【正文】 第5章 其他設備選型及計算 管式爐的計算數(shù)據(jù)本設計采用的是雙爐雙塔工藝，也是說存在精餾塔管式爐和初餾塔管式爐，下面介紹初餾塔管式爐的計算； 初餾塔管式爐的計算數(shù)據(jù)已知進入初餾塔的已洗萘洗混合餾分為 8820kg/h 冷回流比 18 塔頂酚油量（含3％） 塔頂回流量為 4763kg/h塔底萘油洗油量（95％） 8379kg/h塔頂酚油溫度 190℃ 塔底萘、洗油溫度 240℃ 已洗混合餾分入塔溫度 200℃ 回流入塔溫度 40℃ ①已洗二混餾分代入的熱量，已知，二混餾分在20～220℃。則： Q1=8820200=3169908 KJ/h ②酚油回流代入的熱量，已知酚油在20～50℃之間的平均比熱，℃。則： Q2=476340=331314 KJ/h ③塔底循環(huán)油，通過管式爐加熱爐補充熱量Q3。 ④輸入的總熱量 輸出熱量 ①塔頂酚油及回流汽油汽帶出的熱量，已知酚油在20～200℃℃；。 Q4=（+4763）（190+）=3306262 KJ/h； ②塔底萘、洗油帶出的熱量，萘油、洗油在20～250℃℃，則： Q5=8379240=3782626 KJ/h； ③塔表面散失的熱量聯(lián)合給熱系數(shù)同餾分塔的計算，即K= KJ/m178。h℃，塔高H=，（經(jīng)驗值），則塔的散熱表面積： 保溫層外表面平均溫度為：t1=35℃，而哈爾濱空氣年平均溫度t2=℃；基礎散熱量為表面散熱量的5％，則全塔散熱量： 輸出總熱量為：因為熱量守恒，所以Q3=4108651KJ/h 取管式爐的熱效率η=80％ 則管式爐的總熱量為 初餾塔管式爐的煤氣消耗及選型管式爐消耗的煤氣量：V=Q/17556=179。/h，之中17556為焦爐煤氣的熱值，KJ/m179。；故選用一臺有效熱值為1756萬KJ/h的圓筒型管式爐。 精餾塔管式爐的計算數(shù)據(jù)已知進入精餾塔的萘洗油量為 8556kg/h 冷回流比 塔頂工業(yè)萘量（95％） 4820kg/h 塔頂回流量為 4820=9640 塔底萘油洗油量（95％） 8379kg/h塔頂洗油量 3736kg/h 塔底萘、洗油溫度 275℃ 萘、洗入塔溫度 240℃ 回流入塔溫度 100℃ ①萘、洗代入的熱量，已知萘洗油在20～250℃℃。則： Q1=8556240=3862521 KJ/h ②回流代入的熱量，已知酚油在20～105℃之間的平均比熱，℃。則： Q2=8379100=1418565 KJ/h ③塔底循環(huán)油，通過管式爐加熱爐補充熱量Q3。 經(jīng)過計算，得知輸入的總熱量為 輸出熱量①塔頂工業(yè)萘及回流洗油帶出的熱量，已知工業(yè)萘在20～220℃℃；℃。Q4=（4820+9640）（218+）=10409176 KJ/h；②洗油帶出的熱量，洗油在20～280℃℃ Q5=3736275=1910964 KJ/h； ③塔表面散失的熱量由于本設計選用的是雙爐雙塔連續(xù)精餾，假設兩塔的散熱表面積一樣，則： 保溫層外表面平均溫度為：t1=35℃，而哈爾濱空氣年平均溫度t2=℃；基礎散熱量為表面散熱量的5％，則全塔散熱量： 輸出總熱量為：因為熱量守恒，所以：Q3=12174868 KJ/h 取管式爐的熱效率η=80％，則管式爐的總熱量為： 精餾塔管式爐的煤氣消耗及選型管式爐消耗的煤氣量：V=Q/17556=179。/h，之中17556為焦爐煤氣的熱值，KJ/m179。； 因而選用一臺有效熱值為1756萬KJ/h的圓筒型管式爐。 原料換熱器原料用原料泵送至原料換熱器，在原料換熱器中原料被218℃的萘蒸汽加熱，由原來的80℃換熱到200℃，萘蒸汽被冷凝，由原來的218℃氣態(tài)變?yōu)?18℃的氣液混合物，原料吸收了萘蒸汽的汽化潛熱。 計算條件精餾塔頂出來的工業(yè)萘氣體，先進入換熱器與已洗二混餾分換熱，然后再進入汽化冷凝冷卻器，換熱器中的溫度制度為：工業(yè)萘蒸氣量 14460kg/h工業(yè)萘蒸氣溫度 218℃已洗混合餾分量 8820kg/h已洗二混餾分入口溫度 80℃已洗混合餾分出口溫度 200℃ 熱量衡算 ①工業(yè)萘蒸氣放出的熱量計算后，得： ②已洗二混餾分量G=8820kg/h ③已洗二混餾分升高的溫度Δt，經(jīng)過計算得： Δt=20080=120℃ ④平均溫度 萘蒸汽 ℃，218→218 已洗餾分℃，200←80 溫度差 ℃，18 138 因為冷熱端溫差之比小于2，所以用下式求平均溫差。 ⑤已洗混合餾分吸收的熱量Q=mCΔt=8820130=2063880KJ/h 換熱面積 其中，K為換熱系數(shù)；Q為已洗二混餾分吸收的熱量?？紤]到負荷的波動，～，則換熱面積為：=。管殼式換熱器總體結(jié)構(gòu)有：固定板管式換熱器、浮頭式換熱器、U形管式換熱器。其各自特點見下表5—1。表5—1 管殼式換熱器的結(jié)構(gòu)特點名稱優(yōu)點缺點固定板管式換熱器結(jié)構(gòu)簡單而緊湊，制造成本低殼程不能用機械方法清洗，檢查困難浮頭式換熱器便于清洗，管束的熱變形不會受到殼體的約束，消除了熱應力結(jié)構(gòu)復雜，金屬消耗量大，造價高U形管式換熱器彌補了浮頭式換熱器結(jié)構(gòu)復雜的缺點管內(nèi)的清洗較為困難 綜合上述，為了減少清洗管內(nèi)所造成的損耗，所以選用一臺浮頭式換熱器。 工業(yè)萘汽化冷凝冷卻器換熱面積是工業(yè)萘冷凝冷卻器的主要參數(shù)之一，換熱面積的大小直接取決于換熱管束的規(guī)格，尺寸和數(shù)量。冷凝冷卻器下段管程介質(zhì)為冷卻水，殼程介質(zhì)為工業(yè)萘蒸氣；冷凝冷卻器上段管程介質(zhì)為冷卻水，殼程介質(zhì)為水蒸氣。最常用的換熱管是Φ25（mm），管間距為32mm，若采用三角形排列，在各種公稱直徑殼體內(nèi)的排管數(shù)n及每米長管束的換熱面面積F列于表5—2。表52 每米長換熱管束(Φ25,t=32）的傳熱面面積/m178。公稱直徑DN排管數(shù)目n1m長傳熱面F40096600247800469100074912001117130013011400154715001755由GB15199查得，冷凝器公稱直徑DN=1200mm＞400mm；選其材料為16MnR，鋼板標準為GB6654。 設備一覽表本次設計所選題目是年處理30萬噸焦油精制車間工業(yè)萘工段初步設計，該設計采用的主體設備如下表53所示。表53 設備一覽表編號名稱規(guī)格數(shù)量備注1初餾塔Z=3512mm，D=1500mm/1400mm1板間距450mm2管式爐8/Φ108823原料換熱器D=600mm，F(xiàn)=178。14酚油冷凝冷卻器F=100m178。15殘油冷凝冷卻器80m178。16酚油油水分離器F=150m178。17洗油冷凝冷卻器F=90m178。18水泵8sh—9A；Q=270m179。，H=46m2一開一備9原料泵50Y I—60A，Q=13m179。/h，H=67m2一開一備10初餾塔循環(huán)泵100Y II—60，Q=100m179。/h，H=63m2一開一備11初餾塔回流泵50Y I—60，Q=13m179。/h，H=67m2一開一備12精餾塔循環(huán)泵150Y II—75，Q=200m179。/h，H=75m2一開一備13精餾塔回流泵50Y I—60，Q=13m179。/h，H=67m2一開一備14工業(yè)萘回流槽D=3000mm，V=180m179。1續(xù)表53 設備一覽表編號名稱規(guī)格數(shù)量備注15酚油槽D=3000mm，V=180m179。216萘油槽D=3000mm，V=180m179。217高位槽D=3000mm，V=180m179。218原料槽D=5000mm，V=600m179。319中間槽D=3000mm，V=180m179。220洗油槽D=3000mm，V=180m179。221酚油回流槽D=3000mm，V=180m179。122裝車小槽D=2500mm，V=180m179。123精餾塔Z=3600mm，D=1500mm1板間距450mm24轉(zhuǎn)鼓結(jié)晶機225汽化冷凝冷卻器F=200m178。2第6章 非工藝部分 設計條件的確定 雙爐雙塔連續(xù)精餾這個工藝現(xiàn)階段被廣泛使用，由此讓它變的更加成熟、完善。可是一個人對自己的企業(yè)也不了解，如何去讓它實現(xiàn)盈利。興建一個廠子，應該首先了解它的布局。這個問題不是隨便的將設備安置在某個位置就好，它的布局需要考慮許多因素。如自然環(huán)境，氣象條件（如風向、溫度），地理因素（如廠址選擇、交通便利與否），再如設備放在外面還是廠房內(nèi)部等。 自然環(huán)境哈爾濱市屬于半濕潤溫帶大陸性季風氣候，其氣候特點是，冬季在極地大陸冷氣團控制下，氣候寒冷、干燥，夏季受太平洋副熱帶氣團影響，降水集中，氣候溫和、濕潤。氣候有明顯的季節(jié)性變化，春季回暖快而多大風，容易出現(xiàn)春早；夏季短促而炎熱，雨水較多，秋季降溫急劇，容易出現(xiàn)早霜，冬季漫長而寒冷?！?，℃，℃；，降雨期集中在78月份；年平均日照在2500小時，無霜期在135140天。本市屬典型的大陸性氣候，冬季嚴寒，夏季酷熱，干燥少雨，蒸發(fā)量大，春季升溫快，秋季降溫迅速，晝夜溫差大。 氣象等條件，； ℃，℃，℃，℃，℃； 哈爾濱地區(qū)的年平均相對濕度是67% ，月平均最大相對濕度79%； ，月平均降雨量最低位39mm，； 由于哈爾濱地區(qū)的原因，冬季降雪較為嚴重。 建廠及設備布置時，需要考慮風向及基本風壓冬季主導風向為西南風，夏季主導風向為南風，全年主導風向為西南風；，平均風壓500Pa。哈爾濱基本地震烈度為6度。 平面布置原則單位工程施工平面圖是單位工程施工組織設計中的重要組成部分，是對一個建筑物或構(gòu)筑物的施工現(xiàn)場的平面規(guī)劃和空間布置。合理的施工平面布置對于順利執(zhí)行施工進度計劃是非常重要的，對現(xiàn)場的文明施工、工程成本、工程質(zhì)量和安全生產(chǎn)都會產(chǎn)生直接的影響。 布置原則①在滿足施工條件下，要緊湊布置，盡可能減少施工用地，不占用農(nóng)田。一切臨時性建筑設施，盡量不占用或少占用擬建永久性建筑物的位置，以免造成不應有的搬遷和拆除。能利用的原有建筑盡量利用，以利節(jié)約。②最大限度縮短工地內(nèi)部運距，盡量減少場內(nèi)的二次搬運。各種材料構(gòu)件、半成品應按進度計劃分期分批進場，盡量布置在使用地點附近。③臨時設施的布置，應便于工人的生產(chǎn)和生活，使工人休息室距施工地點距離最近，往返節(jié)省時間。④要符合勞動保護、技術安全及防火的要求。根據(jù)上述設計原則，結(jié)合現(xiàn)場的實際情況，根據(jù)各類工程的不同特點分階段布置平面圖。可安排幾個可行的方案，從施工用地的面積，施工臨時道路，管線長度，施工場地利用率，場地材料搬運量及搬運距離等方面進行分析比較，選其技術合理、費用經(jīng)濟的方案。 廠區(qū)布置①在生產(chǎn)裝置內(nèi)，工業(yè)爐和各種明火設備應該集中布置在一端，并位于主導風向的上風側(cè)。而且，工業(yè)爐與工業(yè)爐間要有足夠的間距，最好布置在一直線上。②塔與塔的凈間距一般為2m左右，如果希望布置緊湊，則以塔的基礎與框架的地下基礎不碰為原則。且塔的人孔盡可能朝著同一方向。 ③換熱器與其他設備之間至少留出1m水平距離，位置受限制時。④，雙排泵之間的距離不應該少于2m，以便于通行。⑤液體罐盡量布置在工藝裝置區(qū)的一側(cè)，既有利于安全又便利，而且還對廠區(qū)工藝裝置區(qū)的發(fā)展提供了方便。周圍要設圍堤，圍堤的容積要根據(jù)一旦發(fā)生事故溢出體積的大小考慮。液體罐區(qū)，應該布置在居民區(qū)下風向，減少對居民區(qū)的危害。 公用工程 蒸汽 已洗兩混餾分及萘溶劑油經(jīng)原料泵送往換熱器，與從工業(yè)萘精餾塔頂部出來的萘蒸汽換熱后，進入工業(yè)萘初餾塔。從工業(yè)萘初餾塔頂采出的酚油餾分經(jīng)冷凝冷卻