【正文】 左管箱法蘭和密封墊。(4)重量：?jiǎn)蝹€(gè)左管箱隔板重=（10mm）103103kg(3）數(shù)量：左管箱需要2塊相同的隔板。 左管箱隔板的選擇(1）材質(zhì)選擇普通的碳素鋼：Q235A。材質(zhì)也是Q235A。(3）左管箱短節(jié)的材質(zhì)選擇材質(zhì)選擇與換熱器殼體相同：Q235A 左管箱封頭的選擇選擇公稱直徑為500mm的標(biāo)準(zhǔn)橢圓封頭。選擇Q235A材料制作。(2）左管箱短節(jié)的長(zhǎng)度： 左管箱短節(jié)連接A和F管口。)具體見(jiàn)設(shè)備圖。(3) 換熱管與管板連接采用焊接。 換熱管的選擇(1) 選擇20鋼材質(zhì)的無(wú)縫鋼管，規(guī)格：Φ25。開(kāi)孔內(nèi)表面有兩道環(huán)向的槽。開(kāi)孔形狀見(jiàn)設(shè)備圖。（3）管板的開(kāi)孔① 開(kāi)孔和管程隔板密封槽分布情況：左管板共有188個(gè)安裝換熱管的開(kāi)孔和8個(gè)拉桿安裝孔以及2道管程隔板密封槽（見(jiàn)設(shè)備圖）。管板直徑與管箱法蘭的相同，為665mm。管板材料為16Mn（鍛件）。管板的設(shè)計(jì)壓力為管、殼程設(shè)計(jì)壓力中的大者。接管、法蘭與管口A、B和D的完全相同。 該法蘭有4個(gè)均布在外周的螺孔，使用4個(gè)M12螺栓、螺母、墊片與配套的法蘭蓋裝配。接管的標(biāo)記：接管 Φ57 L=100 2 接管法蘭的選擇： 查《大學(xué)工程制圖》（華東理工大學(xué)出版社，2005）表145，接管外徑dH=57mm的板式平焊鋼制管法蘭的公稱通徑DN=50mm。（5）管口E管口E為排污口。（4）管口D管口D為廢水進(jìn)口。選擇公稱壓力PN=，材料為Q235A，標(biāo)記為：HG20592 法蘭 PL 25(B) RF Q235A。 ②接管長(zhǎng)度的選擇：接管的長(zhǎng)度L選擇125mm。 （3）管口C管口C為排氣口。本設(shè)計(jì)取u=1m/s。密度為975 kg/m3，相當(dāng)于q=。 該法蘭有8個(gè)均布在外周的螺孔，使用8個(gè)M16螺栓、螺母、墊片與工藝管道連接。接管的標(biāo)記：接管 Φ90 L=125 ③接管法蘭的選擇： 查《大學(xué)工程制圖》（華東理工大學(xué)出版社，2005）表145，接管外徑dH=159mm的板式平焊鋼制管法蘭的公稱通徑DN=150mm。接管的外徑選擇為90mm，材質(zhì)為20鋼，（GBT 173951998 無(wú)縫鋼管尺寸、外形、重量及允許偏差）。本設(shè)計(jì)取u=1m/s。 ①接管管徑的確定：流量為36740kg/h，密度為995 kg/m3，相當(dāng)于q=36740/995/3600=。波形膨脹節(jié)的壁厚與殼體相同，為8mm。折流擋板數(shù)NB =L/h1=6000/1501=:,每個(gè)管程47根換熱管(圖中各個(gè)小菱形的頂點(diǎn)表示換熱管橫截面的中心).圖中8個(gè)”十”字形表示拉桿的開(kāi)孔,拉桿直徑為16mm. 波形膨脹節(jié)冷流體循環(huán)水的定性溫度為(40℃+30℃)/2=35℃熱流體廢液的定性溫度為（128+40）/2=84℃.該換熱器用循環(huán)水冷卻，冬季操作時(shí)進(jìn)口溫度會(huì)降低。共有13214=118個(gè)；，每個(gè)折流擋板上有4個(gè)。 確定折流擋板形狀和尺寸選擇折流擋板為有弓形缺口的圓形板，直徑為490mm,厚度為6mm。設(shè)管粗糙度 , 查關(guān)系圖得 = = === ＜10 kPa管程流動(dòng)阻力在允許范圍之內(nèi)B. 殼程阻力 其中，ΔP1‘——流體橫過(guò)管束的壓降，pa ΔP2‘——流體流過(guò)折流板缺口的壓強(qiáng)降，pa Fs——?dú)こ虊簭?qiáng)降的結(jié)垢正因數(shù)，無(wú)因次， Ns——串連殼程數(shù)。(2) 換熱器內(nèi)流體的流動(dòng)阻力A. 管程流動(dòng)阻力∑ΔPi=(ΔP1+ΔP2)FtNpNs (315) 其中，ΔP1，ΔP2——分別為直徑及回彎管中因摩擦阻力引起的壓強(qiáng)降，pa Ft——結(jié)垢校正因數(shù)，無(wú)因次， Np——管程數(shù)， Ns——串連的殼程數(shù)?！?C. 傳熱系數(shù)K== W/(m2(，見(jiàn)本設(shè)計(jì)設(shè)備圖)(1)熱量核算A. 殼程對(duì)流傳熱系數(shù)當(dāng)量直徑，由正三角形排列得=殼程流通截面積So ＝BD(1) ＝（1－）＝㎡殼程流體流速及雷諾數(shù)分別為uo＝Vs/So ＝Reo＝=普蘭特準(zhǔn)數(shù)Pr＝ ＝＝粘度校正（）1αo＝＝487 W/(m2殼體的標(biāo)記：筒體 DN500 δ=8 。== 工藝結(jié)構(gòu)尺寸(1) 管徑和管內(nèi)流速選用Φ25（碳鋼），去管內(nèi)流速ui=(2) 管程數(shù)和傳熱管數(shù)（根）按單程管計(jì)算，所需的傳熱管長(zhǎng)度為L(zhǎng) = S/(πd0ns) = (43) = (m)取傳熱管長(zhǎng)L=6m，則該換熱器管程數(shù)為Np = L/l = ≈ 4(管程)傳熱管總根數(shù)N = 434 = 172（根）(3) 平均傳熱溫差校正及殼程數(shù)平均傳熱溫差校正系數(shù)R = (12840)/(4030) = P = (4030)/(12830) = 按單殼程，多管程結(jié)構(gòu)，溫差校正系數(shù)查《化工原理（上冊(cè)）》第232頁(yè)圖419,可得平均傳熱溫差℃(4) 傳熱管排列和分程方法采用組合排列法，取管心距t = ，則t = 25 = ≈ 32 mm橫過(guò)管束中心線的管數(shù)(5) 殼體內(nèi)徑采用多管程結(jié)構(gòu)，取管板利用率η= ，則殼體內(nèi)徑為 圓整可取D = 500mm圓整后，換熱器殼體圓筒內(nèi)徑為D=500mm，殼體厚度選擇8mm。℃/W管壁的導(dǎo)熱系數(shù)λ= 45W/(m?K)== W/(m2℃)；污垢熱阻Rsi = m2 [18]⑴流體平均溫度Tm和tmTm1＝（Ti＋To）/2＝（128＋40）/2＝84℃tm1＝（ti＋to）/2＝（30＋40）/2＝35℃⑵平均溫度下的物性數(shù)據(jù) 表31 各組分物性數(shù)據(jù)物料項(xiàng)目單位數(shù)據(jù)物料項(xiàng)目單位數(shù)據(jù)水密度kg/m3994甲醇密度kg/m3粘度pa?s粘度pa?s導(dǎo)熱系數(shù)W/(m?K)導(dǎo)熱系數(shù)W/(m?K)比熱容kJ/(kg?K)比熱容kJ/(kg?K)⑴熱負(fù)荷Q由Aspen Plus模擬流程得出的數(shù)據(jù)，可知加壓塔精甲醇二冷Q=106 kJ/h，考慮到實(shí)際情況Q取Aspen plus模擬3倍Q = m0 cp0 t0 =106kJ/h = ⑵平均傳熱溫差℃⑶冷卻水用量(4) 總傳熱系數(shù)K管程傳熱系數(shù)=(m2該換熱器用循環(huán)冷卻水冷卻，冬季操作時(shí)進(jìn)口溫度降低，考慮到這一因素，估計(jì)該換熱器的管壁溫和殼體壁溫之差較大，因此初步確定選用帶膨脹節(jié)的固定管板式換熱器。 加壓塔、常壓塔、回收塔采出甲醇的濃度加壓塔采出甲醇的濃度，%；常壓塔采出甲醇的濃度，%；回收塔采出甲醇的濃度，%。 32 = 。 整個(gè)四塔甲醇的回收率甲醇進(jìn)料質(zhì)量流率： = 。年工作日按330天計(jì)，則精甲醇每日，每小時(shí)產(chǎn)量為=每小時(shí)所需粗甲醇的量= 二甲醚、N2+Ar預(yù)塔 粗甲醇 甲醇溶液 入料（以小時(shí)計(jì)）粗甲醇： 千克/時(shí)通過(guò)各組分質(zhì)量分?jǐn)?shù)計(jì)算各組分的量其中：N2＋Ar %； %= (千克/時(shí)) CO2 %； 則 %=(千克/時(shí)） CH3OH %； 則 %= （千克/時(shí)） CH3OCH3 %； 則 %=（千克/時(shí)） C2H5OH %； 則 %=（千克/時(shí)） C4H9OH %； %= （千克/時(shí)） H2O %； 則 %=（千克/時(shí)）軟水加入量310千克/小時(shí)入料總計(jì):粗甲醇+ 軟水=+310= (千克/時(shí))出料塔頂出料： 甲醚； 千克/時(shí) N2＋Ar； 千克/時(shí) CO2； 千克/時(shí)塔釜出料: 甲醇； 乙醇； 千克/時(shí) 丁醇； 水； 千克/時(shí) 軟水； 310 千克/時(shí)出料總計(jì) +++++++310 = （千克/時(shí))其中，汽相：： 精甲醇加壓塔 甲醇溶液 含雜醇的甲醇溶液 因?yàn)閴A液和軟水最終以廢液排出，對(duì)物料衡算沒(méi)有影響，這里就不加入計(jì)算 入料： 甲醇； 乙醇； 千克/時(shí) 丁醇； 千克/時(shí) 水， 千克/時(shí)進(jìn)料各物料的質(zhì)量分?jǐn)?shù)： 甲醇； % 乙醇； % 丁醇； % 水； %塔頂出料的質(zhì)量分?jǐn)?shù)： 甲醇； 100%塔釜出料的質(zhì)量分?jǐn)?shù)： 甲醇； % 乙醇； % 丁醇； % 水； %以甲醇為關(guān)鍵組分進(jìn)行物料衡算F = D + W F XF = W XW + D XD 帶入數(shù)據(jù)可得， = D + W ①% =W%+D100% ② 則計(jì)算可得D = （千克/時(shí)）塔釜出料 W = – = (千克/時(shí))塔釜出料： 甲醇； 千克/時(shí) 乙醇； 千克/時(shí) 丁醇； 千克/時(shí) 水； 千克/時(shí)3. 常壓塔物料衡算 精甲醇常壓塔 甲醇溶液 雜醇油 廢水加壓塔塔釜出料即為常壓塔進(jìn)料常壓塔塔頂出料的質(zhì)量分?jǐn)?shù)： 甲醇； 100%常壓塔塔釜出料的質(zhì)量分?jǐn)?shù)： 水； 100%常壓塔側(cè)線出料的質(zhì)量分?jǐn)?shù): 甲醇； % 乙醇； % 丁醇； % 水； % 因?yàn)? V″YS+1 =L″XS+D1XD1+D2XD2 V″=L″+D1+D2 以甲醇為關(guān)鍵組分進(jìn)行物料衡算=L″0%+D1100%+D2% ③= L″+D1+D2 ④以水為關(guān)鍵組分進(jìn)行物料衡算=L″100%+D10%+D2% ⑤聯(lián)立 ③④⑤計(jì)算可得D2= (千克/時(shí)) D1= (千克/時(shí))L″= (千克/時(shí))常壓塔塔頂出料 ： 甲醇； 千克/時(shí)常壓塔塔釜出料 ： 水； 千克/時(shí)常壓塔側(cè)線出料 : 甲醇； 乙醇； 丁醇； 水； 精甲醇回收塔 雜醇油 異丁基油 廢液常壓塔側(cè)線出料即為回收塔進(jìn)料回收塔塔頂出料的質(zhì)量分?jǐn)?shù)： 甲醇； 100%回收塔塔釜出料的質(zhì)量分?jǐn)?shù)： 水； % 乙醇； % 丁醇； %回收