【正文】 （ 2） 區(qū)域地質(zhì)和工程地質(zhì)：要避開地震斷層及大斷裂交匯區(qū)和基本烈度高于八度（不包括八度）的地震區(qū)（若必須在地震區(qū)選廠時，應(yīng)慎。廠址選擇的一般要求： （ 1） 場地地形：要滿足生產(chǎn)工藝流程，運輸要求和留有適當?shù)陌l(fā)展余地。從全局出發(fā)，正確處理工業(yè)與農(nóng)業(yè)、城市與鄉(xiāng)村、遠期與近期以及協(xié)作配套等各種關(guān)系，并因地制宜，節(jié)約用地，不占或少占耕地及林地。一個工廠廠址選擇是否 合理，將對建廠速度，建設(shè)投資，對項目建成后的經(jīng)濟效益，社會效益和環(huán)境效益的發(fā)揮，對輕化工業(yè)的合理布局和地區(qū)經(jīng)濟文化的發(fā)展具有深遠意義，所以廠址選擇是一項政策性和科學性很強的綜合性工作。對于為新產(chǎn)品工業(yè)化生產(chǎn)而設(shè)計的廠房，由于在生產(chǎn)過程中對于工藝路線還需不斷改進和完善，所以一般都設(shè)計成一個高單層廠房，利用便于移動、拆裝、改建的鋼操作臺代替鋼筋混凝土操作臺或多層廠房的樓板，以適應(yīng)工藝流程改變的需要。一般來說單 層廠房建設(shè)費用較低，因此除了由于工藝流程的需要必須設(shè)計成多層外，工程設(shè)計中一般多采用單層。長方形便于總平面圖的布置，節(jié)約用地，有利于設(shè)備排列，縮短管線，易于安排交通出入口， 36 有較多可供自然采光和通風的墻面；但有時由于廠房總長度較長，在總圖布置有困難時，為了適應(yīng)地形的要求或者生產(chǎn)的需要，也有采用 L 形、 T 形和 Ⅱ 形的，此時應(yīng)充分考慮采光、通風和立面等各方面的因素。 對于為新產(chǎn)品工業(yè)化生產(chǎn)而設(shè)計的廠房，由于生產(chǎn)過程中對工藝流程和設(shè)備需要不斷改進和完善，一般都設(shè)計一個較高的單層廠房，利用便于移動、拆裝、改建的鋼制操作平臺代替鋼筋混凝土操作臺，以適應(yīng)工藝流程和設(shè) 備變化的需要。采用單層還是多層主要應(yīng)根據(jù)工藝生產(chǎn)的需要。 車間設(shè)立面布置的原則 廠房的立面形式有單層、多層和單層與多層相結(jié) 合的形式。第四，要考慮將來擴建及增建的余地，為今后生產(chǎn)發(fā)展、品種改革、技術(shù)改造提供方便。第三，生產(chǎn)要安全。其次，必須從生產(chǎn)需要出發(fā)，最大限度的滿足生產(chǎn)包括設(shè)備維修的要求。 （ 10） 設(shè)備布置應(yīng)整齊，盡量使主要管道走向一致。 （ 8） 有毒、有腐蝕性介質(zhì)的設(shè)備應(yīng)分別集中布置，并設(shè)圍堰，以便集中處理。 （ 5） 充分考慮本裝置（車間）與其他部門在總平面布置圖上的位置， 力求緊湊、聯(lián)系方便，縮短輸送管線，達到節(jié)省管材費用及運行費用的目的。 （ 3） 明火設(shè)備必須布置在處理可燃液體或氣體設(shè)備的全年最小頻率風向的下側(cè)，并集中布置在裝置（車間）邊緣。 34 表 10 工藝控制指標一覽表 序號 控制地點 控制項目 控制時間 控制指標 備注 1 氮氣總管 氮氣純度 抽查 ≥% 分析工 2 壓縮機入口 乙炔純度 4 次 /班 ≥% 分析工 3 壓縮機入口 乙炔含 S、 P 1 次 /h AgNO3 試紙不變色 操作工 4 壓縮機入口 吸入壓力 經(jīng)常 147034300Pa 操 作工 5 乙炔壓縮機 一級排氣壓力 經(jīng)常 — 操作工 6 乙炔壓縮機 二級排氣壓力 經(jīng)常 — 操作工 7 乙炔壓縮機 三級排氣壓力 經(jīng)常 ≦ 操作工 8 乙炔壓縮機 排氣溫度 經(jīng)常 ≦ 35℃ 操作工 9 壓縮機水箱 冷卻水溫 經(jīng)常 ≦ 30℃ 操作工 10 壓縮機入口 乙炔含水 1 次 /周 ≦ 11 乙炔充罐排 瓶裝重量 1 次 /8 瓶 5—7kg 操作工 12 乙炔氣瓶 充裝溫度 經(jīng)常 ≦ 40℃ 操作工 9. 車間設(shè)備布置及廠 區(qū)選址 車間設(shè)備布置原則 （ 1）從經(jīng)濟和壓降觀點出發(fā)，設(shè)備布置應(yīng)順從工藝流程，但若與安全、維修和施工有矛盾時，允許有所調(diào)整。 根據(jù)勞動定員原則，擬計劃的本集團定員情況如表 9所示： 表 9 年產(chǎn) 50萬標 m179。 業(yè)務(wù)單元：主要負責執(zhí)行公司的指令，為生產(chǎn)單元按規(guī)定和要求提供相關(guān)生序號 設(shè)備名稱 設(shè)備型號及規(guī)格 材料 數(shù)量 1 安全水封 Φ4002200 鋼 4 2 低壓干燥器 Φ9002500 鋼 2 3 乙炔壓縮機 4 高壓乙炔油分離器 鋼 2 5 高壓干燥器 鋼 6 6 熱交換器 Φ10008200 鋼 1 7 集油罐 Φ6001336 鋼 1 8 氣液分離器 541 鋼 1 9 丙酮泵 Zd50A 附電機 組合件 1 10 真空泵 2XS15 附電機 組合件 1 11 上閥機 SF5 附電機 3KW 組合件 1 12 丙酮計量缸 Φ2191200 鋼 1 13 低壓緩沖器 鋼 1 14 字盤式地上衡 150 型 OA 組合件 4 33 產(chǎn)要素、服務(wù)，同時承擔與業(yè)務(wù)相關(guān)的某項或部分管理職能。 換熱器主要工藝結(jié)構(gòu)參數(shù)和計算結(jié)果一覽表 31 表 7 換熱器主要工藝結(jié)構(gòu)參數(shù)和計算結(jié)果一覽表 參數(shù) 管程 殼程 流率 /（ kg/h) 溫度 (進 /出） ℃ 30/38 物 性 參 數(shù) 定性溫度 /℃ 密度 /(kg/m3) 比熱容 /[kJ/(kg℃ )] 粘度 /mPas 104 104 熱導率 /[W/(m℃ )] 普朗特數(shù) 設(shè) 備 結(jié) 構(gòu) 參 數(shù) 型式 浮頭式 臺數(shù) 1 殼體內(nèi)徑 /mm 1000 殼程數(shù) 1 管子規(guī)格 Φ 19mm2mm 管心距 25 管長 /mm 6000 管子排列 正方形 管子數(shù)目 /根 630 折流板數(shù) 19 傳熱面積 /m2 折流板距 300 管程數(shù) 2 材質(zhì) 碳鋼 主要計算結(jié)果 管程 殼程 流速 / 1 10 傳熱膜系數(shù) /[W/(m2℃ )] 1200 熱負荷 /kW 傳熱系數(shù) /[W/(m2℃ )] 裕度 /% 32 6. 主要設(shè)備一覽表 表 8 主要設(shè)備一覽表 7. 定員 不同層面職能 管理層：公司領(lǐng)導班子主要負責戰(zhàn)略決策管理，負責對過程進行統(tǒng)一計劃、指揮、控制和協(xié)調(diào)；職能部室在公司領(lǐng)導班子的統(tǒng)一領(lǐng)導下，代表公司行使管理職能，主要負責對公司所有生產(chǎn)要素進行統(tǒng)一控制管理、對作業(yè)層進行業(yè)務(wù)指導、為領(lǐng)導班子決策提供 各種技術(shù)和信息支持。 （ 3） 防沖與導流 管程 設(shè)置防沖板的條件 當管程采用軸向入口接管或換熱管內(nèi)流體流速超過 3m/s 時，應(yīng)設(shè)置防沖板，以減少流體不均勻分布和對換熱管端的沖蝕。 殼體接管采用平頸對焊法蘭，由于管箱、殼體、浮頭箱直徑都不一樣，因此在選用法蘭時，不能只按標準選取。 ?殼體法蘭 我國壓力容器行業(yè)，壓力容器法蘭分類主要按結(jié)構(gòu)形式進行劃分。按法蘭的材料可分為：鋼制法蘭、有色金屬法蘭。 公稱直徑 DN 允許載荷 Q KN 鞍座高度 h 底 板 腹板 筋 板 墊 板 螺栓間距 鞍座 質(zhì)量 kg 增加100mm高度增加的質(zhì)量 ,kg 1l 1b 1? 2? 3l 3b 3? 弧長 4b 4? e 2l 帶墊板 1000 307 200 760 170 12 8 170 180 8 1180 270 8 40 600 57 9 30 表 6 壓力容 器法蘭分類表 本次設(shè)計的換熱器公稱直徑為 1000mm，設(shè)計壓力為 ,參考設(shè)計標準應(yīng)當選擇對焊法蘭。我國的壓力容器法蘭自成體系、目前最新的標準為 JB/T470047072020壓力容器法蘭 [14]。法蘭應(yīng)該是個組件，包括法蘭墊片和連接螺栓或螺柱以及螺母。 根據(jù) GB150 鋼制壓力容器鞍座設(shè)計標準、公稱直徑為 1000mm 的容器、其鞍座的尺寸結(jié)構(gòu)見表 5。 容器受重力作用時，雙鞍座臥式容器可近似看成支承在兩個鉸支點上受均布載荷的外伸簡 29 支梁 。容器受重力作用時，雙鞍座臥式容器可近似看成支承在兩個鉸支點上受均布載荷的外伸簡支梁 支座的安放位置也有一定的標準，一般支座與殼體端面的距離 A， L為殼體的長度。這樣，可以使設(shè)備在溫度變化是自由伸縮。這是因為基礎(chǔ)水平高度有可能不一致，如果使用多個支座，將會造成支座反力分布不均勻，從而引起設(shè)備的局部應(yīng)力增大，因此采用兩個支座。鞍式支座在換熱器上的布置，因 3000mmL? ，取( ~ )BLL? 。 接管宜與殼體內(nèi)表面平齊；對于不能利用接管（或接口）進行放氣和排液的換熱器，就在管程和殼程的最高點設(shè)置 放氣口，最低點設(shè)置排液口，其最小公稱直徑為 20mm；立式換熱器可設(shè)置溢流口。 則 mm5 9 5 0 0 022 2 ????????? lLL nt ? 27 接管計算 由于各種工藝和結(jié)構(gòu)上的要求，不可避免地要在容器上開孔并安裝接管。 管板布管區(qū)當量直徑 tD 0 6 7 5 044 ???? ? tt AD 換熱管的有效長度為： L 222tnL L l?? ? ? 式中 tL? 換熱管長， mm； n?? 管板的名義厚度， mm； 2l? 換熱管與管板脹接長度或焊腳高度， mm； 根據(jù)換熱管外徑 0 19d mm? 查《管殼式熱交換器設(shè)計手冊 GB151》 [12]知管板最小厚度 m i n 00 . 7 5 0 . 7 5 1 9 1 4 . 5 2d m m? ? ? ? ?，在這里取 mm20?n? 。 mm1300025382540 ??????? SSSnA nd 換熱管正方形排列的浮頭式換熱器，管板布管區(qū)的面積為 : 222 mm4 0 6 7 5 01 3 0 0 025630 ?????? dt AnSA n? 換熱管根數(shù)，根。 26 取 根）(4039。dA nn S S S?? 式中： S? 換熱管中心距 ， mm； nS? 隔板槽兩側(cè)相鄰管中心距 ， mm； 39。 dA? 在布管區(qū)內(nèi)，因設(shè)置隔板槽和拉桿結(jié)構(gòu)的需要，而未能被換熱管支承的面積，mm。 圖 6 布管簡圖 本設(shè)計選擇不帶法蘭的管板，管板通過墊片與殼體法蘭和管箱法蘭連接。在不同的假定下，可得到各種不同計算方法各計算結(jié)果，在此采用 GB151 標準 [12]中管板計算方法來設(shè)計計算管板。管板的設(shè)計是否合理對確保換熱器的安全運行、節(jié)約金屬材料，降低制造成本是至關(guān)重要的。 圖 4 浮頭簡圖 布管限定圓直徑 LD ? ? ? ? 21 ?????????? bbbDD iL mm 浮頭法蘭和鉤圈的內(nèi)直徑 fiD ? ? ? ? mm95020521 0 002 1 ???????? nifi bbDD 24 浮頭法蘭和鉤圈的外直徑 feD mm1 0 8 080 ??? ife DD 外頭蓋內(nèi)直徑 D mm11001001000100 ????? iDD 浮動管板外徑 0D mm9 9 0521 0 0 02 10 ?????? bDD i 選擇所用參數(shù)，繪制如下表格。在此選擇標準橢圓形封頭。直邊段的作用是避免封頭和圓筒的連接焊縫處出現(xiàn)徑向曲率半徑突變，以改善焊縫的受力狀況。橢圓封 頭簡圖如下。 （ 3）壓力和應(yīng)力計算 筒體的最大允許工作壓力 ? ?wp ? ? ? ? ?? ?????? eitew Dp ? ???MPa 筒體設(shè)計溫度下的計算應(yīng)力 t? ? ? ? ? 0 ?? ????? e eiet Dp ? ??MPa ? ? ??? t MPa 校核 ? ?tt? ? ?? 所以滿足要求 。壓力 試驗允許通過的應(yīng)力水平 ???T? ?s = 21 時浮頭式換熱器筒體的名義厚度 16?n? mm 所以有效厚度 ??????? CCne ?? （ 2）液壓實驗 對于內(nèi)壓容器，耐壓試驗的的目的是：在超 設(shè)計壓力下，考核缺陷是否會發(fā)生快速擴展造成破壞或開裂造成泄漏，檢驗密封結(jié)構(gòu)的密封性能。在此筒體的材料選擇 Q345R 設(shè)計溫度需用應(yīng)力 ? ? 163?t? MPa， 鋼板負偏差 1= ， 腐蝕余量 2= 。 水 壓試驗壓力 ? ?? ? ??tT pp ???MPa 式中 Tp? 耐壓試驗壓力， MPa； P? 壓力容器的設(shè)計壓力， MPa ； 試驗壓力下圓筒的應(yīng)力 ?T = ?? ?.2 ).( e eiT ?Dp = 由于 ?T? ???T，所以所設(shè)計殼體滿足條件