 /h AgNO3 試紙不變色 操作工 4 壓縮機(jī)入口 吸入壓力 經(jīng)常 147034300Pa 操 作工 5 乙炔壓縮機(jī) 一級(jí)排氣壓力 經(jīng)常 — 操作工 6 乙炔壓縮機(jī) 二級(jí)排氣壓力 經(jīng)常 — 操作工 7 乙炔壓縮機(jī) 三級(jí)排氣壓力 經(jīng)常 ≦ 操作工 8 乙炔壓縮機(jī) 排氣溫度 經(jīng)常 ≦ 35℃ 操作工 9 壓縮機(jī)水箱 冷卻水溫 經(jīng)常 ≦ 30℃ 操作工 10 壓縮機(jī)入口 乙炔含水 1 次 /周 ≦ 11 乙炔充罐排 瓶裝重量 1 次 /8 瓶 5—7kg 操作工 12 乙炔氣瓶 充裝溫度 經(jīng)常 ≦ 40℃ 操作工 9. 車間設(shè)備布置及廠 區(qū)選址 車間設(shè)備布置原則 （ 1）從經(jīng)濟(jì)和壓降觀點(diǎn)出發(fā)，設(shè)備布置應(yīng)順從工藝流程，但若與安全、維修和施工有矛盾時(shí)，允許有所調(diào)整。 業(yè)務(wù)單元：主要負(fù)責(zé)執(zhí)行公司的指令，為生產(chǎn)單元按規(guī)定和要求提供相關(guān)生序號(hào) 設(shè)備名稱 設(shè)備型號(hào)及規(guī)格 材料 數(shù)量 1 安全水封 Φ4002200 鋼 4 2 低壓干燥器 Φ9002500 鋼 2 3 乙炔壓縮機(jī) 4 高壓乙炔油分離器 鋼 2 5 高壓干燥器 鋼 6 6 熱交換器 Φ10008200 鋼 1 7 集油罐 Φ6001336 鋼 1 8 氣液分離器 541 鋼 1 9 丙酮泵 Zd50A 附電機(jī) 組合件 1 10 真空泵 2XS15 附電機(jī) 組合件 1 11 上閥機(jī) SF5 附電機(jī) 3KW 組合件 1 12 丙酮計(jì)量缸 Φ2191200 鋼 1 13 低壓緩沖器 鋼 1 14 字盤式地上衡 150 型 OA 組合件 4 33 產(chǎn)要素、服務(wù)，同時(shí)承擔(dān)與業(yè)務(wù)相關(guān)的某項(xiàng)或部分管理職能。 （ 3） 防沖與導(dǎo)流 管程 設(shè)置防沖板的條件 當(dāng)管程采用軸向入口接管或換熱管內(nèi)流體流速超過(guò) 3m/s 時(shí)，應(yīng)設(shè)置防沖板，以減少流體不均勻分布和對(duì)換熱管端的沖蝕。 ?殼體法蘭 我國(guó)壓力容器行業(yè)，壓力容器法蘭分類主要按結(jié)構(gòu)形式進(jìn)行劃分。 公稱直徑 DN 允許載荷 Q KN 鞍座高度 h 底 板 腹板 筋 板 墊 板 螺栓間距 鞍座 質(zhì)量 kg 增加100mm高度增加的質(zhì)量 ,kg 1l 1b 1? 2? 3l 3b 3? 弧長(zhǎng) 4b 4? e 2l 帶墊板 1000 307 200 760 170 12 8 170 180 8 1180 270 8 40 600 57 9 30 表 6 壓力容 器法蘭分類表 本次設(shè)計(jì)的換熱器公稱直徑為 1000mm，設(shè)計(jì)壓力為 ,參考設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)當(dāng)選擇對(duì)焊法蘭。法蘭應(yīng)該是個(gè)組件，包括法蘭墊片和連接螺栓或螺柱以及螺母。 容器受重力作用時(shí)，雙鞍座臥式容器可近似看成支承在兩個(gè)鉸支點(diǎn)上受均布載荷的外伸簡(jiǎn) 29 支梁 。這樣，可以使設(shè)備在溫度變化是自由伸縮。鞍式支座在換熱器上的布置，因 3000mmL? ，取( ~ )BLL? 。 則 mm5 9 5 0 0 022 2 ????????? lLL nt ? 27 接管計(jì)算 由于各種工藝和結(jié)構(gòu)上的要求，不可避免地要在容器上開(kāi)孔并安裝接管。 mm1300025382540 ??????? SSSnA nd 換熱管正方形排列的浮頭式換熱器，管板布管區(qū)的面積為 : 222 mm4 0 6 7 5 01 3 0 0 025630 ?????? dt AnSA n? 換熱管根數(shù)，根。dA nn S S S?? 式中： S? 換熱管中心距 ， mm； nS? 隔板槽兩側(cè)相鄰管中心距 ， mm； 39。 圖 6 布管簡(jiǎn)圖 本設(shè)計(jì)選擇不帶法蘭的管板，管板通過(guò)墊片與殼體法蘭和管箱法蘭連接。管板的設(shè)計(jì)是否合理對(duì)確保換熱器的安全運(yùn)行、節(jié)約金屬材料，降低制造成本是至關(guān)重要的。在此選擇標(biāo)準(zhǔn)橢圓形封頭。橢圓封 頭簡(jiǎn)圖如下。壓力 試驗(yàn)允許通過(guò)的應(yīng)力水平 ???T? ?s = 21 時(shí)浮頭式換熱器筒體的名義厚度 16?n? mm 所以有效厚度 ??????? CCne ?? （ 2）液壓實(shí)驗(yàn) 對(duì)于內(nèi)壓容器，耐壓試驗(yàn)的的目的是：在超 設(shè)計(jì)壓力下，考核缺陷是否會(huì)發(fā)生快速擴(kuò)展造成破壞或開(kāi)裂造成泄漏，檢驗(yàn)密封結(jié)構(gòu)的密封性能。 水 壓試驗(yàn)壓力 ? ?? ? ??tT pp ???MPa 式中 Tp? 耐壓試驗(yàn)壓力， MPa； P? 壓力容器的設(shè)計(jì)壓力， MPa ； 試驗(yàn)壓力下圓筒的應(yīng)力 ?T = ?? ?.2 ).( e eiT ?Dp = 由于 ?T? ???T，所以所設(shè)計(jì)殼體滿足條件。由于水、油腐蝕性不大，故可采用碳鋼，現(xiàn)選擇 20 號(hào)鋼的無(wú)縫鋼管。管程分程隔板采用十字型結(jié)構(gòu)，其主要優(yōu)點(diǎn)是布管緊密。 管子正方形排列時(shí)當(dāng)量直徑 ? ?2 0 0234 24ed t d d? ????????? 式中 t——相鄰兩管中心距， m； 0d ——管外徑， m。 折流板的作用是可以提高殼程流體的流速，增加湍動(dòng)程度，并使殼程流體垂直沖刷管束 ，以改善傳熱，增大殼程流體的傳熱系數(shù)，同時(shí)減少結(jié)垢。換熱管中心距宜不小于 倍的換熱管外徑，根據(jù)換熱管外徑查管殼式換熱器設(shè)計(jì)手冊(cè)GB151 表 12[12]可得換熱管中心距 S=25mm；分程隔板槽兩側(cè)相鄰管中心距38mmnS ? 。 管程數(shù)和傳熱管數(shù) 根據(jù)傳熱管內(nèi)徑和流速確定單程傳熱管數(shù) ns 根）( 22 ?????? iis udVn 式中： V——水的體積流量 ， m3/h； di——換熱管的內(nèi)徑 ， mm； ui——水在換熱管中的流速 ， m/s； 按單程計(jì)算所需換熱管的長(zhǎng)度 L ????? dn SL s?m 式中： S——換熱管傳熱面積 ， m2； ns——單程傳熱管數(shù)； d0——換熱管外徑 ， mm； 按單管程設(shè)計(jì)，傳熱管過(guò)長(zhǎng)，根據(jù)本設(shè)計(jì)實(shí)際情況，取傳熱管長(zhǎng) 6?l m，則該換熱器的管程數(shù)為 管程）(29 ???? lLNP 傳熱管的總根數(shù) 根）(6 3 023 1 5 ???TN 16 管排列方式 換熱管在管板上的排列有正三角形排列、正方形排列和正方形錯(cuò)列三種排列方式。對(duì)清潔的流體，管徑可取小些，而對(duì)黏度較大或易結(jié)垢的流體，考慮管