《管壳式换热器安全泄放装置计算与设计》开题报告

PAGE开题报告1．结合毕业设计（论文）课题情况，根据所查阅的文献资料，每人撰写2000字左右的文献综述：1研究目的如今，生产现代化的理念已经深入到各种行业，生产水平一直在提高，各种设备和流程也随之更新，越来越趋于大型化。上至国家层面，下至企业领导人和员工，越来越强调安全的重要性。化工行业也不例外，如今的化工行业不再是我们以往的印象，化工企业更加趋于现代化、规模化，这对安全就提出了更高的要求。在化工的各类设备中，常常因为系统发生超压，引发不可预估的伤害，安全阀作为防止容器超压的装置，被推上了更高的要求。在化工企业，管壳式换热器是很常用的设备，涉及的范围很大。但在管壳式换热器的管程与壳程中，往往存在着较大的温差与压差，是很容易发生超压事故的，所以，在换热器上放置安全阀，是不可或缺的。课题《管壳式换热器安全泄放装置计算与设计》重点以管壳式换热器在设计时，受不同因素影响下发生超压状况，计算安全阀安全泄放量的来进行分析，从而说明安全阀针对性设计选型的重要性。2研究意义本次设计，可以学习到管壳式换热器的结构、特点、工作原理等，并进一步了解换热器安全泄放装置的原理和设计；通过学习安全阀相关标准规范，可以感知到安全阀在换热器安全上的重要作用；掌握换热器超压现象分析和安全泄放装置的计算、设计与选型等内容。因此，通过本次设计，不仅可以学习到相关方面的知识和规范，还可以约束自己在工程设计上必须遵守安全规范，在相关规程上做事，为今后的工作打下基础。另外，也可以增强自身在理论与实践相结合上的能力。3.国内外研究现状评述目前世界各国在换热器理论研究、新技术和新产品开发方面已经进入高层次的探索阶段，涉及领域非常广，近年来我国加大了对各种换热器的研发，但在一些高效换热器相关技术方面与世界先进水平还存在不小的差距。我国应努力学习借鉴国外先进技术，努力赶上超越国际先进水平。管壳式换热器的发展总体上是支承形式的发展，从板式支承，到折流杆式支承，再到空心环支承，最后到管子的自支承。随着支承形式的发展，管壳式换热器的壳程给热系数呈现不断提高压降呈现不断下降的趋势，换热器的传热综合性能得到很大的提高。无论是选型还是设计都给我们带来很大的方便。计算管壳式换热器换热管破裂工况下的泄放量是一个相对较难的方向，国内外对此的规范标准和研究示例都比较少，现有国内的标准规范中都没有深入涉及。目前来说，HG/T20570.2-1995《安全阀的设置和选用》是管壳式换热器换热管破裂的安全泄放量计算的标准。这一标准其中介绍了管壳式换热器发生换热管破裂和其它超压情况时，安全泄放量计算、安全阀泄放面积计算以及安全阀选型等内容。但是，《安全阀的设置和选用》中对于管壳式换热器换热管破裂工况下的安全泄放量计算，仅仅讨论了一种高压侧流体为液相的工况，未涉及到其他工况的计算，因此远远不能满足实际生产需求。针对这一现状，王炜等撰写的论文《管壳式换热器换热管断裂泄放量的计算》对高压侧是液相、气相和气液两相工况进行了探讨，分别讨论了三种工况下，安全泄放量的计算。极大地丰富了这一领域相关研究的匮乏。尹俊杰等人的《管壳式换热器换热管破裂工况泄放量的计算》又以低压侧分别为气相、液相的角度探讨了管壳式换热器换热管断裂工况下泄放量的计算，考虑得更加全面，也基本涵盖了可能发生的工况。在此基础上，赵波涛等撰写的《管壳式换热器换热管破裂工况安全泄放量计算分析》针对不同的工况采取相适应的公式进行了计算，并与卡萨利公司给出的数据包对比，从而探讨出分别在高压侧气相-低压侧气相、高压侧气相-低压侧液相、高压侧液相-低压侧气相、高压侧液相-低压侧液相、高压侧两相-低压侧液相五种工况下，各个计算公式的适配情况。为今后的读者在有关计算方面提供了更加便捷的方法。国外相关的研究文献主要是API520，SizingSelectionandInstallationofPressureRelievingDevicesinRefineries。目前关于安全阀的术语存在一些差异，众说纷纭，依据APIRP520的定义可以给出目前比较权威的解释。另外APIRP520涉及到了更多的工况，为不同的超压工况提供了计算方法。

开题报告２．本课题要研究或解决的问题和拟采用的研究手段（途径）：在管壳式换热器运行过程中，由于管程与壳程往往存在较大的压差，容易发生超压现象，造成物料泄漏，甚至引起中毒、火灾、爆炸等过程安全事故。依据我国国家标准《压力容器》（GB150-2011）的要求，在操作过程中可能出现超压的设备都应配备安全泄放装置。在管壳式换热器上安装安全阀是防止换热器超压爆炸最有效的方法之一，是保证流程工业换热器安全运行的重要手段。本文详细介绍了管壳式换热器和常用安全泄放装置的工作原理与基本结构，分析管壳式换热器发生超压现象的主要工况。针对合成氨装置一氧化碳变换工段使用的一台冷煤气冷却器，依据相关规定和标准，在假定一根换热管断裂的工况下，计算安全阀的最大泄放量。根据流体介质质量泄放流量，计算在该最大泄放量下的安全阀喷嘴截面积，据此选定合适的安全阀型式和规格。本设计根据安全泄放装置相关标准规范，按照理论与生产实际密切结合的实际理念，采用先进的严密的计算方法，确定安全泄放装置的设计参数。本设计针对合成氨工艺低温甲醇洗工段所使用的一台管壳式换热器（编号W502），遵照《安全工程专业毕业设计》大纲的要求，根据安全泄放装置相关标准规范，完成设计。根据换热器可能出现的超压现象，在假定一根换热管断裂的工况下，计算安全阀的最大泄放量。根据流体介质质量泄放流量，计算在该最大泄放量下的安全阀喷嘴截面积，据此选定合适的安全阀型式和规格。具体主要包括以下内容：工业中常用管壳式换热器的工作原理和结构；工业中常用的安全泄放装置工作原理与结构；合成氨和低温甲醇洗工段工艺流程；管壳式换热器超压现象分析；安全泄放装置安全泄放参数计算；安全阀设计与选型等。

开题报告指导教师意见：1．对“文献综述”的评语：2．对本课题的深度、广度及工作量的意见和对设计（论文）结果的预测：指导教师：