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甲醇制氢生产装置计算书说明书 目录前言 -设计任务书 -第一章 工艺设计 -1.1 物料衡算1.2 热量衡算第二章 设备设计计算和选型-过热器 -第三章 机器选型 -3.1 计量泵的选型3.2 离心泵的选型第四章 设备布置图设计 -4.1 设备布置方案4.2 主要设备的尺寸第五章 管道布置设计 -5.1 管子选型5.2 主要管道工艺参数汇总一览表5.3 管道上阀门的选型5.4 管件选型5.5 管道布置图5.6 管道空视图5.7 法兰选型5.8 筒体保温材料一览表5.9 管道仪表流程图第六章 自动控制方案设计 -第七章 工程项目的经济评价 -7.1 甲醇制氢装置的投资估算7.2总成本费用的估算与分析7.3甲醇制氢项目的财务评价第八章 数据校核 -课程设计总结 -致谢 参考文献前 言氢气是一种重要的工业用品，它广泛用于石油、化工、建材、冶金、电子、医药、电力、轻工、气象、交通等工业部门和服务部门，由于使用要求的不同，这些部门对氢气的纯度、对所含杂质的种类和含量也有着不同的要求。近年来随着中国改革开放的进程，随着大量高精产品的投产，对高纯氢气的需求量正在逐渐扩大。 烃类水蒸气转化制氢气是目前世界上应用最普遍的制氢方法，是由巴登苯胺公司发明并加以利用，英国ICI公司首先实现工业化。这种制氢方法工作压力为2.0-4.0MPa,原料适用范围为天然气至干点小于215.6的石脑油。近年来，由于转化制氢炉型的不断改进。转化气提纯工艺的不断更新，烃类水蒸气转化制氢工艺成为目前生产氢气最经济可靠的途径。 甲醇蒸气转化制氢技术表现出很好的技术经济指标，受到许多国家的重视。它具有以下的特点： 1、与大规模天然气、轻油蒸气转化制氢或水煤气制氢比较，投资省，能耗低。 2、与电解水制氢相比，单位氢气成本较低。 3、所用原料甲醇易得，运输储存方便。而且由于所用的原料甲醇纯度高，不需要在净化处理，反应条件温和，流程简单，故易于操作。 4、可以做成组装式或可移动式的装置，操作方便，搬运灵活。 Error! No bookmark name given.Error! No bookmark name given.1.1.1 甲醇制氢物料衡算.(1)依据甲醇蒸气转化反应方程式：CH3OHCO + 2H2 CO + H2O CO2 + H2CH3OHF分解为CO,转化率99%,CO变换转化率99*,反应温度 280,反应压力为1. 5 MPa,醇水投料比1:1.5(mol)。(2)投料量计算代如转化率数据CH3OH 0.99 CO + 1.98 2H2 +0.01 CH3OHCO + 0.99 H2O 0.99 CO2 + 0.99 H2+ 0.01 CO合并得到CH3OH + 0.9801 H2O 0.9801 CO2 + 2.9601 H2 + 0.01 CH3OH+ 0.0099 CO氢气产量为：2900 m/h=129.464 kmol/h甲醇投料量为： 129.464/2.9601 * 32=1399.564 kg/h水投料量为：129.464/2.9601* 1.5 * 181180.882 kg/h(3)原料储液槽 (V0101)进：甲醇 1399.564 kg/h，水 1180.882 kg/h。出：甲醇 1399.564 kg/h，水 1180.882 kg/h。(4)换热器(E0101),汽化塔(T0101)、过热器(E0102)没有物流变化(5)转化器(R0101)进：甲醇 1399.564 kg/h，水1180.882 kg/h，总计2580.446 kg/h出：生成CO2129.464/2.9601 * 0.9801 * 44=1886.104 kg/h H2 129.464/2.9601 * 2.9601 * 2=258.928 kg/h CO129.464/2.9602 * 0.0099 * 28=12.124 kg/h剩余甲醇 129.464/2.9601 * 0.01 * 32=13.996kg/h剩余水 1180.882- 129.464/2.9601 * 0.9801 * 18 =409.294 kg/h总计2580.446 kg/h(6)吸收和解析塔吸收塔总压为1.5Mpa,其中CO2分压为0.38Mpa,操作温度为常温(25)。此时每m吸收液可溶解CO211.77 m.解吸塔的操作压力为0.1MPa, CO2 溶解度为2.32 ，则此时吸收塔的吸收能力为: 1177-232=9.450.4MPa压力下 CO2 = pM /RT =4 * 44/0.082 * (273.15 + 25) =7.20 kg/mCO2体积重量 V CO2 =1886.104/7.20 =261.959 m/h据此，所需吸收液的量为261.959/9.45 =27.721 m/h考虑吸收塔效率以及操作弹性需要，取吸收液量为27.721 * 3=83.163 m/h系统压力降至0.1MPa时，析出CO2 量为 261.959 m/h = 1886.104 kg/h(7)PSA系统 略。(8)各节点的物料量综合上面的工艺物料恒算结果，给出物料流程图及各节点的物料量。1.1.2 热量恒算1)气化塔顶温度确定要使甲醇完全汽化，则其气相分率必然是甲醇40%,水60%(mol),且已知操作压力为1.5MPa,设温度为T,根据汽液平衡关系有：0.4p甲醇 + 0.6 p水=1.5MPa 初设 T=170 p甲醇=2.19MPa; p水 =0.824MPap总 =1.3704MPa 1.5MPa再设 T=175 p甲醇=2.4MPA; p水 0.93MPap总 =1.51MPa蒸气压与总压基本一致，可以认为操作压力为1.5MPa时，汽化塔塔顶温度为1752) 转化器(R0101)两步反应的总反应热为49.66 kj/mol,于是在转化器内需要共给热量为：Q反应=337.826*0.99/32*1000*(-49.66)=-5.190*105 kj/h此热量有导热油系统带来，反应温度为280，可以选用导热油温度为320，导热油温降设定为5，从手册中查到导热油的物性参数，如必定压热容与温度的关系，可得：Cp320=4.1868*0.68=2.85 kj/(kgK),Cp300=2.81 kj/(kgK)取平均值Cp=2.83 kj/(kgK)则导热油的用量 w=Q反应 /(Cpt)= 5.190*105/ (2.83*5)=3.668*104 kg/h3) 过热器(E0102)甲醇和水的饱和正气在过热器中175过热到280，此热量由导热油供给。气体升温所需热量为:Q=Cp mt=（1.90*337.828+4.82*285.042）*(280-175)=2.117*105 kj/h导热油 Cp=2.825 kj/(kgK),于是其温度降为t=Q/(Cp m)= 2.117 * 105 /（2.86 * 3.668*104 ）=2.042导热油出口温度为 ：315-2.042=312.9584) 汽化塔(T0101)认为汽化塔仅有潜热变化。175 甲醇H=727.2 kj/kg 水 H=2031 kj/kgQ=337.828 *727.2 +2031*285.042=8.246*105 kj/h以300导热油Cp计算 Cp=2.76 kj/(kgK)t=Q/(Cp m)=2.36*106 /2.76*3.668*104)=8.145则导热油出口温度t2 =312.958-8.145=304.812导热油系统温差为T=320-304.812=15.2 基本合适5) 换热器(E0101)壳程：甲醇和水液体混合物由常温(25)升至175液体混合物升温所需的热量Q=cpmt=(337.828*3.14 + 285.042 *4.30)*(175-25)=3.430*105 kj/h管程：取各种气体的比定压热容为：CpCO2 10.47 kj/(kgK)CPH2 14.65 kj/(kgK)CPH20 4.19 kj/(kgK)则管程中反应后其体混合物的温度变化为：t=Q/(Cp * m)= 3.430*105 /(10.47*455.267+14.65*62.5+4.19*98.8)= 56.264换热器出口温度 280-56.264=223.736(6) 冷凝器(E0103) CO2 、CO 、H2的冷却Q1 =cpmt=(10.47*41886.104+14.65*258.928+4.19*12.124)*(223.736-40)=4.335*106 kJ/h压力为1.5MPa时水的冷凝热为：H=2135kj/kg,总冷凝热Q2 =H * m=2135 *409.294=8.74*105 kJ/h水显热变化 Q3 =cpmt=4.19* 409.294*(223.736-40)=3.15*105 kj/hQ= Q1+ Q2+ Q3=5.524*106 kJ/h冷却介质为循环水，才用中温型凉水塔，则温差T=10用水量 w=Q/(cpt)= 5.524*106/(4.19*10)=1.318*105 kg/hError! No bookmark name given.Error! No bookmark name given.3.1计量泵的选择 往复泵是容积式泵。在高压力小流量，输送粘度大的液体，要求精确计量即要求流量随压力变化小的情况下宜选用各种类型式的往复泵。要求精确计量时，应用计量泵。 往复泵的流量可采用各种调节机构达到精确计量，即计量泵。计量泵用于生产中需要精确计量，所输送介质的场合：如注缓蚀剂，输送酸，碱等。流量可在0-100%范围内调节，但一般应在30%-100%范围内使用，计量泵有柱塞式和隔膜式，柱塞式计量流量的精度高玉隔膜式。J型计量泵适用于输送各种不含固体颗粒的腐蚀性和非腐蚀性介质。 甲醇制氢工艺需要精确的投料比，故应选用计量泵。现工艺设计要求甲醇的投料量为337.826kg/h,水为285.041 kg/h,现按工艺要求分别选择一台甲醇计量泵，一台纯水计量泵，一台原料计量泵。已知条件：1、甲醇正常投料量为337.826 kg/h,温度为25,密度为0.807kg/h，操作情况为泵从甲醇储槽中吸入甲醇，送入与原料液储槽，与水混合。2、水的正常投料量为285.041kg/h，温度为25,密度为0.997kg/h,操作情况为泵从纯水储槽中吸入水，送入原料液储槽，与甲醇混合。3、 原料液储槽出来的量为甲醇337.826kg/h,水285.041kg/h,温度为25，操作情况为泵从原料液储槽中吸入原料液，送入换热器。 3.11 甲醇计量泵选型工艺所需正常的体积流量为：1399.564/0.807 = 1734.280 L/h泵的流量Q = 1.05 * 1734.280 = 1820.994 L/h工艺估算所需扬程 30 m ,泵的扬程H = 1.1 * 30=33 m 。折合成计量泵的压力(泵的升压)P=Hg=0.807 * 8.81*10-3 * 33 =0.261 Mpa泵的选型，查文献一，JZ-1000/0.32型计量泵的流量为1000L/h,压力为0.32Mpa,转速为126r/min,进出口管径为24mm,电机功率为1.1KW,满足需要。3.1.2 纯水计量泵的选型工艺所需正常的体积流量为：1180.882/0.997=1184.435L/h泵的流量Q=1.05 * 1184.435 = 1243.657 L/h.工艺估算所需扬程30M,泵的扬程：H=1.1*30 = 33 M折合成泵的压力：P=Hg=33 * 997 * 9.81/106 = 0.323 Mpa泵的选型：查文献一，JZ-630/0.5 型计量泵的流量为630L/h,压力为0.5 Mpa,转速为126r/min,进出口管径为24mm,电机功率为1.1KW,满足要求。3.1.3 原料计量泵的选型原料液密度：=807*1/（1+1.5）+997*1.5/(1+1.5) = 921kg/m3工艺所需正常的体积流量为：(1399.564+1180.882)/(0.921)=2801.79 L/h泵的流量Q=1.05*2801.79=2941.88 L/h工艺估算所需的扬程80M,泵的扬程H=1.1*80 = 88 M折合成泵的压力P=Hg=88*921*9.81/106 = 0.795 MPa泵的选型查文献一，JD-1000/1.3型计量泵的流量为1000L/h,压力为1.3MPa,转速为115 r/min,电机功率为2.2KW,满足要求。3.2离心泵的选型3.2.1吸收剂循环泵已知条件：碳酸丙烯酯吸收剂的用量为80.29 m3/h,温度为40,密度为1100kg/m 3,由吸收塔出口出来经泵送到吸收塔，选择离心泵作为吸收剂的输送泵。工艺所需正常的体积流量为:80.29m3/h。泵的流量Q=1.05*80.29=84.304 m3/h工艺估算所需的扬程30M泵的扬程H=1.1*30=33M泵的选型：查文献一，选用IS型单级离心泵，IS100-65-200 型离心泵，流量为100m 3/h,扬程为50m,转速为2900r/min,电机功率17.9KW,满足要求。3.2.2冷却水泵。已知条件：冷凝水为循环水，采用中温型冷水塔,温差T=10,用水量 3.19*1180.882kg/h,温度为常温25，密度为997kg/m3,在冷凝器中进行换热，采用B型单级离心泵。工艺上所需正常体积流量为3.19*1180.882/997=32m3/h泵的流量：Q=1.05*32=33.6m3/h工艺估算所需的扬程30M泵的扬程H=1.1*30=33M泵的选型：查文献一，选用B型单级离心泵BJ(B)50-40型离心泵,流量50m 3/h，扬程42m,转速2950r/min,电机功率10KW,满足要求Error! No bookmark name given.Error! No bookmark name given.4.1设备布置方案本次设备布置方案，采用设备在室外布置，具体设备布置方案和尺寸清参加设备布置图，比例为1:100。4.2主要设备的尺寸代号名称高度mm直径mmV0101甲醇储罐12002000V0102纯水储罐12002000V0103原料液储罐18002000T0101气化塔6600800T0102吸收塔66002000T0103解析塔66002000R0101转化器E0101预热器4505500E0102过热器E0103冷凝器 计量泵代号流量L/h压力MPa转速r/min电机功率KW甲醇计量泵JZ-1000/0.3210000.321261.1纯水计量泵JZ-630/0.56300.51261.1原料液计量泵JD-1000/1.310001.31152.2 往复泵代号流量L/h压力MPa转速r/min电机功率吸收剂循环泵IS100-65-20010065290017.9冷却水循环泵BJ(B)50-405040295010 Error! No bookmark name given.Error! No bookmark name given. 51管子选型（确定几种主要管道尺寸的方法如下）5.11脱盐水管径确定脱盐水流量为1180.882kg/h,密度为997kg/m3,流速取2m/s,由V= /4*d2 * u得d=14.5 mm根据标准选用DN15无缝钢管，壁厚取为2.5mm5.1.2走甲醇管的管径确定甲醇流量为1399.564 kg/h,密度为807kg/m3,流速取为2m/s.同样由 V=/4*d2 *u =8.61mm，得d=22.3 mm根据标准选用DN25无缝钢管，壁厚取2.5MM5.1.3原料输送管原料液用量为2580.446kg/h,密度为921kg/m3,流速取为2m/s.则d=22.3 mm根据标准选用DN15无缝钢管，壁厚度为2.5mm5.1.4进入吸收塔混合气体所需管径尺寸确定混合气体质量为2157.156kg/h,密度0.557kg/m3,流速35m/s.则d= =197.8mm根据标准选用DN100无缝钢管，壁厚度为4mm5.1.5吸收液管子尺寸吸收液量为83.163 m3/h,密度为110kg/m3,流速2.5m/s.则d=10.3mm根据标准选用DN15无缝钢管，壁厚度为2.5mm5.1.6冷却水管子尺寸冷却水为3.19*1180.882 kg/h,密度为997kg/m3,流速2m/s.则d= =25.8 mm根据标准选DN8-无缝钢管，壁厚为3mm5.2主要管道工艺参数汇总一览表序号管道编号管内介质设计压力MPa设计温度管子规格材料1DN0101-15L1B脱盐水0.350202DN0102-15L1B脱盐水0.350203PL0101-20L1B甲醇0.350204PL0102-20L1B甲醇0.350205PL0103-25L1B原料液0.350206PL0104-25L1B原料液1650207PL0105-25L1B原料液1.6175208PG0101-225N1B原料气1.6175209PG0102-225N1B原料气1.62802010PG0103-225N1B原料气1.62802011PG0104-225N1B原料液1.62252012PG0105-225N1B原料气1.6502013H0101-100N1B氢气1.6502014PL0106-20N1B碳酸丙烯酯1.65502015PL0107-20N1B碳酸丙烯酯1.65502016PL0108-20N1B碳酸丙烯酯1.65502017PG0106-80N1B食品二氧化碳04500Cr18Ni9Ti18R00101-125L1B导热油0.63202019R00102-125L1B导热油0.63202020R00103-125L1B导热油0.63202021R00104-125L1B导热油0.63202022CWS0101-30L1B冷却水0.350镀锌管23CWR0101-30L1B冷却水0.350镀锌管（表5-1）以上20号钢军参照GB/T8163-19990Cr18Ni9Ti参照标准GB/T14976镀锌管参照GB/T149765.3管道上阀门的选型序号管道编号设计压力MPa公称直径DN/MM连接形式阀门型号1DN0101-15L1B0.315法兰闸阀Z15W-1.0T2DN0102-15L1B0.315法兰、螺纹闸阀Z15W-1.0T3PL0101-20L1B0.320法兰Z20W-1.0K4PL0102-20L1B0.320法兰、螺纹Z20W-1.0K5PL0103-25L1B0.325法兰Z25W-1.0OK6PL0104-25L1B1.625法兰、螺纹Z15W-1.0K7PL0106-20N1B1.6520法兰、螺纹Z15W-1.0T8PL0108-20N1B1.6520法兰Z15W-1.0T9R00101-125L1B0.6125法兰Z41H-1.6C10R00104-125L1B0.6125法兰Z41H-1.6C11CWS0101-80L1B0.380法兰Z15W-1.0T12CWE0101-80L1B0.380法兰Z15W-1.0T13H0101-100N1B1.6100法兰Z41H-1.6C14PG0106-80N1B0.480法兰Z41H-1.6C（表5-2）所选阀门军参照标准JB308-755.4管件选型弯头采用90弯头，参考文献一，弯头曲率半径R=1.5 D0,D0为外管。管件与弯头处采用焊接连接。管件与筒体连接处采用法兰连接，参见标准HG20595.管法兰、垫片，紧固件选择参见文献一，P1895.5管道布置图选取该区域的中上部区域来布置管线，具体管路布置清参考JQ11-032管道布置图，所含设备有P0101,P0102,P0103,E0101,V0101管线，支座情况清参见管道布置图（具体定为参照参考文献一）5.6管道空视图选取:PL0104-15L1B和PL0105-15L1B两根管线作管道空视图，具体请参见空视图。5.7法兰选型法兰的选用主要根据工作压力，管子外径等参数，现将主要管道法兰列表如下：管道编号管内介质设计压力公称直径阀门公称压力等级(MPa)法兰类型密封面形式公称压力等级(MPa)H0101-100N1B氧气1.61002.5带颈平焊凹凸面2.5PG0101-225N1B原料气1.62252.5带颈平焊凹凸面2.5PG0102-100N1B原料气1.62254.0带颈平焊凹凸面4.0PG0103-100N1B氢气10%1.62254.0带颈平焊凹凸面4.0PG0104-100N1B二氧化碳73%1.62254.0带颈平焊凹凸面4.0PG0105-100N1B水17%1.62252.5带颈平焊凹凸面2.5PG0106-80N1B食品二氧化碳0.4801.6带颈平焊凹凸面1.6R00101-125L1B导热油0.61251.6带颈平焊凹凸面1.6R00104-125L1B导热油0.61251.6带颈平焊凹凸面1.6PL0101-15L1B甲醇0.3201.6带颈平焊凹凸面1.6PL0102-15L1B甲醇0.3201.6带颈平焊凹凸面1.6PL0103-15L1B原料液03252.5带颈平焊凹凸面16PL0104-15L1B原料液162525带颈平焊凹凸面25PL0106-20N1B吸收液1.65202.5带颈平焊凹凸面2.5PL0107-20N1B吸收液1.65202.5带颈平焊凹凸面2.5PL0108-20N1B吸收液1.65202.5带颈平焊凹凸面2.5DN0101-20L1B脱盐水0.3151.0带颈平焊凸面1.0DN0102-20L1B脱盐水0.3151.0带颈平焊凸面1.0CWS0101-80L1B冷却水0.3301.0带颈平焊凸面1.0CWR0101-80L1B冷却水0.3301.0带颈平焊凸面1.0（表5-3） 5.8筒体保温材料一览表序号管道编号设计温度保温层厚度mm保温材料1DN0101-15L1B5080岩棉2DN0102-15L1B5080岩棉3PL0101-20L1B5080岩棉4PL0102-20L1B5080岩棉5PL0103-25L1B5080岩棉6PL0104-25L1B5080岩棉7PL0105-25L1B175100岩棉8PL0106-20L1B5080岩棉9PL0107-20L1B5080岩棉10PL0108-20L1B5080岩棉11PG0101-225N1B175100岩棉12PG0102-225N1B280100岩棉13PG0103-225N1B280100岩棉14PG0104-225N1B225100岩棉15PG0105-225N1B5080岩棉16H0101-1001B5080岩棉17PG0106-80N1B5080岩棉18R00101-125L1B320100岩棉19R00102-125L1B320100岩棉20R00103-125L1B320100岩棉21R00104-125L1B320100岩棉22CWS0101-80L1B5080岩棉23CWR0101-80L1B5080岩棉（表5-4）5.9管道仪表流程图关于管道仪表流程图有以下说明：图中，甲醇储罐给水处罐、冷却水泵，水泵均未表现出来。本章补充说明：本章有些数据是参照本组其他同学的设计、计算数据，而关于汽化器、解析塔以及另外两台换热器的相关数据通过推力假设所得。Error! No bookmark name given.Error! No bookmark name given.61 选择一个单参数自动控制方案本组选择温度作为控制系数进行设计选择从E0101换热器出来的气体温度作为控制系数，冷却水的流量作为调节参数。首先从被测点测出的温度通过测量元件及变送器，将所测数值与定植进行比较，然后通过调节器读对执行器进行有所动作，以用来调节冷却水的流量，以利于换热器出来的气体达到一个稳定的温度值，有效的控制好气体温度。62换热器温度控制系统 Error! No bookmark name given.Error! No bookmark name given.7.1 甲醇制氢装置的投资估算7.11 单元设备价格估算本套装置共有储罐和锅容器4台，分别为甲醇储槽(V0102,常温常压)，水储槽(V0103),原料液储槽(V0101,常温常压)，导热油(V0104)。该套装置有3台换热器，1台转化器，分别为：换热器(E0101,P=1.5MPa).过热器(E0102,P=1.5MPa),冷凝器(E0103,P=1.5MPa)、转化器（R0101,P=1.5MPa）。该套装置共有3台它设备，分别为汽化塔，(T0101)吸收塔(T0102)解析塔(T0103)。7.12 总投资估算用系数连乘法球总投资，各系数由参考文献二表3-1查的，k1=1.0559,k 2=1.2528,k3=1.0483,k4=1.0277,k5=1.0930,k 6=1.0803,k7=1.3061已知设备费A=19.42万元，计算结果如下设备安装工程费率B=k1A设备安装费=B-A管道工程费率C=k2B管道工程费=C-B电气工程费率D=k3C电气工程费=D-C仪表工程费率E=k4D仪表工程费=E-D建筑工程费率F=k5E建筑工程费=F-E装置工程建设费率G=k6F装置工程建设费=G-F总投资H=KtG7.2总成本费用的估算与分析(1) 外购原材料(2) 外购燃料(3) 外购动力(4) 工资(5) 职工福利(6) 固定资产折旧费(7) 修理费(8) 租贷费(9) 摊销费用(10) 财务费用(11) 税金(12) 其他费用(13) 固定成本与变动成本73 甲醇制氢项目的财务评价7.3.1 盈利能力分析7.3.2 清偿能力分析7.3.3 盈亏平衡分析第八章 数据校核固定管板换热器设计计算 设 计 计 算 条 件 壳 程管 程设计压力 2.0MPa设计压力 2.0MPa设计温度 295设计温度 320壳程圆筒内径 400 mm管箱圆筒内径400mm材料名称16MnR(正火)材料名称16MnR(正火) 简 图 计 算 内 容壳程圆筒校核计算前端管箱圆筒校核计算前端管箱封头(平盖)校核计算后端管箱圆筒校核计算后端管箱封头(平盖)校核计算膨胀节校核计算开孔补强设计计算管板校核计算前端管箱法兰计算窄面整体(或带颈松式)法兰计算前端管箱筒体计算计算单位计算条件筒体简图计算压力 Pc 1.50MPa设计温度 t 295.00 C内径 Di 400.00mm材料 16MnR(正火) ( 板材 )试验温度许用应力 s 170.00MPa设计温度许用应力 st 163.56MPa试验温度下屈服点 ss 345.00MPa钢板负偏差 C1 0.00mm腐蚀裕量 C2 1.00mm焊接接头系数 f 0.85厚度及重量计算计算厚度 d = = 2.71mm有效厚度 de =dn - C1- C2= 5.00mm名义厚度 dn = 6.00mm重量 8.98Kg压力试验时应力校核压力试验类型 液压试验试验压力值PT = 1.25P = 1.9488 (或由用户输入)MPa压力试验允许通过的应力水平 sTsT 0.90 ss = 310.50MPa试验压力下圆筒的应力 sT = = 115.78 MPa校核条件 sT sT校核结果 合格压力及应力计算最大允许工作压力 Pw= = 2.75299MPa设计温度下计算应力 st = = 75.75MPastf 139.03MPa校核条件stf st结论 筒体名义厚度大于或等于GB151中规定的最小厚度6.00mm,合格前端管箱封头计算计算条件椭圆封头简图计算压力 Pc 1.50MPa设计温度 t 320.00 C内径 Di 400.00mm曲面高度 hi 125.00mm材料 16MnR(正火) (板材)试验温度许用应力 s 170.00MPa设计温度许用应力 st 163.56MPa钢板负偏差 C1 0.00mm腐蚀裕量 C2 1.00mm焊接接头系数 f 0.85厚度及重量计算形状系数 K = = 1.0000计算厚度 d = = 2.70mm有效厚度 de =dn - C1- C2= 5.00mm最小厚度 dmin = 0.75mm名义厚度 dn = 6.00mm结论 满足最小厚度要求重量 14.58 Kg压 力 计 算最大允许工作压力 Pw= = 2.76669MPa结论 合格后端管箱筒体计算计算单位计算条件筒体简图计算压力 Pc 1.50MPa设计温度 t 295.00 C内径 Di 400.00mm材料 16MnR(正火) ( 板材 )试验温度许用应力 s 170.00MPa设计温度许用应力 st 163.56MPa试验温度下屈服点 ss 345.00MPa钢板负偏差 C1 0.00mm腐蚀裕量 C2 1.00mm焊接接头系数 f 0.85厚度及重量计算计算厚度 d = = 2.71mm有效厚度 de =dn - C1- C2= 5.00mm名义厚度 dn = 6.00mm重量 29.95Kg压力试验时应力校核压力试验类型 液压试验试验压力值PT = 1.25P = 1.9488 (或由用户输入)MPa压力试验允许通过的应力水平 sTsT 0.90 ss = 310.50MPa试验压力下圆筒的应力 sT = = 115.78 MPa校核条件 sT sT校核结果 合格压力及应力计算最大允许工作压力 Pw= = 2.75299MPa设计温度下计算应力 st = = 75.75MPastf 139.03MPa校核条件stf st结论 筒体名义厚度大于或等于GB151中规定的最小厚度6.00mm,合格后端管箱封头计算 计算条件椭圆封头简图计算压力 Pc 1.50MPa设计温度 t 295.00 C内径 Di 400.00mm曲面高度 hi 125.00mm材料 16MnR(正火) (板材)试验温度许用应力 s 170.00MPa设计温度许用应力 st 163.56MPa钢板负偏差 C1 0.00mm腐蚀裕量 C2 1.00mm焊接接头系数 f 0.85厚度及重量计算形状系数 K = = 1.0000计算厚度 d = = 2.70mm有效厚度 de =dn - C1- C2= 5.00mm最小厚度 dmin = 0.75mm名义厚度 dn = 6.00mm结论 满足最小厚度要求重量 14.58 Kg压 力 计 算最大允许工作压力 Pw= = 2.76669MPa结论 合格壳程圆筒计算计算单位计算条件筒体简图计算压力 Pc 1.50MPa设计温度 t 320.00 C内径 Di 400.00mm材料 16MnR(正火) ( 板材 )试验温度许用应力 s 170.00MPa设计温度许用应力 st 170.00MPa试验温度下屈服点 ss 345.00MPa钢板负偏差 C1 0.00mm腐蚀裕量 C2 1.00mm焊接接头系数 f 0.85厚度及重量计算计算厚度 d = = 0.17mm有效厚度 de =dn - C1- C2= 5.00mm名义厚度 dn = 6.00mm重量 336.92Kg压力试验时应力校核压力试验类型 液压试验试验压力值PT = 1.25P = 1.9488 (或由用户输入)MPa压力试验允许通过的应力水平 sTsT 0.90 ss = 310.50MPa试验压力下圆筒的应力 sT = = 7.43 MPa校核条件 sT sT校核结果 合格压力及应力计算最大允许工作压力 Pw= = 2.86139MPa设计温度下计算应力 st = = 5.05MPastf 144.50MPa校核条件stf st结论 筒体名义厚度大于或等于GB151中规定的最小厚度6.00mm,合格U型膨胀节设计计算计 算 条 件简 图设计内压力1.50MPa设计外压力MPa设计温度 t320.00设 计 要 求 的 循 环 次 数0次波材料16MnR(正火)纹腐蚀裕量1.00Mm管许用应力170.00MPa直常温下弹性模量2.058e+05MPa边设计温度下弹性模量2.052e+05MPa段设计温度下屈服点337.50MPa下限操作温度下弹性模量Ebc MPa上限操作温度下弹性模量EbH MPa几 何 尺 寸直边段与波纹内径 =500.00mm波长 W = 200.00mm直边段长度 =20.00mm波