【正文】 生氫腐蝕，但研究表明碳鋼在 220℃以下氫腐蝕反應(yīng)速度極慢，而且氫分壓不超過 時，不管 溫度有多高，都不會發(fā)生嚴重的氫腐蝕。密度為 ；操作情況為泵從甲醇儲槽中吸入甲醇，送入原料液儲罐，與水混合 工藝所需正常的體積流量為： ＝ 泵的流量 Q＝ ＝ 工藝估算所需揚程 80m,泵的揚程 H＝ 80＝ 88m 折合程計量泵的壓力： P=? gh=807 88/106= 泵的選型：查表得， JD1600/ 型計量泵的流量為 1600L/h，壓力 ，轉(zhuǎn)速 115r/min，電機功率 ，滿足要求 （ 2） 純水計量泵 P0101 選型 已知條件：水的正常投料量為 。 閥門選型 從工藝流程圖可以知道需用閥門的設(shè)計壓力、設(shè)計溫度和接觸的介質(zhì)特性，據(jù)此數(shù)據(jù)選擇閥門的壓力等級和型式，匯總于下表： 序號 所在管道編號 管內(nèi) 介質(zhì) 設(shè)計 壓力 設(shè)計溫度 公稱直徑 閥門選型 連接形式 閥門型號 1 PG010680M1B 氫氣 50 80 法蘭 閘閥： 等，截止閥： 2 RO0101150L1BH 導(dǎo)熱油 320 150 法蘭 閘閥： 、 等，截止閥： 等 3 RO0104150L1BH 導(dǎo)熱油 320 150 法蘭 4 PL010120L1B 甲醇 常壓 50 20 法蘭 閘閥： 、 （螺紋）等，截止閥： 等 止回閥： 5 PL010215L1B 甲醇 常壓 50 15 法蘭 6 PL010332L1B 原料液 常壓 50 32 法蘭、 螺紋 7 DNW010120L1B 脫鹽水 50 20 法蘭、 螺紋 8 PG010780L1B 食品二氧化碳 50 80 螺紋 閘閥： 等，截止閥： 等 甲醇制氫生產(chǎn)裝置設(shè)計畢業(yè)設(shè)計任務(wù)書 9 PL010732L1B 吸收液 50 32 法蘭、 螺紋 閘閥： 止回閥： 10 PL010920M1B 工藝冷 凝水 50 20 法蘭 管道法蘭選型 根據(jù)各管道的工作壓力、工作溫度、介質(zhì)特性和與之連接的設(shè)備、機器的接管和閥門等管件、附件的連接型式和尺寸等依據(jù)選擇法蘭，將本工藝管道的有關(guān)參數(shù)匯總于下表： 序號 所在管道編號 管內(nèi)介質(zhì) 設(shè)計壓力 設(shè)計溫度 公稱直徑 閥門公稱壓力等級 法蘭選型 法蘭類型 密封面型式 公稱壓力等級 1 PG010680M1B 氫氣 50 80 帶頸平焊法蘭 凹凸面 2 PG010180M1B 混合氣體 200 3 PG010280M1BH 300 4 PG010380M1B 300 5 PG010480M1BH 200 6 PG010565M1B 50 65 7 RO0101150L1BH 導(dǎo)熱油 320 150 8 RO0102150L1BH 導(dǎo)熱油 320 9 RO0103150L1BH 導(dǎo)熱油 320 10 RO0104150L1BH 導(dǎo)熱油 320 11 PL010120L1B 甲醇 常壓 50 20 12 PL010215L1B 甲醇 常壓 50 15 13 PL010332L1B 原料液 常壓 50 32 14 PL010420M1B 原料液 50 20 15 PL010520M1B 原料液 200 20 16 PL010640L1B 吸收液 50 40 17 PL010732L1B 吸收液 50 32 18 PL010832L1B 吸收液 50 32 19 DNW010120L1B 脫鹽水 50 20 突面 20 DNW010215L1B 脫鹽水 50 15 21 CWS0101150L1B 冷卻水 50 150 22 CWS0102125L1B 冷卻水 50 125 23 CWR0101125L1B 冷卻水 80 125 24 PG010780L1B 食品二氧化碳 50 80 凹凸面 25 PL010920M1B 工藝冷凝水 50 20 突面 甲醇制氫生產(chǎn)裝置設(shè)計畢業(yè)設(shè)計任務(wù)書 反 應(yīng)器控制方案設(shè)計 1. 被控參數(shù)選擇 化學(xué)反應(yīng)的控制指標主要是轉(zhuǎn)化率、產(chǎn)量、收率、主要產(chǎn)品的含量和產(chǎn)物分布等，溫度與上述這些指標關(guān)系密切，又容易測量，所以選擇溫度作為反應(yīng)器控制中的被控變量 以進口溫度為被控變量的單回路控制系統(tǒng)設(shè)計 2. 控制參數(shù)選擇 影響反應(yīng)器溫度的因素主要有：甲醇水混合氣的流量、導(dǎo)熱油的流量。所以選擇導(dǎo)熱油流量作為控制參數(shù)。密度為 ；操作情況為泵從純水儲槽中吸入水，送入原料液儲罐，與甲醇混合 工藝所需正常的體積流量為： ＝ 泵的流量 Q＝ ＝ 工藝估算所需揚程 80m,泵的揚程 H＝ 80＝ 88m 折合程計量泵的壓力： P=? gh=997 88/106= 泵的選型：查表得， JD1000/ 型計量泵的流量為 1000L/h，壓力 ，轉(zhuǎn)速 115r/min，電機功率 ，滿足要求 （ 3） 混合原料計量泵 P0103 選型 已知條件：原料的正常投料量為 。所以 20g 無縫鋼管符合抗腐蝕要求。 ~ 39。 ?? EDbD bEK fff ??????????? MPa 法蘭外徑與內(nèi)徑之比 K D D? f i 殼體法蘭應(yīng)力系數(shù) Y (按 K查 GB150－ 1998表 95) 旋轉(zhuǎn)剛度無量綱參數(shù) tff KKK ~ 4?? 膨脹節(jié)總體軸向剛度 ?2 22Elitcr( ) 0 N/mm 甲醇制氫生產(chǎn)裝置設(shè)計畢業(yè)設(shè)計任務(wù)書 甲醇制氫生產(chǎn)裝置設(shè)計畢業(yè)設(shè)計任務(wù)書 管板第一彎矩系數(shù) (按 K ,Kf~ 查 GB1511999圖 27) m1 系 系數(shù) ??mKK1~f 系數(shù) (按 Kt Kf~ 查 GB151－ 98圖 29) G2 換熱管束與不帶膨脹節(jié)殼體剛度之比 Q? EnaEAts s 數(shù) 換熱管束與帶膨脹節(jié)殼體剛度之比 LKAE LKAEnaEQ ex exss exsst )( ?? 管板第二彎矩系數(shù) (按 K,Q或 Qex 查 GB1511999圖 28(a)或 (b))m2 系數(shù)（帶膨脹節(jié)時 Qex 代替 Q） )(2 211 GQK mM ?? 計 系數(shù) (按 K,Q或 Qex查圖 30) G3 法蘭力矩折減系數(shù) ? ? ?K K G~ ~( )f f 3 管板邊緣力矩變化系數(shù) ~ 1 ff KKM ??? ? 算 法蘭力矩變化系數(shù) ~~ fff KKMM ??? 管 管板開孔后面積 Al = A n?d 2 +05 mm2 板 參 管板布管區(qū)面積 (三角形布管 ) A nS At d? ?0 866 2. (正方形布管 ) A nS At d? ?2 +05 mm2 數(shù) 管板布管區(qū)當量直徑 ?/4 tt AD ? mm 系數(shù) ??A Al / 系 系數(shù) ??na A/ l 數(shù) 系數(shù) ? ? ? ? ?s 0 4 0 6 1. . ( ) /Q ? 計 系數(shù) (帶膨脹節(jié) 時 Qex 代替 Q) ?? /)()1( Q????? 算 管板布管區(qū)當量直徑與殼體內(nèi)徑之比 ?t t i?D D/ 管板周邊不布管區(qū)無量綱寬度 k = K(1?t) 甲醇制氫生產(chǎn)裝置設(shè)計畢業(yè)設(shè)計任務(wù)書 甲醇制氫生產(chǎn)裝置設(shè)計畢業(yè)設(shè)計任務(wù)書 僅有殼程壓力 Ps作用下的危險組合工況 (Pt = 0) 不計溫差應(yīng)力 計溫 差 應(yīng)力 換熱管與殼程圓筒熱膨脹變形差 ? =?t (t t t 0 )?s (t s t0 ) 當量壓力組合 P Pc s? MPa 有效壓力組合 tssa EPP ????? MPa 基本法蘭力矩系數(shù) M MD Pm mi a~ ? 4 3?? 管板邊緣力矩系數(shù) 1~~ )( MMMM m ??? 管板邊緣剪力系數(shù) ? ?? M~ 管板總彎矩系數(shù) m m m? ??1 21 ?? 系數(shù) Ge1 僅用于 m?0 時 KmGe ?31 ? 系數(shù) Gi1 當 m?0 時 ,按 K 和 m 查圖 31(a)實線 當 m?0 時 ,按 K和 m 查圖 31（ b） 系數(shù) G1 m 0 ,G1 = max( , )G Ge i1 1 , m 0 , G1 =Gi1 管板徑向應(yīng)力系數(shù) 帶膨脹節(jié) Q為 Q ex ?~r = 14 1 12( )??? GQ G 管板布管區(qū)周邊 處徑向應(yīng)力系數(shù) ?~39。 形式： A3 型 高度： 200 底板： L1:125 b1:80 δ 1： 8 s1:40 筋板： L2:100 b2:100 δ 2： 5 墊板： L3： 20 b3:160 δ 3： 6 e:24 地角螺栓規(guī)格： M24 螺栓孔直徑： 27 1管板 甲醇制氫生產(chǎn)裝置設(shè)計畢業(yè)設(shè)計任務(wù)書 材料： 16MnR 換熱管管孔直徑： 25 拉桿管孔直徑： 18 厚度： 50 外徑： 860 甲醇制氫生產(chǎn)裝置設(shè)計畢業(yè)設(shè)計任務(wù)書 內(nèi)筒體內(nèi)壓計算 計算單位 南京工業(yè)大學(xué)過程裝備與控制工程系 計算條件 筒體簡圖 計算壓力 Pc MPa 設(shè)計溫度 t ? C 內(nèi)徑 Di mm 材料 16MnR(正火 ) ( 板材 ) 試驗溫度許用應(yīng)力 ??? MPa 設(shè)計溫度許用應(yīng)力 ???t MPa 試驗溫度下屈服點 ?s MPa 鋼板負偏差 C1 mm 腐蝕裕量 C2 mm 焊接接頭系數(shù) ? 厚度及重量計算 計算厚度 ? = PD Pc it c2[ ]? ?? = mm 有效厚度 ?e =?n C1 C2= mm 名義厚度 ?n = mm 重量 Kg 壓力試驗時應(yīng)力校核 壓力試驗類型 液壓試驗 試驗壓力值 PT = [][]??t = (或由用戶輸入 ) MPa 壓力試驗允許通過 的應(yīng)力水平 ???T ???T? ?s = MPa 試驗壓力下 圓筒的應(yīng)力 ?T = p DT i ee.( ).??? ?2 = MPa 校核條件 ?T????T 校核結(jié)果 合格 壓力及應(yīng)力計算 最大允許工作壓力 [Pw]= 2? ? ??e ti e[ ]( )D? = MPa 設(shè)計溫度下計算應(yīng)力 ?t = P Dc i ee( )???2 = MPa ???t? MPa 校核條件 ???t?≥ ?t 結(jié)論 合格 甲醇制氫生產(chǎn)裝置設(shè)計畢業(yè)設(shè)計任務(wù)書 內(nèi)壓橢圓封頭校核 計算單位 南京工業(yè)大學(xué)過程裝備與控制工程系 計算條件 橢圓封頭簡圖 計算壓力 Pc MPa 設(shè)計溫度 t ? C 內(nèi)徑 Di mm 曲面高度 hi mm 材料 16MnR(熱軋 ) (板材 ) 試驗溫度許用應(yīng)力 ??? MPa 設(shè)計溫度許用應(yīng)力 ???t MPa 鋼板負偏差 C1 mm 腐蝕裕量 C2 mm 焊接接頭系數(shù) ? 厚度及重量計算 形狀系數(shù) K = 16 2 2 2???? ???????????Dhii = 計算厚度 ? = KPD Pc it c2 0 5[ ] .? ?? = mm 有效厚度 ?e =?n C1 C2= mm 最小厚度 ?min = mm 名義厚度 ?n = mm 結(jié)論 滿足最小厚度要求 重量 Kg 壓力計算 最大允許工作壓力 [Pw]= 2 05[ ] .? ???t ei eKD? =