化工设计年产55万吨甲醇精馏车间设计粗甲醇预热器设计.doc

化工设计课程设计化工设计课程设计 年产年产 5555 万吨甲醇精馏车间设万吨甲醇精馏车间设 计计 粗甲醇预热器的设计粗甲醇预热器的设计 学生姓名 学生姓名 学校 学校 专业班级 专业班级 101101 学号 学号 1041204110412041 指导老师 指导老师 目录目录 1 11 1 设计条件及主要物性参数设计条件及主要物性参数 2 2 1 1 11 1 1 设计条件设计条件 2 2 1 1 2 1 1 2 主要物性参数主要物性参数 3 3 1 21 2 工艺设计计算工艺设计计算 3 3 1 2 1 1 2 1 估算传热面积估算传热面积 3 3 1 2 2 1 2 2 换热器工艺结构换热器工艺结构 4 4 1 2 3 1 2 3 壳体内径壳体内径 6 6 1 2 41 2 4 折流板折流板 6 6 1 2 5 1 2 5 其它主要附件其它主要附件 7 7 1 2 61 2 6 接管接管 7 7 1 31 3 换热器核算换热器核算 7 7 1 3 1 1 3 1 热流量核算热流量核算 7 7 1 3 21 3 2 换热器内流体阻力计算换热器内流体阻力计算 1010 1 41 4 设备设计计算设备设计计算 1111 1 4 11 4 1 筒体及封头壁厚计算筒体及封头壁厚计算 1111 1 1 4 2 4 2 主要附件选型主要附件选型 1313 1 4 31 4 3 接管选型及补强接管选型及补强 1313 1 1 4 4 4 4 管板的选型管板的选型 1616 1 4 51 4 5 管箱的选型管箱的选型 1717 1 4 61 4 6 鞍座的选型鞍座的选型 1818 1 51 5 主要结构尺寸及计算结果汇总主要结构尺寸及计算结果汇总 1818 附录 预热器装配图附录 预热器装配图 1919 1 1 1 1 设计条件设计条件及主要物性参数及主要物性参数 1 1 1 1 1 1 设计条设计条件件 1 设计任务 粗甲醇原料预热器设计 对冷物流粗甲醇 甲醇 90 进行预热 由 40 oC 加热至 69 oC 年需量 60 9 万吨 年 压力为 0 15MPa 要求管程和壳程压差 均小于 50kpa 设计标准式列管换热器 2 选择换热器类型 流体温度的变化情况 混合流体进口温度为 40 oC 出口温度为 69 oC 压 力为 0 15MPa 查表得对应饱和蒸汽温度为 111 2 oC 出口温度不变 但发生 相变 转化为水 由于管程和壳程压差均小于 50KPa 且进出口温度变化不大 因此 选用固定管板式换热器 3 流程安排 因为饱和蒸汽比较清净 表面传热系数与流速无关且冷凝液容易排出 所 以饱和蒸汽宜走壳程 而甲醇的黏度 0 5 1 10 3Pa s 宜走管程 综 上 甲醇走管程 水蒸气走壳程 1 1 2 1 1 2 主要主要物性参数物性参数 1 定性温度 对于一般气体和水等低粘度流体 其定性温度可取流体进出口温度的平均 值 查表得甲醇黏度都很低 故管程液体的定性温度为 4069 54 5 2 c t 壳程饱和水蒸汽在 0 15MPa 压力下的定性温度为 111 2 h t 2 各组分物性参数 根据定性温度分别查到管程和壳程流体的有关物性数据 如下表 表 1 水蒸气在 111 2oC 下的物性参数 密度 0 8585 kg m3 定压比热容 Cp 4 235 kJ kg 1 k 1 焓 H 466 4 kJ kg 1 k 1 汽化热 r 2228 9 kJ kg 1 热导率 0 685 w m 1 k 1 黏度 0 256 10 3 Pa s 表 2 甲醇在 54 5 下的物性参数 密度 793 kg m3 定压比热容 Cp 2 65 kJ kg 1 k 1 热导率 0 187 w m 1 k 1 黏度 0 49 10 3 Pa s 1 21 2 工艺设计计算工艺设计计算 1 2 1 2 1 1 估算传热面积估算传热面积 1 换热器的热流量 在热损失可以忽略不计的条件下 对于无相变的物流 换热器的热流量由 下式确定 其中 Kg h 8 6 09 10 76913 330 24 m q t2 t1 69 40 29 K 所以 热流量KJ h 1641 88KW 6 76913 2 65 295 91 10 mp q Ct 对于有相变化的单组份饱和蒸汽冷凝过程 其热流量衡算可表示为 h h D r 则饱和水蒸气的用量 Kg h 6 5 94 10 2653 2228 9 h h D r 2 平均传热温差 由于在相同德流体进出口温度下 逆流流型具有较大的传热温差 所以在 工程上 若无特殊需要 均采用逆流 故本次设计采用逆流方式 55 4 12 1 2 111 269 111 240 111 269 ln ln 111 240 m tt t t t 3 估算传热面积 假设 K 600 W m2 k P A K t 所以 m2 9 5 91 10 49 4 3600 600 55 4 p A 1 2 1 2 2 2 换热器工艺结构换热器工艺结构 1 管径及管内流速 若选择较小的管径 管内表面传热系数可以提高 而且对于同样的传热面积 来说可以减小壳体直径 但管径小 流动阻力大 清洗困难 设计可根据具体 情况用适宜的管径 管内流速的大小对表面传热系数及压力降的影响较大 一般要求所选的流速 应使流体处于稳定的湍流状态 即雷诺指数大于 10000 对于传热热阻较大的 流体后易结垢流体应选取较大的流速 另外还要考虑在所选的流速下 换热器 应有适当的管长和管程数 并保证不会由于流体的动力冲击导致管子强烈振动 而损坏换热器 综上考虑 选用无缝钢管 20 号钢 选取管内流速25 2 5mm u 1m s 2 确定管长 管程数和总管数 选定管径和管内流速后 可以下式确定换热器的单程传热管数 根 22 76913 85 686 3600 793 0 0252 0 0025 1 44 v i q n d u 单程传热管长度 7 3m 0 P s A L nd 49 4 3 14 86 0 025 如果按单程计算的传热管长度太长 则应采用多管程 确定了每程传热管 长度之后 即可求管程数 取每程传热管长度 l 4 5 m 则 管程数 7 3 N1 62 4 5 L l 换热器的总传热管数为 根 2 86172 T NNn 3 平均传热温差校正及壳程数 选用多管程换热器损失部分传热温差 这种情况下的平均传热温差由 计算 其中温差校正系数与流体的进出口温度有关 也与 mtm tt 逆t 换热器的壳程数及管程数有关 其中 12 21 TT R tt 热流体的温降 冷流体的温升 111 2 111 2 0 6940 21 11 T tt P t 冷流体的温升 两流体最初温差 6940 0 407 111 240 对单侧温度变化流体 逆流的平均传热温差相等 即 1 壳程数为 1t 1 55 455 4 mtm tt 逆 4 传热管排列 传热管在管板上的排列有三种基本形式 即正方形 正四边形和同心圆排列 传热管的排列应使其在整个管板上均匀而紧凑地分布 同时还有考虑流体性 质 管箱结构及加工制造等方面等方面的要求 一般说来 正三角形排列在管 板面积上课排较多的传热管 而且管外表面的表面传热系数较大 但正三角形 排列时管外机械清洗较为困难 而且管外流体的流动阻力也较大 正方形排列 在同样的管板面积上可配置的传热管最少 但管外易于进行机械清洗 所以当 传热管外壁需要机械清洗时 常采用这种排列方法 同心圆排列方式的优点在 于靠近壳体的地方管子分布较为均匀 在壳体直径很小的换热器中可排列的传 热管数比正三角形排列还多 由于壳外是清洁的饱和蒸汽 所以采用正三角形排列 5 管心距 管板上两传热管中心距离称为管心距 管心距的大小主要与传热管和管板 的连接方式有关 此外还要考虑到管板强度和清洗外管面所需的空间 传热管和管板的链接方式有胀接和焊接两种 当采用胀接法 采用过小的 管心距 常会造成管板变形 而采用焊接法时 管心距过小 也很难保证焊接 质量 因此管心距应有一定的数值范围 一般情况下 胀接时 取管心距 t 1 3 1 5 d0 焊接时 取 t 1 25d0 0 0175 本次设计选取焊接法 多管程结构中 隔板占有管板部分面积 一般情况下 隔板中心到离其最 近一排管中心距离可用下式计算 mm 6 2 t S 当 do 25mm 时 取管心距 t 1 25d0 1 25 25 31 2532mm 各程相邻管心距 32 22 6 44 2 Smm 6 管束的分程方法 采用多管程 则需要在管箱中安装分程隔板 分程时 应使各程管字数目 大致相等 隔板形式要简单 密封长度要短 一般采用偶数管程 管束分程方法常采用平行法 1 2 31 2 3 壳体内径壳体内径 多管程换热器壳体的内径与传热管数 管心距和管程数有关 其中 为管板利用率 取 0 81 05 T N Dt 则壳体内径 mm 整圆可取 500 mm 172 1 05 32493 0 8 D 1 2 41 2 4 折流板折流板 列管式换热器的壳程流体流通面积比管程流通面积大 为增大壳程流体的 流速 加强湍流程度 提高其表面传热系数 需设置折流板 折流板有横向折流板和纵向折流板两大类 其形式有弓形折流板和圆盘 圆 环形折流板 弓形折流板结构简单 性能优良 在实际中最常用 弓形折流板的圆缺面可以水平或垂直装配 水平装配可造成流体的强烈扰 动 传热效果好 综上 本设计采用横向弓形折流板 水平装配 折流板间距0 30 3 500150BDmm 折流板数块 4500 129 150 B N 1 2 51 2 5 其它主要附件其它主要附件 1 旁路挡板 在换热器壳程 由于管束边缘和分程部位都不能排满换热管 所以在这些 部位形成旁路 为防止壳程物料从这些旁路大量短路 必要时应设置旁路挡板 来增大旁路的阻力 迫使物料通过管束进行换热 旁路挡板可用钢板或扁钢制成 当换热器直径小于 1000mm 时 可将旁路挡 板分段焊在折流板之间 每块挡板的长度等于两块折流板间的间距 2 防冲板 为了防止壳程物料进口处流体对换热管表面的直接冲刷 引起侵蚀及振动 应在流体入口处装置防冲板 以保护换热管 对于壳体内径大于 325mm 时的折流板左 右缺口和壳体内径小于 600mm 时 的折流板上 下缺口的换热器 常将防冲板焊于壳体上 由于本次设计的壳体 内径为 500mm 所以选用此方法 1 2 6 接管接管 管程流体进出口接管 取接管内甲醇流速 1 1 um s 3 1 76913 0 0269 36003600 793 m q qms 则接管内径 m 圆整后取管内径为 200mm 1 1 1 44 0 0269 0 185 1 v q d u 壳程流体进出口接管 取接管内流体流速 2 10 um s 3 2 2652 0 858 3600 0 8585 qms 则接管内径 m 圆整后取接管内径为 2 2 2 44 0 858 0 331 1 v q d u 350mm 1 31 3 换热器核算换热器核算 1 3 1 热流量核算热流量核算 1 壳程表面传热系数 0 1 0 550 14 3 0 0 36 er w hRP de 当量直径由正三角形排列得 22 0 0 3 4 24 e td d d 22 3 4 0 0320 025 24 0 02 0 025 m 壳程流通截面积 2 0 025 1 0 15 0 5 1 0 0423 0 032 o o d SBDm t 壳程流体流速 0 858 20 3 0 0423 v o o q um s S 雷诺数 0 0 3 0 02 20 3 0 8585 Re3507 77 0 256 10 deu 普朗特数 33 4 235 100 256 10 Pr1 58 0 685 p C 粘度校正 0 14 1 w 则w K 1 0 55 3 0 0 685 0 363507 771 5811279 23 0 02 h 2 管程表面传热系数 0 8 0 023RePrn ii i h d 当流体被加热时 当流体被冷却时 管程流体流通截面积 222 172 0 020 027 442 T ii N Sdm N 管程流体流速m s 0 0269 0 996 0 027 i u 雷诺数 3 0 02 0 996 793 Re32237 88 0 49 10 i 普朗特数 33 2 65 100 49 10 Pr6 94 0 187 所以 w m2 K 0 80 4 0 187 0 02332237 886 941887 02 0 02 i h 3 污垢热阻和管壁热阻 管壁热阻取决于传热管壁厚的材料 其值为 w w b R 其中 b 为传热管壁厚 取 0 0025m 为管壁热导率 查表得碳钢在 55 4 下的热导率 50 41 w 管外侧污垢热阻 m2 k w 3 0 0 14 10R 管内侧污垢热阻 m2 k w 3 0 176 10 i R 0 4 0 3 n 所以 m2 k w 5 0 0025 4 96 10 50 41 w R 4 传热系数 传热系数 000 0 0 1 1 c wi miii K R dRdd R hddhd 53 3 1 14 96 10250 176 102525 0 14 10 1279 2322 52020 1887 02 588 w m2 k 5 换热器面积裕度 计算传热面积 50 40 m2c cm A Kt 3 1641 88 10 588 55 4 实际传热面积 m2 0 0 025 4 5 17260 76 T Ad lN 裕度 100 c c AA H A 60 7650 40 100 20 6 15 50 40 传热面积裕度合适 该换热器能够温差生产任务 1 3 2 换热器内流体阻力计算换热器内流体阻力计算 1 管程阻力 管程流体的阻力等于流体流经传热管的直管阻力和换热器管程局部阻力之 和 即 tirsps ppp N N F 其中直管阻力 2 2 i ii i ul p d 局部阻力 2 2 i r u p 为管程结垢校正系数 可近似取 1 5 Ns 为壳程数 Np 为管程数 由 Rei 32237 88 传热管相对粗糙度 查莫狄图得 i 0 039 0 2 0 01 20 流速 ui 0 996m s 793kg m3 为局部资料系数 取 3 则 Pa 2 4 5793 0 996 0 0393451 5 0 022 i P Pa 2 793 0 996 31180 0 2 r P 3451 5 1180 0 1 2 1 5138894 5Pa 500 所以 2 1 2 o ooTCB u pFf NN 2 0 2280 5 0 8585 20 3 0 5 5 3507 771 1 172 29 1 28816 7 2 Pa 2 2 3 5 2 o iB uB pN D 2 2 0 150 8585 20 3 29 3 5 14876 4 0 52 Pa 28816 7 14876 443693 150000 s PPaPa 壳程流体阻力在允许范围之内 1 1 4 4 设备设计计算设备设计计算 1 1 4 1 4 1 筒体及封头壁厚计算筒体及封头壁厚计算 1 筒体壁厚 设计采用内径 500mm 筒体长度 4500mm 的工艺尺寸 其长径比 i D o L 9 材料为 Q345R 钢板 焊接结构采用单面焊无损探伤 所以取焊接系数 o i L D 0 8 设计温度为 150 设计压力 计算压力1 1 11 1pMPa 1 1 c ppMPa 当钢板厚度在 4 5 5 5mm 时 钢板负偏差 C1 0 5mm 由于钢铁对于水蒸气有良好的抗腐蚀性 腐蚀率在 0 1mm a 以下 且设计 筒体为单面腐蚀 故去腐蚀裕量 C2 2 0mm 对于本设计是用钢板就卷焊的筒体以内径作为公称直径 DN 500mm i D 假设 Q345R 钢的厚度在 3 16mm 之间 根据 GB150 固定式容器 查得 设 计温度下钢板的许用应力 183MPa 室温强度指标 t 510MPa 345MPa b s 设计壁厚 2 2 ci d t c p D C p 1 1 500 2 2 183 0 8 1 1 3 89mm 1 3 890 54 39 d Cmm 圆整后得名义厚度 5mm n 有效厚度 12 2 5 en CCmm 2 封头壁厚 设计采用标准椭圆形封头 封头曲面深度mm 直边高度 1 125 4 D h h2 25mm 设计厚度 2 2 0 5 ci d t c p D C p 1 1 500 2 2 183 0 80 5 1 1 3 88mm 1 3 880 54 38 d Cmm 圆整后得名义厚度 5mm n 有效厚度 12 2 5 en CCmm 3 筒体及封头水压强度校核 试验压力 1 251 25 1 11 38 T ppMPa 有效厚度 2 5mm 强度指标 345MPa e s 0 90 9 345310 5 s MPa 压力试验时的应力 2 Tie T e pD 1 38 5002 5 2 2 5 0 8 173 4MPa 因为 所以筒体及封头满足水压试验的强度要求 0 9 Ts 1 1 4 2 4 2 主要附件选型主要附件选型 1 折流板 本设计折流挡板为有弓形缺口的圆形板 直径为 500mm 厚度为 10mm 缺 口弓形高度为圆形板直径的约 1 4 本设计圆整为 150mm 折流挡板上换热管 孔直径为 25 8mm 共有 172 43 129 个 选择折流挡板间距 B 150mm 折流挡 板数 NB 29 块 2 拉杆 折流板一般采用拉杆与定距管等元件与管板固定 其固定形式有全焊接结 构 拉杆定距管结构 定距螺栓拉杆等 本设计采用拉杆定距管结构 拉杆一端用螺纹拧入管板 每两块折流板之 间的间距用定距管固定 每根拉杆上最后一块折流板与拉杆焊接 这种形式易 于调节折流板之间夹紧程度 在穿进换热管后 各折流板处于相对自由状态 是列管换热器最常用的形式 拉杆直径为 16mm 每个折流挡板上有 4 个 3 防冲板 防冲板在壳体内的位置 应使防冲板周边与壳体内壁所形成的流通面积为 壳程进口接管截面积的倍 实际上接管管径确定后 就是一个防冲板与1 1 25 壳体内壁的高度 H1 的确定 一般规定接管外径 所以取高度 1 11 43 H 70mm 防冲板直径应大于接管外径 50mm 取 300mm 厚度为 4 5mm 1 1 4 3 4 3 接管选型及补强接管选型及补强 1 甲醇进料管 甲醇进料流量为 接管内径为 200mm 采用 3 1 0 0269 qms 的低合金无缝钢管 接管长度为 150mm 配用具有突面密封的2006mmmm 带颈对焊法兰 法兰标记 HG20595 09 法兰 WN200 2 5 RF Q235 B 本设计选用 200mm 壁厚 6mm 的接管 由标准查得补强圈尺寸为 i d m 外径 D2 400mm 内径 D1 212mm 开孔补强计算如下 1 不计焊缝系数的筒体计算壁厚 1 1 500 15 1 2 2 183 1 1 ci t c p D mm p 2 开孔所需补强的面积 A 开孔直径 22002 0 52 205 i ddCmm 开孔所需的补强面积 2 205 15 1309 55Admm 3 有效宽度 B 22 205410Bdmm 外侧有效高度 1 h 1 205 635 07 m hdmm 4 有效补偿面积 123 AeAAA 式中 A1 壳体有效厚度减去计算厚度之外的多余面积 2 mm A2 接管有效厚度减去计算厚度之外的多余面积 2 mm A3 焊缝金属截面积 2 mm 其中 1 B d 2 1 emer Af 接管材料选择与筒体相同的材料 Q345R 进行补偿 故 1 r f 代入上式得 2 1 410205 2 5 1 51 202 95Amm 接管计算厚度 1 1 205 0 77 2 2 183 0 8 1 1 c t t c p d mm p 2122 2 2 nttrntr AhC fhCC f 1 2 0 nttr hC f 2 35 07 60 772 5 2 186 57mm 2 3 1 26 636 2 Amm 有效补强面积 2 123 202 95 186 5736425 52AeAAAmm 因为 Ae A 所以开孔不需加补强 2 甲醇出料管 采用的低合金无缝钢管 接管长度为 150mm 配用具有突2006mmmm 面密封的带颈对焊法兰 法兰标记 HG20595 09 法兰 WN200 2 5 RF Q235 B 无需补强 3 水蒸气进料管 水蒸气进料流量为 接管内径为 350mm 采用 3 2 0 858 qms 的低合金无缝钢管 接管长度为 150mm 配用具有突面密封的3506mmmm 带颈对焊法兰 法兰标记 HG20595 09 法兰 WN350 2 5 RF Q235 B 本设计选用 350mm 壁厚 6mm 的接管 由标准查得补强圈尺寸为 i d m 外径 D2 620mm 内径 D1 362mm 开孔补强计算如下 1 不计焊缝系数的筒体计算壁厚 1 1 500 15 1 2 2 183 1 1 ci t c p D mm p 2 开孔所需补强的面积 A 开孔直径 23502 0 52 355 i ddCmm 开孔所需的补强面积 2 355 15 1536 05Admm 3 有效宽度 B 22 355710Bdmm 外侧有效高度 1 h 1 355 646 15 m hdmm 4 有效补偿面积 123 AeAAA 其中 1 B d 2 1 emer Af 接管材料选择与筒体相同的材料 Q345R 进行补偿 故 1 r f 代入上式得 2 1 710355 2 5 1 51 351 45Amm 接管计算厚度 1 1 355 1 34 2 2 183 0 8 1 1 c t t c p d mm p 2122 2 2 nttrntr AhC fhCC f 1 2 0 nttr hC f 2 46 15 6 1 342 5 2 199 37mm 2 3 1 26 636 2 Amm 有效补强面积 2 123 351 45 199 3736586 82AeAAAmm 因为 Ae A 所以开孔不需加补强 4 水蒸气出料管 采用的低合金无缝钢管 接管长度为 150mm 配用具有突3506mmmm 面密封的带颈对焊法兰 法兰标记 HG20595 09 法兰 WN350 2 5 RF Q235 B 无需补强 5 排气管 采用的低合金无缝钢管 接管长度为 150mm 配用具有突323 5mmmm 面密封的带颈对焊法兰 法兰标记 HG20595 09 法兰 WN25 2 5 RF Q235 B 无需补强 6 排污管 采用的低合金无缝钢管 接管长度为 150mm 配用具有突323 5mmmm 面密封的带颈对焊法兰 法兰标记 HG20595 09 法兰 WN25 2 5 RF Q235 B 无需补强 1 1 4 4 4 4 管板的选型管板的选型 1 左管板 1 管板厚度 选用固定管板兼作法兰形式 管板与壳程圆筒连为整体 期延长部分兼做 法兰 与管箱用螺柱 垫片连接 管板材料选用 16Mn 当设计压力为 1MPa 壳体内径为 500mm 时 查表得管板的厚度 34mm 2 管板形状 管板同时起到法兰的作用 密封面为凸面 可以和管箱的法兰 密封面为凹 面 连接 管板直径与管箱法兰的相同 为 700mm 外周均布 24 个 20 螺孔 3 管板的开孔 左管板共有 172 个安装换热管的开孔和 4 个拉杆安装孔以及 1 道管程隔板 密封槽 2 右管板 右管板厚度及形状与左管板一致 有 172 个安装换热管的开孔 但没有拉 杆安装孔及管程隔板密封槽 1 1 4 5 4 5 管箱的选型管箱的选型 1 左管箱 1 左管箱短节 左管箱短节为圆柱筒体 内径与壁厚选择与设备壳体相同 左管箱短节连 接甲醇进 出管口 选择左管箱短节的长度为管口接管公称直径的两倍 即 200 2 400mm 选择 Q345R 材料制作 左管箱短节的标记 筒体 DN500 5 L 400 2 左管箱封头 选择公称直径为 500mm 的标准椭圆封头 壁厚 5mm 材质也是 Q345R 标记 EHA 500 5 Q345R JB T 4746 2010 3 左管箱隔板 由于管程压强降较小 用公式计算隔板厚度会小于 GB151 规定的隔板最小 厚度 换热器公称直径 600 时 碳钢隔板的最小厚度为 10mm 所以直接选 择隔板厚度为 10mm 数量为 1 块隔板 材料为 Q235 B 4 左管箱法兰及密封垫片 法兰选择甲型平焊容器法兰 公称直径 500mm 公称压力 2 5MPa 密封面 为凹面 FM 与凸密封面的左管板连接 外周均布 24 个 20 螺孔 用 M20 双 头螺柱与左管板连接 标记 HG20595 09 法兰 WN500 2 5 FM Q235 B 密封垫片选择甲型平焊容器法兰用非金属软垫片 公称直径 500mm 公称 压力 2 5MPa 2 右管箱 右管箱封头 法兰及密封垫片与左管箱一致 短节长度为 100mm 标记 筒体 DN500 5 L 100 右管箱无隔板 1 1 4 6 4 6 鞍座的选型鞍座的选型 鞍座分为轻型 A 和重型 B 两大类 每种形式的鞍座又分为固定支座 F 和滑动支座 S 在一台容器上 F 型和 S 型总是配对使用 本设计选用 BI 型双鞍座 其中一个为 F 型 另一个为 S 型 设计高度为 200mm 其承载能力一般不必进行验算 查表得 公称直径在 500 900mm 时 其允许载荷为 155KN 包角为 120 度 筋板数为 2 底板长 460mm 宽 150mm 厚 10mm 筋板长 250mm 宽 120mm 厚 8mm 垫板弧长 590mm 宽 240mm 厚 6mm 腹部厚 8mm 鞍座标记为 4712 1 2007500JB TBIF 鞍座 4712 1 2007500JB TBIS 鞍座 换热器总长为 5300mm 换热器管束长 4500mm 一般当 0 L 时 取两鞍座间距 本设计取 0 6 0 3000Lmm 0 0 5 0 7 B LL 即两鞍座间距 0 0 60 6 45002700 B LLmm 1 1 5 5 主要结构尺寸及计算结果汇总主要结构尺寸及计算结果汇总 表 3 换热器主要结构尺寸和计算结果 参数管程壳程 流率 kg h 769132652 进 出口温度 oC40 69111 2 111 2 压力 kPa10001000 定性温度 oC54 5111 2 密度 kg m3 7930 8585 定压比热容 kj kg K 2 654 235 黏度 Pa s0 49 10 30 256 10 3 热导率 W m K 0 1870 685 物性 普朗特数6 941 58 形式固定管板式台数1 壳体直径 mm500壳程数1 管径 mm 25 2 5管心距 mm32 管长 mm45000管子排列 管数目 根172折流板数 个29 传热面积 m260 76 折流板间距 mm 150 壳体及封头壁厚 mm5拉杆数 个4 左管箱长度 mm400 右管箱长度 mm 100 设备结构参数 管程数2材质Q345R 碳钢 主要计算结果管程壳程 流速 m s 0 99620 3 表面传热系数 W m2 K 1887 021279 23 污垢热阻 m2 K W 0 00001760 00014 阻力 kPa13 89443 693 热流量 kW1641 88 传热温差 K55 4 传热系数 W m2 K 588 裕度 20 6 附录 预热器装配图附录 预热器装配图 25 24 23 22 21 20 19 18 17 16 10 9 8 7 6 5 4 3 2 1 15 14 13 12 11 4 172 116 1 48 2 1 24 1 29 31 2 1432 144 24 5 0 03 0 17 886 710 5 1 44 4 08 2 5 L 4380 Q345R 20 件号图号或标准号 名 称 数量材料备注 重总 重量 Kg 化工设计院 职责 设计 制图 校对 审核 审定 签 名日期设计项目 设计阶段施工图 比例共 页第 页 B01 111R 00 粗甲醇预热器 装配图 DN500 5300 拉杆 16 螺母M20 接管 212 6 双头螺柱M20130 非金属垫片G6 500 总重 3890Kg 符号 公称 尺寸 连接尺寸标准 连接面 形式 用途或名称 a b d e f 25PN25D N200HG20595 09 PN25D N350HG20595 09 PN25D N25HG20595 09 PN25D N350HG20595 09 甲醇出口 水蒸气进口 排气口 排污口 水蒸气出口 甲醇进口 管 口 表 工作压力 MPa 设计压力 MPa 物料名称 焊缝系数 容器类别 1 1 1 粗甲醇 0 8 工作温度 设计温度 腐蚀裕度 mm 150 150 2 技术特性表 1 本设备按照国家劳动总局 压力容器安全监察规定 及GB150 2011 固定式压力容器技术条件 进行制造 试验和验收 2 焊接采用电弧焊 焊条型号用E5016焊条 3 焊接接头形式及尺寸除图中注明外 对接焊缝按JB Z105 73 角焊 缝按 设计规定 附录D 接管与壳体及壳体之间焊接采用全焊透 结构 法兰焊接按相应法兰标准中的规定 4 对接焊缝进行局部探伤 符合GB3325 87中的 级为合格 5 本设备需进行整体热处理 以清除残余应力 6 热处理后设备以1 38MPa表压进行水压试验 合格后再以1 4MPa表压 进行气密性试验 7 水压试验后 应进行表面裂缝检查 检查部位为壳体对接焊缝 热 影响限接管与壳体连接焊缝及热影响区等的内外表面 补强圈 支 座与壳壁连接焊缝及热影响区 8 管口方位按本图 9 设备制造完后 外表面涂二道防锈漆 现场安装后再涂标色漆 10 接地线应牢固地固定在固