【文章內(nèi)容簡介】 n2 所以第二效蒸發(fā)器需要計算回流量Smin2 3第二效蒸發(fā)器回流量Smin2 Smin2 Gmin2 W2 2376 kgh 0066 kgs 24全套設(shè)備的熱性能率η根據(jù)文獻(xiàn)[3]由以下公式進(jìn)行計算 218 式中 W二次蒸汽量 kgh D蒸汽消耗量 kgh 由已知數(shù)據(jù)計算得 26736 度 W根據(jù)文獻(xiàn)[3]由以下公式進(jìn)行計算 W 219 式中 ω傳熱安全系數(shù) 查文獻(xiàn)[6]得 ω 95 由已知數(shù)據(jù)計算得 82525 kj 54㎡ W 1452 kj㎡ 生產(chǎn)強(qiáng)度 u根據(jù)文獻(xiàn)[3]由以下公式進(jìn)行計算 u 220 由已知數(shù)據(jù)計算得 1第一效 u1 468103 kg ㎡s 2第二效 u2 459103 kg ㎡s Hμ 根據(jù)文獻(xiàn)[3]由以下公式進(jìn)行計算 221 由已知數(shù)據(jù)計算得 Hμ 60272 第三章 主體設(shè)備的結(jié)構(gòu)設(shè)計31蒸發(fā)器筒體的結(jié)構(gòu)設(shè)計 第二效蒸發(fā)器筒體設(shè)計1筒體的選料與制造根據(jù)第一效蒸發(fā)器操作條件查文獻(xiàn)[9]GB3280選用1Cr17Ni14Mo2不銹鋼鋼板其彈性模量 E 206103 MPa 厚度 t 6 mm 鋼板經(jīng)冷卷機(jī)卷制而成筒體2筒體的尺寸 1 筒體直徑內(nèi)徑因為筒體內(nèi)安裝的換熱板選用六塊板的尺寸為 寬度b 1000 mm 厚度 tb 15 mm 兩板焊接后中空鼓泡高度 f 20 mm 板間距c 120 mm 另外考慮到換熱板組要安裝蒸汽進(jìn)口與不凝性氣體和冷凝水出口的聯(lián)合接口所以換熱板組尺寸為 10009002500 mm 估算直徑 Di 134536 mm 查文獻(xiàn)[9]選用筒體直徑Di 1600 mm 筒體長度 L 2600 mm 設(shè)計壓力Pg 01 MPa 2 筒體長度考慮到換熱板及布液器的高度筒長取為26 m 3 筒體強(qiáng)度的校核A無加強(qiáng)圈時筒體強(qiáng)度校核根據(jù)文獻(xiàn)[9]由以下公式進(jìn)行計算 Lcr 117D 31 式中Lcr筒體臨界長度 mm Do筒體外徑 mm 筒體計算壁厚 mm 式中 C1 為壁厚附加量 查文獻(xiàn)[9]得 C1 06 mm 則 Do Di 2t 1612 mm 54 mm故 Lcr 3258641 mm 故因為L 2600＜Lcr 所以為短圓筒B應(yīng)力校核a．極限壓力由于是短圓筒根據(jù)文獻(xiàn)[9]由以下公式進(jìn)行計算 Pcr 32 式中Pcr筒體臨界壓力 Pa 由已知數(shù)據(jù)計算得 Pcr 02148 MPa b．極限壓力根據(jù)文獻(xiàn)[9]由以下公式進(jìn)行計算 33 由于是短圓筒m 3 則由已知數(shù)據(jù)計算得 [P] 00716 MPa 故 [P] ＜ Pg 如果不設(shè)加強(qiáng)圈筒體的強(qiáng)度足夠3筒體的水壓試驗校核 1 水壓試驗設(shè)計根據(jù)文獻(xiàn)[9]選用水作為試驗介質(zhì)試用水應(yīng)當(dāng)控制Cl≤25106質(zhì)量另外為了避免試驗發(fā)生低溫脆性破壞液體溫度不得低于15℃ 2 試驗校核根據(jù)文獻(xiàn)[9]由于蒸發(fā)器是真空容器PT取下面兩公式中所求結(jié)果最大的一個PT 125P 34PT P01 35式中PT筒體臨界壓力 Pa P設(shè)計壓力 MPa [σ]試驗溫度下材料的許用應(yīng)力 MPa [σ]t設(shè)計溫度下材料的許用應(yīng)力 MPa 后者所求結(jié)果最大所以由已知數(shù)據(jù)計算得 PT 02Mpa 再據(jù)文獻(xiàn)[9]由下式校核圓筒的應(yīng)力 36式中焊縫系數(shù) 查文獻(xiàn)[8]得 由已知數(shù)據(jù)計算得 33 MPa 查文獻(xiàn)[8]得 則 故第Ⅰ效蒸發(fā)器筒體水壓實驗合格 第一效蒸發(fā)器筒體設(shè)計1筒體的選料與制造同第二效蒸發(fā)器的選取結(jié)果2筒體的尺寸除筒體長度取20m外其他同第二效蒸發(fā)器的選取結(jié)果3筒體的水壓試驗校核 1 水壓試驗設(shè)計同第一效蒸發(fā)器的選取結(jié)果 2 試驗校核同第二效蒸發(fā)器的校核結(jié)果第一效蒸發(fā)器筒體水壓實驗合格設(shè)計為了對蒸發(fā)器筒體的部件進(jìn)行定期的方便檢修根據(jù)設(shè)備規(guī)格選用人孔根據(jù)文獻(xiàn)[9]選用 JB57764 人孔DN450 32蒸發(fā)器換熱板的結(jié)構(gòu)設(shè)計 第一效蒸發(fā)器換熱板設(shè)計1換熱板的選料與制造中空的異形豎板換熱板是該型蒸發(fā)器的核心元件 如圖31 材料選用1Cr17Ni14Mo2不銹鋼鋼板板厚度15 mm 其制造工藝是由兩塊長方形不銹鋼薄板周邊縫焊 留一充壓管嘴 后對鋼板按一定分布規(guī)則 如 菱形 正方形 進(jìn)行點焊再放置于特別的胎具中由正好對著點焊點的一系列端柱夾持最后經(jīng)充壓管嘴充脹使之成形為表面凹凸相間具有酒窩狀波紋表面的中空式元件換熱板的各點焊點可增加傳熱元件的剛度與強(qiáng) 度而凸凹相間的酒窩狀則大大強(qiáng)化了傳熱2換熱板的尺寸由工藝計算可確定換熱板尺寸為 201m 根據(jù)試驗測定焊點的排列方式為等腰三角形時的傳熱效果較佳取等腰三角形斜邊間距70mm底邊間距100mm 兩板焊接后中空鼓泡高度 f 20 mm 與相鄰板間距c 120 mm 如圖 31 3換熱板的附屬部件在換熱板上的加熱蒸汽進(jìn)口部位冷凝水排出部位和抽不凝性氣體的部位焊上一個矩形盒并在矩形盒上焊接管各板接管以法蘭與總管連接因而成為換熱板組由于總管又是同筒體上的接管以法蘭連接的所以最終換熱板組能夠固定到蒸發(fā)器中圖 31 換熱板[10]Fig 31 The Heattransfer board 第二效蒸發(fā)器換熱板設(shè)計由工藝計算可確定除換熱板尺寸為 251m 其它同第一效蒸發(fā)器的換熱板33蒸發(fā)器封頭的結(jié)構(gòu)設(shè)計蒸發(fā)器封頭的選型1 第一效蒸發(fā)器上封頭的選型根據(jù)各效蒸發(fā)器的操作條件查文獻(xiàn)[9]各效蒸發(fā)器上封頭選用 HGB6191 圓形平蓋封頭DN160010 16MnR如圖 32其規(guī)格為 K 1730 mm L 30 mm C 51 mm 總重量為 8878 kg 圖 32 圓形平蓋封頭[9]Fig 32 The roundness cover ellipse head1 第二效蒸發(fā)器下封頭的選型根據(jù)各效蒸發(fā)器的操作條件查文獻(xiàn)[9]各效蒸發(fā)器上封頭選用 JB115473 橢圓封頭DN16006 16MnR如圖 32其規(guī)格為 h1 400 mm h2 25 mm S 6 mm 總重量為 137 kg 圖 33 橢圓形封頭[9]Fig 33 The Ellipse head 蒸發(fā)器封頭的選型同第一效蒸發(fā)器的封頭選型34蒸發(fā)器容器法蘭的選取各效蒸發(fā)器的容器發(fā)蘭根據(jù)操作壓力查文獻(xiàn)[9]選用工稱直徑與對應(yīng)管法蘭參見51相同的甲型平焊法蘭 JBT47012000 如圖34圖 34 甲型平焊法蘭[8] The first type slip flange35開孔補(bǔ)強(qiáng)的計算先校核最大孔如不需要補(bǔ)強(qiáng)其他均不需補(bǔ)強(qiáng) 本設(shè)備的最大孔為人孔內(nèi)徑450mm壁厚6 mm　開孔補(bǔ)強(qiáng)的面積由文獻(xiàn)[9]得A 37式中 削弱系數(shù)　 由于筒體與接管材料相同取fr 1厚度 因為材料為 1Cr17Ni14Mo2 根據(jù)文獻(xiàn)[6]得 [ c 06mmm 則 d di 2c 1600 06 由已知數(shù)據(jù)得 δ 0523 MPa A 236 mm2 查文獻(xiàn)[6]得 B 9024 mm 38 由已知數(shù)據(jù)得 A 22005 mm2故 A1 A A1A2A3 A 因此本設(shè)備其它開孔小于此孔不需補(bǔ)強(qiáng)36布液器的結(jié)構(gòu)設(shè)計異形豎板降膜蒸發(fā)器能否充分發(fā)揮其性能在相當(dāng)程度上取決于液體的分布狀況異形豎板降膜布液裝置應(yīng)滿足 1 料液在每塊豎板傳熱元件上布液量相同2 料液在板寬方向和板兩側(cè)布液均勻并在整個板面上保持連續(xù)穩(wěn)定的液膜 3 豎板傳熱元件上端液膜起始的不穩(wěn)定段要短 4 操作中料液無飛濺現(xiàn)象布液性能不良的布液器．往往會導(dǎo)致液膜厚度不均使蒸發(fā)過程中板面上布液量不足之處出現(xiàn)干斑結(jié)焦等現(xiàn)象而渡膜過厚處傳熱效率下降但不影響到蒸發(fā)器的性能而卻會影響到產(chǎn)品的質(zhì)量特別對于食品工業(yè)中鮮牛奶等熱敏性物料對布液的要求就更為嚴(yán)格[13]本設(shè)計根據(jù)該蒸發(fā)器的蒸發(fā)操作條件自行設(shè)計配用的異形豎板降膜蒸發(fā)器鮮牛奶進(jìn)料分布器如圖45其中雙層套管起緩沖進(jìn)料與導(dǎo)流作的用物料最后由收集槽通過溢流堰導(dǎo)向折板流到換熱板面上圖 35 布液器Fig 35 The Ware of distributingliquid 37降液收集器的結(jié)構(gòu)設(shè)計為了保證濃縮液能夠連續(xù)的進(jìn)入排管中并且緩沖降液液流在下封頭焊接漿液收集器如圖36圖 36 降液收集器Fig 36 The Ware of38蒸發(fā)器支座的結(jié)構(gòu)設(shè)計蒸發(fā)器支座1設(shè)備總重1筒體重量 由文獻(xiàn)[6]查得不銹鋼的理論重量為395 kgm2 故 G1 51792 kg 2筒體封頭質(zhì)量 G2 G上 G下 10248 kg 3法蘭重由51法蘭規(guī)格得 G3 6231090300602 1644 kg 4人孔法蘭蓋重G4 40 kg 5視鏡重由53視鏡規(guī)格得 G5 2103 206 kg 6換熱板 G6 25139512 1185 kg 7布液器 G7 480 kg 8水壓試驗所裝水重G8 Vρ 96461 kg 9保溫層 因為保溫材料重量過輕所以保溫層的重量忽略不計10降液收集器 G9 200 kg 11支座 G10 2232 446 kg 12 總重量G G1 G2 G3 G4 G5 G6 G7 G8 G