【正文】 管板結(jié)構(gòu)尺寸如下圖所示：圖331固定管板式換熱器管板尺寸查文獻(xiàn)表4—14可得相關(guān)尺寸，再與對(duì)應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)設(shè)備法蘭有關(guān)尺寸相一致。假定管板厚度 總換熱管數(shù)量 一根管壁金屬的橫截面積為：開孔強(qiáng)度削弱系數(shù)（雙程） 兩管板間換熱管有效長(zhǎng)度（除掉兩管板厚）L取為7200計(jì)算系數(shù)K：則有按管板簡(jiǎn)支考慮，根據(jù)所計(jì)算出的K值查文獻(xiàn)圖4—46，4—47,4—48分別得，筒體內(nèi)徑截面積 管板上管孔所占的總截面積 系數(shù) 筒體殼壁金屬的橫截面積 管子與筒體的剛度比 系數(shù) 管程壓力 殼程壓力 當(dāng)量壓差 最大壓差：管板最大應(yīng)力：管子最大應(yīng)力：或者管板采用Q345R 管子采用20號(hào)碳素鋼 均不大于，則校核通過即管板計(jì)算厚度滿足強(qiáng)度要求。則殼體的計(jì)算厚度為：設(shè)計(jì)厚度名義厚度有效厚度壓力試驗(yàn)強(qiáng)度在這種情況下一定滿足。選用標(biāo)準(zhǔn)橢圓形封頭，計(jì)算厚度為：設(shè)計(jì)厚度名義厚度有效厚度、管箱封頭取用厚度與短節(jié)相同，取為22。 管箱接管開孔補(bǔ)強(qiáng)校核開孔采用等面積補(bǔ)強(qiáng)法，由工藝條件給定的接管尺寸為mm，考慮實(shí)際情況選用20號(hào)熱軋無縫鋼管，查表得，接管計(jì)算壁厚 接管有效壁厚 開孔直徑 ，滿足等面積法開孔補(bǔ)強(qiáng)計(jì)算的適用條件，故可用等面積法進(jìn)行開孔補(bǔ)強(qiáng)計(jì)算。表313焊接接頭系數(shù)無損檢測(cè)要求下的系數(shù)焊接接頭形式無損檢測(cè)要求值雙面焊對(duì)接接頭和相當(dāng)于雙面焊的全焊透對(duì)接接頭100%局部單面焊對(duì)接接頭（沿焊縫根部全長(zhǎng)有緊貼基本金屬的墊板）100%局部許用壓力，在設(shè)計(jì)溫度下Q345R的許用應(yīng)力，在厚度為6~16時(shí)，厚度為16~36時(shí)，相關(guān)計(jì)算如下：假設(shè)材料的許用應(yīng)力（厚度為16~36）。設(shè)計(jì)溫度。校核支座反力對(duì)容器壁作用的外力矩：查文獻(xiàn)得，材料為Q235A—F，采用型支座，故選擇合理。查表3得支座參數(shù)尺寸：表312耳式支座參數(shù)尺寸支座號(hào)支座本體允許載荷適用容器公稱直徑/mm高度H/mm61501500~3000400底板筋板墊板31523020115380250145004001260地腳螺栓支座質(zhì)量/Kg規(guī)格dB型M3036圖328 B型耳式支座標(biāo)記為：B型 帶墊板，6號(hào)耳式支座，墊板材料為Q345R,墊板厚度為12。 支座選用公稱直徑的立式換熱器，采用四個(gè)支座。膨脹節(jié)的型式較多，通常有波形膨脹節(jié)、平板膨脹節(jié)、形膨脹節(jié)等。拼接處應(yīng)為下面搭接，搭接處厚度不得超過3。其中墊片形式（a）~（f）與圖中各圖標(biāo)號(hào)字母相對(duì)應(yīng)。本設(shè)計(jì)中需要設(shè)計(jì)的墊片為管箱墊片即管箱法蘭與管板連接處的密封墊片。纏繞墊片適用于乙型平焊法蘭、長(zhǎng)頸對(duì)焊法蘭。HG 20592 法蘭 WN 250—4 MFM 16Mn殼程接管法蘭：管程接管法蘭的設(shè)計(jì)步驟與殼程接管法蘭的設(shè)計(jì)步驟相同。所以管箱法蘭也選用長(zhǎng)頸對(duì)焊法蘭。如下圖所示：圖318法蘭結(jié)構(gòu)形式法蘭材料為鍛件16Mn參考NB/T 4700—2012表 1長(zhǎng)頸對(duì)焊法蘭的結(jié)構(gòu)形式及系列尺寸得法蘭的相關(guān)尺寸：表36法蘭尺寸公稱直徑，DN，mm法蘭，mmH17001860181517701756175370150公稱直徑，DN，mm法蘭，mmR170040211816261227公稱直徑，DN，mm螺柱對(duì)接筒體規(guī)格數(shù)量最小厚度，mm1700M245212查NB/T 4700—2012表2 得法蘭質(zhì)量為549，襯環(huán)質(zhì)量為29。管箱最大長(zhǎng)度計(jì)算：查化工單元過程及設(shè)備課程設(shè)計(jì)第二版 圖4—36確定出角，再查圖4—37確定H值，再查圖4—38得出管箱最大長(zhǎng)度管箱長(zhǎng)度的確定 對(duì)于B型管箱滿足如下條件最終取值為1180mm 其他結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 法蘭選用換熱設(shè)備常用法蘭分為設(shè)備法蘭和管法蘭兩類 設(shè)備法蘭設(shè)備法蘭標(biāo)準(zhǔn)有：JB/T 4701 甲型平焊法蘭 ～。 管板與管箱的連接固定管板式換熱器的管板與管箱法蘭的連接形式比較簡(jiǎn)單，除了滿足工藝要求選擇一定的密封面形式外，按壓力、溫度來選用法蘭的結(jié)構(gòu)形式。強(qiáng)度脹接的管孔結(jié)構(gòu)見化工單元過程及設(shè)備課程設(shè)計(jì)第二版 圖4—23所示，附圖如下：脹管前 脹管后圖313管孔脹接前后管子與管板的強(qiáng)度脹接連接結(jié)構(gòu)如下圖所示：圖314強(qiáng)度脹接的管孔結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)形式脹接長(zhǎng)度取下述三種情況的較小者：①兩倍換熱管外徑；②50mm；③管板厚度減3mm；本設(shè)計(jì)中取為38mm。 接管安裝位置最小尺寸確定管程接管安裝位置最小尺寸見下圖，按下式進(jìn)行估算：有補(bǔ)強(qiáng)圈 圖311殼程接管安裝位置最小尺寸殼程接管安裝位置最小尺寸見下圖，按下式進(jìn)行估算：無補(bǔ)強(qiáng)圈 圖312管箱接管安裝位置最小尺寸 換熱器機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 換熱管與管板的連接管子與管板的連接形式有強(qiáng)度脹接、強(qiáng)度焊接與脹焊接混合結(jié)構(gòu)。管孔加工： 折流板上管孔加工后兩段必須倒角。表33折流板最小外圓直徑和下偏差公稱直徑DN400400,500500,900900,13001300,17001700,2000折流板名義外直徑DN6DN8DN10折流板外直徑允許偏差 折流板厚度查化工單元過程及設(shè)備課程設(shè)計(jì)第二版 表4—3得，其數(shù)值不得小于12，取值為12。由前面工藝設(shè)計(jì)得出，切口高度按25%確定，間距。，式中： —折流板數(shù)目—橫過管束中心線的管子數(shù) —折流板間距D —?dú)んw內(nèi)直徑F —管子排列形式對(duì)壓降的校正系數(shù)， —?dú)こ塘黧w摩察系數(shù) —?dú)こ虜?shù) —?dú)こ塘黧w通過管束最小流速小于允許壓降pa，估殼程數(shù)選擇合適。 換熱器內(nèi)流體的流動(dòng)阻力 計(jì)算管程壓降取管內(nèi)流速為 u=，取管程數(shù)目為n=1，管程壓降：雷諾數(shù)，查化工原理第三版上冊(cè)圖1—32摩察系數(shù)與雷諾數(shù)Re及相對(duì)粗糙度的關(guān)系得摩察系數(shù)式中，—管程流體摩察系數(shù)—管程結(jié)垢校正系數(shù)，—管程數(shù)小于允許壓降pa，故選擇管程數(shù)合格。傳熱面積裕度滿足15%～20%。所以折流板塊數(shù)為：。 折流板，擋板的設(shè)計(jì)折流板：安裝折流擋板的目的是為了提高管外對(duì)流傳熱系數(shù)，為取得良好效果，擋板的形狀和間距必須適當(dāng)。 管程給熱系數(shù)的計(jì)算 給熱系數(shù)為： 換熱管管數(shù)的計(jì)算換熱管選用的無縫鋼管，選材質(zhì)為Q345R，則有，2m，3m，6m，7. 5m，9m和12m，則換熱器的長(zhǎng)徑比為，滿足長(zhǎng)徑比為4~10的條件。由aspen導(dǎo)出：質(zhì)量流量：熱負(fù)荷由此得出，圓整為1700。數(shù)據(jù)匯總?cè)缦卤恚罕?1原始數(shù)據(jù)表殼程管程進(jìn)口溫度/10229出口溫度/100操作壓力/定性溫度/查文獻(xiàn)化學(xué)化工物性數(shù)據(jù)手冊(cè)（有機(jī)卷、無機(jī)卷）得冷熱流體定性溫度下的物性數(shù)據(jù)：密度：。操作壓力：。（4）設(shè)備強(qiáng)度計(jì)算。該部分主要設(shè)備包括：蒸發(fā)器、反應(yīng)器、壓縮機(jī)、蒸餾塔、精餾塔、層析器等。正/異丁醇蒸餾精制脫除重組分后的混合丁醛進(jìn)入蒸發(fā)器汽化后，進(jìn)入加氫反應(yīng)器中，在催化劑的作用下。第二塔為脫輕組分塔，把第一塔塔頂出的輕組分送入輕組分塔，塔頂輕組分有一部分作燃料燃燒供熱。反應(yīng) 條件氫分壓MPa反應(yīng)溫度℃氣相加氫反應(yīng)～200～240液相加氫反應(yīng)～85～110考慮到設(shè)備的限制、原料的轉(zhuǎn)化率和經(jīng)濟(jì)性的原則，我們采用氣相加氫和液相加氫串聯(lián)操作。該部分主要設(shè)備：縮合反應(yīng)器。第第三個(gè)塔為脫輕組分塔, 輕組分的代表組分可以認(rèn)為是丙烷或丙烯, 而重關(guān)鍵組分應(yīng)為異丁醛。這部分的設(shè)備包括：羰基合成反應(yīng)器、除沫器等。在以銠膦絡(luò)合物的催化劑的低壓羰基合成反應(yīng)中，銠形成 HRh(CO)n(phh3)m，一組絡(luò)合物（m+n=4），其中HRh(CO)2(phh3)2起主要作用。 工藝流程介紹低壓羰基合成工藝采用由美國(guó)聯(lián)合碳化物公司、英國(guó)戴維公司和英國(guó)約翰遜馬瑟公司聯(lián)合開發(fā)的第二代低壓銠法羰基合成工藝——液相循環(huán)工藝。 適用場(chǎng)合：適用于殼程介質(zhì)清潔，不易結(jié)垢，管程需清洗以及溫差不大或溫差雖大但是殼程壓力不大的場(chǎng)合。進(jìn)行換熱的兩種流體，一種在管內(nèi)流動(dòng)，其行程稱 為管程；一種在管外流動(dòng)，其行程稱為殼程。 換熱其種類很多，但根據(jù)冷、熱流體熱量交換的原理和方式基本上可分為三大類，即間壁式、混合式和蓄熱式。 C內(nèi)徑 Di mm曲面高度 hi mm材料 20R(熱軋) (板材)設(shè)計(jì)溫度許用應(yīng)力 [s]t MPa試驗(yàn)溫度許用應(yīng)力 [s] MPa鋼板負(fù)偏差 C1 mm腐蝕裕量 C2 mm焊接接頭系數(shù) f 厚度及重量計(jì)算形狀系數(shù) K = = 計(jì)算厚度 d = = mm有效厚度 de =dn C1 C2= mm最小厚度 dmin = mm名義厚度 dn = mm結(jié)論 滿足最小厚度要求重量 kg壓 力 計(jì) 算最大允許工作壓力 [Pw]= = MPa結(jié)論 合格攪 拌 軸 設(shè) 計(jì)計(jì)算單位壓力容器專用計(jì)算軟件 計(jì)算條件簡(jiǎn) 圖軸支承情況懸臂軸軸計(jì)算類型剛性軸電動(dòng)機(jī)額定功率 PNkw3軸設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)速 nr/min150設(shè)備內(nèi)設(shè)計(jì)壓力 p MPa軸安裝形式上插式軸軸材料名稱0Cr18Ni10Ti軸材料抗拉強(qiáng)度 s bMPa600軸材料壓縮屈服強(qiáng)度 ssMPa242軸材料彈性模量 EMPa202100軸材料剪切模量 GMPa軸材料密度 rskg/m37800平衡精度等級(jí)1傳動(dòng)裝置效率 h1許用扭轉(zhuǎn)角 [g]176。 C 內(nèi)徑 Di mm 曲面高度 hi mm 材料 Q345R (板材) 試驗(yàn)溫度許用應(yīng)力 [s] MPa 設(shè)計(jì)溫度許用應(yīng)力 [s]t MPa 鋼板負(fù)偏差 C1 mm 腐蝕裕量 C2 mm焊接接頭系數(shù) f 厚 度 計(jì) 算計(jì)算厚度 d = mm有效厚度 de =dn C1 C2= mm名義厚度 dn = mm外徑 Do Do= Di+2dn = 系數(shù) K1 K1 = A 值A(chǔ)= = B 值B= 重量 kg壓 力 計(jì) 算許用外壓力 [P]= = MPa結(jié)論 合格夾套圓筒體計(jì)算計(jì)算單位壓力容器專用計(jì)算軟件 計(jì)算條件筒體簡(jiǎn)圖計(jì)算壓力 Pc MPa設(shè)計(jì)溫度 t 176。夾套水壓試驗(yàn)時(shí)，內(nèi)筒需充壓 MPa。 [s]T校核結(jié)果 合格壓力及應(yīng)力計(jì)算最大允許工作壓力 [Pw]= = MPa設(shè)計(jì)溫度下計(jì)算應(yīng)力 st = = MPa[s]tf MPa校核條件[s]tf ≥st結(jié)論 合格內(nèi)筒體外壓計(jì)算計(jì)算單位壓力容器專用計(jì)算軟件 計(jì)算條件圓筒簡(jiǎn)圖計(jì)算壓力 Pc MPa設(shè)計(jì)溫度 t 176。27 過 程 設(shè) 備 強(qiáng) 度 計(jì) 算 書 SW698第二章 反應(yīng)器強(qiáng)度校核立式攪拌容器校核計(jì)算單位壓力容器專用計(jì)算軟件 筒體設(shè)計(jì)條件內(nèi) 筒夾 套設(shè)計(jì)壓力 pMPa設(shè)計(jì)溫度 t176。安全閥接管g采用25無縫鋼管， DN25 HG20593－1997。冷卻水出口管b和進(jìn)口