【正文】 助閥組成。當(dāng)管道內(nèi)介質(zhì)壓力超過規(guī)定壓力值時(shí)，輔助閥先開啟，介質(zhì)沿著導(dǎo)管進(jìn)入主安全閥，并將主安全閥打開，使增高的介質(zhì)壓力降低。安全閥的排放量決定于閥座的 口徑 與閥瓣的開啟高度，也可分為兩種：微啟式開啟高度是閥座內(nèi)徑的（ 1/15）～（ 1/20），全啟式是（ 1/3）～（ 1/4）。此外，隨著使用要求的不同，有封閉式和不封閉式。封閉 式即排出的 介質(zhì) 不外泄，全部沿著規(guī)定的出口排出，一般用 于有毒和有 腐蝕性 的介質(zhì)。不封閉式一般用于無毒或無腐蝕性的介質(zhì)。 25 選用原則： 1）蒸汽鍋爐安全閥，一般選用敞開全啟式彈簧安全閥 0490 系列； 2）液體介質(zhì)用安全閥，一般選用微啟式彈簧安全閥 0485 系列； 3）空氣或其他氣體介質(zhì)用安全閥，一般選用封 閉全啟式彈簧安全閥； 4）液化石油氣汽車槽車或液化石油氣鐵路罐車用安全閥，一般選用全啟式內(nèi)裝安全閥； 5）采油井出口用安全閥，一般選用先導(dǎo)式安全閥； 6）蒸汽發(fā)電設(shè)備的高壓旁路安全閥，一般選用具有安全和控制雙重功能的先導(dǎo)式安全閥 7）若要求對(duì)安全閥做定期開啟試驗(yàn)時(shí)，應(yīng)選用帶提升扳手的安全閥。當(dāng)介質(zhì)壓力達(dá)到開啟壓力的 75%以上時(shí)，可利用提升扳手將閥瓣從閥座上略為提起，以檢查安全閥開啟的靈活性； 8）若介質(zhì)溫度較高時(shí)，為了降低彈簧腔室的溫度，一般當(dāng)封閉式安全閥使用溫度超過300℃及敞開式安全閥使用溫度超過 350℃時(shí)，應(yīng)選用帶散熱器的安全閥； 9）若安全閥出口背壓是變動(dòng)的，其變化量超過開啟壓力的 10%時(shí)，應(yīng)選用波紋管安全閥； 10）若介質(zhì)具有腐蝕性時(shí)，應(yīng)選用波紋管安全閥，防止重要零件因受介質(zhì)腐蝕而失效。 開口的補(bǔ)強(qiáng) 由于工藝、結(jié)構(gòu)及安裝、檢修的需要，常常需要在壓力容器及設(shè)備上開孔和安裝接管。如物料進(jìn)、出口管、測(cè)量和控制點(diǎn)接管，視鏡、液面計(jì)孔、人孔、手孔等。壓力容器開孔后，不但削弱了器壁的強(qiáng)度，而且由于開孔破壞了原有的應(yīng)力分布分布并引起應(yīng)力集中；同時(shí)在接管處，容器殼體與接觀音結(jié)構(gòu)的不連續(xù)也會(huì)引起應(yīng)力集中。這 些因素均使開口和開口接管處存在較大的局部應(yīng)力，加之材料和制造缺陷等各種因素的綜合作用，開孔和接管附近就成為壓力容器和設(shè)備的薄弱部位。因此要進(jìn)行補(bǔ)強(qiáng)。 26 但并非所有的開孔都要補(bǔ)強(qiáng)。 GB150 規(guī)定，如果殼體開孔同時(shí)滿足以下條件，可不另行補(bǔ)強(qiáng)： 1）設(shè)計(jì)壓力不大于 ； 2）兩相鄰開孔中心距（對(duì)曲面間距以弧長(zhǎng)計(jì)算）應(yīng)不小于兩孔直徑之和的 2倍； 3）接管公稱外徑小于或等于 89mm。 所以，試驗(yàn)爐不需補(bǔ)強(qiáng)。 試驗(yàn)爐支座的選取 支座的介紹 （ 1）鞍式支座的介紹 制作被用來支撐容器和設(shè)備重量的同時(shí) ，還要將容器固定在要求的位置上，此外還要承受地震載荷、風(fēng)載荷和震動(dòng)載荷。支座的型式由容器和設(shè)備的型式而定，分為立式設(shè)備支座、臥式設(shè)備支座和球形容器支座。臥式設(shè)備支座型式有鞍式、圈式和支腿式。用于換熱器、儲(chǔ)罐等臥室設(shè)備，其中鞍式支座應(yīng)用最廣泛。某些大型薄壁容器及真空容器，為了增加筒體的剛度常采用圈式支座，對(duì)于質(zhì)量不大的小型臥式容器，可采用結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單的支腿式支座。 鞍式支座又稱鞍座，是臥室設(shè)備廣泛采用的一種支座，有彎制和焊制兩種類型。焊制鞍座由底板、腹板、筋板和墊板組焊而成。彎制鞍座的腹板與底板是由同一塊鋼板彎制 而成，兩板間沒有焊縫，只有 DN≦ 900mm 的設(shè)備才使用彎制鞍座。按承受的最大載荷，鞍座又分為輕型（代號(hào)為 A 型）和重型（代號(hào)為 B 型）， DN≦ 900mm 的設(shè)備的鞍座，由于直徑較小，支座輕型、重型其四板的尺寸差別不大。因此 DN≦ 900mm 的設(shè)備鞍座只有重型。如圖 210。 27 圖 210 輕型鞍式支座 （ 2） 鞍式支座的選用 鞍座選用的主要依據(jù)是設(shè)備的公稱直徑，選用鞍座時(shí)應(yīng)遵循以下原則： 1） 鞍座實(shí)際承受的最大載荷maxQ必須小于鞍座的允許載荷??Q。 2） DN≦ 900mm 的設(shè)備鞍座可以不帶墊板，但有下列情況時(shí)應(yīng)選用帶墊板的鞍座： ① 容器殼體的有效厚度小于等于 3mm； ② 容器殼體有熱處理要求時(shí)，且墊板要在殼體熱處理前焊上去； ③ 容器殼體與鞍座間的溫差大于 200℃時(shí)； ④ 容器殼體材料與鞍座材料不具有相同或相近的化學(xué)成分和性能指標(biāo)時(shí)。 28 kNmgQ ????3） 鞍座安放的位置，依前面所述， A≦ iR（i為筒體與封頭的內(nèi)半徑），且不大于。 4） 兩個(gè)鞍座必須是 F型、 S型搭配使用。以防止熱膨脹對(duì)容器造成的附加應(yīng)力 。 試驗(yàn)爐支座的選取 （ 1） 由于試驗(yàn)爐是臥式容器，故可以選用鞍座作為試驗(yàn)爐的支座。 （ 2） 計(jì)算設(shè)備的最大質(zhì)量 水壓試驗(yàn)時(shí)，水的質(zhì)量：kgVm ???? ? 由三維圖形顯示，設(shè)備的最大質(zhì)量 2=kg 故設(shè)備的最大質(zhì)量kgmm ????? （ 3）鞍座的選擇 每個(gè)鞍座承重 查表 2 24 可選用 A型鞍座， 包角o120帶墊板，四塊筋板，其允許載荷??Q=275kN，可以使用。 29 表 23 鞍座的類型 24 輕型鞍座尺寸 兩個(gè)鞍座的標(biāo)記分別為： JB/T47122021，鞍座 A 1600F JB/T47122021，鞍座 A 1600S 30 MPaDP e eiTT )( )( ?? ????? ? ?? 水壓試驗(yàn)校核 因 為給出水壓試驗(yàn)壓力 為 ，故 MPats ?????? ts?是液壓試驗(yàn)溫度下材料的屈服強(qiáng)度， MPa。 ≦ ，故水壓試驗(yàn)合格。 焊接結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 壓力容器各受壓部件的組裝大多采用焊接方式，焊縫的接頭形式和坡口形式的計(jì)算直接影響到焊接的質(zhì)量與容器的安全，因而必須對(duì)容器焊接接頭的結(jié)構(gòu)進(jìn)行合理設(shè)計(jì)。 (1) 焊接接頭形式 焊縫系指焊件經(jīng)焊接所形成的 結(jié)合部分，而焊接接頭時(shí)焊縫，熔合線和熱影響區(qū)的總稱。焊接接頭形式一般由被焊接兩金屬件的相互結(jié)構(gòu)位置來決定，通常分為對(duì)接接頭，角接接頭及 T字接頭，搭接接頭。 1） 對(duì)接接頭 系兩個(gè)相互連接零件在接頭處的中間處于同一平面或同一弧面內(nèi)進(jìn)行焊接的接頭。這種焊接接頭受熱均勻，受力對(duì)稱，便于無損檢測(cè)，焊接質(zhì)量容易得到保證，因此，是壓力容器中最常用的焊接結(jié)構(gòu)形式。 2） 角接接頭和 T 型接頭 系兩個(gè)相互連接零件在接頭處的中間相互垂直或相交成某一角度進(jìn)行焊接的接頭。兩構(gòu)件成 T字形焊接在一起的接頭，叫 T 型接頭。角接 接頭和 T 字接頭都形成角焊縫。 角接接頭和 T型接頭，在街頭處構(gòu)件結(jié)構(gòu)是不連續(xù)的，承載后受力狀態(tài)不如對(duì)連接頭，應(yīng)力集中比較嚴(yán)重，且焊接質(zhì)量也不易得到保證。但是在容器的某些特殊部位，由于結(jié)構(gòu)的限制，不得不采用這種焊接結(jié)構(gòu)，如接管，法蘭，夾套，管板和凸緣的焊接，多為角接接頭 31 或 T型接頭。 3） 搭接接頭 系兩個(gè)相互連接零件在接頭處有部分重合在一起，中間相互平行，進(jìn)行焊接接頭。 搭接接頭的焊縫屬于角接縫，與角接接頭一樣，在接頭處結(jié)構(gòu)明顯不連續(xù)，承載后接頭部位受力情況較差。在壓力容器中，搭接接頭主要用于加強(qiáng) 圈與殼體，支座墊板與器壁以及凸緣與容器的焊接。 (2) 坡口形式 為了保證全熔透和焊接質(zhì)量，減少焊接變形，施焊前，一般需將焊件連接處預(yù)先加工成各種形式，稱為焊接坡口。不同的焊接坡口，適用于不同的焊接方法和焊件厚度。 其中的坡口形式有 5 種，即 I 形， V形， V單邊形， U 形和， J 形，基本坡口可以單獨(dú)應(yīng)用，也可以兩種或兩種以上組合使用，如 X 形坡口是由兩個(gè) V 形坡口和一個(gè) I形組成而成。 壓力容器用對(duì)接接頭，角接接頭和 T型接頭，施焊前，一般應(yīng)開設(shè)坡口，而搭接接頭無需開坡口即可焊接。 (3) 壓力容器焊接接頭分類 為了對(duì)不同類別的焊接接頭對(duì)口錯(cuò)邊量，熱處理，無損檢測(cè)，焊縫尺寸等方面有針對(duì)性的提出不同的要求， GB150 根據(jù)焊接接頭在容器上的位置，即根據(jù)該焊接接頭所連接兩元件的結(jié)構(gòu)類型以及由此而確定的應(yīng)力水平，把壓力容器中受壓部位的焊接接頭分程 A， B， C，D 四類 . 圓筒部分的縱向接頭，球形封頭與圓筒連接的環(huán)向接頭，各類凸形封頭中的所有焊接接頭以及嵌入式接管與殼體對(duì)接連接的接頭，均屬Ａ類接頭。 殼體部分的環(huán)向接頭，錐形封頭小端與接管連接接頭，長(zhǎng)頸法蘭與接管連接的接頭，均屬Ｂ類焊接接 頭，但已規(guī)定為 A， C， D 類的焊接接頭除外。 平蓋，管板與圓筒非對(duì)接連接的接頭，法蘭與殼體，接管連接的接頭，內(nèi)封頭與圓筒的搭接接頭以及多層包扎容器層板層縱向接頭。均屬Ｃ類焊接接頭。 32 接管，人孔，凸緣，補(bǔ)強(qiáng)圈等于殼體連接的接頭，均屬Ｄ類焊接接頭，但已規(guī)定為 A，B 類的焊接接頭除外。 33 總結(jié) 壓力設(shè)備是許多工業(yè)部門的通用設(shè)備。尤其在石油化工工業(yè)中發(fā)揮著舉足輕重的作用。因此，在化工、煉油工業(yè)中換熱器設(shè)備的投資份額也是相當(dāng)大的，換熱器的設(shè)計(jì)質(zhì)量也就顯得尤為重要。 通過本次對(duì)換 熱器的設(shè)計(jì)，使我對(duì)化工設(shè)備專業(yè)的專業(yè)課有了更為深刻的認(rèn)識(shí)，特別是通過實(shí)踐讓我掌握了內(nèi)壓容器和外壓容器一體的設(shè)計(jì)理念和方法，加深了對(duì)過程設(shè)備設(shè)計(jì)思想的理解，認(rèn)識(shí)到了一個(gè)兼顧工藝與經(jīng)濟(jì)效益的化工設(shè)備對(duì)提高能源利用率，降低消耗與污染起到的至關(guān)重要的作用。 總之，這次畢業(yè)設(shè)計(jì)是我受益匪淺，鼓舞我在今后的學(xué)習(xí)中繼續(xù)努力，爭(zhēng)取為祖國(guó)的石油化工事業(yè)添磚加瓦。 34 謝詞 畢業(yè)設(shè)計(jì)順利完成。歷經(jīng)三個(gè)月的畢業(yè)設(shè)計(jì)能夠完成，我尤其感謝徐立志老師對(duì)我的教導(dǎo)和幫助。由于在學(xué)習(xí)壓力容器設(shè)計(jì)時(shí)，對(duì)于課本基礎(chǔ)知識(shí)和三維設(shè)計(jì)作圖掌握的并不牢固 ，而且在缺少電腦的情況下，使得我的設(shè)計(jì)進(jìn)行的異常緩慢。而在徐老師的幫助下，使我在題目的選定，材料的收集，設(shè)計(jì)的方法以及三維制圖方面都有很大的提升，這對(duì)我進(jìn)行設(shè)計(jì)方面有莫大的幫助。對(duì)于徐老師在康復(fù)期間，不顧身體的疼痛對(duì)我的指導(dǎo)，在此我對(duì)老師表示深深的感謝！ 在這里，我還要感謝在這三年期間教導(dǎo)我的老師們表示深深的感謝，是他們交給了我知識(shí)，幫助我成長(zhǎng)，指引我道路。是我從一個(gè)懵懂的少年長(zhǎng)成一名能夠?yàn)樯鐣?huì)貢獻(xiàn)自己力量的有用的人。 最后，衷心感謝在百忙之中抽出寶貴時(shí)間對(duì)我論文進(jìn)行評(píng)閱和評(píng)議的老師們！ 35 參考文獻(xiàn) [1] 全國(guó)壓力容器標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會(huì) GB150《鋼制壓力容器》［Ｍ］．北京： 中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)出版社． 1998 [2] 全國(guó)壓力容器標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會(huì) GB151《管殼式換熱器》［Ｍ］．北京： 中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)出版社． 1999 [3] 丁伯民等編．《化工設(shè)計(jì)全書》［Ｍ］． 北京：化學(xué)工業(yè)出版社， 2021 [4] 王紹良主編．《化工設(shè)備基礎(chǔ)》［Ｍ］． 北京：化學(xué)工業(yè)出版社， 2021 [5] 王寬福編．《壓力容器焊接結(jié)構(gòu)工程分析》［Ｍ］ 北京：化學(xué)工業(yè)出版社， 1998 [6] 朱有庭等 ．《化工設(shè)備設(shè)計(jì)手冊(cè)》［Ｍ］．北京 : 化學(xué)工業(yè)出版社， 2021 [7] 卓震主編．《化工容器及設(shè)備》［Ｍ］． 北京：中國(guó)石化出版社， 1995 [8] 鄭津洋等．《過程設(shè)備設(shè)計(jì)》［Ｍ］． 北京：化學(xué)工業(yè)出版社， 2021 [9] 賀匡國(guó)主編．《化工容器及設(shè)備簡(jiǎn)明設(shè)計(jì)手冊(cè)》［Ｍ］． 北京：化學(xué)工業(yè)出版社， 1991 [10] 鄒廣華等．《過程裝備制造與檢測(cè)》［Ｍ］． 北京：化學(xué)工業(yè)出版社， 2021 [11] 楊可楨主編．《機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)》［Ｍ］． 北京：高等教育出版社， 2021 [12] 王志魁主編．《 化工原理》［Ｍ］． 北京：高等教育出版社， 2021