《搅拌釜式反应器设计条件》

1112页7/15/2023长江大学工程技术学院课程设计题 目： 学 生： 系 部： 专业班级： 指导教师： 辅导教师： 时 间： 至 设计单位修 型式 锥顶平顶拱顶改安装地点户外顶棚室内容积：V＝10m3设计条件

工艺数据表反响釜设计条件表设备名称文件号外形尺寸：

工 程装 置工 序阶段设备位号台数设备净质量：

具体工程设计2工作压力 釜内〔MPa〕 夹套工作温度 釜内〔℃〕 夹套工作介质夹套

0.1 eF0.3F5080 g无腐蚀性物料水、蒸汽传热面积(m2传热面积(m2)3.5设备容积(m3)10腐蚀裕量(mm)2搅拌器型式平桨式搅拌轴转速(r/min)85电机功率(Kw)保温材料/厚度(mm)4.0岩棉/50管口表b符号DNPN连接面连接标准符号DNPN连接面连接标准用途c2iha250.6S0/RFHG20593进蒸汽eb250.6S0/RFHG20593压力表c2500.6S0/RFHG20593手孔d400.6S0/RFHG20593温度计e250.6S0/RFHG20593进物料f400.6S0/RFHG20593安全阀g400.6S0/RFHG20593出料h250.6S0/RFHG20593排凝液i800.6S0/RFHG20593视镜gf设计、制造、检验要求设计标准

GB150－1998 壳体

主要材料螺栓〔外〕制造、检验技术规定检测标准

HG20584－1998

接收接收法兰

螺母〔外〕螺栓〔内〕焊接接头无损检测

检测方法 检测率％AB RT 20CD RT 20

合格级别Ⅲ级Ⅲ级

内件 螺母〔内〕垫片主要焊接材料焊接后热处理其它检其它检验要求版次

涂漆、包装、运输说明 日期

母材牌号焊接材料牌号编制 校核 审核FeFegihbc2ihc1edgf编号名称DN备注夹套加热蒸汽系统装上安全楼板上。工艺条件图《搅拌釜式反响器设计条件》工艺条件图工艺条件工作压力工作压力工作温度工作介质搅拌釜内夹套釜内夹套釜内腐蚀状况型式转速设备容积V传热面积推举材料0.1MPa0.3MPa80℃140℃溶液水、蒸汽略微平桨式85r/min1.4Kw3.25m37.1m2Q235－B管管口a进蒸汽25b压力表25c手孔250d温度计40e进物料25f安全阀40g出料40h排凝液25i视镜80确定筒体的直径和高度H/D=1.3i34V34V343.251.3

＝1.47mi圆整到标准公称直径系列，选取筒体直径D＝1400mm。i查附录得，DN＝1400mm时标准椭圆封头高度

=350mm直边1h=25mm，计算得每米高筒体的V2

＝1.539m3，外表积V1

=0.398m3hH=VVh=3.250.398=1.853m1V 1.5391筒体高度圆整为H＝1800m于是H/D=1.285 核查结果符合原定范围内。确定夹套的直径和高度夹套的内径D=D+100=1500mm〔符合压力容器公称直径系列要求〕j iH=3.25*0.850.398=1.537mj 1.424H=1600mmj则H=H－Hj=200mm这样便于筒体法兰螺栓的装拆0验算夹套传热面积+F=9.27m2 >7.1m21 j n即夹套传热面积符合设计要求确定夹套的材料和壁厚Q235－A4.5～16mm，设计150Q235－A的许用应力[]t=113MPa，由于有夹套有安全阀所以P＝1.1P w故取＝0.60c=0.6mm,单面腐蚀取腐1蚀余量c=1.0mm。2夹套的壁厚计算如下:t=

+C=

0.331.5103

+1.6=5.259mmd

21130.60.33标准椭圆形夹套封头的壁厚为:t= PDj

+C=

0.33150021130.60.50.33

1.6=5.255mm圆整至钢板规定尺寸，并查阅封头标准,选取夹套的筒体和封头壁厚。确定内筒的材料和壁厚12mm,并取c1筒体有效壁厚t=12-2.8=9.2mme

=0.8mmc2

=2mmD0=1400+2*12=1424

D01424/9.2154.78t

ej 2 3L/D0

=1741/1424=1.223 D0和0和e

L/D0A＝5.2104，再查B＝65MPa[p]=

65

0.42MPa>0.33MPaD /t 1950[p]p且比较接近12mm假设选取筒体下封头壁厚12mm 并取c=0.8mmc=2mm则，1 2t=12-2.8＝9.2mme标准椭圆形封头的外压计算当量球面半径:R=KD=0.91000=900mmi iA= 0.125 9.11041260/9.2B＝92MPa许用外压力 [p]= 92 0.53MPa>p=0.315Mpa1260/9.212mm,符合设计要求12mm。水压试验及其强度校核内筒水压试验压力 P=P+0.1=0.21MPa P=1.25P=0.13MPa取二者最大值P

T T=0.21MPaT夹套水压试验压力P＝P+0.1＝0.43Mpa P=1.25P=0.4125MPa取夹套水压试验 PTj

T T=0.43MPa内筒水压试验时壁内应力：P P

[D(tn

T 2(tn

P P

[KDO.5(tn

Tf 2(tn

夹套水压试验时壁内应力P[D (t

Tj j n

64.35MPaTj 2(t n

2(101.6)0.6P[KD 0.5(t

15000.5(101.6)] Tj j n

57.77MPaTjf

2(tn

2(101.6)0.6由于Q235－A在常温时s＝235MPa0.9s＝211.5MPa水压试验时内筒夹套都小于０.９s,故水压试验安全。0.21MPa,夹套水压试验时PTj

0.43MPa故夹套在进展水压时筒体内需要充压才能保持筒体稳定。选择釜体法兰依据DN=1400mm，p=0.3MPa 由于PN不会超过0.6Mpa,可以选用甲型平焊法兰。确定为RF型、甲型平焊法兰.其尺寸为D=1530D=1490D=1455 D=1441 D=14381 2 3 4垫片材料为石棉橡胶板，选用垫片为1440*1440*3 ，JB/T4704-2023选择搅拌器、搅拌轴和联轴器依据工艺条件要求，查阅《桨式搅拌器〔HG/T2501.4－1991〕选取搅拌器外径500mm,搅拌轴直径d＝50mm的平桨式搅拌器标记为：搅拌器500－50 HG/T2501.4－1991P3n348545钢，钢的许用扭应力为[]=3P3n3485d=A

(42.6～38.6)mm3－11几种常用轴材料的[]及A轴的材料轴的材料Q2,35,2035,1Cr18Ni9Ti4540Cr,35SiMn,40mNb,38SiMnMo,3Cr13[T]/MPa12～2020～3030～4040～52A160～135135～118118～107107～98考虑到键槽可能对轴的强度的减弱和物料对轴的腐蚀，并可以取搅拌轴的d＝50mm。查阅标准《搅拌传动装置——联轴器〔HG2157199〕50mm的联轴器的最大扭矩Mn

]≈515N•m3－12，选取工作状况系数K＝1.5，联轴器的计算扭矩M

njM KMnj

1.595504.0253N•m<[M ]85 n3－12工作状况系数K工工作原动机电动机扭矩变化很小的机械1.3扭矩变化很小的机械1.5扭矩变化中等的机械1.7机扭矩变化和冲击载荷中等的机械1.9扭矩变化和冲击载荷很大的机械2.3夹壳联轴器的标记为：联轴器DN50 HG21570－1995选择搅拌传动装置和密封装置依据设计条件，查阅标准《搅拌传动装置－传动轴、减速器型〔HG21568－1995〕及其附录《单级立式摆线钟轮BLD1.5－229Y〔Y90L－4,额定功率：1.5kw1400r/min，依据表3－130.95＝1.425kw，符合搅拌要求。HG21566－1995，依据所选减速机设计减速机机架。依据操作条件选用带衬套及冷却水套铸填料箱，查阅《搅拌传〔HG21537—1992〕DN50的填料箱，标记为：填料箱PN0.6DN50HG/T21537.7—1992校核L/B和L/d1 1作用，得L 2100m，参考《单支点机架〔HG2151995，机1座J－B－50尺寸，可得B≈565mm。/B2100/5653.72<4 L1

/d2100/5042<50均符合要求。容器支座的选用计算反响釜因需外另保温，应选用B型悬挂式支座。反响釜的总质量包括物料〔或水压试验的水〕W1

,釜体和夹套的质量W2

,电动机、减速机、搅拌装置、法兰、保温层等附件W。3当釜内、夹套内布满水时的质量比物料重，由此W[D2H1 4 j j

D2(HH4

)Vj

hj [ 1.521.6 0004 43402kg第 10 页 共 12 页7/15/2023 釜体和夹套的质量可以查手册或自行计算，由此W＝418×1.8+278×1.6+208×2+1381751kg2电动机和减速机总质量约100kg,搅拌装置质量约40kg，筒体法77.7kg100kg50kg，由此W＝100+40+77.7+100+50＝367.7kg3反响釜总质量W＝W1

+W+W2

＝3402+1751+367.7＝5520kg55kN4个支座，但按3个支座承受计算，查阅标准《耳式JB/T4729，可以选用承载力气为20kN的支座B2JB/T4725——1992材料为Q235－B选用手孔、视镜、温度计和工艺接收〔HG21529－2023〕,选用手孔形式a式，PN＝0.6MPaDN＝250mm.RFDN250PN0.6HG21529－2023a承受323.5无缝钢管,PN0.6DN25HG20593－1997冷凝液出口管h和压力表接收b都选用323.5无缝钢管配法兰PN0.6 DN25HG20593－1997第 11 页 共 12 页7/15/2023 加强套管温度计d的管口选用453.5进料管口e承受323.5无缝钢管，配法兰 PN0.6 HG20593－1997安全阀接收f承受323.5无缝钢管，配法兰PN0.6 HG20593