【正文】 我的設(shè)計較為復(fù)雜煩瑣，但是賈老師仍然細心地糾正圖紙和說明書中的錯誤。必須具備的素質(zhì)：細心這是作為設(shè)計人員必須具備的素質(zhì)，記住：慢工出細活。由于我們所用的介質(zhì)是腐蝕性物質(zhì)，所以很多性質(zhì)都和設(shè)計參數(shù)選取有關(guān)，往往要選取一個參數(shù)，要翻閱多本資料才能找到合適的。一般不會產(chǎn)生裂縫?！。?）、復(fù)驗管板化學成分、拉伸和冷彎性能 ,并進行100 % U T 復(fù) 驗 , Ⅱ級 合 格。 （5）筒體直線度 換熱器的筒體直線度允許偏差為L/1000,。 支座強度校核支座外圓筒所受的支座彎矩ML (398)[1][ ]=[ ] 滿足要求根據(jù)參考文獻中提供的公式及計算方法，確定需在熔鹽進出口處的殼體上開等距離的條形孔28個，孔寬均為50mm，孔高需根據(jù)各孔的位置分別確定。 安全防爆口設(shè)計[20]本反應(yīng)設(shè)備采用爆破片作為安全泄放裝置。 管板的強度校核按照GB151 《管殼式換熱器》的管板計算程序，分別對只有管程壓力作用的情況以及只有殼程壓力作用的情況下分為考慮膨脹差和不考慮膨脹差等四種危險組合工況對管板的各種應(yīng)力進行強度校核計算。本設(shè)計根據(jù)反應(yīng)器的結(jié)構(gòu)需要選擇可拆式的連接方式?！? (222)殼程壓降可由寇恩公式【21】得出：P= P其中P，分別表示管束、導(dǎo)流筒、殼程進出口管嘴處的壓降，為殼程壓降結(jié)垢校正系數(shù)。參考文獻，取30，材料為20號鋼 反應(yīng)管排列方式及管間距的確定[21]考慮到反應(yīng)器殼程介質(zhì)干凈，管外無需清洗，按照《化工容器手冊》取管間距 a = 40 mm .列管采用正三角形的排列方式，根據(jù)作圖實際排得管數(shù)為715根，除去測溫管孔6個及拉桿管孔3個，實際裝填催化劑的管數(shù)為706根，能滿足生產(chǎn)要求。平行流反應(yīng)器管間流動設(shè)計，提出平行流固定床反應(yīng)器管間載熱體流動的數(shù)學模型，據(jù)此來設(shè)計工業(yè)反應(yīng)器的分布板，在板上合理開設(shè)環(huán)隙孔或附加開孔，實現(xiàn)管間的均勻傳熱。 反應(yīng)器型式的選擇本次設(shè)計的反應(yīng)器主要用于均四甲苯催化氧化制取均苯四甲酸二酐，生產(chǎn)能力為100T/a。如前言中舉出的理由，這類反應(yīng)器在本書中不加討論.，則為懸浮床反應(yīng)器。第三章為反應(yīng)器的結(jié)構(gòu)設(shè)計，主要對反應(yīng)器內(nèi)各受壓元件進行了詳細的強度設(shè)計及校核。化工生產(chǎn)的工藝過程決定了反應(yīng)器的結(jié)構(gòu)型式，反應(yīng)器的結(jié)構(gòu)型式對工藝過程又有一個促進和完善的作用，同時反應(yīng)器的結(jié)構(gòu)型式在某種程度上也決定著產(chǎn)品的質(zhì)量和性能。反應(yīng)器可由各種材料制成，這取決于所用反應(yīng)所需催化劑的種類以及反應(yīng)物和產(chǎn)物的物理特性。但是，大多數(shù)重要的工業(yè)操作都為連續(xù)運轉(zhuǎn)，而僅僅在間斷式操作有特別充足的理由時才設(shè)計間斷操作的反應(yīng)器。與國外相比，我國自行設(shè)計的列管式固定床反應(yīng)器在工藝水平和規(guī)模上都有較大的差距，其問題之一是:規(guī)模較小且存在著徑向溫差。但是，如果反應(yīng)的催化劑必須在反應(yīng)器內(nèi)再生時，再生氣體(含氧0., 5呱的氮氣)在嚴密控制下燒焦后溫度可上升到高達550℃,如果氮氣中的氧允許超過5%，預(yù)處理器要設(shè)計得能抗住兩組操作條件:1. 操作時，300 0C，70bar(7000kPa)2. 再生時，5000 C 5bar(500kPa)第二章 反應(yīng)器的工藝計算工業(yè)反應(yīng)器設(shè)計的任務(wù)是根據(jù)給定的生產(chǎn)能力以及工藝參數(shù)，確定反應(yīng)器的型式和適宜的尺寸及其相應(yīng)的操作條件，使反應(yīng)過程有最大收益?！? = kJ/kg 前面計算已確定殼程熔鹽的質(zhì)量流速為 = kg/s， m/s ,則殼程進出口接管直徑可由下式求得： = = 134 mm (228)故取殼程進出口接管公稱直徑為DN 125 mm . 第三章 反應(yīng)器的結(jié)構(gòu)設(shè)計及強度計算 概 述本章詳細介紹了反應(yīng)器管殼程結(jié)構(gòu)設(shè)計過程，以及各主要受力元件的強度校核情況，在滿足強度要求的條件下，力爭做到結(jié)構(gòu)的最優(yōu)設(shè)計。 管板法蘭及管板的結(jié)構(gòu)設(shè)計 根據(jù)反應(yīng)器的初步結(jié)構(gòu)確定，本設(shè)計采用固定式管板兼做法蘭?！?換熱管與殼程殼體的熱膨脹變形差率： （349）=17106(10520) 106(11520) ==206000= 當量組合壓力 Pc=PsPt(1+β)==有效壓力組合 Pa=+βγEtt =+=基本法蘭力矩系數(shù)== （350）管板邊緣力矩系數(shù)=m++=管板邊緣剪切系數(shù)管板總彎矩系數(shù) （351）G1e=G1=max(G1e,),當m＞0時,按K和m查圖55實線,得＜G1eG1=G1e=管板布管區(qū)周邊剪切應(yīng)力系數(shù) （352）管板徑向應(yīng)力系數(shù) （353）管板布管區(qū)周邊處徑向應(yīng)力系數(shù) （354）= 殼體法蘭力矩系數(shù)管板徑向應(yīng)力2=2=[σ]pt =3147=441MPa 合格管板布管區(qū)周邊處徑向應(yīng)力2 =2 =3[σ]pt =3147=441MPa 合格管板布管區(qū)周邊剪切應(yīng)力 （355）= MPa [σ]pt =147= 合格殼體法蘭應(yīng)力 2 =2=[σ]pt =441MPa 合格殼體圓筒軸向應(yīng)力 （356）= [σ]ct=3159= 合格換熱管軸向應(yīng)力σt= （357）=σt≤[σ]cr= 合格換熱管與管板連接拉脫力q= （358）q≤[σ]tt =111= 合格結(jié)論:第二種計算工況全部應(yīng)力合格. 第三種計算工況（管程壓力作用下無溫差的工況）：Ps= Pt= 不記入熱膨脹差。接管外伸長度取為200 mm，接管位置選擇開在管箱封頭中部。各部件材料的選擇主要由容器的使用條件（包括設(shè)計溫度、設(shè)計壓力，介質(zhì)特性和操作特點）決定，同時應(yīng)當考慮焊接性能，制造工藝以及經(jīng)濟合理性，符合相應(yīng)的標準。（2）當管箱焊有分程隔板時,管箱部件組焊完后應(yīng)進行消除殘余應(yīng)力熱處理。(1)組裝管束 (2)組裝下筒體 (3)組裝上筒體 (4)穿管(5)焊接管頭 (6)組裝熔鹽進、出口導(dǎo)流筒(7) 管頭熱處理 (8)管頭脹接 　采用機械脹 (貼脹) (9) 殼程水壓試驗 (10)組焊上管箱 (11)組裝下管箱和支座 (12)管程水壓試驗 (13)氣密性試驗 (14)油漆包裝 　 焊接工藝說明根據(jù)GB150—1998《鋼制壓力容器》規(guī)定，產(chǎn)品施焊前，對受壓元件之間的對接接頭和要求全焊透的T形焊接接頭，受壓元件與承載的非受壓元件之間全焊透的T形或角接焊接接頭，以及受壓元件的耐腐蝕堆焊層都應(yīng)進行焊接工藝評定。 如 20R鍛件 所以 =，所20R鍛件的可焊性比較優(yōu)良。一、如何進行設(shè)計計劃1.自校自校的原則是等同于重新再做一遍（2）關(guān)于制圖①活躍三、如何減少返工1.參考資料依次為設(shè)計手冊、規(guī)范、以往工程、專題（2）借鑒以前的工程 對別人的設(shè)計多問幾個為什么2. 關(guān)于工程的布置（1）列出布置的條目（whatwhyhow）①我的設(shè)計題目是氧化反應(yīng)器的設(shè)計。各種化學元素加入金屬材料后，對焊縫組織與性能、夾雜物分布、焊接熱影響區(qū)的淬硬程度等影響不同，產(chǎn)生裂縫的傾向也不同。③換熱管兩端進行退火以保證管子與管板有一定的硬度差。 主要制造工藝 主要零部件的制造筒體：（1）分段卷制殼程筒體并校圓，內(nèi)徑允許偏差可以用外周長加以控制,其外周長上偏差為10mm,下偏差為0mm。使用130N的荷重進行實驗。膨脹節(jié)結(jié)構(gòu)圖如圖361端板 2波紋管 3拉桿或定位螺桿4螺母 5內(nèi)襯套 6端管圖36 膨脹節(jié)各部分名稱根據(jù)GB16749 —1997，本設(shè)計選用的波形膨脹節(jié)為：ZDL（1200）——161（N）（見圖37），即膨脹節(jié)層數(shù)m=1；波數(shù)n=4。且由JB/T47032000取螺栓規(guī)格為，伸出長度為，其具體尺寸按零件圖中規(guī)定。法蘭的結(jié)構(gòu)形式和密封面形式可根據(jù)使用介質(zhì)，設(shè)計壓力，設(shè)計溫度和公稱直徑等因素來確定?！?= kJ/ m即以均四甲苯為原料采用空氣催化氧化法制得PMDA。 列管式固定床反應(yīng)器管外流體流動的主要要求是:反應(yīng)器的綜合性能要保持單管的水平，并且能迅速導(dǎo)出反應(yīng)管內(nèi)產(chǎn)生的反應(yīng)熱，以保證管間載熱體沿徑向的溫差盡可能小，使各反應(yīng)管處在相同的介質(zhì)溫度下運行。當然，相計算相數(shù)時，固體催化劑不應(yīng)算為一相。也可以有均相塞流管式反應(yīng)器和均相連續(xù)攪拌罐式反應(yīng)器。 Structural design。On the basis of the rational structure, the reactor meets the control requirements of chemical processing parameters including the distribution of temperature, the distribution of concentration and the reaction time, that makes the quality and performance of products be ensured.Key words: Reactor。因此，可有均相氣相反應(yīng)器、均相液相反應(yīng)器和均相氣一掖相反應(yīng)器。 還有另一種反應(yīng)器分類標準是反應(yīng)中包括的相數(shù)。兩者均使產(chǎn)品收率降低。該廠運用的也是我國目前主要的PMDA生產(chǎn)方法。h則在試驗壓力下，管程筒體的最大薄膜應(yīng)力： Mpa （35）管箱材料20R 在常溫時的屈服極限 245 Mpa， Mpa 水壓試驗安全 殼程水壓試驗強度校核取試驗溫度為常溫20℃，筒體水壓試驗壓力 MPa. （36） 則在試驗壓力下殼程圓筒的薄膜應(yīng)力： MPa （37）殼程所用材料20R在常溫時的屈服極限 245 MPa，故： Mpa （38） 水壓試驗安全 管箱法蘭設(shè)計換熱器常采用的法蘭結(jié)構(gòu)形式有平焊法蘭和對焊法蘭，法蘭的密封面形式分為平面、凹凸面和榫槽面。當時，等于墊片接觸的外徑減去， （312） C墊片壓緊力，由GB15098知：① 預(yù)緊狀態(tài)需要的最小墊片壓： （313） ② 操作狀態(tài)需要的最小墊片壓緊力： （314） 等頭雙頭螺栓的選型由JB/T47072000取螺栓材料為35CrMoA，螺母材料為25CrMoA。 膨脹節(jié)的結(jié)構(gòu)設(shè)計 膨脹節(jié)的結(jié)構(gòu)選型在固定管板式反應(yīng)器中，因殼程流體與管程床層之間具有溫差，而殼體和反應(yīng)管均與管板固定連接，在使用中會引起殼體和換熱管之間的膨脹差，造成殼體和反應(yīng)管受到軸向載荷，為避免殼體和列管拉伸破壞、列管失穩(wěn)、列管從管板上拉脫等現(xiàn)象，必須在殼體中間設(shè)置一個良好的變形補償元件——膨脹節(jié)，以降低軸向載荷的作用。 復(fù)合彈簧的強度校核根據(jù)文獻【14】，彈簧在試制成功后需以8倍單管催化劑重懸掛在彈簧上，實驗彈簧不從反應(yīng)管內(nèi)脫落為合格。不銹鋼與碳鋼之間的焊條用A302型低碳Cr23Ni13不銹鋼焊條。②檢查換熱管兩端的硬度。影響金屬材料可焊性的主要因素是化學成分。正是意識到其重要性，從一開始我就嚴格要求自己，要求自己盡量去把每個問題都弄明白。認真對待每一個問題：從方法到具體技術(shù)④關(guān)于說明說明必須充分說明的目的在于讓對方明白（3）避免原則錯誤、技術(shù)錯誤、一般錯誤：積極amp。關(guān)于圖框圖框的名稱和大小②學習計劃在設(shè)計前進行相關(guān)知識的系統(tǒng)學習設(shè)計時對此設(shè)計內(nèi)容進行學習2.根據(jù)標準GB/T5117—1995和焊接材料的設(shè)計原則，在保證焊接接頭與母材相同的高溫蠕復(fù)強度和抗淬化性的前提下改善其焊接性，即提高其抗裂性，應(yīng)使用與母材成份基本相同的同類焊材，而且異種鋼的焊接一般選用與較低強度等級鋼材相匹配的焊條。并應(yīng)符合JB4708—《鋼制壓力容器焊接工藝評定》的有關(guān)規(guī)定，其保存期不少于七年。（3）管箱法蘭的密封面以及分程隔板的密封面,應(yīng)在管箱部件整體消除應(yīng)力熱處理后同時精加工,以保證管箱法蘭密封面的平整性。 主要受壓元件受壓元件用鋼板應(yīng)由平爐、電爐或氧化轉(zhuǎn)爐冶煉。 催化劑支撐件的設(shè)計常見的支撐結(jié)構(gòu)形式為了在實際應(yīng)用中安全可靠，拆裝方便，本設(shè)計針對φ30，彈簧由兩部分復(fù)合而成，下部為螺旋壓縮彈簧，上部為截圓錐螺旋彈簧。= ； =當量組合壓力Pc=PsPt(1+β)=（1+）