【正文】 dH ? 426mm ， b ? 182mm ， S ? 18mm ， C ? 4S ? 4 ?18 ? 72mm ，取 C ? 90mm 。 根據(jù) ?6,199? ，查得螺栓的長度為： 接管法蘭螺栓尺寸 公稱通徑 DN / mm 20 400 螺紋 數(shù)量 4 16 LZR / mm （每一千件） 重量 Kg M12 M 36? 75 190 60 1520 對螺母的重量根據(jù) ?9, 208? 查得： 規(guī)格 （每一千件） 重量 Kg 接管法蘭螺母尺寸 M 36? M12 317 保溫層的設(shè)計(jì) 根據(jù) ?9, 707? 殼體表面溫度超過 50 度時要加保溫層， 查的應(yīng)該選用超細(xì)玻璃棉為 保溫材料，計(jì)算得到保溫層的厚度為 145mm。對于公稱壓力為 ，選擇法蘭密封面形式為凹凸面形式。根據(jù) ?3,19? ，對放氣口和降液口，其最小公稱直徑為 ? 20mm 。 換熱管設(shè)計(jì) 之前已經(jīng)選定換熱管的尺寸為 ? 25mm ? ，長度為 6000mm 。 拉桿孔設(shè)計(jì) 29 拉桿與管板采用螺紋連接。 d 為換熱管外 徑。 管板結(jié)構(gòu) 由 ?3,142? ，選擇 e 型的連接方式即：管板與殼程圓筒連接為整體，其延伸部分兼 作法蘭，與管箱用螺柱墊片連接。 拉桿參數(shù) 根據(jù) ?3, 74? ， 對換熱管外徑大于或等于 19mm 的管束， 可以采用拉桿定距管的型式， L 2 ? La 。 Pr ? ? P ? ?? ? t ?? ? 193 ? 。取 C1 ? 。對粗煤氣 ? gh ? 0( MPa) 故可以忽略液柱靜壓力。 單件質(zhì) 量 Kg 25  封頭的設(shè)計(jì) 封頭選材 封頭選材與管箱一致，選用 Q345R 鋼板。 其尺寸與結(jié)構(gòu)如下： 23 凸面 凹面 管箱法蘭尺寸 公稱直徑 DN / mm 1400 法 蘭/ mm D 1650 D1 1580 D2 1529 D3 109 D4 1506 ? 130 H 235 h 64 a 26 a1 23 法蘭 螺柱 ?1 28 ?2 42 R 18 d 39 規(guī)格 M36 數(shù)量 60 對接筒體 最小厚度 ? o / mm 22 法蘭質(zhì)量 / Kg 凹面 凸面 法蘭型式 根據(jù) ?6,18? ，對 DN ? 1400mm, M 36的法蘭選擇 I 型。因此本次設(shè)計(jì)選法蘭材料為 16Mn 鍛件， 級別為Ⅱ級。取 C1 ? 。 ? gh ? 0( MPa) 故可以忽略液柱靜壓力。 筒體壁厚計(jì)算 由 ? 4, 45? ，對 Q345R，設(shè)厚度在 3~16mm 之間，則 ? b ? 510MPa ， ? s ? 345MPa ， 在 335℃下 ?? ? ? 146 MPa ， 對焊縫系數(shù) ? ， 查 ?4 1 ,3 t 并進(jìn)行 100% ? 采用雙面焊雙面成型， 無損檢測。取 C1 ? 。 ? gh ? ? ? ? ? 10?4 (MPa ) 而殼程設(shè)計(jì)壓力為 MPa ， ?10?4 ? ? 5% ，故可以忽略液柱靜壓力。 筒體壁厚計(jì)算 由 ?6, 43? ，對 Q345R，設(shè)厚度在 6~150mm 之間，則 ? b ? 520MPa ， ? s ? 310MPa ， 在 445℃下 ?? ? ? 149 MPa ， 對焊縫系數(shù) ? ， 查 ?4 1 ,3 t 并進(jìn)行 100% ? 采用雙面焊雙面成型， 無損檢測。 筒體壁厚 筒體選材 筒體是換熱器的主要受壓元件，筒體大多是由鋼板冷（熱）卷制而成。 18 換熱器主要結(jié)構(gòu)尺寸和計(jì)算結(jié)果 參 流率 /( kg / h) 數(shù) 管 程 殼 程 228564 200/325 定性溫度 /℃ 密度 /( kg / m3 ) （出）口溫度 /℃ 壓力 / MPa ? 10 ?5 物性 定壓比熱容 /[kJ / ( kg ? ℃)] 黏度 / Pa ? s 熱導(dǎo)率 /[W / (m ? ℃)] 普朗特?cái)?shù) 型式 殼體內(nèi)經(jīng) / mm 固定管板 1400 ? 25 ? 殼程數(shù) 臺數(shù) 管心距 / mm 管子排列 折流板數(shù)/ 個 折流板間距 / mm 材質(zhì) 殼程 1734 ?4 ? 10 ?4 1 1 32 正三角形 6 1000 碳鋼 設(shè)備 結(jié)構(gòu) 參數(shù) 管徑 / mm 管長 / mm 管數(shù)目/ 根 傳熱面積 管程數(shù) 主要計(jì)算結(jié)果 / m2 6000 1200 1 管程 1867 ? 10 流速 /( m / s ) 表面?zhèn)鳠嵯禂?shù) 污垢熱阻 阻力 / MPa 熱流量 / kW 傳熱溫差 /℃ 傳熱系數(shù) 裕度 /% /[W /( m2 ?℃)] /[W /( m2 ?℃)] /( m 2 ?℃/W ) 592 3 .機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 設(shè)計(jì)壓力 取 倍的操作壓力，殼程設(shè)計(jì)壓力為： ? ? (MPa) ；管程的設(shè)計(jì)壓力 為： ? ? ( MPa )。 對 正 三 角 形 排 列 ， nc ? 1 . 1 n? ? 1 . 1 ?1 2； 0 0 3 8 . 1 NB ——折流擋板數(shù) NB ? 5 ； h ——折流擋板間距 h ? 1 ； u o ——按殼程流通截面積 A0 計(jì)算的流速， u ? / s o ? ?p1 ? F ? f 0 ? nc ? NB ? 1? ? ? ? ? ? (5 ? 1) ? ? 60980 Pa 2 2 39。 ?p139。 1 ? ?p239。 500 傳熱面積裕度在 ? 之間合適，該換熱器能夠完成生產(chǎn)任務(wù)。已知管壁厚 b ? ,碳鋼在該條件 下的熱導(dǎo)率為 50W (m ?℃)。 o o 39。 殼體直徑 采用多管程結(jié)構(gòu)，殼體直徑可由 ?3,92? 式 415 估算。 平均傳熱溫差校正及殼程數(shù) 平均傳熱溫差校正系數(shù)計(jì)算如下： P= t2 ? t1 325 ? 200 ? ? T1 ? t1 ? 200 T1 ? T2 ? ? ? t2 ? t1 325 ? 200 R= 按單殼程，單管程結(jié)構(gòu)，查圖 ?3, 90? 表 44 得 13 ??t ? 平均傳熱溫差校正系數(shù)大于 ，同時殼程流體流量較大，故取單殼程合適。 ?2 ? / (m ?℃)。 管程安排由設(shè)計(jì)任務(wù)書確定，管程走粗煤氣，殼程走變換煤氣。 管殼式換熱器的應(yīng)用范圍很廣，適應(yīng)性很強(qiáng)，其允許壓力可以從高真空到 ，溫度可以從100176。 本次節(jié)能改造時先把來自 200的粗煤氣用液氮洗滌，在深度冷凍（100℃）下用液氮吸收少量 CO ，而且還能脫除甲烷和大部分氬，這樣可以獲得只含有惰性氣體 100cm3/m3 以下的氫氮混合氣體。在要求變換氣中 CO 濃度一定的條件下，降低反應(yīng)溫度是降低蒸汽用 量的必要手段。 一氧化碳和水蒸氣在催化劑作用下反應(yīng)生成二氧化碳和氫氣。Mechanical Design 目 錄 …………………………................................................................... 10 變換工段的說明 ....................................................................... 10 2 工藝設(shè)計(jì) .................................................................................................. 12 確定設(shè)計(jì)方案 ........................................................................... 12 管程安排 .................................................................... 12 確物性數(shù)據(jù) ............................................................................... 12 估算傳熱面積 ........................................................................... 12 熱流量（忽略熱損失） ............................................ 12 粗煤氣用量（忽略熱損失） .................................... 13 平均傳熱溫差 ..........................…….......................... 13 工藝結(jié)構(gòu)尺寸 .......................................................................... 13 管徑和管內(nèi)流速 ........................................................ 13 管程數(shù)和傳熱管數(shù) .................................................... 13 平均傳熱溫差校正及殼程數(shù) .................................... 13 傳熱管排列和分程方法 ............................................ 14 殼體直徑 .................................................................... 14 折流板 ........................................................................ 14 換熱器核算 ............................................................................. 15 傳熱面積校核 ............................................................ 15 換熱器內(nèi)內(nèi)壓降核算 ................................................ 17 3機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) ......................................................................................... 19 設(shè)計(jì)壓力 ................................................................................ 19 設(shè)計(jì)溫度 ................................................................................ 20 管壁溫度 ................................................................................ 20 符號 ........................................................................... 20 管程壁溫 ................................................................... 20 殼程壁溫 ................................................................... 20 筒體壁厚 ................................................................................ 21 筒體選材 ................................................................... 21 筒體壁厚計(jì)算............................................................ 21 管箱厚度 ............................................................................... 22 管箱選材 .................................................................. 22 筒體壁厚計(jì)算 .......................................................... 22 管箱法蘭 ............................................................................... 23 材料選擇 .................................................................. 23 法蘭尺寸 .................................................................. 23 法蘭型式 .................................................................. 24 法蘭墊片 .................................................................. 24 法蘭螺柱螺母 .......................................................... 25 封頭的