甲醇制氫生產(chǎn)裝置計算書說明書

1、甲醇制氫生產(chǎn)裝置計算書說明書 目錄前言 -設(shè)計任務(wù)書 -第一章 工藝設(shè)計 -1.1 物料衡算1.2 熱量衡算第二章 設(shè)備設(shè)計計算和選型-過熱器 -第三章 機器選型 -3.1 計量泵的選型3.2 離心泵的選型第四章 設(shè)備布置圖設(shè)計 -4.1 設(shè)備布置方案4.2 主要設(shè)備的尺寸第五章 管道布置設(shè)計 -5.1 管子選型5.2 主要管道工藝參數(shù)匯總一覽表5.3 管道上閥門的選型5.4 管件選型5.5 管道布置圖5.6 管道空視圖5.7 法蘭選型5.8 筒體保溫材料一覽表5.9 管道儀表流程圖第六章 自動控制方案設(shè)計 -第七章 工程項目的經(jīng)濟評價 -7.1 甲醇制氫裝置的投資估算7.2總成本費用的估算與

2、分析7.3甲醇制氫項目的財務(wù)評價第八章 數(shù)據(jù)校核 -課程設(shè)計總結(jié) -致謝 參考文獻(xiàn)前 言氫氣是一種重要的工業(yè)用品，它廣泛用于石油、化工、建材、冶金、電子、醫(yī)藥、電力、輕工、氣象、交通等工業(yè)部門和服務(wù)部門，由于使用要求的不同，這些部門對氫氣的純度、對所含雜質(zhì)的種類和含量也有著不同的要求。近年來隨著中國改革開放的進程，隨著大量高精產(chǎn)品的投產(chǎn)，對高純氫氣的需求量正在逐漸擴大。 烴類水蒸氣轉(zhuǎn)化制氫氣是目前世界上應(yīng)用最普遍的制氫方法，是由巴登苯胺公司發(fā)明并加以利用，英國ici公司首先實現(xiàn)工業(yè)化。這種制氫方法工作壓力為2.0-4.0mpa,原料適用范圍為天然氣至干點小于215.6的石腦油。近年來，由于轉(zhuǎn)化

3、制氫爐型的不斷改進。轉(zhuǎn)化氣提純工藝的不斷更新，烴類水蒸氣轉(zhuǎn)化制氫工藝成為目前生產(chǎn)氫氣最經(jīng)濟可靠的途徑。 甲醇蒸氣轉(zhuǎn)化制氫技術(shù)表現(xiàn)出很好的技術(shù)經(jīng)濟指標(biāo)，受到許多國家的重視。它具有以下的特點： 1、與大規(guī)模天然氣、輕油蒸氣轉(zhuǎn)化制氫或水煤氣制氫比較，投資省，能耗低。 2、與電解水制氫相比，單位氫氣成本較低。 3、所用原料甲醇易得，運輸儲存方便。而且由于所用的原料甲醇純度高，不需要在凈化處理，反應(yīng)條件溫和，流程簡單，故易于操作。 4、可以做成組裝式或可移動式的裝置，操作方便，搬運靈活。 error! no bookmark name given.error! no bookmark name give

4、n.1.1.1 甲醇制氫物料衡算.(1)依據(jù)甲醇蒸氣轉(zhuǎn)化反應(yīng)方程式：ch3ohco + 2h2 co + h2o co2 + h2ch3ohf分解為co,轉(zhuǎn)化率99%,co變換轉(zhuǎn)化率99*,反應(yīng)溫度 280,反應(yīng)壓力為1. 5 mpa,醇水投料比1:1.5(mol)。(2)投料量計算代如轉(zhuǎn)化率數(shù)據(jù)ch3oh 0.99 co + 1.98 2h2 +0.01 ch3ohco + 0.99 h2o 0.99 co2 + 0.99 h2+ 0.01 co合并得到ch3oh + 0.9801 h2o 0.9801 co2 + 2.9601 h2 + 0.01 ch3oh+ 0.0099 co氫氣產(chǎn)量為

5、：2900 m/h=129.464 kmol/h甲醇投料量為： 129.464/2.9601 * 32=1399.564 kg/h水投料量為：129.464/2.9601* 1.5 * 181180.882 kg/h(3)原料儲液槽 (v0101)進：甲醇 1399.564 kg/h，水 1180.882 kg/h。出：甲醇 1399.564 kg/h，水 1180.882 kg/h。(4)換熱器(e0101),汽化塔(t0101)、過熱器(e0102)沒有物流變化(5)轉(zhuǎn)化器(r0101)進：甲醇 1399.564 kg/h，水1180.882 kg/h，總計2580.446 kg/h出：生

6、成co2129.464/2.9601 * 0.9801 * 44=1886.104 kg/h h2 129.464/2.9601 * 2.9601 * 2=258.928 kg/h co129.464/2.9602 * 0.0099 * 28=12.124 kg/h剩余甲醇 129.464/2.9601 * 0.01 * 32=13.996kg/h剩余水 1180.882- 129.464/2.9601 * 0.9801 * 18 =409.294 kg/h總計2580.446 kg/h(6)吸收和解析塔吸收塔總壓為1.5mpa,其中co2分壓為0.38mpa,操作溫度為常溫(25)。此時每m

7、吸收液可溶解co211.77 m.解吸塔的操作壓力為0.1mpa, co2 溶解度為2.32 ，則此時吸收塔的吸收能力為: 1177-232=9.450.4mpa壓力下 co2 = pm /rt =4 * 44/0.082 * (273.15 + 25) =7.20 kg/mco2體積重量 v co2 =1886.104/7.20 =261.959 m/h據(jù)此，所需吸收液的量為261.959/9.45 =27.721 m/h考慮吸收塔效率以及操作彈性需要，取吸收液量為27.721 * 3=83.163 m/h系統(tǒng)壓力降至0.1mpa時，析出co2 量為 261.959 m/h = 1886.1

8、04 kg/h(7)psa系統(tǒng) 略。(8)各節(jié)點的物料量綜合上面的工藝物料恒算結(jié)果，給出物料流程圖及各節(jié)點的物料量。1.1.2 熱量恒算1)氣化塔頂溫度確定要使甲醇完全汽化，則其氣相分率必然是甲醇40%,水60%(mol),且已知操作壓力為1.5mpa,設(shè)溫度為t,根據(jù)汽液平衡關(guān)系有：0.4p甲醇 + 0.6 p水=1.5mpa 初設(shè) t=170 p甲醇=2.19mpa; p水 =0.824mpap總 =1.3704mpa 1.5mpa再設(shè) t=175 p甲醇=2.4mpa; p水 0.93mpap總 =1.51mpa蒸氣壓與總壓基本一致，可以認(rèn)為操作壓力為1.5mpa時，汽化塔塔頂溫度為17

9、52) 轉(zhuǎn)化器(r0101)兩步反應(yīng)的總反應(yīng)熱為49.66 kj/mol,于是在轉(zhuǎn)化器內(nèi)需要共給熱量為：q反應(yīng)=337.826*0.99/32*1000*(-49.66)=-5.190*105 kj/h此熱量有導(dǎo)熱油系統(tǒng)帶來，反應(yīng)溫度為280，可以選用導(dǎo)熱油溫度為320，導(dǎo)熱油溫降設(shè)定為5，從手冊中查到導(dǎo)熱油的物性參數(shù)，如必定壓熱容與溫度的關(guān)系，可得：cp320=4.1868*0.68=2.85 kj/(kgk),cp300=2.81 kj/(kgk)取平均值cp=2.83 kj/(kgk)則導(dǎo)熱油的用量 w=q反應(yīng) /(cpt)= 5.190*105/ (2.83*5)=3.668*104

10、kg/h3) 過熱器(e0102)甲醇和水的飽和正氣在過熱器中175過熱到280，此熱量由導(dǎo)熱油供給。氣體升溫所需熱量為:q=cp mt=（1.90*337.828+4.82*285.042）*(280-175)=2.117*105 kj/h導(dǎo)熱油 cp=2.825 kj/(kgk),于是其溫度降為t=q/(cp m)= 2.117 * 105 /（2.86 * 3.668*104 ）=2.042導(dǎo)熱油出口溫度為 ：315-2.042=312.9584) 汽化塔(t0101)認(rèn)為汽化塔僅有潛熱變化。175 甲醇h=727.2 kj/kg 水 h=2031 kj/kgq=337.828 *727

11、.2 +2031*285.042=8.246*105 kj/h以300導(dǎo)熱油cp計算 cp=2.76 kj/(kgk)t=q/(cp m)=2.36*106 /2.76*3.668*104)=8.145則導(dǎo)熱油出口溫度t2 =312.958-8.145=304.812導(dǎo)熱油系統(tǒng)溫差為t=320-304.812=15.2 基本合適5) 換熱器(e0101)殼程：甲醇和水液體混合物由常溫(25)升至175液體混合物升溫所需的熱量q=cpmt=(337.828*3.14 + 285.042 *4.30)*(175-25)=3.430*105 kj/h管程：取各種氣體的比定壓熱容為：cpco2 10.

12、47 kj/(kgk)cph2 14.65 kj/(kgk)cph20 4.19 kj/(kgk)則管程中反應(yīng)后其體混合物的溫度變化為：t=q/(cp * m)= 3.430*105 /(10.47*455.267+14.65*62.5+4.19*98.8)= 56.264換熱器出口溫度 280-56.264=223.736(6) 冷凝器(e0103) co2 、co 、h2的冷卻q1 =cpmt=(10.47*41886.104+14.65*258.928+4.19*12.124)*(223.736-40)=4.335*106 kj/h壓力為1.5mpa時水的冷凝熱為：h=2135kj/kg

13、,總冷凝熱q2 =h * m=2135 *409.294=8.74*105 kj/h水顯熱變化 q3 =cpmt=4.19* 409.294*(223.736-40)=3.15*105 kj/hq= q1+ q2+ q3=5.524*106 kj/h冷卻介質(zhì)為循環(huán)水，才用中溫型涼水塔，則溫差t=10用水量 w=q/(cpt)= 5.524*106/(4.19*10)=1.318*105 kg/herror! no bookmark name given.error! no bookmark name given.3.1計量泵的選擇 往復(fù)泵是容積式泵。在高壓力小流量，輸送粘度大的液體，要求精確計

14、量即要求流量隨壓力變化小的情況下宜選用各種類型式的往復(fù)泵。要求精確計量時，應(yīng)用計量泵。 往復(fù)泵的流量可采用各種調(diào)節(jié)機構(gòu)達(dá)到精確計量，即計量泵。計量泵用于生產(chǎn)中需要精確計量，所輸送介質(zhì)的場合：如注緩蝕劑，輸送酸，堿等。流量可在0-100%范圍內(nèi)調(diào)節(jié)，但一般應(yīng)在30%-100%范圍內(nèi)使用，計量泵有柱塞式和隔膜式，柱塞式計量流量的精度高玉隔膜式。j型計量泵適用于輸送各種不含固體顆粒的腐蝕性和非腐蝕性介質(zhì)。 甲醇制氫工藝需要精確的投料比，故應(yīng)選用計量泵。現(xiàn)工藝設(shè)計要求甲醇的投料量為337.826kg/h,水為285.041 kg/h,現(xiàn)按工藝要求分別選擇一臺甲醇計量泵，一臺純水計量泵，一臺原料計量泵。

15、已知條件：1、甲醇正常投料量為337.826 kg/h,溫度為25,密度為0.807kg/h，操作情況為泵從甲醇儲槽中吸入甲醇，送入與原料液儲槽，與水混合。2、水的正常投料量為285.041kg/h，溫度為25,密度為0.997kg/h,操作情況為泵從純水儲槽中吸入水，送入原料液儲槽，與甲醇混合。3、 原料液儲槽出來的量為甲醇337.826kg/h,水285.041kg/h,溫度為25，操作情況為泵從原料液儲槽中吸入原料液，送入換熱器。 3.11 甲醇計量泵選型工藝所需正常的體積流量為：1399.564/0.807 = 1734.280 l/h泵的流量q = 1.05 * 1734.280 =

16、 1820.994 l/h工藝估算所需揚程 30 m ,泵的揚程h = 1.1 * 30=33 m 。折合成計量泵的壓力(泵的升壓)p=hg=0.807 * 8.81*10-3 * 33 =0.261 mpa泵的選型，查文獻(xiàn)一，jz-1000/0.32型計量泵的流量為1000l/h,壓力為0.32mpa,轉(zhuǎn)速為126r/min,進出口管徑為24mm,電機功率為1.1kw,滿足需要。3.1.2 純水計量泵的選型工藝所需正常的體積流量為：1180.882/0.997=1184.435l/h泵的流量q=1.05 * 1184.435 = 1243.657 l/h.工藝估算所需揚程30m,泵的揚程：h

17、=1.1*30 = 33 m折合成泵的壓力：p=hg=33 * 997 * 9.81/106 = 0.323 mpa泵的選型：查文獻(xiàn)一，jz-630/0.5 型計量泵的流量為630l/h,壓力為0.5 mpa,轉(zhuǎn)速為126r/min,進出口管徑為24mm,電機功率為1.1kw,滿足要求。3.1.3 原料計量泵的選型原料液密度：=807*1/（1+1.5）+997*1.5/(1+1.5) = 921kg/m3工藝所需正常的體積流量為：(1399.564+1180.882)/(0.921)=2801.79 l/h泵的流量q=1.05*2801.79=2941.88 l/h工藝估算所需的揚程80m,

18、泵的揚程h=1.1*80 = 88 m折合成泵的壓力p=hg=88*921*9.81/106 = 0.795 mpa泵的選型查文獻(xiàn)一，jd-1000/1.3型計量泵的流量為1000l/h,壓力為1.3mpa,轉(zhuǎn)速為115 r/min,電機功率為2.2kw,滿足要求。3.2離心泵的選型3.2.1吸收劑循環(huán)泵已知條件：碳酸丙烯酯吸收劑的用量為80.29 m3/h,溫度為40,密度為1100kg/m 3,由吸收塔出口出來經(jīng)泵送到吸收塔，選擇離心泵作為吸收劑的輸送泵。工藝所需正常的體積流量為:80.29m3/h。泵的流量q=1.05*80.29=84.304 m3/h工藝估算所需的揚程30m泵的揚程h

19、=1.1*30=33m泵的選型：查文獻(xiàn)一，選用is型單級離心泵，is100-65-200 型離心泵，流量為100m 3/h,揚程為50m,轉(zhuǎn)速為2900r/min,電機功率17.9kw,滿足要求。3.2.2冷卻水泵。已知條件：冷凝水為循環(huán)水，采用中溫型冷水塔,溫差t=10,用水量 3.19*1180.882kg/h,溫度為常溫25，密度為997kg/m3,在冷凝器中進行換熱，采用b型單級離心泵。工藝上所需正常體積流量為3.19*1180.882/997=32m3/h泵的流量：q=1.05*32=33.6m3/h工藝估算所需的揚程30m泵的揚程h=1.1*30=33m泵的選型：查文獻(xiàn)一，選用b型

20、單級離心泵bj(b)50-40型離心泵,流量50m 3/h，揚程42m,轉(zhuǎn)速2950r/min,電機功率10kw,滿足要求error! no bookmark name given.error! no bookmark name given.4.1設(shè)備布置方案本次設(shè)備布置方案，采用設(shè)備在室外布置，具體設(shè)備布置方案和尺寸清參加設(shè)備布置圖，比例為1:100。4.2主要設(shè)備的尺寸代號名稱高度mm直徑mmv0101甲醇儲罐12002000v0102純水儲罐12002000v0103原料液儲罐18002000t0101氣化塔6600800t0102吸收塔66002000t0103解析塔66002000r

21、0101轉(zhuǎn)化器e0101預(yù)熱器4505500e0102過熱器e0103冷凝器 計量泵代號流量l/h壓力mpa轉(zhuǎn)速r/min電機功率kw甲醇計量泵jz-1000/0.3210000.321261.1純水計量泵jz-630/0.56300.51261.1原料液計量泵jd-1000/1.310001.31152.2 往復(fù)泵代號流量l/h壓力mpa轉(zhuǎn)速r/min電機功率吸收劑循環(huán)泵is100-65-20010065290017.9冷卻水循環(huán)泵bj(b)50-405040295010 error! no bookmark name given.error! no bookmark name given.

22、 51管子選型（確定幾種主要管道尺寸的方法如下）5.11脫鹽水管徑確定脫鹽水流量為1180.882kg/h,密度為997kg/m3,流速取2m/s,由v= /4*d2 * u得d=14.5 mm根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)選用dn15無縫鋼管，壁厚取為2.5mm5.1.2走甲醇管的管徑確定甲醇流量為1399.564 kg/h,密度為807kg/m3,流速取為2m/s.同樣由 v=/4*d2 *u =8.61mm，得d=22.3 mm根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)選用dn25無縫鋼管，壁厚取2.5mm5.1.3原料輸送管原料液用量為2580.446kg/h,密度為921kg/m3,流速取為2m/s.則d=22.3 mm根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)選用dn1

23、5無縫鋼管，壁厚度為2.5mm5.1.4進入吸收塔混合氣體所需管徑尺寸確定混合氣體質(zhì)量為2157.156kg/h,密度0.557kg/m3,流速35m/s.則d= =197.8mm根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)選用dn100無縫鋼管，壁厚度為4mm5.1.5吸收液管子尺寸吸收液量為83.163 m3/h,密度為110kg/m3,流速2.5m/s.則d=10.3mm根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)選用dn15無縫鋼管，壁厚度為2.5mm5.1.6冷卻水管子尺寸冷卻水為3.19*1180.882 kg/h,密度為997kg/m3,流速2m/s.則d= =25.8 mm根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)選dn8-無縫鋼管，壁厚為3mm5.2主要管道工藝參數(shù)匯總一覽表序號

24、管道編號管內(nèi)介質(zhì)設(shè)計壓力mpa設(shè)計溫度管子規(guī)格材料1dn0101-15l1b脫鹽水0.350202dn0102-15l1b脫鹽水0.350203pl0101-20l1b甲醇0.350204pl0102-20l1b甲醇0.350205pl0103-25l1b原料液0.350206pl0104-25l1b原料液1650207pl0105-25l1b原料液1.6175208pg0101-225n1b原料氣1.6175209pg0102-225n1b原料氣1.62802010pg0103-225n1b原料氣1.62802011pg0104-225n1b原料液1.62252012pg0105-225n1

25、b原料氣1.6502013h0101-100n1b氫氣1.6502014pl0106-20n1b碳酸丙烯酯1.65502015pl0107-20n1b碳酸丙烯酯1.65502016pl0108-20n1b碳酸丙烯酯1.65502017pg0106-80n1b食品二氧化碳04500cr18ni9ti18r00101-125l1b導(dǎo)熱油0.63202019r00102-125l1b導(dǎo)熱油0.63202020r00103-125l1b導(dǎo)熱油0.63202021r00104-125l1b導(dǎo)熱油0.63202022cws0101-30l1b冷卻水0.350鍍鋅管23cwr0101-30l1b冷卻水0.3

26、50鍍鋅管（表5-1）以上20號鋼軍參照gb/t8163-19990cr18ni9ti參照標(biāo)準(zhǔn)gb/t14976鍍鋅管參照gb/t149765.3管道上閥門的選型序號管道編號設(shè)計壓力mpa公稱直徑dn/mm連接形式閥門型號1dn0101-15l1b0.315法蘭閘閥z15w-1.0t2dn0102-15l1b0.315法蘭、螺紋閘閥z15w-1.0t3pl0101-20l1b0.320法蘭z20w-1.0k4pl0102-20l1b0.320法蘭、螺紋z20w-1.0k5pl0103-25l1b0.325法蘭z25w-1.0ok6pl0104-25l1b1.625法蘭、螺紋z15w-1.0k7

27、pl0106-20n1b1.6520法蘭、螺紋z15w-1.0t8pl0108-20n1b1.6520法蘭z15w-1.0t9r00101-125l1b0.6125法蘭z41h-1.6c10r00104-125l1b0.6125法蘭z41h-1.6c11cws0101-80l1b0.380法蘭z15w-1.0t12cwe0101-80l1b0.380法蘭z15w-1.0t13h0101-100n1b1.6100法蘭z41h-1.6c14pg0106-80n1b0.480法蘭z41h-1.6c（表5-2）所選閥門軍參照標(biāo)準(zhǔn)jb308-755.4管件選型彎頭采用90彎頭，參考文獻(xiàn)一，彎頭曲率半徑r

28、=1.5 d0,d0為外管。管件與彎頭處采用焊接連接。管件與筒體連接處采用法蘭連接，參見標(biāo)準(zhǔn)hg20595.管法蘭、墊片，緊固件選擇參見文獻(xiàn)一，p1895.5管道布置圖選取該區(qū)域的中上部區(qū)域來布置管線，具體管路布置清參考jq11-032管道布置圖，所含設(shè)備有p0101,p0102,p0103,e0101,v0101管線，支座情況清參見管道布置圖（具體定為參照參考文獻(xiàn)一）5.6管道空視圖選取:pl0104-15l1b和pl0105-15l1b兩根管線作管道空視圖，具體請參見空視圖。5.7法蘭選型法蘭的選用主要根據(jù)工作壓力，管子外徑等參數(shù)，現(xiàn)將主要管道法蘭列表如下：管道編號管內(nèi)介質(zhì)設(shè)計壓力公稱直徑

29、閥門公稱壓力等級(mpa)法蘭類型密封面形式公稱壓力等級(mpa)h0101-100n1b氧氣1.61002.5帶頸平焊凹凸面2.5pg0101-225n1b原料氣1.62252.5帶頸平焊凹凸面2.5pg0102-100n1b原料氣1.62254.0帶頸平焊凹凸面4.0pg0103-100n1b氫氣10%1.62254.0帶頸平焊凹凸面4.0pg0104-100n1b二氧化碳73%1.62254.0帶頸平焊凹凸面4.0pg0105-100n1b水17%1.62252.5帶頸平焊凹凸面2.5pg0106-80n1b食品二氧化碳0.4801.6帶頸平焊凹凸面1.6r00101-125l1b導(dǎo)熱油

30、0.61251.6帶頸平焊凹凸面1.6r00104-125l1b導(dǎo)熱油0.61251.6帶頸平焊凹凸面1.6pl0101-15l1b甲醇0.3201.6帶頸平焊凹凸面1.6pl0102-15l1b甲醇0.3201.6帶頸平焊凹凸面1.6pl0103-15l1b原料液03252.5帶頸平焊凹凸面16pl0104-15l1b原料液162525帶頸平焊凹凸面25pl0106-20n1b吸收液1.65202.5帶頸平焊凹凸面2.5pl0107-20n1b吸收液1.65202.5帶頸平焊凹凸面2.5pl0108-20n1b吸收液1.65202.5帶頸平焊凹凸面2.5dn0101-20l1b脫鹽水0.31

31、51.0帶頸平焊凸面1.0dn0102-20l1b脫鹽水0.3151.0帶頸平焊凸面1.0cws0101-80l1b冷卻水0.3301.0帶頸平焊凸面1.0cwr0101-80l1b冷卻水0.3301.0帶頸平焊凸面1.0（表5-3） 5.8筒體保溫材料一覽表序號管道編號設(shè)計溫度保溫層厚度mm保溫材料1dn0101-15l1b5080巖棉2dn0102-15l1b5080巖棉3pl0101-20l1b5080巖棉4pl0102-20l1b5080巖棉5pl0103-25l1b5080巖棉6pl0104-25l1b5080巖棉7pl0105-25l1b175100巖棉8pl0106-20l1b5

32、080巖棉9pl0107-20l1b5080巖棉10pl0108-20l1b5080巖棉11pg0101-225n1b175100巖棉12pg0102-225n1b280100巖棉13pg0103-225n1b280100巖棉14pg0104-225n1b225100巖棉15pg0105-225n1b5080巖棉16h0101-1001b5080巖棉17pg0106-80n1b5080巖棉18r00101-125l1b320100巖棉19r00102-125l1b320100巖棉20r00103-125l1b320100巖棉21r00104-125l1b320100巖棉22cws0101-80

33、l1b5080巖棉23cwr0101-80l1b5080巖棉（表5-4）5.9管道儀表流程圖關(guān)于管道儀表流程圖有以下說明：圖中，甲醇儲罐給水處罐、冷卻水泵，水泵均未表現(xiàn)出來。本章補充說明：本章有些數(shù)據(jù)是參照本組其他同學(xué)的設(shè)計、計算數(shù)據(jù)，而關(guān)于汽化器、解析塔以及另外兩臺換熱器的相關(guān)數(shù)據(jù)通過推力假設(shè)所得。error! no bookmark name given.error! no bookmark name given.61 選擇一個單參數(shù)自動控制方案本組選擇溫度作為控制系數(shù)進行設(shè)計選擇從e0101換熱器出來的氣體溫度作為控制系數(shù)，冷卻水的流量作為調(diào)節(jié)參數(shù)。首先從被測點測出的溫度通過測量元件及變

34、送器，將所測數(shù)值與定植進行比較，然后通過調(diào)節(jié)器讀對執(zhí)行器進行有所動作，以用來調(diào)節(jié)冷卻水的流量，以利于換熱器出來的氣體達(dá)到一個穩(wěn)定的溫度值，有效的控制好氣體溫度。62換熱器溫度控制系統(tǒng) error! no bookmark name given.error! no bookmark name given.7.1 甲醇制氫裝置的投資估算7.11 單元設(shè)備價格估算本套裝置共有儲罐和鍋容器4臺，分別為甲醇儲槽(v0102,常溫常壓)，水儲槽(v0103),原料液儲槽(v0101,常溫常壓)，導(dǎo)熱油(v0104)。該套裝置有3臺換熱器，1臺轉(zhuǎn)化器，分別為：換熱器(e0101,p=1.5mpa).過熱器(

35、e0102,p=1.5mpa),冷凝器(e0103,p=1.5mpa)、轉(zhuǎn)化器（r0101,p=1.5mpa）。該套裝置共有3臺它設(shè)備，分別為汽化塔，(t0101)吸收塔(t0102)解析塔(t0103)。7.12 總投資估算用系數(shù)連乘法球總投資，各系數(shù)由參考文獻(xiàn)二表3-1查的，k1=1.0559,k 2=1.2528,k3=1.0483,k4=1.0277,k5=1.0930,k 6=1.0803,k7=1.3061已知設(shè)備費a=19.42萬元，計算結(jié)果如下設(shè)備安裝工程費率b=k1a設(shè)備安裝費=b-a管道工程費率c=k2b管道工程費=c-b電氣工程費率d=k3c電氣工程費=d-c儀表工程費率

36、e=k4d儀表工程費=e-d建筑工程費率f=k5e建筑工程費=f-e裝置工程建設(shè)費率g=k6f裝置工程建設(shè)費=g-f總投資h=ktg7.2總成本費用的估算與分析(1) 外購原材料(2) 外購燃料(3) 外購動力(4) 工資(5) 職工福利(6) 固定資產(chǎn)折舊費(7) 修理費(8) 租貸費(9) 攤銷費用(10) 財務(wù)費用(11) 稅金(12) 其他費用(13) 固定成本與變動成本73 甲醇制氫項目的財務(wù)評價7.3.1 盈利能力分析7.3.2 清償能力分析7.3.3 盈虧平衡分析第八章 數(shù)據(jù)校核固定管板換熱器設(shè)計計算 設(shè) 計 計 算 條 件 殼 程管 程設(shè)計壓力 2.0mpa設(shè)計壓力 2.0mp

37、a設(shè)計溫度 295設(shè)計溫度 320殼程圓筒內(nèi)徑 400 mm管箱圓筒內(nèi)徑400mm材料名稱16mnr(正火)材料名稱16mnr(正火) 簡 圖 計 算 內(nèi) 容殼程圓筒校核計算前端管箱圓筒校核計算前端管箱封頭(平蓋)校核計算后端管箱圓筒校核計算后端管箱封頭(平蓋)校核計算膨脹節(jié)校核計算開孔補強設(shè)計計算管板校核計算前端管箱法蘭計算窄面整體(或帶頸松式)法蘭計算前端管箱筒體計算計算單位計算條件筒體簡圖計算壓力 pc 1.50mpa設(shè)計溫度 t 295.00 c內(nèi)徑 di 400.00mm材料 16mnr(正火) ( 板材 )試驗溫度許用應(yīng)力 s 170.00mpa設(shè)計溫度許用應(yīng)力 st 163.56

38、mpa試驗溫度下屈服點 ss 345.00mpa鋼板負(fù)偏差 c1 0.00mm腐蝕裕量 c2 1.00mm焊接接頭系數(shù) f 0.85厚度及重量計算計算厚度 d = = 2.71mm有效厚度 de =dn - c1- c2= 5.00mm名義厚度 dn = 6.00mm重量 8.98kg壓力試驗時應(yīng)力校核壓力試驗類型 液壓試驗試驗壓力值pt = 1.25p = 1.9488 (或由用戶輸入)mpa壓力試驗允許通過的應(yīng)力水平 stst 0.90 ss = 310.50mpa試驗壓力下圓筒的應(yīng)力 st = = 115.78 mpa校核條件 st st校核結(jié)果 合格壓力及應(yīng)力計算最大允許工作壓力 pw

39、= = 2.75299mpa設(shè)計溫度下計算應(yīng)力 st = = 75.75mpastf 139.03mpa校核條件stf st結(jié)論 筒體名義厚度大于或等于gb151中規(guī)定的最小厚度6.00mm,合格前端管箱封頭計算計算條件橢圓封頭簡圖計算壓力 pc 1.50mpa設(shè)計溫度 t 320.00 c內(nèi)徑 di 400.00mm曲面高度 hi 125.00mm材料 16mnr(正火) (板材)試驗溫度許用應(yīng)力 s 170.00mpa設(shè)計溫度許用應(yīng)力 st 163.56mpa鋼板負(fù)偏差 c1 0.00mm腐蝕裕量 c2 1.00mm焊接接頭系數(shù) f 0.85厚度及重量計算形狀系數(shù) k = = 1.0000

40、計算厚度 d = = 2.70mm有效厚度 de =dn - c1- c2= 5.00mm最小厚度 dmin = 0.75mm名義厚度 dn = 6.00mm結(jié)論 滿足最小厚度要求重量 14.58 kg壓 力 計 算最大允許工作壓力 pw= = 2.76669mpa結(jié)論 合格后端管箱筒體計算計算單位計算條件筒體簡圖計算壓力 pc 1.50mpa設(shè)計溫度 t 295.00 c內(nèi)徑 di 400.00mm材料 16mnr(正火) ( 板材 )試驗溫度許用應(yīng)力 s 170.00mpa設(shè)計溫度許用應(yīng)力 st 163.56mpa試驗溫度下屈服點 ss 345.00mpa鋼板負(fù)偏差 c1 0.00mm腐蝕

41、裕量 c2 1.00mm焊接接頭系數(shù) f 0.85厚度及重量計算計算厚度 d = = 2.71mm有效厚度 de =dn - c1- c2= 5.00mm名義厚度 dn = 6.00mm重量 29.95kg壓力試驗時應(yīng)力校核壓力試驗類型 液壓試驗試驗壓力值pt = 1.25p = 1.9488 (或由用戶輸入)mpa壓力試驗允許通過的應(yīng)力水平 stst 0.90 ss = 310.50mpa試驗壓力下圓筒的應(yīng)力 st = = 115.78 mpa校核條件 st st校核結(jié)果 合格壓力及應(yīng)力計算最大允許工作壓力 pw= = 2.75299mpa設(shè)計溫度下計算應(yīng)力 st = = 75.75mpas

42、tf 139.03mpa校核條件stf st結(jié)論 筒體名義厚度大于或等于gb151中規(guī)定的最小厚度6.00mm,合格后端管箱封頭計算 計算條件橢圓封頭簡圖計算壓力 pc 1.50mpa設(shè)計溫度 t 295.00 c內(nèi)徑 di 400.00mm曲面高度 hi 125.00mm材料 16mnr(正火) (板材)試驗溫度許用應(yīng)力 s 170.00mpa設(shè)計溫度許用應(yīng)力 st 163.56mpa鋼板負(fù)偏差 c1 0.00mm腐蝕裕量 c2 1.00mm焊接接頭系數(shù) f 0.85厚度及重量計算形狀系數(shù) k = = 1.0000計算厚度 d = = 2.70mm有效厚度 de =dn - c1- c2=

43、5.00mm最小厚度 dmin = 0.75mm名義厚度 dn = 6.00mm結(jié)論 滿足最小厚度要求重量 14.58 kg壓 力 計 算最大允許工作壓力 pw= = 2.76669mpa結(jié)論 合格殼程圓筒計算計算單位計算條件筒體簡圖計算壓力 pc 1.50mpa設(shè)計溫度 t 320.00 c內(nèi)徑 di 400.00mm材料 16mnr(正火) ( 板材 )試驗溫度許用應(yīng)力 s 170.00mpa設(shè)計溫度許用應(yīng)力 st 170.00mpa試驗溫度下屈服點 ss 345.00mpa鋼板負(fù)偏差 c1 0.00mm腐蝕裕量 c2 1.00mm焊接接頭系數(shù) f 0.85厚度及重量計算計算厚度 d =

44、= 0.17mm有效厚度 de =dn - c1- c2= 5.00mm名義厚度 dn = 6.00mm重量 336.92kg壓力試驗時應(yīng)力校核壓力試驗類型 液壓試驗試驗壓力值pt = 1.25p = 1.9488 (或由用戶輸入)mpa壓力試驗允許通過的應(yīng)力水平 stst 0.90 ss = 310.50mpa試驗壓力下圓筒的應(yīng)力 st = = 7.43 mpa校核條件 st st校核結(jié)果 合格壓力及應(yīng)力計算最大允許工作壓力 pw= = 2.86139mpa設(shè)計溫度下計算應(yīng)力 st = = 5.05mpastf 144.50mpa校核條件stf st結(jié)論 筒體名義厚度大于或等于gb151中規(guī)定的最小厚度6.00mm,合格u型膨脹節(jié)設(shè)計計算計 算 條 件簡 圖設(shè)計內(nèi)壓力1.50mpa設(shè)計外壓力mpa設(shè)計溫度 t320.00設(shè) 計 要 求 的 循 環(huán) 次 數(shù)0次波材料16mnr(正火)紋腐蝕裕量1.00mm管許用應(yīng)力170.00mpa直常溫下彈性模量2.058e+05mpa邊設(shè)計溫度下彈性模量2.052e+05mpa段設(shè)計溫度下屈服點337.50mpa下限操作溫度下彈性模量ebc mpa上限操作溫度下彈性模量ebh mpa幾 何 尺 寸直邊段與波紋內(nèi)徑 =500.00mm波長 w = 200.00mm直邊段長度 =20.00mm波