【正文】 二氧化碳用于食品，其管道選用不銹 鋼。 ②溫度 —— 20g 無縫鋼管的最高工作溫度可達 475℃，溫度符合要求。本裝置中臨氫部分最高工作溫度為 300℃，雖然超過 220℃，但轉化氣中氫氣的分壓遠低于 。 補強圈面積 A4 mm2 A(A1+A2+A3) mm2 結論 : 補強滿足要求 ,不需另加補強。 ~ 39。 ~ 39。 ~ 39。? ??? ??? 21 2 22? ? ???? ???km km m( ) ???rt 174 3 ???rt 348 MPa 管板布管區(qū)周邊剪切應力????? tpap DP ~? ???rt 58 ???rt 174 MPa 30 管板布管區(qū)周邊 處徑向應力系數(shù) ?~39。 ?? EDbD bEK fff ??????????? MPa 法蘭外徑與內(nèi)徑之比 K D D?f i 殼體法蘭應力系數(shù) Y (按 K 查 GB150－ 1998表 95) 旋轉剛度無量綱參數(shù) tff KKK ~ 4?? 膨脹節(jié)總體軸向剛度 ?2 22Elitcr( ) 0 N/mm 管板第一彎矩系數(shù) (按 K ,Kf~ 查 GB1511999圖 27) m1 系 系數(shù) ?? mKK1~f 系數(shù) (按 Kt Kf~ 查 GB151－ 98圖 29) G2 換熱管束與不帶膨脹節(jié)殼體剛度之比 Q? EnaEAts s 數(shù) 換熱管束與帶膨脹節(jié)殼體剛度之比 LKAE LKAEnaEQ ex exss exsst )( ?? 管板第二彎矩系數(shù) (按 K,Q或 Qex 查 GB1511999圖 28(a)或(b))m2 28 系數(shù)（帶膨脹節(jié)時 Qex 代替 Q） )(2 211 GQK mM ?? 計 系數(shù) (按 K,Q或 Qex 查圖 30) G3 法蘭力矩折減系數(shù) ? ? ?K K G~ ~( )f f 3 管板邊緣力矩變化系數(shù) ~ 1 ff KKM ??? ? 算 法蘭力矩變化系數(shù) ~~ fff KKMM ??? 管 管板開孔后面積 Al = A n?d 2 +05 mm2 板 參 管板布管區(qū)面積 (三角形布管 ) A nS At d? ?0 866 2. (正方形布管 ) A nS At d? ?2 +05 mm2 數(shù) 管板布管區(qū)當量直徑 ?/4 tt AD ? mm 系數(shù) ??A Al / 系 系數(shù) ??na A/l 數(shù) 系數(shù) ? ? ? ? ?s 0 4 0 6 1. . ( ) /Q ? 計 系數(shù) (帶膨脹節(jié) 時 Qex 代替 Q) ?? /)()1( Q????? 算 管板布管區(qū)當量直徑與殼體內(nèi)徑之比 ?t t i?D D/ 管板周邊不布管區(qū)無量綱寬度 k = K(1?t) 僅有殼程壓力 Ps作用下的危險組合工況 (Pt = 0) 不計溫差應力 計溫 差 應力 換熱管與 殼程圓筒熱膨脹變形差 ? =?t (tt t0 )?s (ts t0 ) 當量壓力組合 P Pc s? MPa 有效壓力組合 tssa EPP ????? MPa 基本法蘭力矩系數(shù) M MD Pm mi a~ ? 4 3?? 29 管板邊緣力矩系數(shù)1~~ )( MMMM m ??? 管板邊緣剪力系數(shù) ? ?? M~ 管板總彎矩系數(shù) m m m? ??1 21 ?? 系數(shù) Ge1 僅用于 m?0 時 KmGe ?31 ? 系數(shù) Gi1 當 m?0 時 ,按 K和 m 查圖 31(a)實線 當 m?0 時 ,按 K和 m 查圖 31（ b） 系數(shù) G1 m 0 ,G1 =max( , )G Ge i1 1 , m 0 , G1 =Gi1 管板布管區(qū)周邊 處剪切應力系數(shù) ~?p=14 1 2???Q G 殼體法蘭力矩系數(shù)M M M Mws m f~ ~( )? ?? ? 1 計算值 許用值 計算值 許用值 管板徑向應力 ? ? ?? ?r r a iP D? ??? ???~2 ???rt 174 3 ???rt 348 MPa 管板布管區(qū)周邊處徑向應力 ? ?? ? ?r a r iP D39。fif39。 , 按 ?h/Di ,?f” /Di , 查 GB1511999圖 26 旋轉剛度 ]39。 /D 系數(shù) C39。 形式： A3 型 高度： 200 底板： L1:125 b1:80 δ 1： 8 s1:40 筋板： L2:100 b2:100 δ 2： 5 墊板： L3： 20 b3:160 δ 3： 6 e:24 地角螺栓規(guī)格： M24 螺栓孔直徑： 27 1管板 材料： 16MnR 換熱管管孔直徑： 25 拉桿管孔直徑： 19 18 厚度： 50 外徑： 860 chem CAD 設計 （ 1） 甲醇制氫工藝流程圖 （ 2）進料成分 20 （ 3） 平衡反應器 錄一般規(guī)格 （ 4）平衡反應器更多規(guī)格 21 （ 5）平衡反應器反應參數(shù)基本組分 1 的設定 （ 6）平衡反應器參數(shù)基本組分 2的設定 22 （ 7）出料數(shù)據(jù) SW6 校核 內(nèi)筒體內(nèi)壓計算 計算單位 中北大學大學過程裝備與控制工程系 計算條件 筒體簡圖 計算壓力 Pc MPa 設計溫度 t ? C 內(nèi)徑 Di mm 材料 16MnR(正火 ) ( 板材 ) 試驗溫度許用應力 ??? MPa 設計溫度許用應力 ???t MPa 試驗溫度 下屈服點 ?s MPa 鋼板負偏差 C1 mm 腐蝕裕量 C2 mm 焊接接頭系數(shù) ? 厚度及重量計算 計算厚度 ? = PD Pc it c2[ ]? ?? = mm 23 有效厚度 ?e =?n C1 C2= mm 名義厚度 ?n = mm 重量 Kg 壓力試驗時應力校核 壓力試驗類型 液壓試驗 試驗壓力值 PT = [][]??t = (或由用戶輸入 ) MPa 壓力試驗允許通過 的應力水平 ???T ???T? ?s = MPa 試驗壓力下 圓筒的應力 ?T = p DT i ee.( ).??? ?2 = MPa 校核條件 ?T? ???T 校核結果 合格 壓力及應力計算 最大允許工作壓力 [Pw]= 2? ? ??e ti e[ ]( )D? = MPa 設計溫度下計算應力 ?t = P Dc i ee( )???2 = MPa ???t? MPa 校核條件 ???t? ≥ ?t 結論 合格 內(nèi)壓橢圓封頭校核 計算單位 中北大學過程裝備與控制工程系 計算條件 橢圓封頭簡圖 計算壓力 Pc MPa 設計溫度 t ? C 內(nèi)徑 Di mm 曲面高度 hi mm 材料 16MnR(熱軋 ) (板材 ) 試驗溫度許用應力 ??? MPa 設計溫度許用應 力 ???t MPa 鋼板負偏差 C1 mm 腐蝕裕量 C2 mm 焊接接頭系數(shù) ? 24 厚度及重量計算 形狀系數(shù) K = 16 2 2 2???? ???????????Dhii = 計算厚度 ? = KPD Pc it c2 0 5[ ] .? ?? = mm 有效厚度 ?e =?n C1 C2= mm 最小厚度 ?min = mm 名義厚度 ?n = mm 結論 滿足最小厚度要求 重量 Kg 壓 力 計 算 最大允許工作壓力 [Pw]= 2 0 5[ ] .? ???t ei eKD? = MPa 結論 合格 延長部分兼作法蘭固定式管板 設計單位 中北大學過程裝備與控制工程系 設 計 計 算 條 件 簡 圖 設計壓力 ps MPa 設計溫度 Ts 350 C? 平均金屬溫度 ts 314 ?C 裝配溫度 to 15 ?C 殼 材料名稱 16MnR(正火 ) 設計溫度下許用應力 [?]t 134 Mpa 程 平均金屬溫度下彈性模量 Es +05 Mpa 平均金屬溫度下熱膨脹系數(shù) ?s mm/mm?C 圓 殼程圓筒內(nèi)徑 Di 700 mm 殼 程 圓 筒 名義厚 度 ?s 6 mm 殼 程 圓 筒 有效厚 度 ?se mm 筒 殼體法蘭設計溫度下彈性模量 Ef’ +05 MPa 殼程圓筒內(nèi)直徑橫截面積 A= ? Di2 +05 mm2 25 殼程圓筒金屬橫截面積 As=??s ( Di+?s ) 9403 mm2 管 設計壓力 pt MPa 箱 設計溫度 Tt 300 ?C 圓 材料名稱 筒 設計溫度下彈性模量 Eh +05 MPa 管箱圓筒 名義 厚度 (管箱為高頸法蘭取法蘭頸部大小端平均值 )?h 16 mm 管箱圓筒 有效 厚度 ?he 4 mm 管箱法蘭設計溫度下彈性 模量 Et” +05 MPa 材料名稱 20G(正火 ) 換 管子平均溫度 tt 230 ?C 設計溫度下管子材料許用應力 [?]tt 92 MPa 設計溫度下管子材料屈服應力 ?st 147 MPa 熱 設計溫度下管子材料彈性模量 Ett +05 MPa 平均金屬溫度下管子材料彈性模量 Et +05 MPa 平均金屬溫度下管子材料熱膨脹系數(shù) ?t mm/mm?C 管 管子外徑 d 25 mm 管子壁厚 ?t 2 mm 管子根數(shù) n 351 換熱管中心距 S 32 mm 換 一根管子金屬橫截面積 a d? ??? ?t t( ) mm2 換熱管長度 L 3000 mm 管子有效長度 (兩管板內(nèi)側間距 ) L1 2900 mm 管束模數(shù) Kt = Et na/LDi 3790 MPa 管子回轉半徑 2t2 )2( ???? ddi mm 熱 管子受 壓失穩(wěn)當量長度 lcr 10 mm 系數(shù) Cr = tsttE ?? /2 比值 lcr /i 管子穩(wěn)定許用壓應力 ( ilC crr?? ) 22 )(2][ il Ecrtcr ?? ? MPa 26 管 管子穩(wěn)定許用壓應力 (C licrr ? ) ?????? ?? rcrtscr C il212][ ?? MPa 材料名稱 16MnR(正火 ) 設計溫度 tp 350 ?C 管 設計