典型设备设计说明书

第一章塔设备设 2.8换热器设备选型一览 第三章反应 第四章容 第五章气液分离 第六章 第七章压缩 GB8175- HG20652- 流体流动的阻力小，即流体流经塔设备的压降小，这将动力消耗，从而降低操的降、可用耐腐蚀非金属材料制造等优点，对于吸收、解吸、真空蒸馏以及处理腐蚀性流体的放大效应。此外，填料塔有质量大、造价昂贵、繁琐、填料损耗大等缺点，因此填料塔在很长塔内件设计（以T0101为例取5-10分钟，但因为本流程生产负荷较大，故取塔底液体停留时间为8分钟。ViewT0101中的塔板进行详细设计。最后将塔内件设置自设计（Inctivesizing）改为（Rating）校核对设计好的塔内件进行负荷0.4~0.7kPa0.2~0.5之间，液体在板数为10块，取塔板效率为0.5，则由：NTN/E0=10/0.5=20

c2tPcc式中：Pc为计算，在液柱低时可认为与设计P近似相等；Pc=0.935MPaDi为筒体内径?m；为取壁厚负偏差C1为0.6mm，腐蚀裕量 为了方便、检查、维修，应在塔上开设人孔，拟在塔筒体每 HT600mmHT’700mmHb液不至排完，此处Hw取1.80m。 裙座的型式分为圆柱形和两种。裙座高度是指从塔底封头切线到基础环之间的高度。此处选用DN=2500mm的圆柱形裙座，裙座高度由塔底封头切线至出料管线的高度U和出料V T0202筒体、封头、裙座材料均选用用Q245R。已知在设计温度下，Q345R的许用应力设计温度设计℃年 计算条件容器分段数（1试验类型上封头下封头名义厚度腐蚀裕量22焊接接头系数11筒2222下为T0101强度校核书。

234567890

1

1

0

1

910内件及偏心载荷介质密度k0头的高度mm0塔板分段数12345塔板型式筛板塔板层数每层塔板上积液厚度mm0最高一层塔板高度mm最低一层塔板高度mm填料分段数12345填料顶部高度mm填料底部高度mm填料密度k集中载荷数12345集中载荷kg集中载荷高度mm集中载荷mm集中载荷方位角塔器附件及基础塔器附件质量计算系数基本风压N基础高度mm塔器保温层厚度mm0保温层密度0裙座防火层厚度mm防火层密度管线保温层厚度mm0径mm0线的相对位置场地土类型度类别B设防烈度设计组阻尼比塔器上平台总个数0平台宽度mm0塔器上最高平台高度mm0平台高度mm012345管道力方向管道力大小N管道力到基础的距离mm管道力到容器线的距离mm管道力方位角6789管道力方向管道力大小N管道力到基础的距离mm管道力到容器线的距离mm管道力方位角式

面内

连接形式称

裙座高度度度

m m用应 裙座与筒体连裙座与筒体

裙座与筒 连接段在设计 较大孔个数

高

裙座上较 出管内径（裙座上较大

出管厚度

m料名称数数

地脚螺栓及地脚螺栓座 料许用应 称直 大外侧间

mmmmm mmmm0 mmmm mm垫板宽度螺栓孔直径盖板宽度螺栓孔直径筋板宽度垫板厚度盖板厚度盖板类型筋板厚度计算结果容器壳体强度计算称设计名义厚度直立容器校核取用厚度许用内压许用外压下封头第1圆筒第1变径段第2圆筒第2变径段第3圆筒第3变径段第4圆筒第4变径段第5圆筒第5变径段第6圆筒第6变径段第7圆筒第7变径段第8圆筒第8变径段第9圆筒第9变径段10圆筒上封头名义厚度取用厚度风载及载操作质 最小质 试验时质量风弯矩MIIPl/2 (l /2) (l /2)888n MII(2/T)2Ym(hh)(h T knMca MII(2/T)2 m(hh)(h T kk顺风向弯矩MII顺风向弯矩MII组合风弯矩 max(MII,(MII)2(MII)2 888n弯矩MIIF(hh)注:计及高振型时,B.24 k7777偏心弯矩Meme0000最大弯矩 max(MIIM,MII0.25MIIM 需横风向计算时 max(MIIM,MII0.25MIIM 888n垂 力FmhF00/mh(i1,2,..,n ii kk0000应力计算(mIIgFII)/D i4MII/ i(mIIgFII)/D i31PTDi/mIIg/D i4(0.3MIIM)/ 66BA1123(内压23(外压许用值1A223(内压123(外压许用值8A312许用值0A42许用值1(pT9.81Hw)(Diei)/2许用值0校核结果注1:ij中i和j的意义如下i=1i=1i=2j=1设计或试验下引起的轴向应力（j=2重力及垂直力引起的轴向应力（试验工况[]t设计温度下材料许用应力A1轴向最大组合拉应力j=3弯矩引起的轴向应力（ 设计温度下轴向稳定的应力许用值A2轴向最大组合压应力 试验时轴向最大组合拉应 试验时轴向最大组合压:试验引起的应力注3:单位如下 计算结果地脚螺栓及地脚螺栓座基础环板抗弯断面模 (DD m基础环板面 (DD 4m Nmax(MxCxbmaxb2,MyCybmaxl2基础环板需要厚度mm基础环板厚度厚度校核结果 M00/Z(mgF00)/b max0 0.3M0M)/Zmg/ M受风载时基础环板与基础表面间虚拟的最大拉应力M00Mm M受载荷时基础环板与基础表面间虚拟的最大拉应力M000.25M00MmgF MM地脚螺栓需要的螺纹小径d mm地脚螺栓实际的螺纹小径mm地脚螺栓校核结果对接接头校核对接接头横截面 72526空塔重心至基础环板底截面距离mm直立容器自振周期s第二振型自振周期s第三振型自振周期s风载对直立容器总的横推力N载荷对直立容器总的横推力N操作工况下容器顶部最大挠度mm容器许用外压a操作工况下塔顶振幅mm0检修工况下塔顶振幅可值m0搭接焊接接头在试验工况下最大剪应力0.3MJJ mJJ e M搭接焊接接头在试验工况下的剪应力许可值M搭接接头拉应力校核结果主要尺寸设计及总体参数计算结果裙座设计名义厚度mmGB/T150.3-计算MCmm 试验温度许用M设计温度许用M试验温度下屈Mmmmm焊接接头系数 =mme=n-C1-C2=mmn mmgKpT=1.25p[] M试验允许 MT=pT.(Die)=M最大允许工作 =M设计温度下计t pc(Die)=MM位接管 N1,孔 计算料1mm壳体厚度负偏差m2m2接管轴线与封头轴线的夹mm1型4m至m径m度m接管厚度负偏差mm补强圈许用应力 计算m比1mm数0系数dmmmm结论:GB/T150.3-计算MCmmmm 设计温度许用M试验温度许用Mmmmm焊接接头系数 试验允许通过 试验下封头1 D2K 2 i=6 2h i = ceh=nh-C1-C2=min=nh=计算[p =wKDiGB/T150.3-计算MCmmmm 设计温度许用M试验温度许用Mmmmm焊接接头系数 试验允许通过 试验下封头 2K=12Di=6 2h i = ceh=nh-C1-C2=min=nh=计算[p =wKDiGB/T151-《容器》GB150-《石油化工企业尺寸系列》SH/T3405-

≤50℃， U型管

大于50℃时应在壳体上设置膨胀节； U型 函式

面积7%以上；总传热效率相应提高12%-23%

；造价提高3%-5%

造价上升10%-15%；选用的换热器首先要满足工艺及操作条件要求。在工艺条件下长期运转，安全可靠，不，同的工艺条件及操作工况，有时使用特殊型式的换热器或特殊的换热管，以实现降低成本的目管子排列，并采用可拆式（浮头式、填料函式、U形管式）换热器；表2-3是按优先性顺序排列的表格，选择介质流程时可以依照此表。2-3 5℃以上；严重，甚至造成设备振动，影响操作和使用，能量消耗亦将增加。因此，主张有一个恰当的流壳 降的降在下述参考范围内或附近。常见降如表2-5所示。2-5

污垢造成的热阻尚无可靠的，不能进行定量计算，在设计时要慎重考虑流速和壁温的影响。选76mm的管径。无相变换热时，管子较长，传热系数增加。在相同传热面时，采用长管管，降小，而且每平方米传热面的比价也低。但是，管子过长给制造带来，因此，一般选用的为4-6m。对于大面积、或无相变的换热器可以选用8-9m的管心距是两相邻管子的距离。管心距小、设备紧凑，但将引起管板增厚、清洁不便、壳程压降增大，一般选用范围为1.25-1.5d（d为管外径。1-2.5m/s；2-6 Aspenyzer AspenPlus yzerV10.0AspenPlusV10.0换热任务，确定合适的换热工艺参数，再根据GB/T151-2014《热交换器》以及《化工工SW6-2011对设计的换热器进行机械强度的设计和校核。项目最经济温差。设计温度以工作温度为依据，一般为工作温度+30℃。这里取壳程设计温度为100℃，管程设计温度为80℃。该换热器的操作为壳程0.1MPa，管程0.1MPa。换热器的设计为设计温度下的最大工2-1所GB/T150.3-Mm (试验温度许用应M设计温度许用应M试验温度下屈服Mmm =mme=n-C1-C2=mn mKpT=1.25p[] M过试验允许通 M试验T=pT.(Die)=M力最大允许工作压 =M设计温度下计算t pc(Die)=MMGB/T150.3-计算MCmmmm 设计温度许用M试验温度许用Mmmmm焊接接头系数 试验允许通过 试验下封头1 D2K 2 i=6 2h i = ceh=nh-C1-C2=min=nh=计算[p =wKDi计 pNfbmdm材

L

L

内

)

b=b0>

DGD外+D内b0 DGD外螺栓受力计

预紧状态下需要的最小螺栓载荷Wa操作状态下需要的最小螺栓载荷Wp

Wp=Fp+F= m Am=max(Ap,Aa)=实际使用螺栓总截面积

Ab n4

= D0.7852Di

力矩计LD=LA+ =FG==

=LG=0.5(Db

= FT=F-=p

=

MT=FT

N=外压:Mp=FD(LD-LG)+FT(LT-LG =N紧W= mNfN螺栓间距校 L =nmmLmin mm Lmaxmm形状常数确h0 Di0h/ho= 10K查表7-9ZYeFhIeFhL得由1f=d1U =d1U =f3ψ=δ=4fe13=计算许用结W iWp i 输入法兰厚度δf36.0mm时,计算许用结向H fMo 1.5[]t=214.5f2.5[]t=472.5(n兰设计的任意式法兰, n力R f[]t=fM0YZ 2 f[]t=f=[]t=fJ52.14VIMoo1设计设计算条件 设计5a0C平均金属温度5C装配温度Cc9a模量sa壳程圆筒内径壳程圆筒名义厚度壳程圆筒有效厚度A=0.252设计设计温度C7CtMsM设计温度下管子材料弹性模量EtMMCm2mmSmm换热度mm)mm管束模数KtEtna/Mi0.25d2d2tmm管子受压失稳当量长度mmCr=2E比值lcrClcr t 1.5(lcrM (Clcr tRetL1lcri 1.5 2C rM设计温度CrM设计温度下弹性模量pM管板腐蚀裕量4mmmmmm0mK21.32Ena/EtL Kmm4MMfmmh" 管箱圆筒壳常数kh 系数C2(1kkDh hh h i 2E"b2"K" ff fEh" 12DibfDi Mmm管板延长部分凸缘宽度bfDfDimm0mms' 壳程圆筒壳常数ks 系数C2(1kkDs ss s 312E'fbf2'fK' E' 12DibfDi M旋转刚度(c型结构K" KK'K M旋转刚度无量纲参数K~ f4K膨胀节波峰处内直径mm系数Dex)2 i膨胀节总体轴向刚度~管板第一弯矩系数m1(按KKf查<<GB/T151-7-系数~KK~系数G2(按KKf查<<GB/T151－2014>>7-QEtEsEtna(EsAsKexQ EAK （带膨胀节 ss （不带膨胀节AA0.25ndlm(三角形布管)At0866nS2(正方形布管)AtnS2m管板布管区当量直径Dt 4Atmm系数Al/系数na/系数0.40.61Qex(Q 系数t0.4(10.6Qex径之比tDt/Di管板周边不布管区无量纲宽度k=K(1t仅有壳程Ps作用下的组合工况(Pt=差当量组合PcMPasPs PPnKb2 s 1M边界效应组合PbC'M Mb MM~管板总弯矩系数mm1m1系数frb系数fri0系数G3f ~1(14Qex~p 1 4Qex值值计值 Dr i a3rr6M5Pa ~ p5rr5M1PG2Qex QGPa t2t=c=MA(1) G2)c=M换热管与管板连接拉脱应力=接接4M(Ps差当量组合PcPt(1MPatPt P-P t 1M M MbPa 管板边缘力矩系数MM~管板总弯矩系数mm1系数frb系数fri系数G3f 1(14Qex 1 4Q 值值许 D i a3tr2rMPa~ pr1tr5M1 G2 at3t=M5A[P(1)P (QexG2)c=M=9换热管与管板连接拉脱应力[q]3[q]接4M4PcPsPt(1MPasPstPt PPPnKb2 s t 1MM MbPa 管板边缘力矩系数MMM管板总弯矩系数mm1m21系数frb系数fri00系数G3f ~1(14Qex~p 14Qex值值计值 D i ar3rM95Pa ~ prrM51 G2Qex Q a t3tc=M7A[P(1)P ccM=M接4mm所 (试验温度许用设计温度许用焊接接头系数=2[]tPc=mme=n-C1-C2=mn mK力 (Die)=Mt =MM

设计温度 C外径D0

m m = m e=n-C1-C2=2.00 n m外压计算长度 m外径 Do= mA B 当D/20时，p Do当Do/e20[p]min{(2.252o(11DoDoDo=

设计温度 C外径D0

m m = m e=n-C1-C2=2.00 n m外压计算长度 m外径 Do= mA B 当D/20时，[p] Do当Do/e20[p]min{(2.250.0625)B,2o(1 Do Do Do=单设位计设计计算条 设计5a0C平均金属温度5C装配温度Cc9a模量sa壳程圆筒内径壳程圆筒名义厚度壳程圆筒有效厚度2设计设计温度C9CtMsM设计温度下管子材料弹性模量EtMMCm2mmSmm换热度mm)mm管束模数KtEtna/Mi0.25d2d2tmm管子受压失稳当量长度mmCr=2E比值lcrClcr t 1.5(lcrMtRetL1lcri 1.5 2C r(Clcr M设计温度CrM设计温度下弹性模量pM管板腐蚀裕量0mmmmmm0mK21.32Ena/EtL Kmm4MMfmmh" 管箱圆筒壳常数kh 系数C2(1kkDh hh h i 2E"b2"K" ff fEh" 12DibfDi Mmm管板延长部分凸缘宽度bfDfDimm0mms' 壳程圆筒壳常数ks 系数C2(1kkDs ss s 312E'fbf2'fK' E' 12DibfDi M旋转刚度(c型结构K" KK'K M旋转刚度无量纲参数K~ f4K膨胀节波峰处内直径mm系数Dex)2 i膨胀节总体轴向刚度~管板第一弯矩系数m1(按KKf查<<GB/T151-7-系数~KK~系数G2(按KKf查<<GB/T151－2014>>7-QEtEsEtna(EsAsKexQ EAK （带膨胀节 ss （不带膨胀节AA0.25ndlm(三角形布管)At0866nS2(正方形布管)AtnS2m管板布管区当量直径Dt 4Atmm系数Al/系数na/系数0.40.61Qex(Q 系数t0.4(10.6Qex径之比tDt/Di管板周边不布管区无量纲宽度k=K(1t仅有壳程Ps作用下的组合工况(Pt=差当量组合PcMPasPs PPnKb2 s 1M边界效应组合PbC'M Mb MM~管板总弯矩系数mm1m1系数frb系数fri0系数G3f ~1(14Qex~p 1 4Qex值值计值 Dr i a3rr2M5Pa~ p2rr5M1PG2Qex QGPa t7t=c=MA(1) G2)c=M换热管与管板连接拉脱应力=接接4M(Ps差当量组合PcPt(1MPatPt P-P t 1M M MbPa 管板边缘力矩系数MM~管板总弯矩系数mm1系数frb系数fri系数G3f 1(14Qex 1 4Q 值值许 D i a3tr8rMPa ~ pr8tr5M1 G2 at3t=M5A[P(1)P (QexG2)c=M=5换热管与管板连接拉脱应力[q]3[q]接4M4PcPsPt(1MPasPstPt PPPnKb2 s t 1MM MbPa 管板边缘力矩系数MMM管板总弯矩系数mm1m21系数frb系数fri00系数G3f ~1(14Qex~p 14Qex值值计值 D i ar3rM85Pa ~ prrM51 G2Qex QGPa t3tc=M3A[P(1)P ccM=M接4mm所GB/T150.3-Mm (试验温度许用应M设计温度许用应M试验温度下屈服Mmm= =mme=n-C1-C2=mn mKpT=1.25p[] M过试验允许通 M试验pT.(Die)=M最大允许工作压力(Die)=M设计温度下计算t =MMGB/T150.3-计算MCmmmm 设计温度许用M试验温度许用Mmmmm焊接接头系数 试验允许通过 试验下封头1 D2K 2 i=6 2h i = ceh=nh-C1-C2=min=nh=计算[p =wKDi位 接管 N1, 料1mm壳体厚度负偏差m2m接管轴线与筒体表面法线0接管轴线与封头轴线的夹m0m型12m径m至m度m接管厚度负偏差1mm补强圈许用应力开孔补强计算m比1mm数系数dmmmm :所GB/T150.3- Mm (试验温度许用应M设计温度许用应M试验温度下屈服Mmm= =cmme=n-C1-C2=mn mKpT=1.25p[] M试验允许通过 M试验T=pT.(Die)=M最大允许工作压力 =M设计温度下计算t pc(Die)=MMGB/T150.3-计算MCmmmm 设计温度许用M试验温度许用Mmmmm焊接接头系数 试验允许通过 试验下封头1 D2K 2 i=6 2h i = ceh=nh-C1-C2=min=nh=计算[p =wKDi所GB/T150.3-Mm (试验温度许用应M设计温度许用应M试验温度下屈服Mmm= =cmme=n-C1-C2=mn mKpT=1.25p[] M试验允许通过 M试验T=pT.(Die)=M最大允许工作压力 =M设计温度下计算t pc(Die)=MM℃℃ 块 2.82-911111111111111111111111111111可以长、可以短，可以常压、加压、减压操作，范围较大，而且反应结束后，出料容易，釜的方便，管式反应器可以用于连续生产，也可以用于间歇操作，反应物不返混，和管径是反应器的主要指标，反应时间是的函数，管径决定于物料的流量，反应物浓度在轴线上，浓度呈梯度分布，但不多种多样，易于大型化，可以根据流体流动的特点，设计和规划床的结构和内构件排布，是近代化学可以较高。加热的方式比较灵活，可以有较高的反应温度。有3种基本形式。应器相比，径向绝热式反应器中流体流动的距离较短，流道截面积较大，流体的降较小，但结构较复悬浮起来，剧烈，固体的形态，接近于可以流动的流体，故称流化床。由于物料在床内如沸腾的

两相间的接触面积，传热面积以及具有传质速率快等特点，但是由于催化剂颗粒的剧烈，造成固体颗粒与流体的严混，导致反应物浓度下降，转化率下降，催化剂颗粒的剧烈也造成了催化剂破碎率SV——空速，h-1 选用长为15m，外径40mm，内径35mm的列管，催化剂装填高度9.8m。反应器壳通入熔盐及时移除反应产生的热量，将反应温度控制在400℃。式中P——床 gg ——Pas或（kgm本次设计选用催化剂为Φ0.23-0.8mmAspen模拟得到水力学数据可知混合气体的密度为ρg=0.632kg/m3，粘度μ=2.797*10-5Pa*s。计算床层降：9.5 升至400℃。K0=87.6W/(m2*K) 导程为80mm，倒角为2×45°，栏杆数量为30根。 49812.19m3/hm管箱与管板的连接结构形式较多，随着的大小、温度的高低以及物料性质、耐腐蚀情况不同，连螺栓数目为45个，材料为20号钢。计内 82焊接接头系数0222质备注所GB/T150.3-Mm (试验温度许用应M设计温度许用应M试验温度下屈服Mmm =mme=n-C1-C2=mn mKpT=1.25p[] M过试验允许通 MT=pT.(Die)=M最大允许工作压力=M设计温度下计算t =MMGB/T150.3-MCmmmm#设计温度许用M试验温度许用Mmmmm焊接接头系数值试验允许通过试验下封头T=pT.(KDi0.5eh) K=12Di= 2h i = ceh=nh-C1-C2=min=nh=计算[p = KD :GB/T150.3-计算MCmmmm 设计温度许用M试验温度许用Mmmmm焊接接头系数 试验允许通过 试验下封头 K=12Di= 2h i = ceh=nh-C1-C2=min=nh=计算[p = KD

头/ 头/ 数量1头 65001头 《容器 储罐主要用于在化工生产中的原料、或产品等，储罐是化工生产中最为常见的设备。储罐容器的设计要根据所的物料的性质、使用目的、条件、现场安装条件、安全可靠程度和经济性等储罐的种类是按几何形状来划分的，按几何形状可分为五大类，即立式圆筒形储罐、卧式圆筒形储罐、球形储罐、双曲线储罐（滴形储罐）和悬链式储罐。卧式圆筒形罐适用于容量较小的且需要较高的液体；球形储罐适用于容量较大有一定的液体；双曲线储罐结构较为复杂，施工难度大，于石油、化工、冶金等部门，它可以用来作为液化石油气、液化天然气、、液氨、液氮及其他介质的储1倍，故球罐的板厚只需相应圆筒形容器壁板厚度的一半。油罐选用，而圆筒形储罐虽然不如球罐耐压，但制造方便，普