【正文】 機(jī)SF5附電機(jī)3KW組合件112丙酮計(jì)量缸Φ2191200鋼113低壓緩沖器鋼114字盤式地上衡150型OA組合件47. 定員 不同層面職能 管理層：公司領(lǐng)導(dǎo)班子主要負(fù)責(zé)戰(zhàn)略決策管理，負(fù)責(zé)對(duì)過程進(jìn)行統(tǒng)一計(jì)劃、指揮、控制和協(xié)調(diào)；職能部室在公司領(lǐng)導(dǎo)班子的統(tǒng)一領(lǐng)導(dǎo)下，代表公司行使管理職能，主要負(fù)責(zé)對(duì)公司所有生產(chǎn)要素進(jìn)行統(tǒng)一控制管理、對(duì)作業(yè)層進(jìn)行業(yè)務(wù)指導(dǎo)、為領(lǐng)導(dǎo)班子決策提供各種技術(shù)和信息支持。（3）防沖與導(dǎo)流 管程設(shè)置防沖板的條件當(dāng)管程采用軸向入口接管或換熱管內(nèi)流體流速超過時(shí)，應(yīng)設(shè)置防沖板，以減少流體不均勻分布和對(duì)換熱管端的沖蝕。殼體接管采用平頸對(duì)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(shí)，不能只按標(biāo)準(zhǔn)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(jìn)行劃分。按法蘭的材料可分為：鋼制法蘭、有色金屬法蘭。表6 壓力容器法蘭分類表本次設(shè)計(jì)的換熱器公稱直徑為1000mm，,參考設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)當(dāng)選擇對(duì)焊法蘭。我國的壓力容器法蘭自成體系、目前最新的標(biāo)準(zhǔn)為JB/T470047072000壓力容器法蘭[14]。法蘭應(yīng)該是個(gè)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(jì)標(biāo)準(zhǔn)、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(shí)，雙鞍座臥式容器可近似看成支承在兩個(gè)鉸支點(diǎn)上受均布載荷的外伸簡支梁。容器受重力作用時(shí)，雙鞍座臥式容器可近似看成支承在兩個(gè)鉸支點(diǎn)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(biāo)準(zhǔn)，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?yàn)榛A(chǔ)水平高度有可能不一致，如果使用多個(gè)支座，將會(huì)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(gè)支座。鞍式支座在換熱器上的布置，因，取。接管宜與殼體內(nèi)表面平齊；對(duì)于不能利用接管（或接口）進(jìn)行放氣和排液的換熱器，就在管程和殼程的最高點(diǎn)設(shè)置放氣口，最低點(diǎn)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 接管計(jì)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(dāng)量直徑 換熱管的有效長度為： 式中換熱管長，mm；管板的名義厚度，mm；換熱管與管板脹接長度或焊腳高度，mm；根據(jù)換熱管外徑查《管殼式熱交換器設(shè)計(jì)手冊(cè)GB151》[12]知管板最小厚度，在這里取。 取 則 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: 換熱管根數(shù)，根。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。圖6 布管簡圖本設(shè)計(jì)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(jì)算方法各計(jì)算結(jié)果，在此采用GB151標(biāo)準(zhǔn)[12]中管板計(jì)算方法來設(shè)計(jì)計(jì)算管板。管板的設(shè)計(jì)是否合理對(duì)確保換熱器的安全運(yùn)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 mm 浮頭法蘭和鉤圈的內(nèi)直徑 浮頭法蘭和鉤圈的外直徑 外頭蓋內(nèi)直徑 浮動(dòng)管板外徑 選擇所用參數(shù)，繪制如下表格。在此選擇標(biāo)準(zhǔn)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(jì)算 筒體的最大允許工作壓力 MPa 筒體設(shè)計(jì)溫度下的計(jì)算應(yīng)力 MPa MPa 校核 所以滿足要求。筒體簡圖如下：圖2 筒體簡圖 計(jì)算厚度可知筒體內(nèi)徑mm查《化工壓力容器設(shè)計(jì)——方法、問題和要點(diǎn)》時(shí)浮頭式換熱器筒體的名義厚度mm所以有效厚度（2）液壓實(shí)驗(yàn)對(duì)于內(nèi)壓容器，耐壓試驗(yàn)的的目的是：在超設(shè)計(jì)壓力下，考核缺陷是否會(huì)發(fā)生快速擴(kuò)展造成破壞或開裂造成泄漏，檢驗(yàn)密封結(jié)構(gòu)的密封性能。 前端管箱筒體計(jì)算（1）由給定條件知、管程的設(shè)計(jì)壓力MPa；焊接接頭系數(shù)；設(shè)計(jì)溫度；腐蝕裕量。 ss =試驗(yàn)壓力下圓筒的應(yīng)力sT = = 由于sT163。水壓試驗(yàn)壓力 MPa式中 耐壓試驗(yàn)壓力，MPa； 壓力容器的設(shè)計(jì)壓力，MPa ； 耐壓試驗(yàn)壓力系數(shù)；對(duì)于鋼和有色金屬，液壓試驗(yàn)時(shí)。其傳熱面積為： m2 殼體殼體材料除要滿足一定的強(qiáng)度外，由于制造過程中經(jīng)過卷板、沖壓和焊接，故要求材料有一定的塑性和可焊性，一般采用含碳量較低的Q345R、等，現(xiàn)選用鋼。由于水、油腐蝕性不大，故可采用碳鋼，現(xiàn)選擇20號(hào)鋼的無縫鋼管。 管子和傳熱面積換熱管除要求具有足夠的強(qiáng)度外，當(dāng)采用脹管法固定時(shí)，還要求管子有良好的塑性，避免因脹接而產(chǎn)生裂縫。管程分程隔板采用十字型結(jié)構(gòu)，其主要優(yōu)點(diǎn)是布管緊密。 換熱器的機(jī)械設(shè)計(jì)計(jì)算 換熱流程設(shè)計(jì)采用1殼程2管程的換熱器。管子正方形排列時(shí)當(dāng)量直徑 式中t——相鄰兩管中心距，m； ——管外徑，m。取弓形折流板圓缺高度為殼體內(nèi)徑的25%，則切去的圓缺高度為h=1000=250mm,取h=250mm。折流板的作用是可以提高殼程流體的流速，增加湍動(dòng)程度，并使殼程流體垂直沖刷管束，以改善傳熱，增大殼程流體的傳熱系數(shù)，同時(shí)減少結(jié)垢。弓形折流板又可以分為單弓形、雙弓形、三弓形。根據(jù)換熱管外徑查管殼式換熱器設(shè)計(jì)手冊(cè)GB151表12[12]可得換熱管中心距S=25mm；分程隔板槽兩側(cè)相鄰管中心距。 各種排管方式簡圖見圖1。 管程數(shù)和傳熱管數(shù) 根據(jù)傳熱管內(nèi)徑和流速確定單程傳熱管數(shù)ns 式中：V——水的體積流量，m3/h； di——換熱管的內(nèi)徑，mm； ui——水在換熱管中的流速，m/s；按單程計(jì)算所需換熱管的長度L m式中：S——換熱管傳熱面積，m2； ns——單程傳熱管數(shù)； d0——換熱管外徑，mm；按單管程設(shè)計(jì)，傳熱管過長，根據(jù)本設(shè)計(jì)實(shí)際情況，取傳熱管長m，則該換熱器的管程數(shù)為傳熱管的總根數(shù) 管排列方式 換熱管在管板上的排列有正三角形排列、正方形排列和正方形錯(cuò)列三種排列方式。在此選取的無縫鋼管Φ192mm作為換熱管。對(duì)清潔的流體，管徑可取小些，而對(duì)黏度較大或易結(jié)垢的流體，考慮管束的清洗方便或避免管子堵塞，管徑可取大些。 查相關(guān)資料取總傳熱系數(shù) 計(jì)算熱負(fù)荷 乙炔氣計(jì)算，即 式中：m1——乙炔的流量，m3/h； CP1——乙炔的比熱，kJ/kg℃； T1——乙炔進(jìn)口溫度，℃； T2——乙炔出口溫度，℃； 計(jì)算冷卻用水量 忽略熱損失，則水的用量為 kg/s=kg/h式中：m2——水的質(zhì)量流量，kg/h； CP2——水的比熱，kJ/kg℃； T1——水進(jìn)口溫度，℃； T2——水出口溫度，℃； 估算傳熱面積 m2式中：K——總傳熱系數(shù)，W/(m2s水的普朗特?cái)?shù)：Pr2=乙炔的定性溫度： 乙炔密度：ρ1= kg/m3乙炔比熱：Cp1= kJ/kg℃乙炔導(dǎo)熱系數(shù)：k1= W/m℃乙炔粘度：μ1=104 Pa 確定設(shè)計(jì)方案 兩流體溫度變化情況：熱流體是乙炔， oC，出口溫度40oC；冷流體（循環(huán)水）進(jìn)口溫度30 oC。浮頭式換熱器[11]是管殼式換熱器系列中的一種，它的特點(diǎn)是兩端管板只有一端與外殼固定死，另一端可相對(duì)殼體滑移，稱為浮頭。型號(hào)NRY20NRY40NRY60NRY80NRY100NRY120NRY140NRY160乙炔產(chǎn)量(m3/h)20406080100120140160乙炔純度(%)C2H2 ≥98C2H2≥98C2H2 ≥98C2H2 ≥98C2H2 ≥98C2H2 ≥98C2H2 ≥98C2H2 ≥98發(fā)生器出口壓力(MPa) 發(fā)生器水溫(℃)≤ 70≤ 70≤ 70≤ 70≤ 70≤ 70≤ 70≤ 70電石粒度(mm)102001020010200 10200 10200 10200 10200 10200 電石耗量(kg/h)95190285380475570665760乙炔壓縮機(jī)型M2V220/25M2V220/25M2V220/25M2V220/25M2V220/25M2V220/25M2V220/25M2V220/25配用電機(jī)(KW)2345678充瓶壓力(MPa) 表3 各種型號(hào)溶解乙炔設(shè)備技術(shù)參數(shù)表根據(jù)物料衡算可知，所以選擇型號(hào)為NRY80的乙炔發(fā)生器。一旦發(fā)生器超壓，乙炔就會(huì)從安全裝置中放空，非常安全。全密封發(fā)生器采用電磁振蕩器[10]把電石從貯料斗中均勻地振落到發(fā)生器內(nèi)，電磁振蕩器與貯氣柜連鎖控制，當(dāng)發(fā)生器的發(fā)氣量過大時(shí)，電磁振蕩器會(huì)自動(dòng)停止工作。全密封低壓乙炔發(fā)生器全密封低壓乙炔發(fā)生器是用電石桶把已破碎好的規(guī)格電石加入到發(fā)生器上部的電石貯料斗中。5. 溶解乙炔車間設(shè)備設(shè)計(jì)與選型 乙炔發(fā)生器的選型 乙炔發(fā)生器[8]是用水分解電石，制取氣態(tài)乙炔的設(shè)備，是溶解乙炔生產(chǎn)裝置中的重要設(shè)備之一，乙炔發(fā)生器的性能好壞，將直接影響到成套設(shè)備的安全性能和企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益。不能夠詳細(xì)的列舉數(shù)據(jù)。（8） 充罐乙炔氣體量： 充罐乙炔量=（充罐后瓶中）（充罐前瓶中）乙炔最大充罐量可按下式計(jì)算：式中： ＆填料孔隙率 % V鋼瓶實(shí)際容積 L Gmax乙炔限定充裝量 kg由上式可得 ：Gmax =（9） 生產(chǎn)乙炔瓶總數(shù)?年生產(chǎn)乙炔瓶總數(shù)：75900（瓶）?日生產(chǎn)乙炔瓶數(shù)： 253（瓶） （10）發(fā)生器的物料衡算： 電石投入量M1= 熱量的散失Q累積發(fā)生器 產(chǎn)生的乙炔V1 電石渣M2 產(chǎn)生的廢氣V2 總物料：∑m入=∑m出則：F=W+PM1=M2+V1+V2 （11）發(fā)生器的熱量衡算： 由于電石與水在發(fā)生器里是根據(jù)化學(xué)反應(yīng)自發(fā)所產(chǎn)生的熱量，所以我們?cè)谶@里就只能夠看其本身的熱量衡算了。 （4）以日生產(chǎn)24小時(shí)計(jì)算。 (2)。4. 物料衡算 本設(shè)計(jì)是設(shè)計(jì)年生產(chǎn)50萬標(biāo)m3溶解乙炔，以年工作日300天計(jì)，可得出原料消耗量為：，年生產(chǎn)乙炔瓶75900瓶。乙炔氣干燥后，送入氯乙烯裝置。乙炔氣先通過換熱器和除霧器脫除大部分水，再進(jìn)入分子篩干燥器進(jìn)行吸附脫水。次氯酸鈉液自次氯酸鈉配制槽，先經(jīng)次氯酸鈉泵打入清凈2塔頂部，從清凈2塔底部流出，然后一部分自身循環(huán)，一部分經(jīng)清凈泵打入清凈1塔頂部，清凈1塔底部流出的次氯酸鈉液自身循環(huán)，從第二清凈塔頂部出來的乙炔氣進(jìn)入中和塔，用氫氧化鈉液洗滌，中和掉從電石中帶入的二氧化碳和清凈時(shí)產(chǎn)生的酸性物質(zhì)。氣柜設(shè)置高低位報(bào)警，根據(jù)氣柜的高低和發(fā)生器的壓力控制電磁振動(dòng)下料器，調(diào)節(jié)進(jìn)入發(fā)生器的電石量。為了安全生產(chǎn)，系統(tǒng)設(shè)有安全水封和逆水封。電石渣漿從發(fā)生器溢流管不斷排出，濃渣漿和矽鐵等雜質(zhì)從發(fā)生器底部間隙排出。在發(fā)生器中，電石與水發(fā)生反應(yīng)，生成乙炔氣和電石渣。用氮?dú)鈱?duì)一斗、二斗進(jìn)行置換，然后在氮?dú)獾谋Ｗo(hù)下，電石從料斗進(jìn)入加料斗。 乙炔的化工產(chǎn)出指標(biāo) 不同的化工企業(yè)對(duì)自己產(chǎn)出的乙炔的含量要求不同，我所在公司要求產(chǎn)出的乙炔含量必須≥，清凈以后的乙炔含量要≥。（kg/m3）， 火焰溫度 3150℃，熱值12800（千卡/m3），純乙炔在空氣中燃燒2100度左右，在氧氣中燃燒可達(dá)3600度。熔點(diǎn)（）℃，沸點(diǎn)84℃，(82/4℃)，（0℃），閃點(diǎn)（開杯）℃，自燃點(diǎn)305℃。由碳化鈣(電石)制備的乙炔因含磷化氫等雜質(zhì)而有惡臭。在15℃，乙炔在丙酮中的溶解度為237g/L，溶液是穩(wěn)定的?；瘜W(xué)式C2H2分子結(jié)構(gòu)：C原子以sp雜化軌道成鍵、分子為直線形的非極性分子。 乙炔 乙炔簡介 乙炔又稱電石氣。丙酮對(duì)金屬不腐蝕，可貯于鐵、鋁等容器中，丙酮毒性低，毒性近于乙醇，對(duì)中樞神經(jīng)有麻醉作用，吸入蒸汽會(huì)引起頭痛。常溫下不會(huì)被硝酸氧化，用高錳酸鉀等強(qiáng)氧化劑氧化時(shí)生成二氧化碳、水、乙酸、甲酸等。熔點(diǎn)2300℃，能導(dǎo)電，純度越高，導(dǎo)電越容易。遇水激烈分解產(chǎn)生乙炔氣和氫氧化鈣，并放出大量的熱。表1 電石質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)項(xiàng)目 指 標(biāo)優(yōu)等品一等品合格品發(fā)氣量（20℃,≧）粒度(mm)802003052852555080305285255580300280250550300280250乙炔中磷化氫，%（V/V)乙