年产3500吨二硫化碳系统冷凝装置设计

更多相关文档资源请访HTTP/WWWDOCINCOM/LZJ781219本毕业论文包含完整CAD设计文件以及仿真建模文件，资料请联系68661508索要毕业设计论文题目年产3500吨二硫化碳系统冷凝装置设计学院名称机械工程学院班级过程装备与控制工程071班2011年05月28日目录前言11二硫化碳尾气处理系统工艺设计211国内外二硫化碳生产概况212工艺流程设计32冷凝器的设计421冷凝器的结构选型422热力计算4221设计参数4222热量衡算523冷却水量的计算624初定冷凝器尺寸6241试选管子7242校核水的流速825冷凝器结构设计12251管束分程12252管子排列12253冷凝器管板的结构形式13254管子与管板、管板与壳体的连接14255冷凝器壳体设计14256冷凝器封头设计15257折流板设计16258拉杆设计17259进出口管设计172510进出口管法兰设计182511开孔补强192512管箱设计及管箱与壳体接管的位置202513支座设计222514校核冷凝器应力232515管板校核262516水压试验校核402517压力试验403计量罐的设计4131筒体设计4132封头设计4233开孔与接管及补强圈设计4334液面设计4335裕量校核4436支座设计4437水压试验45附录46参考文献63谢辞64摘要本次设计介绍了二硫化碳尾气处理系统的工艺设计。它包括总工艺流程设计，冷凝器的设计及校核，计量罐的设计及校核。冷凝器的设计是本次设计的重点。根据实际情况最终确定选用应用最为广泛的间壁式换热设备为此次所需冷凝器。它的设计步骤为先进行传热计算，然后进行冷凝器的尺寸计算，最后进行强度计算和校核。设计前的热力计算是本次设计的难点与重点。由于冷凝的介质中含有不凝性气体，所以加大了热力学传热计算这部分的计算难度。冷凝器的设计包括冷凝器上的筒体、封头、管箱、管板、换热管、折流板、拉杆、接管、开孔补强、支座、法兰等的设计、计算与核算。计量罐的设计包括筒体、封头、接管、开口补强、液面计及支座的设计和校核，是本次设计的一个重要组成部分。关键词总工艺流程；冷凝器；计量罐；ABSTRACTINTRODUCTIONTOTHEDESIGNOFTHEEXHAUSTGASTREATMENTSYSTEMOFTHECARBONDISULFIDEPROCESSDESIGNITINCLUDESTHETOTALFLOWSTRUCTURALDESIGN,THECONDENSERDESIGNANDVERIFICATION,MEASUREMENTCANDESIGNANDVERIFICATIONCONDENSERISDESIGNEDTOBETHEFOCUSOFTHISDESIGNACCORDINGTOTHEACTUALSITUATIONTODETERMINETHEFINALSELECTIONOFTHEMOSTWIDELYUSEDHEATEXCHANGEREQUIPMENTPARTITIONSREQUIREDFORTHECONDENSERITISDESIGNEDTOCARRYOUTTHESTEPSFORTHEFIRSTHEATTRANSFERCALCULATION,THENTHESIZEOFTHECONDENSER,THEFINALCALCULATIONANDCHECKFORSTRENGTHDESIGNBEFORETHETHERMALCALCULATIONISDIFFICULTINTHISDESIGNANDFOCUSASARESULTOFCONDENSATIONOFTHEMEDIUMCONTAININGNONCONDENSABLEGAS,ITINCREASEDTHEHEATTRANSFERCALCULATIONOFTHETHERMODYNAMICCALCULATIONOFTHEDIFFICULTYOFTHISPARTCONDENSERDESIGNINCLUDESTHECYLINDER,HEAD,CONTROLBOXES,CONTROLPANELS,HEATEXCHANGER,BAFFLE,BAR,TAKEOVER,OPENINGREINFORCEMENT,BEARING,FLANGE,SUCHASDESIGN,COMPUTINGANDACCOUNTINGMEASUREMENTCANDESIGNINCLUDESCYLINDER,HEAD,TAKEOVER,OPENINGREINFORCEMENT,ANDTHEBEARINGSURFACEOFTHEDESIGNANDVERIFICATION,ISANIMPORTANTDESIGNCOMPONENTKEYWORDSTOTALFLOWCONDENSERMEASUREMENTCAN前言使热量冲热流体传递到冷流体的设备称为换热设备。它是化工、炼油、动力、食品、轻工、原子能、制药、机械及其他许多工业部门广泛使用的一种通用设备。在化工厂中，换热设备的投资约占投资总量的1020；在炼油厂中，约占总投资的3540。在工业生产中，换热设备的主要作用是使热量由温度较高的流体传递给温度较低的流体，使流体温度达到工艺过程规定的指标，以满着工艺过程上的需要。此外换热设备也是回收余热、沸腾特别是低位能的有效装置。换热设备有多种多样的形式，换热器选型时，考虑的因素很多，主要是流体的性质；压力、温度及应许压力降的范围；对清洗、维修的要求；材料价格；使用寿命等。管壳式换热器具有可靠性高、适用性广等优点，在各工业领域中的到最为广泛的应用。近年来受到其他新型换热器的挑战，但反过来也促进了其自身的发展。在换热器向高参数、大型化的今天，管壳式换热器仍占主导地位。这里介绍一种间壁式换热器的设计计算，它是利用间壁（固体壁面）将进行热交换的冷热两种流体隔开，互不接触，热量由热流体通过间壁传递给冷流体的换热器。这里用水作冷却介质，用于冷却混合蒸汽的温度，从而达到冷凝的效果。间壁式换热器是工业生产中应用最为广泛的换热器。在二硫化碳的生产工艺中，它是溶解二硫化碳气体净化生产装置中的冷凝冷却设备，主要是使混合气体中的二硫化碳冷凝而使有毒的硫化氢排出而处理掉。冷却机理在冷凝器中，如果冷凝传热管表面温度低于混合气体的露点，则混合气体中的蒸汽（可凝性蒸汽为二硫化碳蒸汽，不凝性气体为硫化氢气体）冷凝，管表面被湿润，这个表面被气体界膜包围，混合气体中的蒸汽通过这个气体界膜扩散到管表面上冷凝。1二硫化碳尾气处理系统工艺设计11国内外二硫化碳生产概况二硫化碳是一种重要的无机化工原料，广泛应用于树脂、燃料、医药、农药、防腐剂、多种溶剂及橡胶等多种产品的生产。由于二硫化碳用途广泛，所以国内外的需求量也比较大，仅我国国内粘胶纤维、选矿药剂、橡胶促进剂、玻璃纸及农药、医药等行业每年需求量近30万吨，特别是粘胶行业扩产速度很快，每年仍需3万吨的二硫化碳投放市场才能满足需要；其次，国际市场发达国家如美国、日本、俄罗斯、法国等因生产二硫化碳环保投入太大，生产成本增加和竞争能力下降等原因，使一部分二硫化碳生产厂关闭，这也造成了国际市场二硫化碳需求有了较大幅度的增加，市场前景十分看好。我国粘胶纤维、橡胶助剂和选矿药剂等生产仍将继续发展，对其的需求也快速增长，目前产品供不应求。预计二硫化碳的生产和需求每年仍会有15以上的增长速度。我国现有生产二硫化碳的工厂或车间一百多处，其生产工艺普遍采用古老的电炉法，以木炭和硫磺为原料，流程简图如图11图11工艺流程简图这不仅大量消耗森林资源，而且在生产过程中产生有毒气体H2S，工艺古老，生产效率低，不利于环境保护。以天然气代替木炭为原料生产二硫化碳成为目前国内外首选的先进生产路线。以天然气和硫磺为原料生产CS2,国外普遍采用三种技术,即美国的FMC技术、STAUFFER技术和PPG技术。此外还有以丙烯为原料的生产技术，但是由于以丙烯为原料不如用天然气优越，很少采用。反应干燥熔硫除硫木炭硫磺冷凝粗二硫化碳精馏冷凝成品二硫化碳12工艺流程设计总工艺流程设计如图12所示。冷凝器计量罐CS2储罐氨水罐硫化铵罐吸附塔磁力泵燃烧炉搅拌器吸附塔搅拌器磁力泵12345678910117181923242201525262930273140353632832437383916211312图12设计总工艺流程图整套尾气系统的工艺处理过程由四个子系统共同完成。第一部分是CS2、H2S混合气体的冷凝，这部分设备的主要作用是把混合气体中的CS2蒸汽冷凝成液体并收集起来，大部分的CS2蒸汽在这里被冷凝收集。第二部分是活性炭吸附塔对CS2的吸收，这部分设备主要是对从冷凝器接口4排出的H2S气体与未冷凝的CS2蒸汽进行吸收。这里采用两个相同的活性炭填料塔，以备当一个塔里的活性炭吸附饱和后能及时进行更换，保证工作的连续进行。第三部分是H2S与氨水的反应，这部分设备主要是对从吸附塔接口15和20排出的气体进行吸收，采用低浓度氨水与H2S反应。这里同样采用两个相同的反应罐，以便一台反应完毕后及时更替。第四部分是燃烧炉。气体在反应罐内反应完毕后，残余气体进入燃烧炉内燃烧后排出。2冷凝器的设计21冷凝器的结构选型选型应考虑的因素有蒸汽压力，蒸汽组分，冻结与污垢等多种因素。已知方案中初进水的工作温度T5出口工作温度T7,由于两种介质均无腐蚀性，也不易结垢，故可选用固定管板式管壳换热器。这类换热器相比其他类型有很多优点，如结构简单紧凑，造价低，管程清洗方便等。管程是指介质流经换热管内的通道及与其相贯通的部分，壳程是指介质流经换热管外的通道及与其相贯通部分。因此，可采用工业清水走管程，混合气体走壳程的形式。22热力计算221设计参数1）尾气组成、压力、温度尾气中有46667/H的饱和二硫化碳蒸汽和7104KG/H硫化氢气体，尾气压力为013MPA，温度45。2）冷凝器尾气出口温度为10，冷却水进口温度为5，出口温度为7，冷却水进口压力为042MPA。3）各项物性参数H2S的分子量M34；比热容CP025KCAL/KGCS2的分子量M76；比热容CP024KCAL/KG汽化潜热R84KCAL/KGCS2饱和蒸汽压PA/TB；A1446，B7410222热量衡算设代号如下P0总压力；P1CS2出口蒸汽压力；P2CS2进口蒸汽压力；P3H2S出口蒸汽压力；P4H2S进口蒸汽压力。（1）CS2出口压力P1为（出口温度T10）LOGP1B；其中A1466,B7410,T273TTA解得P1266KPA（2）CS2进口压力P2为（进口温度T45）LOGP2B；其中A1466,B7410,T273TT解得P2953KPAP3P0P10103MPAP4P0P20045MPAH2S进口压力为0045MPAH2S出口压力为0103MPA（3）CS2的出口流量为G1根据道尔顿分压定律，压力比等于摩尔数得G1N1T2N1/N2P1/P3123P06/G15138KG/H冷凝量为46667513841529KG/H（4）混合气体的入口焓为I1其中T由4510R84KCAL84KJ186410591005SPHC2KKGJ2PCSKKGJIGCPG1TR71041466675451046667059011864183172132HKJ（5）混合气体的出口焓为I2其中T由57R84KCAL84KJ186410591005SPHC2KKGJ2PCSKKGJIGCPGTR7104151385755138059101186418323644HKJ热量Q18317213218323644164848488457910WHKJ323冷却水量的计算已知冷却水进口温度出口温度CT015CT027故特性温度TS6C270查在此温度下，水的比热容为CP4199J/KGK根据传热公式,21MHCPQRT（可得冷却水的量QPWWT出进45791034199755453SKG24初定冷凝器尺寸根据经验值可以先估算管壳式换热器的总传热系数为200W/M2K（采用逆流）如图21图21逆流温差图其中平均温度差为TM（T1T2）（T2T1）/（T1T2）/（T2T1）457105/457/1051626传热面积1408A估457912001626241试选管子采用水走管程，蒸汽走壳程。初步选取管程中的水的流速为08M/S，取管径规格为2525MM则内径D120MM初选单管程，估算管子数如下初选换热管管长为25M，根据单管的传热面积可计算管子数目为N224VDGI水5453999831440022082180547图所以取整为22根。则L815过长，不符和长径比值0NDA估1408314002522因此选用四管程，采用88根管子。即L203MND0估1408314002522根据标准，取25米。采用正三角形排列形式管心距T125D01252532MM内径D105T105324397MMIN12007根据标准，内径取450MM。242校核水的流速根据雷诺数的因素，同时初设换热器为四管程，同时设4根拉杆，且布管的原因，则布92个孔，88为换热管管孔。则单管程管束N116/422查资料特性温度T57/26下的物理参数比热容CP4199103J/KGK密度9998KG/M3黏度1498103PAS热导率0565W/MK因在冷凝器中发生有相变的传热，为避免管内气液两相流，所以设计蒸气管外冷凝，即冷凝水走管程，混合蒸气走壳程。则管内水的流速079214UNDGI水545300222299984SM243校核总传热系数（1）管程对流传热系数1U1079M/S441109109872RED普兰特常数568PR243C管内是混合流体被加热，根据化工原理得公式4082408119013RRED023KMW2/9（2）壳程对流传热系数2冷凝器中壳程发生有相变的对流传热，所以按下列步骤计算先计算纯CS蒸汽的传热系数02有下列公式41032075TDNG07251263298016335200088230025380106350725528628WMK此时特性温度为TW57104黏度380SPA610密度32MKG导热系数KW6管子外径0025MM0D0D温差451035TT计算含HS的CS混合气体的传热系数22其中含不凝性气体的HS的混合气体的传热系数为2500231DC其中C为HS的摩尔分数274306为混合气体的运动黏度D为两种气体的相互扩散系数21331217504BABAVPMT其中T2732753005KP013MPA13BAR大气压原子及其单分子的扩散体积为下列数据H231C159S229下列分子式的分子量为HS34CS7622所以M17634247ABSHVS22921475SCVS21592229617则21331217564730BABABD5980127SM261227CSSHAB6103541032775SPA62271CSSHAB36539MKG1303KG则运动黏度2135461027ABS2610所以有混合气体的传热系数为221082500173431）（KMW23总传热系数K取热流体侧污垢热阻RD114MK/W4102取冷流体侧污垢热阻RD258MK/W碳钢的导热系数45W/M2K1D22105140808243DBK所以2170/KWMK（）RD1混合蒸汽热阻RD2管子内流体即冷凝水的热阻1管程对流传热系数壳程对流传热系数2B管璧厚25MM（4）传热面积校核02/45791/06M328104MAQKTDLN校选5则大约有5的传热面积裕量，而且在设计的时候已经余出005的传热系数，所以计算表明所选管子规格、材料、管程数是可用的。25冷凝器结构设计251管束分程由上面设计可知该换热器是四管程，因此管程结构顺序如图22所示图22管程结构图与与1243与图252管子排列选用正三角形排列，排列形式如图23所示图23管子排列图管间距D32管子长度L25M253冷凝器管板的结构形式根据四管程的排列方式，管板上92个孔，88个换热管孔，4M205个拉杆孔,黑色部分即拉杆的位置。管板上管孔排列方式如下图M16图24图24管孔排列方式图23图25管板兼法兰结构图管板型号为HG2059397,其中20个螺栓孔直径为23MM，螺纹THM202254管子与管板、管板与壳体的连接管子与管板的连接采用机械滚胀法如图26图26管子与管板连接图管板与壳体的连接采用焊接如图27图261换热管与管子的连接图27焊接结构图255冷凝器壳体设计根据冷凝器中最大的压力P013MPA，则计算压力PC12P，所以材料选择Q235A，布管的时候可知设计壳体内径D400MM查表可知Q235A的I温差应力113MPA焊缝采用局部无损探伤T850计算厚度1203421285CITPDCM厚度附加裕量由两部分组成钢板或钢管厚度的负偏差C1和腐蚀裕度C2，取CC1C22MM。壳体厚度不得低于6MM，所以取名义厚度N6筒体外径DD24002412MM0I6256冷凝器封头设计（1）、封头的结构形式是应工艺过程、承载能力、制造技术方面的要求而成型的。本封头采取标准椭圆形封头，材料选择与筒体相同，采用Q235A，设计压力P013MPA，取封头内径400MM,由公式得计算厚度为SID401230320523851ITSDM则设计厚度为C0332233MMD2C腐蚀余量，取C2MM2因焊接因素，所以取封头名义厚度。MN6根据JB/T473795查椭圆形封头标准，可知封头结构如图28所示图28封头257折流板设计设置折流板的目的是为了提高壳程流体的流速，增加湍动程度，并使壳程流体垂直冲刷管束，改善传热，减少结垢。大部分换热器都采用弓形折流板，所以该冷凝器的折流板也采用弓形。在卧式冷凝器中的折流板底部都设有A90，高度为1520MM的缺口，供停车排液时用。材料选择Q235B，因为气体走壳程，因此折流板的缺口左右开。取折流板的名义直径DDI34003397MM因折流板的最小间距应不少于1/5筒体内径，且不小于50MM,故取折流板间距B035M所以,NBL/B125/035171161因此在冷凝器内部安装7块折流板，厚度为12MM折流板是左右缺口，缺口高度H0202M，在此采用弓形的折流板，所以H09，而ID9045且在底部开缺口，供停车排液之用,其面积要接近接管两倍面积。结构如图29所示与与与图29折流板结构设计图258拉杆设计本换热器采取拉杆定距杆结构，拉杆直径与数量根据GB1511999的规定为4根，直径为16MM，拉管在管板的位置见前面的管板图中管孔的排列方式。拉杆与定距管固定，拉管的一端用螺纹拧入管板，每两块折流板之间用定距管固定，每一块拉杆最后一块折流板用螺纹螺母与拉杆固定，如图29所示。259进出口管设计（1）管程进出口管设计管内流体质量流量G5453KG/S流体密度99983/MKG设进出口管管内流速均为（查换热器设计手册）S/M80进口管流通面积AG254379409431NDAM考虑市场材料、规格、价格选用管子规格取。M4108（2）壳程进出管设计1）壳程进口已知壳程内走混合蒸汽且混合蒸汽密度130混3/MKG设进口管管内蒸汽流速S/M18进口管流通面积AG20392ADN18014根据计算选择管子规格为。M42）壳程出口由于在冷凝过程中CS有90冷凝了，变成了液体，2所以出口管道有两个未冷凝的蒸汽出口管道设计（145）混3/KG出口管流通面积AG246710410358M冷凝液即90的CS液体出口管道设计（1262，23/KGS/15）出口管流通面积AG246790301128M443NDA管子取。M522510进出口管法兰设计由于该冷凝器压力不高，故所有的管法兰均根据GB/T91192000系列，采用突面板式平焊钢制管法兰。材料为Q235A，其结构尺寸如表21表21管子公称直径法兰螺栓DHDGD0D1D2D3BF数量直径10810010701441101624M16575014011088591424M1232251007558331424M10尺寸如图210图210法兰尺寸图图2102511开孔补强表22尺寸如图211所示图211管子开孔图2512管箱设计及管箱与壳体接管的位置（1）确定前、后管箱的结构尺寸及接管位置如下管箱与封头采用埋弧自动焊，而且为全焊透，里面采用手工焊。焊缝系数为085,其中下图中的接管位置L由下列公式确定（查换热器手册）2D为此处开孔补强的补强圈的外径CHDLFH200HD210MM；0为管板的厚度48；4821FHFH管子MM公称直径（MM）补强圈尺寸MMDHDGD1D2B质量（KG）10810021010361175750130536048L取175MMC为修正系数取CS为壳体壁厚。0S4L0图212换热器箱体（2）壳体接管位置与尺寸如下图图213壳体接管位置与尺寸图其中上图中的、按下列式子计算得（查换热器手册）1L231）CMBDLH4216830取135MM12）CMBDLH45385L取90MM23）CMBDH43268210L取175MM3D为此处开孔补强的补强圈的外径D130MM1H1HD为此处开孔补强的补强圈的外径D210MM33D为此处开孔外径D25MM；HHB为为管板的厚度B48MM；C为修正系数取CS为壳体壁厚。S42513支座设计（1）、由于该冷凝器为卧式容器，所以选用鞍式支座型号为471292TJB鞍座BI450F该支座必须设计垫板因为1）该容器圆筒鞍座处的周向应力大于规定值；2）且容器圆筒有热处理要求；3）容器重量较大，地基可能不一定为钢筋混泥土。图214鞍座（2）、支座尺寸如下表23所示表23支座尺寸MM底板腹板筋板公称直径DN允许载荷Q/KN鞍座高度HL1B12B33螺栓间距L24006118040011088908280垫板鞍座质量KG弧长B44E500145625122514校核冷凝器应力（1）换热管与管板连接强度校核表24管子壳体材质20号铜Q235A1/112106112106E/MPA021106021106尺寸MM252525004002500数量881管间距32MM壳体的璧温约为275，所以管子的壁温可估算为管子进口温度T15，出口温度T27。75167521WT假设装配时温度为15，则壳体伸长量LSS0M1035215271036）（S管子伸长量LTT3601049521712管子与筒体伸缩量之差（管子受拉，壳体受压）333050TSE壳体截面积242DITIAS32064076510M管子截面积220023243150581560TATNM1）筒体上产生的应力TTAF31由于筒体和管子之间温差所产生的应力1F1TSTEEAL3336653507651061020142（）1MN由于壳程和管程的压力作用于筒体上的力2FTSEAQ2Q壳程与管程压差产生的力242020SITPNDDPDN22285548053039MNPS壳程设计压力,PS03MPAPT管程设计压力，PT042MPA23636367510210039176510221STAEFQMN故MNSSAF21275340194081392765SMN2）管子上产生的力TTF31F由于壳体及管程压力作用于管子上的力33636361501203926761TSTAEQMN故1330142901356TTTFPAPAA3）管子与管板连接的拉脱力MPA64有效密封宽度B253B01/2759MM8MM对筒体的端部结构DGD2B54428528MM螺栓载荷1预紧状态下需要的最小螺栓载荷WAFA314DGBY31452881317105N2操作状态下需要的最小螺栓载荷WPFFP0785DG2P628DGBMP0785528202262852882022698178N螺栓面积1）预紧状态下需要的最小螺栓面积AAWA/B螺栓材料选用2CR13，常温螺栓材料的许用应力B126MPAAA17105/12613492MM22操作状态下需要的最小螺栓面积APWP/BT698177/111（查得BT111MPA）628993）需要的螺栓截面积取AA与AP之大值AMAA13492MM2基本法兰力矩SA垫片压紧力的力臂为螺栓中心圆直径与DG之差的一半SA（D1DG）/2625528/2485MMAMSAB13492106485103126106824496NM管程压力作用下的法兰力矩MPFDSDFTSTFGSGFD作用于法兰内径截面上的流体压力引起的轴向力FD0785DI2P0785500202243175NFG操作状态下需要的最小垫片压紧力FG314DGBY31452881317105NFT流体压力引起的总轴向力与作用于法兰内径截面上的流体压力引起的轴向之差FTFFD0785DG2PFD07855282022431754971NSGD1DG/2625528/2485STSGSD/2485575/253MPFDSDFTSTFGSG431755754971531710548511107NMM（6）管板采用管板与换热管机械滚胀接连接，则管板的最小厚度除满足计算要外,还应满足结构设计和制造的要求。材料选用20号钢由结构设计和制造要求取管板厚度48MM管子的加强系数K1318DI/ETNA/EPL1/21/21318500/251834388/041900251/21/251管板刚度削弱系数04KK1T5110814095（7）法兰根据选用甲型平焊法兰（平面密封）法兰外径DF615MM法兰宽度BFDFDI/2615500/2575管箱法兰厚度F”30MMH/DI45/5000009F/DI30/500006查图315得”00009旋转刚度K”27MPAFHIFFIEDBE321确定壳体法兰厚度F30MMH/DI45/5000009F/DI30/500006则同上”00009KK”27MPAFF旋转刚度无量钢参数FKKF/4KT31427/（435915）00059F由K51，00059，根据GB15199图27查出FM0321M管板第一弯矩系数1系数3905281FK由K和，根据GB15199图28查出G32F2系数M10531528021GQMK51，Q231，根GB15199图29查出，系数G000133法兰力矩折减系数820130593GKF管板边缘力矩变化系数；M因为FF所以055FFK11820法兰力矩的变化系数，FM055FMKFF由K51，Q231，根据GB15199图28（A）查出2452M（8）壳程压力作用下的危险组合壳程设计压力PP022MPASC管程压P0T线膨胀系数（1/）换热器材料的线膨胀系数（）T1壳程圆筒材料线膨胀系数（）S制造环境温度0T沿长度平均壳程圆筒金属温度S沿长度平均的换热管金属温度TY换热管与壳程圆筒的热膨胀的变形差管板边缘力矩系数，对于延长部分兼作法兰的管板即MM是法兰力矩系数管板径向应力系数R管板布管区周边外径向应力系数管板布管区周边剪切应力系数P在壳程压力作用工况下的壳体法兰力矩系数WS壳体法兰的应力MPAR管板布管区周边剪切应力MPAP壳体法兰应力MPAF管子应力MPAT壳程圆筒轴向应力MPACQ拉脱应力MPA1）不计膨胀差0ET073023TSAP43448961065MIAMD1055000590003447188000340031208324501M因MAXG1E,G1I1G其中3M/K304034/51008EM1,K13,G1I3M/K21/K2145故028102523145421GQR2301427831432GQKMR2P1MFMWS0820305300062026管板应力2IARDPMPATR5201973462022IRARDMKP22508717908120476308TR5253604TAPDP48TR5壳体法兰应力KDF/DI615/500128由GB15099表31A查得Y80124FIAWSFDPMY23057602817125MPAMPA5TF管子应力ACTPGQP21TMPA01237023417壳程圆筒轴向应力ASCPGQA2TCTC6083702314603215拉脱应力（焊接）TATQMPANDLQ5252）计入膨胀差TS1706106TT（11540）/（LN115/40）775T025TS15030012TTSTET017（12103）186103379MPAMPA967543TSARP0651310604463AIMDM1000650530006200032880002800251208254021M因MAXG1E,G1I1G其中3M/K304022/42006EK13时G1I02824103故0281012314805142GQR7632KMR052314142PMFMWS083（00065）053000620009管板应力2IARDPTR314250469301221IRARDMKP59MPTR32583049360TAPDP36MPAPTR51壳体法兰的应力24FIAWSFDPMY230596090182228MPA3411MPATF管子应力ACTPGQP2TMPA0312793621450壳程圆筒的轴向应力ASCGQA2TCTCPA813879936405615拉脱应力TTQM。NDLAQ562051（9）管程压力作用下的危险组合壳程压力0SP管程设计压力170,10TCTPPA1）不计膨胀差0ET05031035TTTAPP633644206IAMD2P8802176120817624516M因MAXG1E,G1I1G其中3M/K304166/42048EM1,K13,G1I3M/K21/K213故131170231476421GQR1502314761432GQKMR2P1MMWS08702000620017管板应力2IARDPTRMPA51325046530172IRARDMKP22506179806150436137MPATR1TRTAPMPADP0325304壳体法兰的应力2FIAWSFPMY230560178457MPATF5管子应力ACTPGQVP21TMA01503417637壳程圆筒的轴向应力ATSCPGQVA250321476063215411MPATCTATQMPNDLQ5010257802）计入膨胀差300TTST53108217035TTAEP38MPA00026633441068PPIAMD288（00055）004812084250171M因MAXG1E,G1I1G其中3M/K304022/420063E由图GB15199图31（A）查得2601IG所以2601LI2314421GQR560032KMR4631412PMFMWS087（00055）0006200014管板应力2IARDPTR351602540638012IRARDMKP2250170981705643861114TRTRTAPDP1462583408（10）壳体法兰的应力24FIAWSFDPMY230586014084。357MPATF3管子应力ACTPGQP2TMA03819381470壳程圆筒的轴向应力ATSCPGQVA23814060631254822TC拉脱应力QMPANDLAQAT391820571392516水压试验校核进行水压试验目的是检验在超工作压力下的宏观强度，包括检查材料的缺陷、容器各部分的变形、焊接接管的强度和容器法兰连接的泄漏检查等。为了防止氯离子的腐蚀，试压用水应当控制。避免发生低温脆性破坏，62510CL对于Q235A钢制压力容器，试压液体温度不得低于5。壳体材料为Q235A，查表得常温下MPAS3水压试验压力PT规定为PA3750251T或04A3MA10PT）（试压值要两者取大值PT04MPA校核筒体壁内应力（合格）（）（MPA521903590MPA8178624T2DEITS封头壁内应力613/64T25EIT）（KF（合格）PA3109490SPT试验压力MPAP设计内压MPADI筒体内径MMTE筒体璧厚MM焊缝系数（局部无损检测）0852517压力试验由GB15098得压力试验必须用两个量程相同的并经过校核的压力表。压力表的量程在试验压力的2倍左右为宜。但不应低于15倍和高于4倍的试验压力。容器的开孔补强圈应在压力试验以前通入0405MPA的压缩空气检查焊接接头质量。液压试验试验液体一般采用水。需要时也可采用不会导致发生危险的其他液体。实验液体的温度应低于其闪点或沸点。奥氏体不锈钢制容器用水进行液压试验后应将水渍清除下来，但无法达到这一要求时应控制水的氯离子含量不超过25MG/L。试验压力PT125P试验时容器顶部应没排气口，充液时应将容器内的空气排空。试验过程中应保持容器观察面的干燥。试验时压力应缓慢上升，达到规定试验压力后，保压时间一般不少于30MM。然后将压力降至规定试验压力的80。并保持足够的时间对所有焊接接头和连接部位进行检查。如有渗漏修补后重新试验。液压试验完毕后，应将液体排尽并用压缩空气将内部吹干。3计量罐的设计设计一个冷凝器计量罐，要求能够装下一班时间生产的冷凝液，根据一天三班倒，每八小时一班。要求设计压力为06MPA,设计温度为45，实际工作压力为045MPA,工作温度为1030。31筒体设计已知计量罐的入口流量为温度为10。41529KGH计量罐每八小时须装下的CS2液为M41529322232KG34吨TGCS2HKG8由于要求有10的余量，防止过量生产时不会耽误工程。所以M44110374吨，在此取374吨。则筒体容量至少大于V常温下3126MKGCSV337409M初选容器内径为D1250MM，则筒体长度为L0L241M取25M22963145V由于容器内所装的液体无腐蚀性，且工作压力也不高。所以采用容器用钢16MNR筒体内径DN1250MM,L2500MM,厚度14MM实际筒体容积为V233145207IDLM筒体质量为M2548712175KG筒32封头设计采用椭圆封头,材料同样选用容器用钢16MNR,封头厚度取14MM其尺寸如图31所示图31封头其质量M238KG容积V0398M封头封头333开孔与接管及补强圈设计表3183520液面计口液面计口RFPL25GFV管口表14976备用口物料出口水出口水进口物料进口608伸出长度管子尺寸用途或名称密封面法兰形式公称尺寸EDCBA符号ABCEDFG补强圈外径厚度内径9141140图3234液面设计采用双玻璃板式液面计，因为其结构简单，制造方便，通道较大，不易堵塞，比玻璃管液面计安全可靠。型号为玻璃板液面计APN16,L1260液面计用阀门与设备相连。如图33所示配螺栓与螺母图33双面玻璃板液面计35裕量校核表32筒体12502500封头（DN1250）H300MM,H25MM鞍座鞍座A1400F92471TJB容积M3质量KG容积M3质量KG载荷KN质量KG30712175039823816064计量罐总质量（KG）计量罐总容积（M3）计量罐工作中的最大载荷KN16935387683所以计量罐的容积裕量为21638714459CSGT故有38的裕量。合格36支座设计根据化工容器及设备简明设计手册卧式容器一般采用鞍式支座，材料为Q235A，鞍式支座型号为鞍座A1400F和92471TJB鞍座A1400S，本支座的结构尺寸如下图须注意的是本92471TJB支座带有垫板且两个的型号不一样，一个采用可以有一点横向位移的S型，这样可以消除由于各种原因造成的横向载荷。配螺栓配螺栓图3437水压试验计量罐材料采用16MNR，查过程设备设计表D1得，MPAS345170MPA，T170MPA。查过程设备设计表43得850试验压力PT125P125015019MPAT17应力校核85MPAEITD2630925410因为09085345ST90所以符合要求附录1英文原文RESEARCHPROGRESSANDAPPLICATIONOFEVAPORATIVECONDENSERABSTRACTDIFFERENTCONDENSERSAREINTRODUCED,ANDTHEIRCHARACTERISTICSARECOMPARED,THESTRUCTURE,PRINCIPLEANDCHARACTERISTICSOFEVAPORATIVECONDENSERAREEXPOUNDEDINPARTICULAR,APPLICATIONANDRESEARCHOFEVAPORATIVECONDENSERAREANALYZED,PROBLEMSEXISTINGINTHEIRAPPLICATIONARESUMMARIZEDANDACCORDINGLYTHESOLUTIONSAREPROPOSEDFINALLY,PROSPECTANDTHEFURTHERDEVELOPMENTOFEVAPORATIVECONDENSEAREDESCRIBEDKEYWORDSEVAPORATIVECONDENSER,APPLICATION,RESEARCHPROGRESS1FOREWORDWITHTHEDEVELOPMENTOFINDUSTRY,ENERGYANDWATERRESOURCEINCHINAISVERYNERVOUS,ENERGYISCALLEDWATER,COAL,OILANDNATURALGASOUTSIDEOFTHE“FIFTHENERGY“,ANDOURVARIOUSINDUSTRIALPROCESSANDEQUIPMENTINVOLVEDINTHEPROCESSOFCOOLINGENERGYISVERYSERIOUS,THESAMEPHENOMENONOFCONDENSINGLOAD,OFTENSEVERALTIMESMORETHANFOREIGNCONSUMPTIONOFENERGYINDUSTRIALPRODUCTIONINCOOLINGWATER,COOLINGWATEROVER70DIRECTDISCHARGECANCAUSEPOLLUTION,WASTEOFRESOURCES,THECURRENTECONOMICANDSAVINGHASBECOMEONEOFOURBASICSTATEPOLICYEVAPORATIVECOOLINGCONDENSERISONEOFTHEKEYEQUIPMENTSRECYCLING,INADDITION,THEENERGYCRISISANDWATERENVIRONMENTANDPROMOTINGTHEEVAPORATIONOFTHERESEARCHANDAPPLICATIONOFTHECONDENSER2THECONDENSER21AIRCOOLINGCONDENSERAIRCOOLINGCONDENSERFORAIRCOOLEDCONDENSER,REFRIGERANTCOASTEHEATOFTHEAIRAWAYBYCONDENSATION,REFRIGERANTSINPIPEDUETOTHEAIRCONVECTIONHEATTRANSFERCOEFFICIENTISLOW,THECOILLATERALUSUALLYADDFINNEDHEATAIRSIDETOINCREASETHEAREATHECONDENSERISSMALL,CONDENSINGHEATTRANSFERCOEFFICIENTOFHIGHERTEMPERATURE,PRESSURE,REFRIGERATOR,CONDENSATIONREDUCEDEFFICIENCYAIRCOOLINGCONDENSERSBIGGESTADVANTAGEISNO