固定管板式換熱器畢業(yè)設(shè)計(jì)

1、<p><b>　　畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）</b></p><p><b>　　2013 屆</b></p><p>　　題 目 固定管板式換熱器設(shè)計(jì) </p><p>　　專 業(yè) 設(shè)備維修技術(shù) </p><p>　　學(xué)生姓名

2、 </p><p>　　學(xué) 號(hào) </p><p>　　小組成員 </p><p>　　指導(dǎo)教師 </p><p>　　完成日期 </p>

3、;<p>　　畢 業(yè) 論 文（設(shè) 計(jì)）任 務(wù) 書(shū)</p><p>　　1、論文（設(shè)計(jì)）題目： 固定管板式換熱器設(shè)計(jì) </p><p>　　2、論文（設(shè)計(jì)）要求：</p><p>　?。?）學(xué)生應(yīng)在教師指導(dǎo)下按時(shí)完成所規(guī)定的內(nèi)容和工作量，最好是獨(dú)立完成。</p><p>　?。?）選題有一定的理論意義與實(shí)踐價(jià)值，

4、必須與所學(xué)專業(yè)相關(guān)。</p><p>　　（3）主題明確，思路清晰。</p><p>　?。?）文獻(xiàn)工作扎實(shí)，能夠較為全面地反映論文研究領(lǐng)域內(nèi)的成果及其最新進(jìn)展。</p><p>　?。?）格式規(guī)范，嚴(yán)格按系部制定的論文格式模板調(diào)整格式。</p><p>　　（6）所有學(xué)生必須在5月15日之前交論文初稿。</p><p&g

5、t;　　3、論文（設(shè)計(jì)）日期：任務(wù)下達(dá)日期 2013.3.4 </p><p>　　完成日期 2013.4.10 </p><p>　　4、指導(dǎo)教師簽字： </p><p><b>　　固定管板式換熱器</b></p><p>　　摘要：本

6、設(shè)計(jì)以安全為前提，并盡可能保證其質(zhì)量、經(jīng)濟(jì)合理性以及實(shí)用性等技術(shù)指標(biāo)。本說(shuō)明書(shū)在編寫過(guò)程中語(yǔ)言力求簡(jiǎn)潔明了，對(duì)來(lái)源于實(shí)踐中的結(jié)構(gòu)和方案在使用時(shí)作了詳細(xì)的分析和校核，對(duì)借鑒的理論、公式、方案以及結(jié)論都注明了出處，以便查詢。</p><p>　　本設(shè)計(jì)過(guò)程主要分五部分內(nèi)容：1.工藝流程；2.工藝設(shè)計(jì)及計(jì)算；3.機(jī)械設(shè)計(jì)及計(jì)算；4.技術(shù)條件的編制。</p><p>　　緒論中詳述了本換熱器在工藝

7、流程中的地位以及該換熱器的特點(diǎn)、合理選型，并對(duì)該換熱器在實(shí)用中的發(fā)展?fàn)顩r作了簡(jiǎn)要的分析。工藝設(shè)計(jì)及計(jì)算主要是通過(guò)介質(zhì)的物性參數(shù)以及它們所處的工作狀況進(jìn)行了設(shè)備輪廓尺寸的計(jì)算，即換熱器筒體的內(nèi)徑等；通過(guò)熱負(fù)荷的計(jì)算得到了設(shè)備的換熱面積以及排管數(shù)等參數(shù)。機(jī)械設(shè)計(jì)及計(jì)算主要解決的是結(jié)構(gòu)和強(qiáng)度兩個(gè)問(wèn)題，其思路大致如下：在設(shè)計(jì)條件的規(guī)范下，從材料的選擇和結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)入手，輔以合理的強(qiáng)度計(jì)算與校核得到設(shè)備所需的結(jié)構(gòu)。</p><p

8、>　　關(guān)鍵詞：工藝流程，工藝計(jì)算，機(jī)械計(jì)算，技術(shù)要求</p><p><b>　　目錄</b></p><p>　　第一章 工藝流程設(shè)計(jì)及控制說(shuō)明1</p><p>　　1.1工藝流程文字說(shuō)明1</p><p>　　1.1.1 尿素生產(chǎn)工藝概述1</p><p>　　1.1.2反應(yīng)機(jī)理

9、1</p><p>　　1.1.3 具體說(shuō)明2</p><p>　　1.2 部分設(shè)備性能一覽表3</p><p>　　1.3部分機(jī)器性能一覽表4</p><p>　　1.4調(diào)節(jié)閥閥門一覽表5</p><p>　　1.4.1 尿素合成及一段分解5</p><p>　　1.4.2 一段循

10、環(huán)5</p><p>　　1.4.4二段循環(huán)6</p><p>　　第二章 單體設(shè)備－一分加熱器設(shè)計(jì)7</p><p>　　2.1一分加熱器概述及結(jié)構(gòu)特點(diǎn)7</p><p>　　2.1.1設(shè)備在化工工藝中的地位7</p><p>　　2.1.2 結(jié)構(gòu)特點(diǎn)7</p><p>　　第三章

11、 化工工藝設(shè)計(jì)及計(jì)算8</p><p><b>　　3.1設(shè)計(jì)方案8</b></p><p>　　3.2確定物性數(shù)據(jù)8</p><p>　　3.3估計(jì)傳熱面積9</p><p>　　3.3.1 熱流量9</p><p>　　3.3.2 平均傳熱溫差9</p><p&

12、gt;　　3.3.3 傳熱面積9</p><p>　　3.3.4 冷卻水用量9</p><p>　　3.4工藝結(jié)構(gòu)尺寸10</p><p>　　3.4.1管徑和管內(nèi)流速10</p><p>　　3.4.2管程數(shù)和傳輸管數(shù)10</p><p>　　3.4.3平均傳熱溫差校正及殼程數(shù)10</p>

13、<p>　　3.4.4殼體內(nèi)徑11</p><p>　　3.4.5折流板11</p><p>　　3.4.6接管12</p><p>　　3.5換熱器核算12</p><p>　　3.5.1熱流量核算12</p><p>　　3.5.2 管內(nèi)表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)13</p><p>

14、;　　3.5.3污垢熱阻和管壁熱阻13</p><p>　　3.5.4傳熱系數(shù)14</p><p>　　3.5.5平均溫差14</p><p>　　3.5.6換熱器內(nèi)流體的流動(dòng)阻力15</p><p>　　第四章 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)16</p><p>　　4.1 設(shè)計(jì)條件的確定16</p><p

15、>　　4.1.1 設(shè)計(jì)壓力16</p><p>　　4.1.2 設(shè)計(jì)溫度17</p><p>　　4.2 筒體壁厚的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)17</p><p>　　4.2.1 圓筒材料17</p><p>　　4.2.2 圓筒壁厚17</p><p>　　4.3 封頭的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)18</p><p

16、>　　4.3.1 封頭厚度的計(jì)算18</p><p>　　4.3.3 封頭與管板的連接19</p><p>　　4.4管板的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)20</p><p>　　4.4.1管板厚度的計(jì)算20</p><p>　　4.4.1管板結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)21</p><p>　　4.4.3管板與換熱管的連接22</p&

17、gt;<p>　　4.4.4管板與殼體的連接23</p><p>　　4.5折流板的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)23</p><p>　　4.5.5折流板厚度24</p><p>　　4.6 拉桿的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)24</p><p>　　4.6.1拉桿的結(jié)構(gòu)形式24</p><p>　　4.6.2 拉桿的數(shù)量和直徑24

18、</p><p>　　4.6.3 拉桿的尺寸24</p><p>　　4.6.4 拉桿的布置25</p><p>　　4.7換熱管的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)25</p><p>　　4.7.1 換熱管的規(guī)格25</p><p>　　4.7.2尺寸公差25</p><p>　　4.7.3換熱管的中心距

19、25</p><p>　　4.7.4換熱管的排列圖26</p><p>　　4.8 填料密封的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)26</p><p>　　4.9 吊耳和吊環(huán)螺釘?shù)慕Y(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)27</p><p>　　4.9.1吊耳的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)27</p><p>　　4.10殼程和管程進(jìn)出料口法蘭的選擇28</p><p

20、>　　4.10.1接管法蘭的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)28</p><p>　　4.10.2雙頭螺柱的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)29</p><p>　　4.11管箱法蘭和殼體法蘭以及墊片設(shè)計(jì)29</p><p>　　4.11.1 法蘭的選擇29</p><p>　　4.11.2 墊片的選擇31</p><p>　　4.12主螺栓的結(jié)構(gòu)設(shè)

21、計(jì)31</p><p>　　4.12.1主螺栓結(jié)構(gòu)如下如所示31</p><p>　　4.13 管箱圓筒的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)32</p><p>　　4.14支座的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)33</p><p>　　4.14.1支座的選型33</p><p>　　4.14.2鞍座的安裝位置36</p><p>

22、　　4.15進(jìn)出口接管位置以及外審長(zhǎng)度36</p><p>　　4.15.1接管外審長(zhǎng)度36</p><p>　　4.15.2接管位置37</p><p>　　第5章 強(qiáng)度校核37</p><p>　　第6章 技術(shù)條件的說(shuō)明44</p><p><b>　　6.1 鋼材44</b>&l

23、t;/p><p>　　6.2 冷熱加工成型44</p><p>　　6.2.1焊接45</p><p>　　6.2.2熱處理45</p><p>　　6.2.3無(wú)損探傷45</p><p>　　6.3換熱器的尺寸偏差45</p><p>　　6.4裝配圖的技術(shù)條件46</p>

24、<p>　　6.4.1技術(shù)要求46</p><p>　　6.4.2折流板、支持板技術(shù)條件46</p><p>　　6.4.3管板技術(shù)條件46</p><p>　　6.4.4法蘭技術(shù)條件47</p><p><b>　　參考文獻(xiàn)49</b></p><p><b>

25、　　致 謝50</b></p><p><b>　　前 言</b></p><p>　　在設(shè)計(jì)中，第一部分重點(diǎn)介紹了該廠的合成尿素全過(guò)程的工藝流程。第二部分重點(diǎn)介紹化工工藝設(shè)計(jì)及計(jì)算，主要是換熱器的型式及換熱器的傳熱系數(shù)的闡述和計(jì)算，在此基礎(chǔ)上，進(jìn)行了換熱器的選擇。第四部分重點(diǎn)介紹了換熱器的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及計(jì)算，主要是封頭、換熱管、折流板、拉桿的選擇，筒

26、體端部、螺栓的設(shè)計(jì)和校核。第五部分介紹技術(shù)條件的編制，并且對(duì)焊接工藝進(jìn)行了說(shuō)明。以上達(dá)到了對(duì)設(shè)計(jì)完整性的介紹，具體的設(shè)計(jì)內(nèi)容在設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)中將具體闡述。在本次設(shè)計(jì)中，得到了許多老師和同學(xué)的幫助，特別是輔導(dǎo)老師的大力幫助。</p><p><b>　　'</b></p><p><b>　　緒 論</b></p><p

27、>　　在工業(yè)生產(chǎn)中，總避免不了進(jìn)行傳熱（升溫和冷卻）的處理，而在此過(guò)程中用的最多的裝置就是換熱器。在大型的工廠中換熱器所占的比例是很高的，故換熱器的應(yīng)用領(lǐng)域是</p><p>　　非常廣泛的。在生產(chǎn)中，由于不同的需要，換熱器的型式是各不相同的。以下大致介紹一下?lián)Q熱器的型式：依據(jù)換熱原理和實(shí)現(xiàn)熱交換的方法，換熱器可分為間壁式、混合式和蓄熱式三類，其中以間壁式換熱器應(yīng)用最為普遍。隨著人類的發(fā)展，換熱器的型式也出

28、現(xiàn)了新的型式，但多是用于特殊的場(chǎng)合，故在此就不去論述。在眾多的換熱器中，又以列管式換熱器的造價(jià)和制造簡(jiǎn)單而應(yīng)用最廣泛。列管式換熱器的基本型式分為：固定管板式、U型管式、浮頭式換熱器。本次設(shè)計(jì)的換熱器為固定管板式換熱器。</p><p><b>　　1 工藝流程</b></p><p>　　第一章 工藝流程設(shè)計(jì)及控制說(shuō)明</p><p>　　1.

29、1工藝流程文字說(shuō)明</p><p>　　1.1.1 尿素生產(chǎn)工藝概述</p><p>　　在各種化學(xué)化學(xué)肥料中，氮素肥料需要量最大，應(yīng)用范圍最廣，而尿素是氮素肥料中占重要地位的一個(gè)品種。尿素的化學(xué)名稱為CO（NH2）2。它是一種無(wú)色、無(wú)味、無(wú)臭的針狀或棱柱狀結(jié)晶。分子量為60.06，含氮量為46.65%。</p><p>　　工業(yè)上由氨和二氧化碳合成尿素大致可分為下

30、面四個(gè)步驟：</p><p>　?。?）氨和二氧化碳原料的供應(yīng)與凈化；</p><p>　　（2）氨和二氧化碳合成尿素；</p><p>　?。?）尿素熔融液與未反應(yīng)成尿素的物質(zhì)的分離與回收；</p><p>　　（4）尿素熔融物的加工。</p><p>　　按上述四步，可畫出生產(chǎn)尿素概略工藝流程圖，如圖1-1所示：&

31、lt;/p><p><b>　　圖1-1流程圖</b></p><p><b>　　1.1.2反應(yīng)機(jī)理</b></p><p>　　工業(yè)上生產(chǎn)尿素都是采用由氨和二氧化碳直接合成的方法。其反應(yīng)總式如下；</p><p>　　2NH3+CO2 =======CO2（NH2）2+H2O+Q</p>

32、<p>　　這是一個(gè)強(qiáng)放熱的可逆反應(yīng)。這個(gè)反應(yīng)在合成塔中是分兩步進(jìn)行的。</p><p>　　第一步，液氨與二氧化碳作用生成液體氨基甲酸銨（簡(jiǎn)稱甲銨）。</p><p>　　2NH3+CO2 ===== NH4CO2NH2+Q1</p><p>　　這個(gè)反應(yīng)速度很快，極易達(dá)到平衡，二氧化碳轉(zhuǎn)化率可高達(dá)90%以上。</p><p>

33、;　　第二步，液態(tài)甲銨在一定溫度壓力下脫水生成尿素。</p><p>　　NH4CO2NH2===== CO（NH2）2+H2O-Q2</p><p>　　這是一個(gè)吸熱反應(yīng)。反應(yīng)速度較慢，要較長(zhǎng)時(shí)間才能達(dá)到平衡。即使達(dá)到了平衡也不可能使全部甲銨脫水轉(zhuǎn)化為尿素。一般只有50~70%，是合成尿素過(guò)程中的控制反應(yīng)。</p><p>　　1.1.3 具體說(shuō)明</p&g

34、t;<p><b>　　〈一〉合成尿素：</b></p><p>　　1.二氧化碳?jí)嚎s及脫硫：</p><p>　　來(lái)自脫碳工段的35~40℃，0.1053Mpa（絕），加防腐空氣后純度為95.7％（體積），含氧量為0.4%~0.5%（體積）的原料二氧化碳?xì)怏w，經(jīng)氣液分離器后進(jìn)入壓縮機(jī)；經(jīng)一二段壓縮到0.981~1.128Mpa（絕），冷卻抽水后送往二氧

35、化碳脫硫槽，經(jīng)脫硫后氣體進(jìn)入壓縮機(jī)，經(jīng)三四五段壓縮到20.69 Mpa（絕），約125℃，送往合成塔。</p><p>　　2.氨輸送及尿素合成</p><p>　　來(lái)自冷凍工段液氨貯槽的≤20℃≥2.06Mpa（絕）的原料液，經(jīng)液氨流量計(jì)后至尿素主框架上的液氨過(guò)濾器再進(jìn)入液氨緩沖槽的原料室。來(lái)自氨冷凝器的循環(huán)液氨緩沖槽的回流室，其中一部分過(guò)檔板，與原料氨混合，經(jīng)泵加壓送往氨預(yù)熱器，然后進(jìn)

36、入合成塔。液氨緩沖槽回流室，液氨緩沖槽回流室的液氨作為一吸塔的回流氨。</p><p><b>　　〈二〉循環(huán)回收</b></p><p><b>　　1.分離回收的方法</b></p><p>　　由于尿素化學(xué)反應(yīng)平衡的限制，原料氨和二氧化碳在合成塔內(nèi)不可能完全轉(zhuǎn)化為尿素。在水溶液全循環(huán)尿素生產(chǎn)中，一般取合成壓力為20M

37、pa，反應(yīng)溫度為（188~190）℃　，進(jìn)料NH3/CO2摩爾比為4，H2O/CO2摩爾比為0.65，此種情況下，只有部分氨和部分CO2 轉(zhuǎn)化生成尿素.其余氨和二氧化碳則以氨基甲酸銨游離銨和二氧化碳的形式存在于合成尿素的反應(yīng)液中。對(duì)這部分物料的回收與利用此車間采用多段減壓加熱的方法來(lái)分離和回首未反應(yīng)的氨和二氧化碳的。</p><p>　　2.減壓加熱分解的基本原理：</p><p>　　

38、二氧化碳和氨的溶解是一個(gè)放熱和體積縮小的過(guò)程。所以：當(dāng)溫度一定時(shí)，隨著壓力下降，溶解度減??；當(dāng)壓力一定，隨溫度升高，溶解度減小。</p><p>　　如果對(duì)合成反應(yīng)液進(jìn)行減壓加熱處理。有利于將溶解的游離氨和游離CO2 從液體中分離出來(lái)。另外，因?yàn)榘被姿徜@的分解是一個(gè)吸熱和體積增大的過(guò)程，故減壓加熱處理也有利于氨基甲酸銨的分解。</p><p>　　3.一段分解吸收（中壓分解吸收）<

39、;/p><p>　　尿素合成塔的反應(yīng)熔融物經(jīng)出口壓力調(diào)節(jié)閥減壓至1.77Mpa（絕），進(jìn)入預(yù)蒸餾塔上部，在此分離出閃蒸氣體后，溶液自流至中部蒸餾段，與一分加熱器分離段來(lái)的熱氣體逆流接觸進(jìn)行換熱蒸餾，使液相中的部分甲銨分解與過(guò)剩氨蒸出，汽化進(jìn)入氣相。同時(shí)氣相中的水蒸汽部分冷凝。預(yù)蒸餾后的尿液自蒸餾段下部流往一分加熱器，在蒸汽加熱作用下。約88%的甲銨在此分解，約（155~160）℃的氣液混合物經(jīng)過(guò)一分加熱器上升到預(yù)蒸餾

40、塔底部的分離段分離為兩相，液相自塔底流出，經(jīng)減壓后送往二分塔，氣相自上而下地通過(guò)蒸餾段自塔頂至一段蒸發(fā)加熱器的熱能回收段。</p><p>　　一段分解系統(tǒng)所需的防腐空氣由空壓機(jī)提供。空氣由一分加熱器尿液入口管道上補(bǔ)入。</p><p>　　來(lái)自預(yù)蒸餾塔的一段分解氣與二甲泵送來(lái)的二甲液在一段蒸發(fā)加熱器熱能回收段混合，發(fā)生部分冷凝，放出熱量用于加熱尿素溶液。熱能回收段排出的氣液混合物進(jìn)入一段

41、冷卻器底部，在循環(huán)脫鹽冷卻水冷卻作用下，氣體進(jìn)一步發(fā)生冷凝。出一吸冷卻器的氣液混合物進(jìn)入尾吸塔底部鼓泡段，氣相經(jīng)鼓泡吸收后，未吸收的氣體進(jìn)入精洗段被來(lái)自惰洗器的濃氨水與來(lái)自液氨緩沖槽的回流氨進(jìn)一步精洗吸收，塔頂排出的約45℃，含CO2＜100×10-6進(jìn)入氨冷器A，部分氣相在此處被冷凝下來(lái)流往液氨緩沖槽。出A的氣體經(jīng)惰洗器的防爆空間后，依次進(jìn)入氨冷（B），氨冷（C），被冷凝的同樣流入液氨緩沖槽，未冷凝氣體送至惰洗器，被來(lái)自二循

42、二冷凝器的氨水吸收，尾氣減壓至尾吸塔。惰洗器排出的45℃氨水流往一吸塔頂部，一吸塔底部得到的（90~95） ℃的一甲液經(jīng)一甲泵加壓送往尿素合成塔。</p><p>　　4.二段循環(huán)（低壓分解吸收）</p><p>　　一分塔蒸餾段排出的尿液（質(zhì)量濃度為57.9%）減壓至約0.29~0.39MPa后，送入二分塔上部的填料段，與來(lái)自二分塔加熱段</p><p>　　的氣

43、體逆流接觸后進(jìn)入加熱段，由二分加熱器進(jìn)行循環(huán)加熱，其中二加熱器排出的冷凝液到二分液位槽，然后至膨脹槽。經(jīng)過(guò)二分塔的尿液（質(zhì)量濃度為66.5%）經(jīng)過(guò)脫鹽水沖洗后去了閃蒸槽進(jìn)行蒸發(fā)造粒。尿液中殘存的過(guò)剩氨和甲銨經(jīng)汽化后進(jìn)入氣相，由二分塔塔頂排出，與來(lái)自解吸系統(tǒng)的解吸氣混合后進(jìn)入二循一冷凝器，在此處被被蒸發(fā)冷凝液吸收后生成二甲液由二甲泵送入一段蒸發(fā)加熱器熱能利用段。出二循一冷的氣體在二循二內(nèi)繼續(xù)被蒸發(fā)冷凝液吸收，生成氨水送往一段惰洗器，尾氣去

44、尾吸塔。</p><p>　　惰洗器尾氣和二循二冷的尾氣分別進(jìn)入尾吸塔底部，被來(lái)自尾吸泵的蒸發(fā)冷凝液吸收，生成碳銨液送至碳銨液位槽貯存，尾氣通過(guò)放空總管放空。</p><p>　　碳銨液由解吸泵送至解吸換熱器，與來(lái)自解吸塔底部的廢液進(jìn)行換熱后進(jìn)解吸塔上部，經(jīng)填料層蒸餾后，塔頂將得到的混合氣體進(jìn)入解吸冷凝器，在此部分冷凝，冷凝液返回解吸塔頂作為回流液，氣相去二循一冷。解吸塔底部約143℃，含

45、NH3 0.007%（重量）含尿素約1.15%的廢液經(jīng)解吸換熱器后排往污水處理裝置。</p><p>　　解吸冷凝器的作用是根據(jù)解吸負(fù)荷工藝生產(chǎn)系統(tǒng)的水平衡情況，通過(guò)改變進(jìn)入解吸冷凝器的脫鹽水流量來(lái)解吸氣溫度，來(lái)控制解吸氣的冷凝程度，使得使得隨解吸氣返回生產(chǎn)系統(tǒng)的水量得到適宜的控制。</p><p><b>　　〈三〉蒸發(fā)造粒</b></p><p

46、>　　來(lái)自二分塔的尿液減壓至約0.064MPa/（絕）后進(jìn)入閃蒸槽，在此分離為氣液兩相，約95 ℃、71%（重量）的尿液至一段蒸發(fā)器，在0.033MMPa下，經(jīng)熱能回收和蒸氣加熱段被加熱到130℃約96%（重量）。在一段蒸發(fā)分離段分離出的尿液去二段蒸發(fā)器。在0.0033MPa（絕），140℃下被濃縮到約99.7%（重量）的熔融尿素，經(jīng)分離后的熔融尿素由熔融泵送至造粒塔進(jìn)行造粒。</p><p>　　1.2

47、部分設(shè)備性能一覽表</p><p><b>　　表1-1壓力溫度表</b></p><p><b>　　表1-2壓力溫度表</b></p><p>　　1.3部分機(jī)器性能一覽表</p><p>　　表1-3部分機(jī)器性能一覽表</p><p>　　1.4調(diào)節(jié)閥閥門一覽表<

48、/p><p>　　1.4.1 尿素合成及一段分解 </p><p><b>　　表1-4一段</b></p><p>　　1.4.2 一段循環(huán)</p><p><b>　　表1-5一段循環(huán)</b></p><p>　　1.4.3 蒸發(fā)造粒</p><p&g

49、t;<b>　　表1-6蒸發(fā)造粒</b></p><p><b>　　表</b></p><p><b>　　1</b></p><p><b>　　-</b></p><p><b>　　1.4.4二段循環(huán)</b></p>

50、;<p><b>　　表1-7蒸發(fā)造粒</b></p><p><b>　　表1-7</b></p><p>　　第二章 單體設(shè)備－一分加熱器設(shè)計(jì)</p><p>　　2.1一分加熱器概述及結(jié)構(gòu)特點(diǎn)</p><p>　　2.1.1設(shè)備在化工工藝中的地位</p><p

51、>　　一分加熱器即中壓分解加熱器在中壓分解階段中處于較為重要的地位，其作用是用蒸汽加熱尿液，使其中大約88%的甲銨分解，加熱后的氣液混合物進(jìn)入分離段分離。故兩相介質(zhì)分別為尿液和蒸汽，通過(guò)熱交換，尿液溫度由124℃升至160℃，189℃的水蒸汽發(fā)生相變，滿足了工藝要求。</p><p>　　2.1.2 結(jié)構(gòu)特點(diǎn)</p><p>　　一分加熱器是列管式換熱器，由于尿液具有強(qiáng)腐蝕性，故列管

52、和管板及上下封頭材料為含鉬不銹鋼。</p><p>　　物料從下封頭均勻進(jìn)入每一根列管，在列管的外有蒸汽加熱，將熱量傳遞給物料，物料受熱后部分分解，產(chǎn)生了氣體，因氣體的比重比液體小得多，故氣體上升速度快，在每根管的中心形成了巨大的抽力，使物料能沿管壁上升。</p><p>　　被分解后的物料中混有大量的氣體，從上封頭蓋的出口管進(jìn)入分離器。中壓加熱器進(jìn)口物料管比出口物料管的管徑小得多。其原因

53、是：物料經(jīng)加熱溶液中的氣液增大；物料的重度就減小，而進(jìn)出口物料重量流量又相等，所以出口物料體積流量將隨著分解后物料的溫度升高而增大。如果進(jìn)出口加熱器的物料管一樣大時(shí)，則管內(nèi)的流速隨著體積流量的增高而增高，流速的增高會(huì)使尿液在管內(nèi)的阻力增大。</p><p>　　2 化工工藝設(shè)計(jì)及計(jì)算</p><p>　　第三章 化工工藝設(shè)計(jì)及計(jì)算</p><p><b>

54、　　表2.1 工作條件</b></p><p>　　工藝參數(shù)：參考《日用化工品理化數(shù)據(jù)手冊(cè)》 石油化工工業(yè)出版社1976年</p><p><b>　　表2.2物性參數(shù)</b></p><p><b>　　3.1設(shè)計(jì)方案</b></p><p>　　固定管板式換熱器屬于管殼式換熱器，從操

55、作壓力上看，應(yīng)使氨氣走管程，冷卻水走殼程。但由于冷卻水比較容易結(jié)垢，若流速太低，將會(huì)加快污垢生長(zhǎng)速度，使換熱器傳熱能力下降，所以從整體考慮，應(yīng)使冷卻水走管程，氨氣走殼程。</p><p><b>　　3.2確定物性數(shù)據(jù)</b></p><p>　　定性溫度：對(duì)于一般氣體和水成低黏度流體，其定性溫度可取體進(jìn)出口溫度的平均值。故殼程混合氣體的定性溫度為</p>

56、<p><b>　?。ā妫?lt;/b></p><p>　　管程流體的定性溫度為</p><p><b>　?。ā妫?</b></p><p>　　換熱器的設(shè)計(jì)，首先要根據(jù)生產(chǎn)工藝條件的要求，通過(guò)化工工藝計(jì)算，確定換熱的傳熱面積，同時(shí)選擇管徑、管長(zhǎng)、決定管數(shù)、管程數(shù)和殼程數(shù).</p><p&

57、gt;<b>　　3.3估計(jì)傳熱面積</b></p><p><b>　　3.3.1 熱流量</b></p><p><b>　　此過(guò)程選逆流有：</b></p><p>　　3.3.2 平均傳熱溫差</p><p><b>　　逆流計(jì)算，根據(jù),有</b>

58、</p><p>　　3.3.3 傳熱面積 </p><p>　　由于殼程氣體的壓力較高，由化工原理表3-5知： </p><p>　　K=320W/(㎡k)則估算的傳熱面積為</p><p>　　考慮到有20%的面積裕度，則需面積為：</p><p>　　3.3.4 冷卻水用量</p&g

59、t;<p><b>　　3.4工藝結(jié)構(gòu)尺寸</b></p><p>　　3.4.1管徑和管內(nèi)流速</p><p>　　選用252.5較高級(jí)冷拔傳熱管，取管內(nèi)流速=1m/s</p><p>　　3.4.2管程數(shù)和傳輸管數(shù)</p><p>　　因?yàn)閾Q熱管的換熱是依靠傳熱管構(gòu)成傳熱面來(lái)進(jìn)行，所以管子的尺寸、形狀對(duì)

60、傳熱有很大影響。同時(shí)。管子的大小。管子的排列對(duì)清潔污垢非常重要。</p><p>　　可依據(jù)傳熱管內(nèi)徑和流速確定單程傳熱管數(shù)、</p><p><b>　?。ǜ?lt;/b></p><p>　　按單管程計(jì)算，所需的傳熱管長(zhǎng)度為</p><p>　　根據(jù)本設(shè)計(jì)實(shí)際情況，采用非標(biāo)設(shè)計(jì)，現(xiàn)取傳熱管長(zhǎng)=10m，則該換熱器的管程數(shù)為

61、</p><p><b>　?。ü艹蹋?lt;/b></p><p><b>　　傳熱管總根數(shù)（根）</b></p><p>　　3.4.3平均傳熱溫差校正及殼程數(shù)</p><p><b>　　平均溫差校正系數(shù)</b></p><p>　　由圖3-22查校正系

62、數(shù)</p><p><b>　　平均傳熱溫差</b></p><p>　　平均傳熱溫差℃由于平均傳熱溫差校正系數(shù)大于0.8，同時(shí)殼程流體流量較大，故取單殼程合適。</p><p><b>　　3.4.4殼體內(nèi)徑</b></p><p>　　傳熱管排列和分程方法采用組合排列法，即每程內(nèi)均按正三角形排列

63、，隔板兩側(cè)采用正方形排列。</p><p>　　取管心距，則t=1.2525=31.2532（mm）</p><p>　　隔板中心到離其最近一排管中心距離</p><p>　　各程相鄰管的管心距為44mm</p><p>　　殼體內(nèi)徑采用多管程結(jié)構(gòu)，取管板利用率η=0.75，則殼體內(nèi)徑為 </p><

64、p>　　按卷制殼體的進(jìn)級(jí)檔 ，可取D=600mm </p><p><b>　　3.4.5折流板</b></p><p>　　在換熱器中設(shè)置折流板，可提高殼程內(nèi)流體的流速和加強(qiáng)湍流強(qiáng)度，從而提高傳熱效率，是強(qiáng)化傳熱的一種結(jié)構(gòu).　　常用弓形形折流板.　　根據(jù)經(jīng)驗(yàn)，折流板間的間隔不大于殼體內(nèi)徑，最小為殼內(nèi)徑的0.2倍.板間距太大湍流強(qiáng)度會(huì)不夠，太小則增加了流動(dòng)阻

65、力.</p><p>　　采用弓形折流板，去弓形之流板圓缺高度為殼體內(nèi)徑的25%，則切去的圓缺高度為 h=0.25×600=150mm</p><p>　　取折流板最小間距B=0.2D，則</p><p>　　B=0.2×600=120mm，可取B為200mm。</p><p><b>　　折流板數(shù)目<

66、/b></p><p><b>　　(塊）</b></p><p>　　本換熱器換熱管外徑為25mm，故其拉桿直徑為16mm拉桿數(shù)量不得少于4。</p><p><b>　　3.4.6接管</b></p><p>　　殼程流體進(jìn)出口接管：取接管內(nèi)氣體流速為=0.9m/s，則接管內(nèi)徑為</

67、p><p>　　圓整后可取管內(nèi)徑為150mm</p><p>　　管程流體進(jìn)出口接管：取接管內(nèi)液體流速=1.3m/s，則接管內(nèi)徑為</p><p>　　圓整后去管內(nèi)徑為200mm</p><p><b>　　3.5換熱器核算</b></p><p>　　3.5.1熱流量核算</p>&l

68、t;p>　　殼程表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)用克恩法計(jì)算[4]，有</p><p><b>　　當(dāng)量直徑，有</b></p><p><b>　　殼程流通截面積</b></p><p>　　殼程流體流速及雷洛數(shù)</p><p><b>　　取為0.6得：</b></p>&

69、lt;p><b>　　普朗特?cái)?shù)Pr=</b></p><p><b>　　黏度校正</b></p><p>　　3.5.2 管內(nèi)表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)</p><p><b>　　管內(nèi)表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)</b></p><p><b>　　管程流體流通截面積</b>

70、</p><p><b>　　管程流體流速</b></p><p><b>　　普朗特?cái)?shù)</b></p><p>　　3.5.3污垢熱阻和管壁熱阻</p><p><b>　　取管外側(cè)污垢熱阻</b></p><p><b>　　管內(nèi)側(cè)污垢熱阻

71、</b></p><p>　　材料的導(dǎo)熱系數(shù)為，則管壁熱阻為 </p><p><b>　　3.5.4傳熱系數(shù)</b></p><p><b>　　傳熱系數(shù)有：</b></p><p><b>　　3.5.5平均溫差</b></p><

72、p>　　壁溫計(jì)算因?yàn)楣鼙诤鼙?，而且壁熱阻很小。由于該換熱器用循環(huán)水冷卻，冬季操作時(shí)，循環(huán)水的進(jìn)口溫度將會(huì)降低。為確?？煽?，取循環(huán)冷卻水進(jìn)口溫度為15℃，出口溫度為40℃計(jì)算傳熱管壁溫。另外，由于傳熱管內(nèi)側(cè)污垢熱阻較大，會(huì)使傳熱管壁溫升高，降低了殼體和傳熱管壁溫之差。但在操作初期，污垢熱阻較小，殼體和傳熱管間壁溫差可能較大。計(jì)算中，應(yīng)該按最不利的操作條件考慮，因此，取兩側(cè)污垢熱阻為零計(jì)算傳熱管壁溫。于是，有</p>&

73、lt;p>　　式中液體的平均溫度和氣體的平均溫度分別計(jì)算為</p><p><b>　　傳熱管平均壁溫</b></p><p>　　殼體壁溫，可近似取為殼程流體的平均溫度，即T=40℃。</p><p>　　殼體壁溫和傳熱管壁溫之差為（℃）。</p><p>　　雖然該溫差較大，但由于換熱管各部件所用材料不同，沒(méi)有

74、校核熱應(yīng)力，無(wú)法確定固定管板式換熱器是否需要設(shè)溫度補(bǔ)償裝置。用浮頭式換熱器則無(wú)需溫度補(bǔ)償裝置。</p><p>　　3.5.6換熱器內(nèi)流體的流動(dòng)阻力</p><p><b>　　管程流體阻力：</b></p><p>　　由Re=51350，傳熱管對(duì)粗糙度0.2/20=0.01，查莫狄圖得，流速m/s, kg/m³</p>

75、<p><b>　　（Pa）</b></p><p><b>　?。≒a）</b></p><p><b>　　（Pa）</b></p><p>　　換熱器允許阻力范圍是，管程流體阻力在允許范圍之內(nèi)。</p><p>　　當(dāng)殼程裝上折流板后，流體在管外流動(dòng)為平行流

76、和錯(cuò)流的耦合。盡管管束為直管，但流動(dòng)卻變得復(fù)雜化。由于制造安裝公差不可避免地存在間隙，因而會(huì)產(chǎn)生泄漏和旁流，而流體橫向沖刷換熱管引起的旋渦，也使流動(dòng)變得更加復(fù)雜。由于流動(dòng)的復(fù)雜性，要準(zhǔn)確地分析影響這種復(fù)雜流動(dòng)的各種因素，精確地計(jì)算壓力降是相當(dāng)?shù)睦щy。但我們可以大致的算出數(shù)值，以判斷是否合理。</p><p>　　殼程阻力按式計(jì)算，且</p><p><b>　　流體流經(jīng)管束的阻力

77、</b></p><p>　　流體流過(guò)折流板缺口的阻力</p><p><b>　　總阻力</b></p><p>　　由于殼程流體的操作壓力較高，殼程流體的阻力也比較適宜。</p><p>　　3 設(shè)備的機(jī)械設(shè)計(jì)及計(jì)算</p><p><b>　　第四章 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)</

78、b></p><p>　　4.1 設(shè)計(jì)條件的確定</p><p>　　4.1.1 設(shè)計(jì)壓力</p><p>　　由于無(wú)安全閥，取設(shè)計(jì)壓力高于最大操作壓力的（1.05~1.1）倍，</p><p>　　即P設(shè)=（1.05~1.1）P工 故有：</p><p>　　管程設(shè)計(jì)壓力（絕）P設(shè)=1.1×1.7=

79、1.87Mpa，取P設(shè)=1.87 Mpa</p><p>　　殼程設(shè)計(jì)壓力（絕）P設(shè)=1.1×1.6=1.76Mpa，取P設(shè)=1.76Mpa</p><p>　　4.1.2 設(shè)計(jì)溫度</p><p>　　考慮到溫度的波動(dòng)，故設(shè)計(jì)溫度取最高溫度+（15~30）℃，則有：</p><p>　　管程設(shè)計(jì)溫度：Tt=44+30=74℃，取

80、。</p><p>　　殼程設(shè)計(jì)溫度：Tt=34+30=64℃，取 。</p><p>　　設(shè)計(jì)壓力一般取最高工作壓力的（1.05~1.10）倍。則有：</p><p>　　管城設(shè)計(jì)壓力：1.7×1.10=1.87 MPa, 取 。</p><p>　　殼程設(shè)計(jì)壓力：1.6×1.10=1.76 MPa, 取 </p&

81、gt;<p>　　綜合以上計(jì)算得如下列表：</p><p><b>　　表4.1設(shè)計(jì)參數(shù)表</b></p><p>　　4.2 筒體壁厚的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)</p><p>　　4.2.1 圓筒材料</p><p>　　由于內(nèi)筒兩側(cè)都是殼程液體，壓差很小，對(duì)壁厚無(wú)特殊要求，根據(jù)GB150-199取</p>

82、<p>　　材料為16MnR。[σ]t=170Mpa。鋼板標(biāo)準(zhǔn)為GB 6654。</p><p>　　4.2.2 圓筒壁厚</p><p>　　由于外筒承受的壓力為 ，屬于中壓。</p><p>　　設(shè)計(jì)壓力 ， 。查GB 150-1998 表4-1得到16MnR在設(shè)計(jì)溫度下的許用應(yīng)力 。</p><p><b>　　

83、厚度</b></p><p>　　腐蝕余量 。鋼板負(fù)偏差 。</p><p><b>　　設(shè)計(jì)厚度 。</b></p><p>　　名義厚度名義厚度 取12mm。</p><p>　　4.3 封頭的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) </p><p>　　4.3.1 封頭厚度的計(jì)算</p>

84、<p>　　腐蝕余量 。鋼板負(fù)偏差 。</p><p><b>　　名義厚度 圓整后</b></p><p>　　4.3.2 封頭選型 </p><p>　　此換熱器內(nèi)件的上下封頭均采用標(biāo)準(zhǔn)橢圓型封頭，材料為16MnR。</p><p>　　查JB/T4737-95可知，以內(nèi)徑為公稱直徑的橢圓型封頭形狀與尺寸

85、如下所示： </p><p><b>　　圖4-1封頭結(jié)構(gòu)</b></p><p><b>　　表4.2封頭尺寸</b></p><p>　　4.3.3 封頭與

86、管板的連接</p><p>　　由于殼層走的是自來(lái)水，易結(jié)垢需要清理，管板與封頭的連接采用可拆鏈接的方法，其結(jié)構(gòu)如下圖所示：</p><p>　　圖4-2封頭與管板的連接</p><p>　　4.4管板的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) </p><p>　　4.4.1管板厚度的計(jì)算</p><p>　　管板設(shè)計(jì)壓力，MPa</

87、p><p>　　管板強(qiáng)度削弱系數(shù)一般可取0.4</p><p>　　以下對(duì)每個(gè)參數(shù)分別計(jì)算:</p><p><b>　　-螺栓中心圓直徑</b></p><p><b>　　-螺栓孔直徑，</b></p><p><b>　　(2)系數(shù) 的查詢</b>&l

88、t;/p><p>　　GB151表22得到 =0.3094</p><p><b>　?。?） </b></p><p><b>　?。?） </b></p><p>　　把以上數(shù)據(jù)代入公式 </p><p><b>　　圓整后 </b></p&g

89、t;<p>　　4.4.1管板結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)</p><p>　　4.4.3管板與換熱管的連接</p><p>　　由于換熱器殼程壓力屬高壓，故連接形式用強(qiáng)度焊，其示意圖如下所示：</p><p>　　圖4-4管板與換熱管的連接</p><p><b>　　表4.3連接尺寸</b></p><

90、p>　　4.4.4管板與殼體的連接</p><p>　　由于殼層走的是自來(lái)水，易結(jié)垢需要清理，管板與殼體的連接采用可拆鏈接的方法，其結(jié)構(gòu)如下圖所示：</p><p>　　圖4-4管板與殼體的連接</p><p>　　4.5折流板的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)</p><p>　　常用的折流板和支撐板的形式有弓形和圓盤形兩種，此換熱器采用單弓型折流板。由于自

91、來(lái)水中含有少量氣體，故在折流板頂部開(kāi)口小口，防止氣體聚集影響換熱效果。其結(jié)構(gòu)圖如下：</p><p>　　表 4.4折流板的尺寸</p><p><b>　　圖4-5折流板結(jié)構(gòu)</b></p><p>　　支承板形式[4.P179]（選定）：?jiǎn)喂沃С邪?</p><p>　　支承板外直徑按《GB15

92、1-1999》P23得Db=770mm</p><p>　　支承板缺口弦高取h=0.3Di=0.23m</p><p>　　4.5.5折流板厚度 </p><p>　　根據(jù)GB151-1999的P72表34，取折流板的厚度為10mm。</p><p>　　4.6 拉桿的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)</p><p>　　4.6.1拉桿的結(jié)

93、構(gòu)形式</p><p>　　常用的拉桿有兩種結(jié)構(gòu)：</p><p>　　1拉桿定距管結(jié)構(gòu)，適用于換熱管外徑大于或等于19mm的管束。</p><p>　　2拉桿與折流板點(diǎn)焊結(jié)構(gòu)，適用于換熱管外徑小于或等于14mm的管束。</p><p>　　這里我們選用第1種。結(jié)構(gòu)圖如下：</p><p><b>　　圖4-

94、6拉桿結(jié)構(gòu)</b></p><p>　　4.6.2 拉桿的數(shù)量和直徑</p><p>　　根據(jù)GB151-1999的P75表43和44可知，拉桿直徑dn=16mm，數(shù)量為6。</p><p>　　4.6.3 拉桿的尺寸</p><p><b>　　圖4-7拉桿結(jié)構(gòu)</b></p><p&g

95、t;<b>　　表4.5拉桿尺寸表</b></p><p><b>　　表</b></p><p>　　4.6.4 拉桿的布置</p><p>　　拉桿應(yīng)盡量均勻布置在管束的外邊緣，對(duì)于大換熱器，在布管區(qū)內(nèi)或靠近折流板缺口處應(yīng)布置適當(dāng)數(shù)量的拉桿，任何折流板不少于3個(gè)支撐點(diǎn)。</p><p>　　4.

96、7換熱管的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)</p><p>　　4.7.1 換熱管的規(guī)格</p><p>　　換熱管的規(guī)格如下表:</p><p><b>　　表4.6換熱管規(guī)格</b></p><p><b>　　4.7.2尺寸公差</b></p><p><b>　　表4.7公差尺寸&

97、lt;/b></p><p>　　4.7.3換熱管的中心距 </p><p>　　S=1.25d=0.032m 根據(jù)GB151-1999表12取S=0.032m。</p><p>　　注：管束最外層換熱管外表面積與殼體內(nèi)表面間的距離，最小應(yīng)為換熱管外徑的1/4，在此取7mm。</p><p>　　4.7.4換熱管的排列圖</p&g

98、t;<p>　　換熱管的排列圖如下圖所示：</p><p><b>　　圖4-7換熱管排布</b></p><p>　　4.8 填料密封的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)</p><p>　　由于液氨與水混合后形成弱堿性溶液，對(duì)換熱管有有腐蝕性。所以液氨的進(jìn)口處，水的的進(jìn)出口處要采取密封措施，以免液氨與水混合，造成不必要的事故。</p>&

99、lt;p>　　由于密封處的壓差比較小，對(duì)密封的要求不太高，故所采用的密封結(jié)構(gòu)為靜態(tài)強(qiáng)制密封，即填料密封，填料均為石棉繩。</p><p>　　填料密封的結(jié)構(gòu)示意圖如下所示：</p><p>　　圖4-7填料密封的結(jié)構(gòu)</p><p>　　4.9 吊耳和吊環(huán)螺釘?shù)慕Y(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)</p><p>　　4.9.1吊耳的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)</p>

100、<p>　　由于該換熱器的內(nèi)件在維修時(shí)需要從外筒里吊出來(lái)，故需要在內(nèi)件的上封頭上安裝吊耳。</p><p>　　內(nèi)件的總重大約為6噸，根據(jù)〈〈高壓容器〉〉中吊耳的標(biāo)準(zhǔn)，所選的吊耳的材料為：Q235-A。數(shù)量為：2。</p><p>　　結(jié)構(gòu)如下圖所示：圖4.13</p><p><b>　　圖4-8吊耳結(jié)構(gòu)</b></p>

101、;<p><b>　　其主要參數(shù)如下表：</b></p><p><b>　　表4.8吊耳尺寸</b></p><p>　　4.10殼程和管程進(jìn)出料口法蘭的選擇 </p><p>　　4.10.1接管法蘭的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) </p><p><b>　　法蘭的材料為：35</

102、b></p><p>　　法蘭的型式和尺寸如下圖：</p><p><b>　　圖4-9法蘭結(jié)構(gòu)</b></p><p><b>　　表4.9法蘭尺寸</b></p><p>　　4.10.2雙頭螺柱的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) </p><p>　　雙頭螺柱的形式與尺寸如下圖：<

103、/p><p>　　圖4-10雙頭螺柱的結(jié)構(gòu)</p><p>　　表4-10雙頭螺柱尺寸</p><p>　　4.11管箱法蘭和殼體法蘭以及墊片設(shè)計(jì)</p><p>　　4.11.1 法蘭的選擇</p><p>　　這里我們考慮到水容易結(jié)構(gòu)，需要經(jīng)常清理，所以算用可拆卸式的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)殼體管板和封頭管箱采用法蘭連接形式，采用兩個(gè)

104、長(zhǎng)頸對(duì)焊凹面法。</p><p>　　其結(jié)構(gòu)形式如下所示：</p><p>　　圖4-11管箱以及殼體法蘭結(jié)構(gòu)</p><p><b>　　尺寸如下表：</b></p><p>　　表4-11管箱以及殼體法蘭尺寸</p><p>　　4.11.2 墊片的選擇</p><p>

105、;　　墊片的包覆材料為純鋁板L3，填充材料為石棉橡膠板，執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)為GB3985最高工作溫度為200℃。</p><p>　　其結(jié)構(gòu)形式如下圖所示：</p><p>　　圖4-12管箱法蘭墊片結(jié)構(gòu)</p><p>　　查JB/T4718-1992法蘭以及墊片標(biāo)準(zhǔn)的，P54 表4可得到其尺寸。整理為下表</p><p>　　表4.12管箱法蘭墊片

106、尺寸</p><p>　　4.12主螺栓的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)</p><p>　　4.12.1主螺栓結(jié)構(gòu)如下如所示</p><p>　　表4-13主螺栓材料性能</p><p>　　圖4-13主螺栓結(jié)構(gòu)</p><p>　　表4-14主螺栓尺寸</p><p>　　4.13 管箱圓筒的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)</p

107、><p>　　管箱圓的厚度和殼體厚度一致為 ，長(zhǎng)度比冷卻水的進(jìn)口直徑長(zhǎng)10cm即可。這里我們?nèi)?圓整后取 </p><p><b>　　結(jié)構(gòu)如下圖所示：</b></p><p>　　圖4-14筒箱結(jié)構(gòu)尺寸</p><p>　　4.14支座的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)</p><p>　　4.14.1支座的選型<

108、/p><p>　　該臥式容器采用雙鞍式支座，初步選用輕型鞍座，材料選用Q235-B。</p><p><b>　　估算鞍座的負(fù)荷：</b></p><p><b>　　儲(chǔ)罐總質(zhì)量 </b></p><p><b>　　- 筒體質(zhì)量： </b></p><p>

109、;<b>　　- 封頭質(zhì)量： </b></p><p><b>　　- 管箱質(zhì)量： </b></p><p><b>　　- 管子質(zhì)量： </b></p><p><b>　　- 管板質(zhì)量: </b></p><p>　　- 無(wú)聊進(jìn)出口法蘭質(zhì)量: &l

110、t;/p><p><b>　　- 盛夜質(zhì)量： </b></p><p>　　由于長(zhǎng)徑比為10，所以我們選用2個(gè)鞍座。</p><p>　　每個(gè)鞍座承受6150kg 即 61 KN</p><p>　　查JB4712.1-2007[9]表1，優(yōu)先選擇輕型支座。查[9]中表2，得出鞍座尺寸如表4.15：</p>&

111、lt;p><b>　　表4-15鞍座尺寸</b></p><p><b>　　表</b></p><p>　　圖4-15鞍座結(jié)構(gòu)尺寸</p><p>　　圖4-16鞍座底座結(jié)構(gòu)尺寸</p><p>　　4.14.2鞍座的安裝位置</p><p>　　根據(jù)GB 151-1

112、998《管殼式換熱器》中5.10.1規(guī)定</p><p>　　當(dāng)L≤3000mm時(shí)，取 </p><p>　　當(dāng)L＞6000mm時(shí)，取 </p><p><b>　　盡量使 。</b></p><p>　　圖4-17鞍座安裝位置</p><p><b>　　這里我們?nèi)?</b&g

113、t;</p><p>　　4.15進(jìn)出口接管位置以及外審長(zhǎng)度</p><p>　　4.15.1接管外審長(zhǎng)度</p><p>　　根據(jù)《換熱器設(shè)計(jì)手冊(cè)》p141頁(yè)知道，接管外審長(zhǎng)度 </p><p>　　殼體接管h1—接管法蘭螺母厚度，這里h1=27mm</p><p>　　h—接管法蘭厚度，這里h=89mm<

114、;/p><p>　　—保溫層厚度，這里 </p><p>　　這次設(shè)計(jì)中我們?nèi)=150mm</p><p>　　(2) 管程接管h1—接管法蘭螺母厚度，這里h1=24mm</p><p>　　h—接管法蘭厚度，這里h=48mm</p><p>　　—保溫層厚度，這里 </p><p>　　這

115、次設(shè)計(jì)中我們?nèi)=100mm</p><p>　　4.15.2接管位置</p><p>　　圖4-18鞍座安裝位置</p><p>　　根據(jù)《換熱器設(shè)計(jì)手冊(cè)》p141頁(yè)知道，接管外審長(zhǎng)度 </p><p>　　(1)殼體接管Dh—接管內(nèi)徑，這里Dh=273mm</p><p>　　b—管板密封面厚度，這里h=40

116、mm</p><p>　　這次設(shè)計(jì)中我們?nèi)1=450mm</p><p>　　(2) 管程接管Dh—接管內(nèi)徑，這里Dh=133mm</p><p>　　b—管板密封面厚度，這里h=40mm</p><p>　　這次設(shè)計(jì)中我們?nèi)1=200mm</p><p><b>　　第5章 強(qiáng)度校核</b&

117、gt;</p><p><b>　　4 技術(shù)條件的編制</b></p><p>　　第6章 技術(shù)條件的說(shuō)明</p><p>　　本設(shè)備按GB151-99《管殼式換熱器》中的Ⅱ級(jí)以及國(guó)家勞動(dòng)部頒發(fā)《壓力容器安全技術(shù)監(jiān)察規(guī)程》進(jìn)行制造實(shí)驗(yàn)和驗(yàn)收。</p><p><b>　　6.1 鋼材 </b><

118、;/p><p>　?。?）受壓元件用鋼應(yīng)符合GB150-98規(guī)定</p><p>　?。?）管板、封頭材料16MnR應(yīng)符合YB536-69《壓力容器用碳素鋼和普通低合金熱軋厚鋼板技術(shù)條件》</p><p>　　筒體、換熱管符合YB231-70《無(wú)縫鋼管》的規(guī)定</p><p>　　管路法蘭按JB/T4701-4704-2000</p>

119、<p>　　（3）用于制造殼體封頭和鋼板需要進(jìn)行100%探傷檢查</p><p>　　6.2 冷熱加工成型</p><p>　?。?）坡口表面不的有裂紋、分層、夾渣等缺陷</p><p>　?。?）沖壓成型后的封頭，其最小厚度不的小于名義厚度減去鋼板厚度負(fù)偏差C1</p><p>　?。?）對(duì)接焊縫處的棱角E≤3.2mm且不大于

120、5mm,對(duì)眩長(zhǎng)為DG/6,且不小于300mm的內(nèi)樣板或外樣板檢查</p><p>　?。?）環(huán)焊縫對(duì)口邊量≤3mm</p><p>　　（5）殼體直線度允查≤2H/1000=6mm,且≤20mm</p><p>　?。?）組裝時(shí)，相鄰?fù)补?jié)的縱焊縫距離應(yīng)大于3即36mm，且不小于100mm</p><p>　?。?）法蘭面應(yīng)垂直于接管或筒體的主

121、中心線。安裝接管法蘭應(yīng)保正法蘭面水平或垂直，其偏差＜1％法蘭外徑=2.19mm且不大于3mm</p><p>　?。?）法蘭的螺栓通孔應(yīng)與殼體主軸線跨中布置</p><p>　?。?）設(shè)備內(nèi)件和筒節(jié)焊接邊緣與筒體環(huán)焊縫邊緣的距離不小于50mm</p><p>　?。?0）機(jī)械加工表面的未注公差的尺寸極限偏差GB1804-79《公差與配合》規(guī)定的14級(jí)精度，非機(jī)械加工

122、的未注公差尺寸按16級(jí)精度</p><p><b>　　6.2.1焊接</b></p><p>　　器施焊前的焊接工藝評(píng)定，應(yīng)按國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《壓力容器焊接工藝評(píng)定》進(jìn)行</p><p>　　對(duì)接焊縫的余高為2mm（手工焊），角焊縫的焊角高度取焊件中較薄著厚度</p><p>　　縫表面不得有裂痕，氣孔弧坑和夾渣等缺陷，并不的

123、保留有熔渣和飛濺物</p><p>　　焊縫咬邊深度不大于0.5mm，咬邊連續(xù)長(zhǎng)度不大于100mm,焊縫兩側(cè)咬邊不超過(guò)該焊縫長(zhǎng)度10％</p><p>　　角焊縫應(yīng)有圓滑過(guò)度至母材的幾何形狀</p><p>　　打磨焊縫表面消除缺陷或機(jī)械損傷后的厚度應(yīng)不小于母材的厚度</p><p>　　焊縫同部位的反修次數(shù)不宜超過(guò)兩次</p>

124、<p>　　焊后應(yīng)在焊縫所規(guī)定的部位打上焊工鋼印</p><p><b>　　6.2.2熱處理</b></p><p>　　對(duì)接焊縫，筒體封頭，均不用進(jìn)行熱處理，封頭與法蘭，管子管板需焊后熱處理</p><p><b>　　6.2.3無(wú)損探傷</b></p><p>　　根據(jù)規(guī)定中的條件

125、，筒體縱焊縫以及封頭與容器法蘭的環(huán)焊縫進(jìn)行20％的射線探傷</p><p>　　按GB3328-82的Ⅲ級(jí)規(guī)定，其余焊縫進(jìn)行著色探</p><p>　　6.3換熱器的尺寸偏差</p><p>　　1.筒體同一斷面上最大直徑與最小直徑之差不得超過(guò)0.5％DG=5mm,因DG＜1200mm其差值不大于5mm</p><p>　　2.管板管孔直徑為

126、27mm，允差+0.20mm</p><p>　　3.折流板管孔直徑為27mm，允差+0.40mm</p><p>　　4.折流板名義外徑為DN-2.5=992.5mm，下偏差為-1.1mm,上偏差以不防礙裝配為限</p><p>　　5、管子與管板的焊接，管子伸出長(zhǎng)度為1mm</p><p>　　6.4裝配圖的技術(shù)條件</p>

127、<p><b>　　6.4.1技術(shù)要求</b></p><p>　　設(shè)備按GB151-99《管殼式換熱氣》中的Ⅱ級(jí)進(jìn)行制造、實(shí)驗(yàn)和驗(yàn)收，并接受勞動(dòng)部頒發(fā)《壓力容器安全技術(shù)檢查規(guī)程》的監(jiān)察。</p><p>　　換熱器的標(biāo)準(zhǔn)為YB231-70其外徑偏差±0.40mm，壁厚偏差為±</p><p><b>

128、　　0.15mm。</b></p><p>　?。?） 焊接采用電弧焊，焊接接頭形式及尺寸除圖中注明外，按GB985-986-90的規(guī)定。</p><p>　　（4） 筒體、封頭及相連接的對(duì)接焊縫進(jìn)行無(wú)損探傷，長(zhǎng)度100％射線探傷應(yīng)符合GB3323中Ⅲ級(jí)合格，單不得有未焊透缺陷，其余100％著色探傷。</p><p>　?。?） 管板密封面與殼體軸線垂直

129、公差為1mm</p><p>　　（6） 設(shè)備制造完畢以后，進(jìn)行試壓實(shí)驗(yàn)，殼體以2.2Mpa,管程以2.34Mpa進(jìn)行水壓實(shí)驗(yàn)。</p><p>　　6.4.2折流板、支持板技術(shù)條件</p><p>　?。?）折流板應(yīng)平整，平面度允差3mm</p><p>　?。?）相鄰兩管孔中心距離偏差±0.3mm，允許有4％，相鄰兩孔中心距離偏

130、差±0.5mm，任意兩孔中心距偏差±1mm</p><p>　?。?）鉆孔后應(yīng)除去管孔周邊毛刺</p><p>　　6.4.3管板技術(shù)條件</p><p>　　管板密封面應(yīng)與管孔垂直，垂直度允差0.06mm,孔表面不允許存在貫通的縱向條痕</p><p>　　管板密封面應(yīng)與軸線垂直，其垂直度允差0.4mm </p&g