【正文】 ?℃) 。 冷流體進(jìn)口溫度 ℃，出口溫度 325℃。因此降低反應(yīng)溫度和增加蒸汽用量都可降低變換氣中 CO 的平衡濃度，若溫度高，蒸汽量少，將不利于變換反應(yīng)甚至還可能發(fā)生逆 變換反應(yīng)過(guò)程。Process calculation。 主要參考文獻(xiàn)（資料） ： 1 天津大學(xué)化工原理教研室， 《化工原理》上冊(cè)，天津科技出版社， 1992 年 2 國(guó)家技術(shù)監(jiān)督局， 《鋼制管殼式換熱器》 （ GB15199） ，1999 年 3 國(guó)家醫(yī)藥管理局上海醫(yī)藥設(shè)計(jì)院， 《化工工藝設(shè)計(jì)手冊(cè)》 （上、 下冊(cè)） ， 化學(xué)工業(yè)出版社， 1987 4 國(guó)家壓力容器標(biāo)準(zhǔn)化委員會(huì)， 《壓力容器》 （ GB1502011） ，2011 5 燕山石化總公司設(shè)計(jì)院化工設(shè)計(jì)院， 《鋼制列管式固定管板換熱器結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)手冊(cè)》 ，化 工部設(shè)備設(shè)計(jì)技術(shù)中心站，1985 6 化工部第六設(shè)計(jì)院， 《化工設(shè)備圖樣技術(shù)要求》 （上、下冊(cè)） ，化工部設(shè)備設(shè)計(jì)技術(shù)中心 站，2000 7 石油化學(xué)工業(yè)部化工設(shè)計(jì)院， 《小氮肥廠工藝設(shè)計(jì)手冊(cè)》 ，石油化學(xué)工業(yè)出版社，1979 8 化學(xué)工業(yè)部設(shè)備技術(shù)中心站， 全國(guó)壓容器標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會(huì)， 《化工設(shè)備標(biāo)準(zhǔn)手冊(cè)》 （共 4 冊(cè)）1997 9《過(guò)程裝備成套設(shè)計(jì)》 ，化學(xué)工業(yè)出版社， 2002 10《過(guò)程裝備成套技術(shù)課程設(shè)計(jì)指南》 ，化學(xué)工業(yè)出版社， 2002 年工業(yè)出版社，2002 11 國(guó)家壓力容器標(biāo)準(zhǔn)化委員會(huì)， 《鋼制焊接壓力容器及標(biāo)準(zhǔn)釋義》 （ JB/T4735 – 1997） 12 國(guó)家壓力容器標(biāo)準(zhǔn)化委員會(huì)， 《壓力容器用鍛件、 壓力容器用鎳銅合金》 （ JB4726～472 JB4741～47432000） 13 國(guó)家壓力容器標(biāo)準(zhǔn)化委員會(huì)， 《鋼制管法蘭、墊片、緊固件》 （ HG 20592～206352009） 14 國(guó)家壓力容器標(biāo)準(zhǔn)化委員會(huì)， 《鋼制壓力容器焊接工藝評(píng)定、鋼制壓力容器焊接規(guī)程、 鋼制壓力容器產(chǎn)品焊接試板的力學(xué)性能測(cè)試》 （ JB470JB/T470JB47442000） 15 國(guó)家壓力容器標(biāo)準(zhǔn)化委員會(huì)， 《壓力容器法蘭》 （ GB4700～47072000） 16 國(guó)家壓力容器標(biāo)準(zhǔn)化委員會(huì)， 《壓力容器波形膨脹節(jié)及標(biāo)準(zhǔn)釋義》 （ GB167491997） 17 國(guó)家壓力容器標(biāo)準(zhǔn)化委員會(huì)， 《容器支座》 （ JB/T471471472472592） 18 國(guó)家壓力容器標(biāo)準(zhǔn)化委員會(huì)， 《換熱器基本參數(shù)》 （ JB/T4714～47 JB472 JB/T4722～ 472392） 19 國(guó)家壓力容器標(biāo)準(zhǔn)化委員會(huì)， 《補(bǔ)強(qiáng)圈、鋼制壓力容器用封頭》 （ JB/T47347462002） 20 國(guó)家壓力容器標(biāo)準(zhǔn)化委員會(huì)， 《固定式壓力容器安全技術(shù)監(jiān)察規(guī)程》 ， 2010 專業(yè)班級(jí) 過(guò)程裝備與控制工程 學(xué)生 宮金良 要求設(shè)計(jì)（論文）工作起止日期 指 導(dǎo) 教 師 簽 字 教研室主任審查簽字 系 主 任 批 準(zhǔn) 簽 字 日期 日期 日期 1500t/d 合成氨工藝粗煤氣變換工段第三變換熱交換器設(shè)計(jì)摘 要 本次設(shè)計(jì)在安全前提下，以經(jīng)濟(jì)實(shí)用為原則，從原始數(shù)據(jù)開(kāi)始經(jīng)工藝計(jì)算、機(jī)械設(shè)計(jì)和強(qiáng)度校核三步詳盡地闡述了本臺(tái)換熱器的設(shè)計(jì)過(guò)程。 ⑶ 查閱翻譯綜合分析各種文獻(xiàn)資料，進(jìn)行設(shè)計(jì)方法和設(shè)計(jì)方案的可行性研究和 論證。出口等級(jí)中間.管數(shù) 外徑mm厚度mm長(zhǎng)度mm管間距mm管子類型光管材質(zhì)殼體內(nèi)徑外徑mm殼蓋(整體.)(可拆.)管箱或封頭管箱蓋固定管板 浮動(dòng)管板浮頭蓋防沖保護(hù)橫向折流板數(shù)類型% 切割率 間距 中心/中心進(jìn)口mm縱向折流板數(shù)密封型式支撐管子U彎頭型式旁路密封布置管子管板聯(lián)接膨脹節(jié)型式ρV2 – 進(jìn)口接管管束入口管束出口墊片 殼側(cè)管側(cè) 浮頭標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范要求TEMA 類型重量/殼體充水管束kg換熱面積 m2太 原 理 工 大 學(xué)⑶ 查閱翻譯綜合分析各種文獻(xiàn)資料，進(jìn)行設(shè)計(jì)方法和設(shè)計(jì)方案的可行性研究和論證。掌握最新化工容器及設(shè)計(jì)的全過(guò)程。第3頁(yè)　　主要參考文獻(xiàn)（資料）：1 天津大學(xué)化工原理教研室，《化工原理》上冊(cè)，天津科技出版社，1992年 2 國(guó)家技術(shù)監(jiān)督局，《鋼制管殼式換熱器》（GB15199），1999年 3 國(guó)家醫(yī)藥管理局上海醫(yī)藥設(shè)計(jì)院，《化工工藝設(shè)計(jì)手冊(cè)》（上、下冊(cè)），化學(xué)工業(yè)出版社，1987 4 國(guó)家壓力容器標(biāo)準(zhǔn)化委員會(huì)，《鋼制壓力容器》（GB1502000），學(xué)苑出版社，2000 5 燕山石化總公司設(shè)計(jì)院化工設(shè)計(jì)院，《鋼制列管式固定管板換熱器結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)手冊(cè)》，化工部設(shè)備設(shè)計(jì)技術(shù)中心站，1985 6 化工部第六設(shè)計(jì)院，《化工設(shè)備圖樣技術(shù)要求》（上、下冊(cè)），化工部設(shè)備設(shè)計(jì)技術(shù)中心站，2000 7 石油化學(xué)工業(yè)部化工設(shè)計(jì)院，《小氮肥廠工藝設(shè)計(jì)手冊(cè)》，石油化學(xué)工業(yè)出版社，1979 8 化學(xué)工業(yè)部設(shè)備技術(shù)中心站，全國(guó)壓容器標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會(huì)，《化工設(shè)備標(biāo)準(zhǔn)手冊(cè)》（共4冊(cè)）19979《過(guò)程裝備成套設(shè)計(jì)》，化學(xué)工業(yè)出版社，200210《過(guò)程裝備成套技術(shù)課程設(shè)計(jì)指南》，化學(xué)工業(yè)出版社，2002年工業(yè)出版社，200211 國(guó)家壓力容器標(biāo)準(zhǔn)化委員會(huì)，《鋼制焊接壓力容器及標(biāo)準(zhǔn)釋義》（JB/T4735 – 1997）12 國(guó)家壓力容器標(biāo)準(zhǔn)化委員會(huì)，《壓力容器用鍛件、壓力容器用鎳銅合金》（JB4726～472JB4741～47432000）13 國(guó)家壓力容器標(biāo)準(zhǔn)化委員會(huì)，《鋼制管法蘭、墊片、緊固件》（HG 20592～206352009）14 國(guó)家壓力容器標(biāo)準(zhǔn)化委員會(huì)，《鋼制壓力容器焊接工藝評(píng)定、鋼制壓力容器焊接規(guī)程、鋼制壓力容器產(chǎn)品焊接試板的力學(xué)性能測(cè)試》（JB470JB/T470JB47442000）15 國(guó)家壓力容器標(biāo)準(zhǔn)化委員會(huì)，《壓力容器法蘭》（GB4700～47072000）16 國(guó)家壓力容器標(biāo)準(zhǔn)化委員會(huì)，《壓力容器波形膨脹節(jié)及標(biāo)準(zhǔn)釋義》（GB167491997）17 國(guó)家壓力容器標(biāo)準(zhǔn)化委員會(huì)，《容器支座》（JB/T471471472472592）18 國(guó)家壓力容器標(biāo)準(zhǔn)化委員會(huì)，《換熱器基本參數(shù)》（JB/T4714～47JB472JB/T4722～472392）19 國(guó)家壓力容器標(biāo)準(zhǔn)化委員會(huì)，《補(bǔ)強(qiáng)圈、鋼制壓力容器用封頭》（JB/T47347462002）20 國(guó)家壓力容器標(biāo)準(zhǔn)化委員會(huì)，《固定式壓力容器安全技術(shù)監(jiān)察規(guī)程》，2010專業(yè)班級(jí) 學(xué)生 要求設(shè)計(jì)（論文）工作起止日期 指導(dǎo)教師簽字 日期 教研室主任審查簽字 日期 系主任批準(zhǔn)簽字 日期 　　第4頁(yè)附表 換熱器設(shè)計(jì)原始數(shù)據(jù)設(shè)備名稱第一換熱器設(shè)備位號(hào)W500單臺(tái)設(shè)備性能流體位置流體名稱脫硫煤氣冷煤氣流體流量總kg/h氣體 液體蒸汽水不凝物溫度 (進(jìn)/出)C373密度kg / m3?粘度centipoise?分子量,氣體分子量, 不凝物比熱kcal/kg C?導(dǎo)熱系數(shù)kcal/h m C潛熱kcal/kg進(jìn)口壓力kgf/cm2 (abs)速度m/s壓力降 , 允許 /計(jì)算kgf/cm2污垢系數(shù) (最小)h m2 C/kcal熱負(fù)荷kcal/hC換熱系數(shù), 使用結(jié)垢干凈kcal/h m2 C單個(gè)殼體結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖(管束/管口方位)殼側(cè)管側(cè)設(shè)計(jì)/試驗(yàn)壓力kgf/cm2 (g)設(shè)計(jì)溫度C每殼體程數(shù)腐蝕裕度接管進(jìn)口尺寸 amp。掌握最新化工容 器及設(shè)計(jì)的全過(guò)程。 2 合成氨生產(chǎn)工藝方塊流程圖一張(A1)、 粗煤氣變換分離工段工藝物料流程圖一 張(A1)、設(shè)備總裝配圖和零部件圖不少于四張（折合 A1 圖紙） 3 相關(guān)題目中文文獻(xiàn)綜述一篇，譯文一篇。 strength check is to meet the requirements under process conditions, equipment designed for the strength check, in order to produce a smooth conduct.Key words: Heat Exchanger。 變換反應(yīng)為放熱等分子可逆反應(yīng)。 2 工藝設(shè)計(jì) 確定設(shè)計(jì)方案 選擇換熱器的類型 兩流體的溫度變化情況： 熱流體進(jìn)口溫度 ℃，出口溫度 ℃。故殼程變換煤氣的定性溫度為 T? ? ? 379℃ 2 200 ? 325 ? ℃ 2 3 1 管程流體的定性溫度為 T? 已知變換煤氣在 379℃下的有關(guān)物性數(shù)據(jù)如下： ? ? ? m ；c1 =℃ ? ? / (m ?℃)。換熱器正三角形排列可使流體走短路的機(jī)會(huì)少，增大管外流體湍流程度，從而增大對(duì)流傳熱系數(shù)，節(jié)省傳熱面積，所以換熱器的排列方式采用正 三角形排列。 ? 4( 3 2 ? 3 ? Pt ? d o 2) 4( 2 ? ) 2 2 4 2 4 ? ? (m) ? do ? 殼程流通截面積 do 25 ) ? 1000 ?1400 ? (1 ? ) ? (m 2 ) Pt 32 殼程流體流速及其雷諾數(shù)分別為 （ / 3600 ?10979） uo ? ? (m / s ) ? ? Reo ? ? 172322 ?10?5 普朗特?cái)?shù) So ? BD(1 ? Pro ? ?103 ? ?10?5 ? ( 粘度校正 ? ) ? ?w 1 ? ? ? ? 1734[W / (m2 ? ℃)] ? ? ? o 污垢熱阻和管程熱阻。由 ? 4, 39? ，對(duì)金屬管，無(wú)縫鋼管，絕對(duì)粗糙 d ? 度可 ? 取 ， 暫取 ,則相對(duì)粗糙度 ? 再由 ? 4, 43? 經(jīng)驗(yàn)公式 154 ， ? ， d 15 查 ? 4, 40? ，摩擦系數(shù) ? 只與 ? ? ( ? di ? 68 68 ) ? ? ( ? ) ? Re l ? ui 2 6 ? ? ? ? ? ( Pa) d 2 2 ?p1 ? ? ?p2 ? 3 ? ui 2 2 ? 3? ? ? ( Pa) 2 17 所以 ? ?p ? ( ? )? ? 1? (Pa ) i 與管程允許壓降 ? 比較，可見(jiàn)管程的壓力降是合適的。 的計(jì)算： ?p139。 管壁溫度 符號(hào) 2 K ——以換熱管外表面積為基準(zhǔn)計(jì)算的總換熱系數(shù)， W / (m ?℃) ； rd ——污垢熱阻， m 2 ? ℃/W ； Tm、tm ——流體的平均溫度，℃； 2 ? ——以換熱管外表面積為基準(zhǔn)計(jì)算的給熱系數(shù)， W / (m ?℃) ； ?t M ——流體的有效平均溫差，℃； 下標(biāo)： h ——熱側(cè)流體； c ——冷側(cè)流體。 計(jì)算厚度 ? ： ?? 2 ? ?? ? ? ? Pc t Pc ? Di 式中， Pc 為計(jì)算壓力，其值為設(shè)計(jì)壓力 P 與液柱靜壓力之和。則設(shè)計(jì)厚度滿足最小厚度要求，圓 整到 ? n ? 18mm 。暫取 C 2 ? 2 mm 。根據(jù) ?6,11? ，對(duì)長(zhǎng)頸對(duì)焊法蘭，適用的公稱壓力為 ~ MPa ，工作溫度 ?70 ~ 450℃ 。因此取 ?=1 。但是因?yàn)榉ㄌm對(duì)筒體最小厚度的要求，應(yīng)當(dāng)取筒體厚度為 ? n ? 22mm 。 根據(jù) ?3, 75? ，由 DN ? 1400mm, dn ? 16mm，選定拉桿數(shù)量為 10 根，其尺寸和結(jié)構(gòu) 圖如： 拉桿尺寸 拉桿直徑 d 16 拉桿螺紋直徑 dn 16 La 20 Lb b ? 60 拉桿的布置 拉桿應(yīng)盡量均勻布置在管束的外邊緣，對(duì)于大直徑的換熱管，在布管區(qū)內(nèi)或靠近 折流板缺口處應(yīng)布置適當(dāng)數(shù)量的拉桿，任何折流板應(yīng)不少于三個(gè)支撐點(diǎn)。 因此得到的布管限定圓直徑 DL ? Di ? 2b3 ? 1400 ? 2 ?10 ? 1380mm 。 換熱管與管板的連接采用強(qiáng)度焊接，根據(jù) ?3,69? ，尺寸為 換熱管尺寸及安裝尺寸圖 換熱管最小伸出長(zhǎng)度 mm 最小坡口深度 L3 L1 L2 2 換熱管規(guī)格 ? 25 ? 2 31  接管設(shè)計(jì) 由之前的工藝計(jì)算得出管程接管的流速為 u1 ? 2m / s ，殼程接管流速為 u1 ? / s 。該墊片公稱壓 力 ? PN10 ? PN 63 ，公稱尺寸 DN10 ~ DN 2000 ，最高使用溫度 650℃，適用于凹凸密