【導讀】石化裝備設計綜合實訓總結報告

　　

【正文】 DPkkmmmPmmm??????? ? ?? ? ????? [ ] t????? 3[ ]3 167501t????? 管板布管區(qū)周邊剪切應力 () 64 700() 60ip p appaDPP???????? ? ? ? [ ] 167 t????? 3[ ] 3167 501t????? 管板布管區(qū)周邊剪切應力 () 64 700() 60ip p appaDPP???????? ? ? ? [ ] 167 t?????? 3 ]3 167501t????? 殼體法蘭應力 2123( ) [4( ) 0 .7 8 5 1 1 .6 77000 .5 6 4 ( ) [0 .1 4400 .9 3 .0 1 0 ]if a mffamDY P MMMPM?? ? ???? ???? ? ? ??? ? ? [ ] t????? 3[ ]3 167501t????? 殼體法蘭應力 2123( ) [4( ) 85 7 64 ( ) [ 440 10 ]if a mffamDY P MMMPM?? ? ???? ???? ? ? ??? ? ? [ ] t????? 3 ]3 167501t????? 石化裝備設計綜合實訓總結報告 23 換熱管軸向應力 221 [1 [ 7 ] 7 t c aaaGQPPQGPP????????? ? ?? ?? [ ]84 rt??? 2393[ ] 252rt??? 換熱 管軸向應力 221 [1 [ 7 ] 7 t c aaaGQPPQGPP????????? ? ?? ?? [ ]84 rt??? 1163[ ] 252rt??? 殼程圓筒軸向應力 2(1 )384650 64 (1 )22294 67 casA PA Q GPa???????????? [ ]142 tc??? [ ]3 142426tc????? 殼程圓筒軸向應力 2(1 )3 8 4 6 5 0 0 .5 6 4 (1 )2 2 2 9 4 2 .6 6 7 2 .6casA PA Q GPa???????????? [ ]142 tc??? [ ]3 142426tc????? 拉脫應力 4 25 6ttaq dl??? ??? ?? [ ]4MPaq?? [ ]4MPaq?? 拉脫應力 7 6????? ttdlaq ??? [ ]4MPaq?? [ ]4MPaq?? 鞍式支座 選擇重型（ B 型）鞍式支座， 120? 包角重型帶墊板式不帶墊板結構和尺寸如表 33[7]： 表 33 鞍式支座參數(shù)表 公稱直徑 DN 允許載荷 KN 高度 h 底板 腹板 1l 1b 1? 2? 700 170 200 640 150 10 8 筋板 墊板 鞍座質量， kg 3l 3b 3? 弧長 4b 4? e 帶墊板 不帶墊板 350 120 8 830 240 6 56 30 21 接管 伸出長度：由經(jīng)驗可知，保溫換熱器保溫厚度不超過 100mm，所以取伸出長石化裝備設計綜合實訓總結報告 24 度 200?l mm 且殼程和管程一樣。 管程接管 (原油 )[高粘度液體 ～ ]，取 ?u m/s 14 4 3 8 2723 . 1 4 0 . 8 8 1 5Si Vd u? ?? ? ???mm 取 270id? mm 則 39。1 224 4 3 8 0 . 8 18 1 5 3 . 1 4 0 . 2 7SiVu d? ?? ? ???m/s ，符合標準規(guī)定。 殼程接管（油品） [高粘度液體 ～ ]，取 1 2u? m/s 24 4 3 0 1743 . 1 4 2 6 3 0Si Vd u? ?? ? ???mm 取 170id? mm，則 39。2 224 4 3 0 2 . 0 93 . 1 4 0 . 1 7 6 3 0SiVu d? ?? ? ???m/s，符合標準規(guī)定 [4]。 石化裝備設計綜合實訓總結報告 25 第 4 章 換熱器的強度校核 計算容器重量載荷的支座反力 設備自重 筒體重： 2 2 2 2 410. ( ) ( 0 . 7 2 0 . 7 ) 6 7 . 8 1 0 5 1 0 6 . 644 iG D D L?? ?? ? ? ? ? ? ? ?N 封頭重： 2 2 4 5 1 .8 9 0 3 .6G ? ? ?N 熱器重：2 2 2 2 430 3 . 1 4( ) ( 0 . 0 2 5 0 . 0 2 ) 6 2 . 8 1 0 3 0 4 9 0 2 0 . 6 N44 iG d d L N? ?? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 附件重： 4 8300G ? N 則設備自重： 1 2 3 4 G G G G? ? ? ? ?N 充滿介質時液體介質重量 液體介質的重量等于殼程液體的質量與管程液體的質量之和，即： 39。 2 39。 2 4 42 3 . 1 42 0 . 7 6 1 0 2 0 . 0 5 4 5 1 0 2 4 1 6 944iG D L G? ?? ? ? ? ? ? ? ? ? ?N 作用于每個支座上的反力 39。 24169 ??? ? ?N60kN 故支座選擇合理。 石化裝備設計綜合實訓總結報告 26 筒體軸向應力驗算 軸向彎矩計算 已知： 6mL? ， 300mmA? ， 200mmH? ， 350mmiR ? m 10R 3 5 0 3 5 5 m m22niR ?? ? ? ? ? 鞍座截面處的彎矩 222212( 1 )4130 . 3 0 . 3 5 0 . 216 2 0 . 3 62 3 7 4 9 . 9 0 . 3 ( 1 )4 0 . 21364 8 7 . 8 miaaRHAL A LM F AHLN???? ? ???????? ? ? ? ????? ? ? 跨中截面處彎矩 222222124()44130 .3 5 0 .2122 3 7 4 9 .9 6 4 0 .36()4 0 .0 .2461362 7 1 4 5 .7 mibRHF L ALMH LLN??????????? ? ?????? 軸向應力的計算 由上面的計算結果可知跨中截面彎矩遠大于鞍座截面處的彎矩，所以不考慮鞍座處的“偏塌”現(xiàn)象，因此只計算跨中截面的軸向應力即可。 跨中截面最高點的軸向應力 embP RMi ???? 21 ?? 因為是內壓操作，所以不考慮 iP? 則1 22 7 1 4 5 . 7 8 . 5 73 . 1 4 0 . 3 5 5 0 . 0 0 8? ? ? ? ???MPa 石化裝備設計綜合實訓總結報告 27 跨中截面最低點的軸向應力 32 2 2 21 . 0 1 0 0 . 3 5 5 2 7 1 4 5 . 7 8 . 5 9 7 M P a2 2 0 . 0 0 8 3 . 1 4 0 . 3 5 5 0 . 0 0 8iP b m bm e e m eM P R MRR?? ? ? ? ? ? ??? ? ? ? ? ? ?? ? ? 軸向應力校核： 5[ ] 1 3 1 , 1 .9 4 1 0ttM P a E? ? ? ?MPa [ ] [ ] 1 3 5 .5tcr????MPa ? ? 5 0 . 0 0 80 . 0 6 0 . 0 6 1 . 9 4 1 0 2 6 6 . 0 60 . 3 5t ecr iBE R?? ? ? ? ? ? ? ?MPa 取較小者 ? ? 131MPacr? ? ，可見 ][,][ 12 crt ???? ?? 。滿足強度及穩(wěn)定性要求。 鞍座處的切向剪應力校核 因 iAR?，可認為鞍座靠近封頭，封頭對鞍座處筒體有加強作用。鞍座包角 ?120?? 。則查 GB150— 2020 可得 1 ? , 2 ? , 3 ? , 5 ? . 故 3 1 . 1 7 1 2 3 7 4 9 . 9 9 . 7 90 . 3 5 5 0 . 0 0 8meKFR? ? ?? ? ??MPa 校核： ? ?9 . 7 9 M P a 0 . 8 1 0 4 . 8 M P at??? ? ? 均滿足強度要求。 鞍座處筒體周向應力驗算 鞍座板（不做加強板）的應力計算 筒體最低的周向應力 , ??，255 bFkKe?? ?? 其中： 2 1 . 5 6 1 2 8 1 . 5 6 3 5 5 8 2 1 1 . 1 m mmeb b R ?? ? ? ? ? ? ? ? 故5 1 0 . 7 6 0 2 3 7 4 9 . 9 1 0 . 6 90 . 0 0 8 0 . 2 1 1? ??? ? ? ??MPa，滿足 5 [ ] 131t????MPa。 石化裝備設計綜合實訓總結報告 28 鞍座邊角處的周向應力 由于 6 1 6 .9 80 .3 5 5mL R ? ? ?， 6 ? 則 66 222 3 2 3 7 4 9 . 9 3 0 . 0 1 3 2 3 7 4 9 . 9 1 0 . 7 54 2 4 0 . 2 1 1 0 . 0 0 8 2 0 . 0 0 8ee KFF M P ab? ?? ??? ? ? ? ? ? ?? ? ? 顯然滿 足 6 1 .2 5[ ] 1 6 3 .7 5t????MPa。 鞍座腹板的強度校核 計算高度 20 0 20 18 0 m msH ? ? ?， ? 。 取 180mmsH ? 查表 ?K 則得： 99 0 0 . 2 0 4 2 3 7 4 9 . 9 3 . 3 60 . 1 8 0 . 0 0 8sKFH? ? ?? ? ??MPa ，sa][329 ?? ?。 故此鞍座強度驗算合格。 石化裝備設計綜合實訓總結報告 29 第 5章 設計結果匯總 管程 管 程（ 原油 ） 殼 程（ 油品 ） 流量， kg/s 38 30 溫度， ℃ （進 /出） 25/60 150/110 物 性 參 數(shù) 密度， kg/m3 815 630 比熱， kJ/kg℃ 粘度， Pas 導熱系數(shù)， kJ/m℃ 污垢熱阻 ,(m2℃ )/W —— 結 構 參 數(shù) 殼體 內 徑 ， mm 700 臺數(shù) 1 管徑 ， mm Ф25 殼程數(shù) 1 管長， m 6 管心距，㎜ 32 管數(shù) 342 管子排列 正 三角形 排列 傳熱面積， m2 折流板數(shù) 19 管程數(shù) 2 折流板距， m 材質 Q245R 石化裝備設計綜合實訓總結報告 30 參考文獻 [1]譚蔚 ,化工設備設計基礎 [M].天津 :天津大學出版社 ,. [2]王志魁 ,化工原理 [M].北京 :化學工業(yè)出版社 ,2020. [3]GB 23170,無縫鋼管規(guī)格表 [S]. [4]GB 1502020,壓力容器 [S]. [5]鄭津洋 .董其伍 .桑芝富 ,過程設備設計 [M].北京 :化學工業(yè)出版社 ,2020. [6]JB 4700~47072020,壓力容器法蘭 [S]. [7]JB 4712192,鞍 式容器支座 [S]. 石化裝備設計綜合實訓總結報告 31