選型與典型設(shè)備設(shè)計(jì)改

第一章塔設(shè)備設(shè) T4脫碳塔塔設(shè) 第二章?lián)Q熱器設(shè) 換熱器（以E1為例）設(shè) 溫 壓 尺 第三章儲罐的選 概 第四章泵的選 液體流 第五章壓縮機(jī)選 選型原 第一章設(shè)備設(shè)塔設(shè)備設(shè)計(jì)1-1內(nèi)容日期及標(biāo)準(zhǔn)《化工設(shè)備設(shè)計(jì)全書——《化工配管用無縫及焊接尺寸選用塔設(shè)備簡1-2（生產(chǎn)能力高低T4脫碳塔塔流體流動的阻力小，即流體通過塔設(shè)備的壓力降小。這將生HETP小。這樣，達(dá)到規(guī)定分離要求的塔高可以降低。1-3大的塔板，堵塞的較小。板式塔的塔板種1-41-5如下：1-4板1-55393浮閥塔的優(yōu)20%~40%，與篩板塔近似。7～9。10%左右。120%～130%板式浮閥塔的設(shè)計(jì)計(jì)

1-6AspenTech大學(xué)（華東站精餾塔平面布置圖AutodeskAspenplus13CUP-Tower進(jìn)行軟件計(jì)算，通過比較來檢181-7：1-7量L流量V流通截面和降液管所占截面AT為塔板截面積A為氣體流通截面積Af為Af1A' u'，當(dāng)塔內(nèi)處理的氣體體積流量為VSA'VS/塔板的計(jì)算中，通常是以泛點(diǎn)氣速uf作為uLL式中CC=C20(σl/0.02)0.2計(jì)算,其中的C20由史密斯關(guān)1-11-1ρ Vs√ρ

=

√

=的安裝、檢修等因素有關(guān)。設(shè)計(jì)時(shí)通常根據(jù)塔徑的大小，由表1-8列出的塔板間1-81米左右，故取板間距HT=375mm板上液層高度一般常壓塔取hL=50~100mm，減壓塔取hL=25~30mm，故取板上液層高度hL=100mm，則液滴沉降高度為HT?hL=275mm。液相表面張力σ=0.02N?m時(shí)的氣體負(fù)荷因子C20=0.081m?s，由于所處理的液相表面張力為σ=0.245N?m，則需矯正：C=C20

)

=0.081×

)

=0.133

u=

ρL?ρV=0.133×√846.9?31.12=

取u′=0.8uf，即u′=0.5448D=

4×=π×

=塔徑圓整后，D=1.1m以下幾種形式：U型流、單溢流、雙溢流、多溢流。對于堰長

1-2與塔內(nèi)徑D的比值，一般單流型可取lw=0.6~1.0Dlw=0.5~0.7D間。本次可取lw=D因此可查得Af=0.5，Wd=0.4實(shí)際塔板截面積

=πD2=3.1416×1.12=1.0m2 弓形降液管面積Αf=0.5×AT=0.5×0.95=弓形降液管寬度Wd=0.4×D=0.41.1=離出，一般要求τ不應(yīng)小于3～5s，而對于高壓下操作的塔以及易起泡的物系，停τ

0.475× =3.3634s>溢流堰長lw=1.0D=1.0×1.1=Ls×3600=0.05296×3600=190.656=

1-3可得E=1.02，則堰上液層高度h0w LS×3600

190.656wh0w=1000E w

)=0.00284×1.02×

=出口堰高h(yuǎn)w=hL?h0w=0.1?0.0901=取降液管低隙處液體流速uoL=0.25

=Ls=

=

2.5m以下，邊緣寬度取Ws'0.08m;脫氣區(qū)寬度Ws0.08m；d.根據(jù)之前計(jì)算可知，降液管寬度為Wd=0.44m。e.F1重型浮閥，其閥孔為d0=0.039m初取閥孔動能因數(shù)F0=12F0 u

=2.150

uN= u4 N=164

=0.785×0.0392×2.15=Wd=0.44mWs'0.08mWs取0.08mWC0.05m。由于選用的塔板為單溢流形式，故鼓泡區(qū)

r2r2

r r Dχ=2?(Wd+WS)=0.55?(0.44+0.08)=Dr=2?WC=0.55?0.05=πA=2×[0.03×√0.52?0.032

×0.52×sin?1

0.5)]=取同一橫排的閥孔中心距t'=0.02m，則相鄰兩排間的距離為 t=Nt′=164×0.02=t值應(yīng)該比計(jì)算值大，取t=20mm離t=20mm1-41-4163個(gè)，重新衡算一下參數(shù)： u

=2.16dN0dN

0.785×0.0392×4F0=u0√ρV=2.16√31.12=8-17內(nèi)。d0φ=N(D

=163×

0.0391.1

=10%~15%，所以塔板設(shè)計(jì)hf=hd+

u∝

1=

1=1.596u0=2.16m/su0c

31.12×hd=5.34

g=5.34×2×846.9×9.8=可取充氣系數(shù)為β=0.4hl=β(hw+h0w)=0.4×(0.0099+0.0901)=hf=hd+hl=0.00875+0.04=?P=hfρLg=0.04875×846.9×9.8=為防止降液管液泛現(xiàn)象發(fā)生，需控制降液管內(nèi)液層高度Hd<?(HT+hw)，式中

=0.153(

2 2

=0.153×

=Hd=hw+h0w+hf+hπ=0.0099+0.0901+0.04875+0.00956=取降液管中層相對密度為φ=0.5，則有dh′=φ(HT+hw)=0.5×(0.375+0.0099)=d顯然hd′>hdτ

0.475× =3.3634s>依下面兩式分別計(jì)算泛點(diǎn)率F或其中有ZL=D?Wd=1.1?0.44=Ab=AT?2Af=1.0?2×0.475=1-5得CF=0.110K=1.0，將以上數(shù)據(jù)代入上式，得：F=V√ρV+1.36LS

S×100%=前面已計(jì)算出F0=12.05>5F1F0=5時(shí)的氣體負(fù)荷為操作的(VS)min

5×π×0.0392× 4×

=0.35340.8m以上的大塔，取泛點(diǎn)率F1=0.8，則：V√ +1.36LZF1

SρL? SV +1.36L

×S0.8

846.9? 1×0.110×整理變形，得：VS=0.115對于平直堰，其堰上液層高度h0w0.006mhow=0.006m，就h0w=1000E(

(LS)min)

=取E=1.06(L

=

3)

=0.000867S

0.00284×

3s作為液體在降液管中停留時(shí)間的下限，則(L

=HTAf=0.375×0.475=0.059S 由Hd=hw+h0w+hf+hπ公式求得液泛線方程。Hd=φ(HT+HW)=0.5×(0.375+0.0099)=2 LS wh0w=1000E(l)=whf=hd+ hl=β(hw+h0w)=0.4×(0.0099+0.66LS3)=0.00396+ 31.12×Lhd=5.34L

g=5.34×2×9.8×846.9×(0.785×0.0392×=hπ=0.153

)=0.153×

)=

2

1.1× VS=3.597?68.89LS?1-61-9--適宜氣速u’/m·s--溢流堰長-溢流堰出口高--降液管底隙高度-浮閥數(shù)/閥孔氣速u0/m·s--閥孔動能因數(shù)-臨界閥孔氣速u0c/m·s--孔心距排間距-液體在降液管內(nèi)停留時(shí)間--泛點(diǎn)率-（VS-（VS-Cup-Tower根據(jù)AspenPlus塔板設(shè)計(jì)結(jié)果及CupTowerT4塔徑為1100mm，375mm14.48%，溢流堰選用平口堰，降液管選用斜將其水力學(xué)數(shù)據(jù)輸入Cup-Tower1-7Cup-Tower1-8Cup-Tower1-9T4Cup-Tower

1-10T4CupTower校核T41-11CupTowerT41-12CupTowerT4CUP-Tower進(jìn)行塔的主體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，CupTower計(jì)算結(jié)果和詳細(xì)設(shè)計(jì)計(jì)算結(jié)果都能夠滿足工藝要求，在設(shè)定結(jié)果CupTower保證塔盤的操作彈性。并且CupTower塔機(jī)械工程實(shí)際塔板數(shù)AspenplusDrickaner-Bradford方ET=0.17?0.616logAspenPlusHT=600mm，這里取HT′=人孔數(shù)進(jìn)料段高度取決于進(jìn)料口結(jié)構(gòu)形式和物料狀態(tài)，一般HFHT大，取HT1m塔底空間高度具有槽的作用，塔底釜液最好能在塔底有10~15min的儲Aspen數(shù)據(jù)塔底料液出口體積流量V=0.745m3?hV×HB=0.785×D2塔筒體高度

0.745?60×0.785×1.12=H=HD+(N?2?S)HT+SHT+HF+HB

H=2

1.5× =2

1.5× =10m1.1m>1mH=2+1.5×D=2+1.5×1.1=2.83m JB/T4746-2002h=35mm，曲面H=460mm。取塔頂蒸汽流速uv=20m/s,AspenV=1692.5m3/hd=

=圓整后選取管子規(guī)格為實(shí)際流速

=20.01取回流液體流速uv=2m/sL=0.745m3/hd=

v3600=v圓整后取管子規(guī)格為實(shí)際流速

=1.99m?s取進(jìn)料管液體流速為uv=2m/s，液相體積流量為L=537.4m3/hd=

=圓整后管徑實(shí)際流速

=1.97m?sQ345R選1-8池州學(xué)院-容器分段數(shù)（裙座1名義厚度腐蝕裕量1111長度內(nèi)徑/外徑23456789(立(臥151102345678900123450000123451234500計(jì)計(jì)度00度度0徑0A低于7 組數(shù)最大值0000式℃1數(shù)2度000有風(fēng)載及載1－1(筒體操作質(zhì)量m0m01m02m03m04m05ma最小質(zhì)量m0m010.2m02m03m04ma風(fēng)彎矩MIIPl/2 (l /2) (l /2) 00000nMII(2/T)2Ym(hh)(h T knMII(2/T)2 m(hh)(h T k kMIIMII max(MII,(MII)2(MII)2 00000nMIIF(hh 矩 k 注:計(jì)及高振型時(shí),此項(xiàng)按B.24計(jì)0000000000 max(MIIM,MII0.25MIIM 需橫風(fēng)向計(jì)算時(shí) max(MIIM,MII0.25MIIM 直直00000nFmhF00/m ii k1,2,..,n00000(mIIgFII)/D i4MII/ i(mIIgFII)/D i31PTDi/mIIg/D i4(0.3MIIM)/ iBA1123(內(nèi)壓23(外壓直直A223(內(nèi)壓123(外壓A312A42(pT9.81Hw)( ei) 受受(D4D4Zb (D2D2Ab b2,MC l2 x y M00/Z(mgF00)/ b 0.3M00M)/Zmg/ ME0.25MwMem0g d 0地腳螺栓承受的最大拉應(yīng)力小于零 nl 1G力力力力 3Fl 1 4(l'd)2(l'd) 0it4MJJmJJgFJ Dit it otMJJmJJgFJ Zw 0.3MJJMmJJ Zw 力力00m0m01m02m03m04m05mamminm010.2m02m03m04mammaxm01m02m03m04mamwsss臨界風(fēng)速(第一振型臨界風(fēng)速(第二振型N0N00GB150.3-計(jì)算壓力設(shè)計(jì)溫度內(nèi)徑曲面深度用應(yīng)力用應(yīng)力腐蝕裕量數(shù)PT=1.25Pc[]=5.7128(或由用戶輸入過的應(yīng)力pT.(KDi0.5e 2e 1 D22i6 2hK= i h=2[]t0.5Pc力2[]t[Pw]=KDi0.5e計(jì)算壓力設(shè)計(jì)溫度內(nèi)徑曲面深度力力鋼板負(fù)偏差腐蝕裕量焊接接頭系數(shù)PT=1.25Pc[]=5.7128(或由用戶輸入應(yīng)力力pT.(KDi0.5e 2e 1 D22i6 2hK= i h=2[]t0.5Pc2[]t[Pw]=KDi0.5e計(jì)算壓力設(shè)計(jì)溫度內(nèi)徑用應(yīng)力用應(yīng)力屈服點(diǎn)腐蝕裕量數(shù) =2[]tPce=n-C1-型PT=1.25P[=5.7128(或由用戶輸入[pT.(Die 2e 2e[]t[Pw]=(Die) 2 第二章熱器設(shè)換熱器設(shè)計(jì)2-1《化工設(shè)備設(shè)計(jì)全書—《化工配管用無縫及焊接尺寸選用換熱器工藝方案的確壓力降得范圍；對、維修的要求；材料價(jià)格；使用等。2-2物料溫差大于60℃殼程易管殼兩物料溫差可U易機(jī)械。流量、腐蝕性、允許壓降、操作溫度與壓力、結(jié)垢情況和檢修等要素決定選0.6MPa的場合下，推薦用正三角形排列。必須進(jìn)行機(jī)械的場合，則采用正方形Ф19mm低。所以，在管程結(jié)垢不是很嚴(yán)重，又允許壓力降較高的情況下，采用Φ19mm×2mm的管子是合理的。制造帶來殼徑較大的換熱器采用較長的管子可降低單位傳熱面積的金屬耗1.25~1.5倍。6~8溫9.60℃20℃5℃。當(dāng)在兩工20℃。5℃。料的，一般低5℃。2-3工藝物流的壓力允許壓力降9.89.8104~16.73.9103~3.31016.79.8物流安較臟和易結(jié)垢的物流應(yīng)走管程，以便和控制結(jié)垢。若必須走殼程，則應(yīng)采用正方形管子排列，并可用可拆式（浮頭式、填料函式、U形管式）換熱換熱器（以E1為例）適的換熱工藝參數(shù)并進(jìn)行換熱費(fèi)用的優(yōu)化再根據(jù)GB/T151-2014《熱交換器》以及《化工工藝設(shè)計(jì)手冊（下）》第四版，使用AspenExchangerDesignandRatingV7.2以E1Aspen進(jìn)2-4質(zhì)量流量進(jìn)口溫度出口溫度進(jìn)口壓力出口壓力F1，由于工藝物料為被冷卻物質(zhì)，且為氣相，為了加快冷卻速48.2~2515~47，106060。6P,5.9P。ER中換熱器的0.1P（真空條件），40%0.1Pa，壓降不大于進(jìn)口20%。和固壁熱阻為EDR自動默認(rèn)值。（第四版0.00017m2K/W0.000344m2K/W。根據(jù)EDR推薦的設(shè)計(jì)方案，選擇其中較為合理的一組。結(jié)合GB/T28712.2-擇換熱管內(nèi)徑為19mm，壁厚2mm，管心距25mm，排列方式為正三角形，殼程工程直徑（內(nèi)徑）為2500mm，壁厚86mm，換熱管長度6.09m，折流板間距為685mm8427根。其余參數(shù)為EDR默認(rèn)值。2-1280036%，符合設(shè)計(jì)要求；殼程流速為15.14m/s，管程流速為0.44m/s，均為湍流態(tài)，且滿59.7W/（m2﹒K），進(jìn)而確定換熱器E1型號為BEM2500–6.0–

19–換熱器EDR2-22-3選結(jié)合實(shí)際情況，殼體選擇Q345R鋼板制造，換熱管用20管板結(jié)2-5換熱器管板數(shù)據(jù)Db管箱與管板的連接結(jié)換熱管與管板連接結(jié)折流685mm986mm拉桿與定距12mm8根，φ19×2。換熱器設(shè)計(jì)說明設(shè)計(jì)初步完成后，使用SW6-2011對換熱器進(jìn)行強(qiáng)度校核，形成設(shè)計(jì)說明書。2-6由SW6-2011計(jì)算a6CttC徑前端管箱封頭(平蓋)后端管箱封頭(平蓋)池州學(xué)院-用應(yīng)力用應(yīng)力屈服點(diǎn)數(shù) =2[]tPce=n-C1-型PT=1.10P[=5.7000(或由用戶輸入[pT.(Die 2e 2e[]t[Pw]=(Die)2eGB15114.00mm,池州學(xué)院藍(lán)力力焊接接頭系數(shù)PT=1.10Pc[]=5.7000(或由用戶輸入的應(yīng)力pT.(KDi0.5e 2e D22i6 2h i h=2[]t0.5Pceh=nh-C1-2[]t[Pw]=KDi0.5e應(yīng)力應(yīng)力服點(diǎn)焊接接頭系數(shù) =2[]tPce=n-C1-PT=1.10P[=5.7000(或由用戶輸入[通過的應(yīng)力水平T=pT.(Die)2e[]t[Pw]=(Die) 2 GB15114.00mm,焊接接頭系數(shù)PT=1.10Pc[]=5.7000(或由用戶輸入應(yīng)力力pT.(KDi0.5e 2e 1 D22i6 2hK= i h=2[]t0.5Pc2[]t[Pw]=KDi0.5e應(yīng)力應(yīng)力服點(diǎn)焊接接頭系數(shù) =2[]tPce=n-C1-PT=1.25P[]=5.7000(或由用戶輸入壓力試驗(yàn)允許通過的應(yīng)力水平T=pT.(Die)2e[]t[Pw]=(Die) 2 第三章罐的選儲罐選型依3-1概用、以介質(zhì)為目的的容器成為儲罐。按材料可劃分為非金屬儲罐、金屬儲罐和復(fù)合材料儲罐。單罐容積大于1000m3的可稱為大型儲罐。金屬制焊接式儲罐是應(yīng)用最多的一種設(shè)備。首先應(yīng)根據(jù)介質(zhì)的性質(zhì)及腐蝕性進(jìn)行儲罐材料的選擇再根據(jù)介受較高的壓力而立式平底筒形儲罐的承壓能力較差當(dāng)介質(zhì)的壓力不0.1Pa100100立方米時(shí)選用臥式罐。進(jìn)而力求：甲醇儲罐的臨界溫度T=239.5℃，是一種易燃易爆的液體，常溫下易揮發(fā)。3-2溫度壓力體積流量7天，7天的體積V=qt=1.97×24×7=330.96m3。0.9330.96÷0.9=367.7m3。HG21502.2-92-123Q245R。第四章的選泵的概述及選型依本次選型參考《泵與原動機(jī)選用手冊》—泵的選型原、2、必須滿足介質(zhì)特性的要求。對輸送易燃、易爆或貴重介質(zhì)的泵，要求軸封可靠或采用無泄漏泵，如磁力驅(qū)動泵、隔膜泵泵對輸送腐蝕性介質(zhì)的泵，要求對流部件采用耐腐蝕性材料，如AFB不銹鋼耐腐蝕泵，CQF工程塑、34、經(jīng)濟(jì)上要綜合考慮到設(shè)備費(fèi)、運(yùn)轉(zhuǎn)費(fèi)、維修費(fèi)和的總成本最低13大于（齒輪泵、螺桿泵）575%37.4mm2/s泵的類型及特4-1大小小小低高高高高高泵新型節(jié)能泵的應(yīng)為了綠色節(jié)能的理念本項(xiàng)目所用泵通過市場決定采用新型節(jié)能屏常規(guī)式電動機(jī)與同功率同極數(shù)普通電動機(jī)相比效率要低10個(gè)百分點(diǎn)，間的限制，采取這種特殊的隔磁方式，減磁橋的尺寸來增大磁阻，使漏磁減200℃下穩(wěn)定運(yùn)行。5-25-3：4-2率素常規(guī)節(jié)能4-3年節(jié)約用電量（kW﹒h/年電價(jià)（元節(jié)約成本（萬元/年由上表可知，該款節(jié)能泵比常規(guī)泵節(jié)能20.2%，一年運(yùn)行下來節(jié)約新型