年產(chǎn)100萬噸乙烷熱裂解制乙烯丙烯精餾工序初步設(shè)計畢業(yè)論文

XXX大學2014屆本科畢業(yè)設(shè)計說明書①堰長：根據(jù)液體負荷及溢流形式而定，對單溢流，一般取為（0.6-0.8）D；對雙溢流，?。?.5-0.7）D；其中D為塔徑。對于本次設(shè)計流量較大，故取雙溢流，。圖2.20塔板溢流形式Fig.2.20Theformoftheliquidonthetray堰高：采用平直堰，板上液層高度為堰高與堰上液層高度之和，即（2.5）（2.6）式中：——板上液層高度，m；——堰上液層高度，m；E——液流收縮系數(shù)。本次設(shè)計取已知則查圖，得,從而求出：圖2.21液流收縮系數(shù)計算圖Fig.2.21liquidflowcontractioncoefficientcalculationchart(2)降液管的形式如圖所示。圖2.22降液管型式Fig.2.22Downcomerform已知則查圖2.23得：由下式驗算降液管內(nèi)液體的停留時間，即（2.7）式中：——弓形降液管的寬度，；——塔的橫截面積，；——弓形降液管的截面積，s（）符合要求圖2.23弓形降液管的寬度和面積Fig.2.23Thewidthandareaofthesegmentaldowncomer降液官底隙高度為液體通過降液管底隙時的流速，；一般可取，故本次設(shè)計取，由下式計算降液管底隙高度：進口堰及受液盤：在較大的塔中，有時在液體進入塔板處設(shè)有進口堰，以保證降液管的液封，并使液體在塔板上分布均勻，而進口堰又要占用較多塔面，還易使沉淀物淤積，此處造成堵塞，故多數(shù)不設(shè)進口堰。受液盤有平受液盤和凹受液盤兩種形式，如圖所示。平受液盤一般需在塔板上設(shè)置進口堰，以保證降液管的液封，并使液體在板上分布均勻。采用凹形受液盤不需設(shè)置進口堰。凹形受液盤即可在低液量時能形成良好的液封，又有改變液體流向的緩沖作用，并便于液體從側(cè)線的抽出。對于以上的塔，多采用凹形受液盤。凹形受液盤的深度一般在以上，有側(cè)線時易取深些。凹形受液盤不適于易聚合及有懸浮固體的情況，因易造成死角而堵塞。2.6.3塔板布置塔板結(jié)構(gòu)參數(shù)如圖所示圖2.24塔板結(jié)構(gòu)參數(shù)Fig.2.24Platestructuralparameter精餾段的塔板布置：溢流區(qū)：降液管及受液盤所占的區(qū)域。其中降液管所占的面積以表示，受夜盤所占的面積以表示。泡沫區(qū)：鼓泡區(qū)與溢流區(qū)之間的區(qū)域為泡沫區(qū)，也稱安定區(qū)。溢流堰前的安定區(qū)寬度為,其作用是在液體進入降液管之前有一段不鼓泡的安定地帶，以免液體大量夾帶氣泡進入降液管。安定區(qū)的寬度可按下述范圍選取，即當時，；當時，；直徑小于的塔，可適當減小。本次設(shè)計丙烯精餾塔直徑，?。?）無效區(qū)在靠近塔壁的一圈邊緣區(qū)域供支持塔板的邊梁之用，稱為無效區(qū)，也稱邊緣區(qū)。其寬度視塔板的支承需要而定，小塔一般為，大塔一般為。本設(shè)計塔徑較大，。（4）鼓泡區(qū)在此區(qū)域內(nèi)塔板上氣、液接觸，故此區(qū)為氣、液傳質(zhì)的有效區(qū)域。本設(shè)計采用雙溢流板，通過AutoCAD2007畫塔板布置圖得：篩孔孔徑，正三角形排列，篩板厚度，孔心距;開孔率（2.8）式中：——篩板上篩孔的總面積，；——篩板上開孔區(qū)的總面積，。鼓泡區(qū)面積可按下式計算：（2.9）式中：——塔板布置圖中的篩孔數(shù)；——孔心距，則每層塔板上的開孔面積為提餾段的塔板布置：（1）溢流區(qū)：降液管及受液盤所占的區(qū)域。其中降液管所占的面積以表示，受夜盤所占的面積以表示。（2）泡沫區(qū)：鼓泡區(qū)與溢流區(qū)之間的區(qū)域為泡沫區(qū)，也稱安定區(qū)。溢流堰前的安定區(qū)寬度為,其作用是在液體進入降液管之前有一段不鼓泡的安定地帶，以免液體大量夾帶氣泡進入降液管。安定區(qū)的寬度可按下述范圍選取，即當時，；當時，；直徑小于的塔，可適當減小。本次設(shè)計丙烯精餾塔直徑，?。?）無效區(qū)在靠近塔壁的一圈邊緣區(qū)域供支持塔板的邊梁之用，稱為無效區(qū)，也稱邊緣區(qū)。其寬度視塔板的支承需要而定，小塔一般為，大塔一般為。本設(shè)計塔徑較大，。（4）鼓泡區(qū)在此區(qū)域內(nèi)塔板上氣、液接觸，故此區(qū)為氣、液傳質(zhì)的有效區(qū)域。本設(shè)計采用雙溢流板，通過AutoCAD2007畫塔板布置圖得：篩孔孔徑，正三角形排列，篩板厚度，孔心距;開孔率式中：——篩板上篩孔的總面積，；——篩板上開孔區(qū)的總面積，。鼓泡區(qū)面積可按下式計算：式中：——塔板布置圖中的篩孔數(shù)；——孔心距，則每層塔板上的開孔面積為氣體通過篩孔的氣速可由下式計算得出：精餾段:提餾段：2.7篩板的流體力學驗算以精餾段的計算為例：2.7.1氣體通過篩板壓降相當?shù)囊褐叨葹榱藱z驗以上初算塔徑及各項工藝尺寸的計算是否合理，塔板能否正常操作，進行如下塔板流體力學驗算。（1）塔板壓降氣體通過篩板時，需克服篩板本身的干板阻力、板上充氣液層的阻力及液體表面張力造成的阻力，這些阻力即形成了篩板的壓降。氣體通過篩板的壓降可由下式計算（2.10）而式中的液柱高度可按下式計算，即（2.11）式中：——氣體通過每層塔板壓降相當?shù)囊褐叨?，；——氣體通過塔板的干板壓降相當?shù)囊褐叨龋?；——氣體通過板上液層的壓降相當?shù)囊褐叨龋?；——克服液體表面張力的壓降相當?shù)囊褐叨?，。干板阻力：?.12）式中：——氣體通過篩孔的速度，；——流量系數(shù)。查圖得：圖2.25干篩孔的流量系數(shù)Fig.2.25Drysieveflowcoefficient氣體通過液層的阻力：氣體通過液層的阻力與板上清液層的高度及氣泡的狀況等許多因素有關(guān)，其計算方法很多，設(shè)計中常采用下式估算：（2.13）式中：——為充氣系數(shù)，反應(yīng)板上液層充氣程度，由圖查的。圖2.26充氣系數(shù)與氣相動能因數(shù)關(guān)聯(lián)圖Fig.2.26Coefficientofchargeandgaskineticenergyfactorcorrelationgraph圖中為氣相動能因數(shù)。（2.14）式中：——按有效流通面積計算的氣速，，對雙溢流塔板依下式計算，即（2.15）式中:,——分別為全塔，降液管的截面積，。查圖得：故液體表面張力的阻力(2.16)式中：——液體的表面張力，。因此，則單板壓降符合設(shè)計允許值。2.7.3霧沫夾帶的驗算加文字說明(2.17)加文字說明故㎏(液)/㎏(氣)<0.1㎏(液)/㎏(氣)的要求。2.7.3漏液的驗算(2.18)實際孔速穩(wěn)定系數(shù)為符合要求。2.7.4液泛驗算為了防止降液管液泛的發(fā)生，應(yīng)使降液管中清液式中：為安全系數(shù)，是考慮到降液管內(nèi)充氣及操作安全兩種因素的校正系數(shù)。對于一般物系取0.5，易起泡物系取0.3-0.5；不易發(fā)泡物系取0.6-0.7，本次設(shè)計取=0.5是用來客服相鄰兩層塔板間的壓強降、板上液層阻力和液體流過降液管的阻力，由下式計算得出：(2.19)板上不設(shè)進口堰，可由下式計算：(2.20)故可見，，符合防止淹塔的要求。同理，進行提餾段的計算，計算結(jié)果如下：（設(shè)計允許值）㎏(液)/㎏(氣)<0.1㎏(液)/㎏(氣)的要求?？梢姡?，符合防止淹塔的要求。2.8塔板負荷性能圖以精餾段的計算為例：2.8.1霧沫夾帶線取㎏(液)/㎏(氣)進行計算已知則由下式解得在操作范圍內(nèi)任取幾個，依上式算出相應(yīng)的值如表2.7：表2.7數(shù)據(jù)10.Table2.7Data10.0028980.205732.762115.7565據(jù)此可作出霧沫夾帶線（1）。2.8.2液泛線聯(lián)立式：得故有則有整理，得：在操作范圍內(nèi)任取若干個值，依上式算出相應(yīng)的值如下表：表2.8數(shù)據(jù)2Table2.8Data210.0028980.20575.33732.0364據(jù)此，可作出液泛線（2）。2.8.3液相負荷上限線液體的最大流量應(yīng)保證在降液管中停留時間不低于，則得液體在降液管內(nèi)停留時間為，以作為液體在降液管內(nèi)停留時間的下限，則據(jù)上限液體流量，在—圖上液相負荷上限線為與氣體流量無關(guān)的豎直線（3）。2.8.4漏液線已知：在操作范圍內(nèi)任取若干個值，依上式算出相應(yīng)的值如下表：表2.9數(shù)據(jù)3Table2.9Data30.0028980.20571.33251.8290據(jù)此，可作出漏液線（4）。2.8.5液相負荷下限線取堰上液層高度作為液相負荷下線條件，依計算式計算出的下限值，依此，做出液相負荷下線線，該線為與氣體流量無關(guān)的豎直線（5）。，則2.8.6塔板負荷性能圖由以上數(shù)據(jù)可以做出精餾段的負荷性能圖，如圖所示：圖2.27塔板負荷性能圖1Fig.2.27Tray-loadperformanceplans1同理，進行提餾段的塔板負荷性能圖的計算：霧沫夾帶線：在操作范圍內(nèi)任取若干個值，依上式算出相應(yīng)的值如表2.10：表2.10數(shù)據(jù)4Table2.10Data40.0028980.205737.222715.5532據(jù)此，可作出霧沫夾帶線（1）。液泛線在操作范圍內(nèi)任取若干個值，依上式算出相應(yīng)的值如表2.11：表2.11數(shù)據(jù)5Table2.11Data50.0028980.20575.00272.6170據(jù)此，可作出液泛線（2）。液相負荷上限線（3）同精餾段；液相負荷下線線（4）同精餾段；漏液線：在操作范圍內(nèi)任取若干個值，依上式算出相應(yīng)的值如表2.12：表2.12數(shù)據(jù)6Table2.12Data60.0028980.20571.27391.7422據(jù)此，可作出漏液線（5）。則提餾段的塔板負荷性能圖如圖所示圖2.27塔板負荷性能圖2Fig.2.27Tray-loadperformanceplans22.8.7操作彈性的計算：由塔板負荷性能圖可以看出：①任務(wù)規(guī)定的氣、液負荷下的操作點P（設(shè)計點），處在適宜操作區(qū)內(nèi)的適中位置。②塔板的氣相負荷上限由霧沫夾帶控制，操作下限由漏液控制。③按照固定的液氣比，由圖中查得數(shù)據(jù)計算操作彈性[10]。以第一段的計算為例塔板的氣相負荷上限1..2476氣相負荷下限Vs2.8975所以操作彈性同理可求的提餾段的操作彈性，結(jié)果列于表2.13中。表2.13設(shè)計結(jié)果Table2.18Theresultsofthedesign序號項目精餾段提餾段1平均溫度，℃46.475852.89562平均壓強，1.81921.88043氣相流量，3.00132.85244液相流量，0.27230.29505實際塔板數(shù)N581006有效段高度Z，m35607塔徑D,m5.55.58板間距,0.60.69空塔氣速u，0.12640.120110溢流型式雙溢流雙溢流11溢流管型式弓形弓形12堰長3.633.6313堰高0.06780.068514溢流堰寬度0.68200.682015板上液層高度0.150.1516降液管底隙高度0.150.16317開孔區(qū)面積0.96300.963018篩孔直徑0.0050.00519篩孔數(shù)目490734907320孔中心距0.0150.01521篩孔氣速3.11662.962022每層塔板壓降689.6114660.852323液體在降液管中停留時間7.56556.974224負荷上限液泛控制液泛控制25負荷下限漏液控制漏液控制26霧沫夾帶0.000734410.000255627氣相負荷上限1.24761.236528氣相負荷下限2.89752.763529操作彈性2.32242.23492.10精餾塔的附屬設(shè)備及接管尺寸2.10.1塔頂冷凝器的選型（1）試算和初選換熱器的規(guī)格此換熱器熱流體為塔頂產(chǎn)品，走殼程，進口溫度為℃，出口溫度℃；則熱流體的定性溫度為：℃冷流體為冷卻水，走管程，進口溫度為℃，出口溫度為℃；則冷流體的定性溫度為：℃兩流體溫差為：℃由于兩流體溫差不大于50℃，故可選用固定管板式換熱器。對數(shù)平均溫差：℃℃對數(shù)平均溫差由下式進行計算：℃已知熱負荷為管程流體為冷卻水，平均比熱容為[11]。則冷卻水的消耗量為：解得列管式換熱器中K值的經(jīng)驗數(shù)據(jù)取K值為2000W/(㎡·℃)。解得式中：S―傳熱面積，㎡；Sˊ―校正傳熱面積，㎡；Ψ―校正系數(shù)，為1.25。列管式換熱器中不同粘度液體的最大流速中選擇一般液體u在0.5-3m/s范圍內(nèi)。根據(jù)中華人民共和國行業(yè)標準固定管板式換熱器型式[12]與基本參數(shù)（JB/T4715-92）代替（JB1145-73）/第23-71頁/4.7換熱管為φ19mm的換熱器基本參數(shù)見表5初選換熱器基本規(guī)格。初選固定管板式換熱器規(guī)格尺寸如下：管子直徑(不銹鋼管)公稱直徑DN1800mm管程數(shù)N2管子根數(shù)n4186中心排管數(shù)70管程流通面積0.3699㎡換熱管長度L6000mm計算換熱面積1474.2㎡管子排列方法正三角形因為冷卻水走管程，可知：在0.5-3m/s范圍內(nèi)，符合要求。換熱器的實際傳熱面積為：式中：u—管程中流體流速，m/s；—管程流通面積，㎡（從所選換熱器規(guī)格中得來）；—計算換熱面積，㎡（從所選換熱器規(guī)格中得來）。該換熱器要求的總傳熱系數(shù)為：（2）核算總傳熱系數(shù)：管程對流傳熱系數(shù)αi管程流通面積殼程對流傳熱系數(shù)αo由下式計算，即取換熱器列管之中心距。則流體通過管間最大截面積為殼程中丙烯氣體變成液體，取。所以污垢熱阻管內(nèi)、外側(cè)污垢熱阻分別取為,④總傳熱系數(shù)Ko管壁熱阻可忽略時，總傳熱系數(shù)Ko為由前面的計算可知，選用該型號換熱器時要求過程的總傳熱系數(shù)為1584.0441W/(m2?℃），在規(guī)定的流動條件下，計算出的Ko為1713,。5676W/(m2?℃），故所選擇的換熱器是合適的。安全系數(shù)為2.10.2塔釜再沸器的選型此換熱器熱流體為水蒸汽，走殼程，進口溫度為℃，出口溫度℃；則熱流體的定性溫度為：℃冷流體為塔釜液，走管程，進口溫度為℃，出口溫度為℃；則冷流體的定性溫度為：℃對數(shù)平均溫差：℃℃℃已知，則：冷熱負荷為：求得水蒸汽的質(zhì)量流量為：解得根據(jù)列管式換熱器中K值的經(jīng)驗數(shù)據(jù)取K值為2000W/(㎡·℃)。解得式中：S―傳熱面積，㎡；Sˊ―校正傳熱面積，㎡；Ψ―校正系數(shù)，為1.25。根據(jù)計算出的校正傳熱面積來選擇再沸器。根據(jù)中華人民共和國行業(yè)標準立式熱虹吸式重沸器型式[13]與基本參數(shù)（JB/T4716-92）代替（JB1146-73）/第30頁/4.8φ25mm管式重沸器基本參數(shù)表4查得再沸器型式。初選立式熱虹吸式再沸器規(guī)格尺寸如下：管子直徑φ25×2.5mm(不銹鋼管)公稱直徑DN1800mm管程數(shù)N2管子根數(shù)n2512中心排管數(shù)55管程流通面積0.3944㎡換熱管長度L6000mm計算換熱面積1163.4㎡管子排列方法正三角形由于換熱面積較大，采用兩臺立式虹吸式再沸器并聯(lián)使用。換熱器的實際傳熱面積為：該換熱器要求的總傳熱系數(shù)為：2.10.3儲罐計算及選型和校核2.10.3.1儲罐的計算塔頂回流儲罐的計算：已知：回流液體流量為，密度為，停留時間為，填充系數(shù)2.10.3.2儲罐的選型根據(jù)所計算出的儲罐容積進行選型。查中華人民共和國工業(yè)部標準臥式橢圓形封頭貯罐系列（HG3154）第102頁設(shè)計壓力P=20kgf/cm2（196×10﹣2Mpa）的局部無損探傷貯罐系列[14]表12和中華人民共和國行業(yè)標準JB/T4712.1～4712.4-2007第6-9頁輕型（A型）鞍式支座4.1.1DN1000mm～2000mm、120°包角輕度帶墊板鞍式支座結(jié)構(gòu)和尺寸表2以及中華人民共和國行業(yè)標準JB/T4712.1～4712.4—2007第6-9頁4.1輕型（A型）鞍式支座4.1.2DN2100mm～4000mm、120°包角輕度帶墊板鞍式支座結(jié)構(gòu)和尺寸[15]表3進行選型得：容積公稱容積Vg100全容積V99.96主要結(jié)構(gòu)尺寸

mm公稱直徑Dg2800筒體壁厚S24筒體長度L15200封頭厚度S126支座位置L113900支座位置L2650貯罐總長度L016752焊縫系數(shù)ψ0.85允許腐蝕欲度mm1.5貯罐重量kg30100標準序號HG5-1580-85-370允許載荷Q（KN）445鞍座高度h250底板l12040b1300δ114腹板δ210筋板l3320b2268b3360δ38墊板弧長3260b4610δ410e120螺栓配置間距l(xiāng)21800螺孔d24螺紋M20弧長l40鞍座質(zhì)量kg324增加100mm高度增加的質(zhì)量（kg）28根據(jù)計算得出的儲罐容積可知：塔頂回流罐：選取公稱容積為100的儲罐6個。2.10.3.3儲罐的校核利用化工設(shè)備強度計算軟件sw6對儲罐進行校核。儲罐校核文件見附錄。乙烯產(chǎn)品儲罐校核的數(shù)據(jù)輸入一、主體設(shè)計參數(shù)：設(shè)計壓力：2.30Mpa；設(shè)計溫度：0℃；設(shè)備內(nèi)徑：2800mm；試驗壓力：表壓，0.1Mpa；壓力試驗類型：液壓試驗。二、筒體數(shù)據(jù)：液柱靜壓力：空（這是指其他機械部件額外施加的壓力）；筒體長度：15200mm；后面所有的腐蝕裕量：1.5；筒體名義厚度：24mm；后面所有的焊縫系數(shù)：0.85；材料類型：板材；后面除鞍座所有材料：均選16MnDR；后面所有地方均不要鉤選“指定材料負偏差為0”。三、左、右封頭數(shù)據(jù)輸入：液柱靜壓力：空（這是指其他機械部件額外施加的壓力）；封頭名義厚度：26mm；選橢圓封頭，板材；封頭曲面深度：700；封頭直邊高度：40。四、設(shè)備法蘭數(shù)據(jù)：不填。五、鞍座數(shù)據(jù)：（1）筒體與兩封頭焊縫間長度：15200mm（不包括封頭的直邊）；筒體內(nèi)徑：2800mm（公稱直徑）；保溫層數(shù)據(jù)：不填；地震7度，無附屬設(shè)備;（2）充裝系數(shù)：0.85；介質(zhì)重量：400.32kg/m3；內(nèi)件及附件重量：空不填；兩鞍座間距：13250mm；鞍座高度：250mm；鞍座包角：A型鞍式支座，120度包角；鞍座寬度：300mm（底板寬度，b1）；加強板寬度：610mm（墊板寬度，b4）；加強板厚度：10（墊板厚度，δ4）；鞍座腹板厚度：10（腹板厚度，δ2）；組合截面數(shù)據(jù)：兩個數(shù)據(jù)均不填，自動生成；鞍座材料選Q235-A水泥基礎(chǔ)，筒體與鞍座焊接。（3）選無加強圈，后面其余不填。六、計算：點擊設(shè)備計算，勾選你已經(jīng)輸入數(shù)據(jù)的部分（筒體、封頭、鞍座），點確定出現(xiàn)計算結(jié)果：顯示“計算通過”，可以進入形成計算書階段。七、形成計算書：點擊設(shè)備計算書，選簡明格式，勾選打印封面，點確定即可，至此計算完畢。塔頂回流儲罐校核的數(shù)據(jù)輸入:一、主體設(shè)計參數(shù)：設(shè)計壓力：2.30Mpa；設(shè)計溫度：0℃；設(shè)備內(nèi)徑：2800mm；試驗壓力：表壓，0.1Mpa；壓力試驗類型：液壓試驗。二、筒體數(shù)據(jù)：液柱靜壓力：空（這是指其他機械部件額外施加的壓力）；筒體長度：15200mm；后面所有的腐蝕裕量：1.5；筒體名義厚度：24mm；后面所有的焊縫系數(shù)：0.85；材料類型：板材；后面除鞍座所有材料：均選16MnDR；后面所有地方均不要鉤選“指定材料負偏差為0”。三、左、右封頭數(shù)據(jù)輸入：液柱靜壓力：空（這是指其他機械部件額外施加的壓力）；封頭名義厚度：26mm；選橢圓封頭，板材；封頭曲面深度：700；封頭直邊高度：40。四、設(shè)備法蘭數(shù)據(jù)：不填。五、鞍座數(shù)據(jù)：（1）筒體與兩封頭焊縫間長度：15200mm（不包括封頭的直邊）；筒體內(nèi)徑：2800mm（公稱直徑）；保溫層數(shù)據(jù)：不填；地震7度，無附屬設(shè)備;（2）充裝系數(shù)：0.85；介質(zhì)重量：416.6240kg/m3；內(nèi)件及附件重量：空不填；兩鞍座間距：13250mm；鞍座高度：250mm；鞍座包角：A型鞍式支座，120度包角；鞍座寬度：300mm（底板寬度，b1）；加強板寬度：610mm（墊板寬度，b4）；加強板厚度：10（墊板厚度，δ4）；鞍座腹板厚度：10（腹板厚度，δ2）；組合截面數(shù)據(jù)：兩個數(shù)據(jù)均不填，自動生成；鞍座材料選Q235-A水泥基礎(chǔ)，筒體與鞍座焊接。（3）選無加強圈，后面其余不填。六、計算：點擊設(shè)備計算，勾選你已經(jīng)輸入數(shù)據(jù)的部分（筒體、封頭、鞍座），點確定出現(xiàn)計算結(jié)果：顯示“計算通過”，可以進入形成計算書階段。七、形成計算書：點擊設(shè)備計算書，選簡明格式，勾選打印封面，點確定即可，至此計算完畢。2.10.4回流泵的選型已知：回流液體流量為，密度為3式中：V—回流液體的體積流量，?；亓鲀薰灿?個，故本次設(shè)計使用6個回流泵。則每個泵輸送液體的流量為泵的揚程計算公式為式中：Δz—塔高，m，此處取40m；ΔP—壓強差，KPa，此處ΔP=0；Δu—流速，m/s，此處取1m/s；Σhf—壓頭損失，m，此處取5m。則有查CZ型標準化工泵進行選型：泵的額定轉(zhuǎn)速為n=1450r/min泵型號：IH150-125-400流量：200m3h揚程：50m汽蝕余量：3.2m效率：70%葉輪直徑D：400mm2.10.5接口徑的計算1.塔頂物料蒸汽的出口直徑：(同塔底再沸器物料蒸汽進口）已知第二塊板上的氣相體積流量為則氣相密度為；取蒸汽因子，由下式求u。根據(jù)公式求得管口內(nèi)徑為：查中華人民共和國國家標準GB/T17395-2008代替GB/T17395-1998無縫鋼管尺寸、外形、重量及允許偏差表1（續(xù)）[16]，選取接管口徑為，內(nèi)徑為968mm驗證所選接管口徑是否合格：經(jīng)驗證：蒸汽因子F在20～25范圍內(nèi)，所選管口尺寸符合要求。2.進料口管徑：按流速范圍在1-1.5m/s范圍內(nèi)設(shè)計圓整。已知進口處原料液的密度為；已知進料口處原料液的質(zhì)量流量為，則取u=1.4m/s，根據(jù)公式得：式中：—進料口處原料液的體積流量，。查中華人民共和國國家標準GB/T17395-2008代替GB/T17395-1998無縫鋼管尺寸、外形、重量及允許偏差表1（續(xù)），選取接管口徑為，內(nèi)徑為420mm驗證所選接管口徑是否合格：經(jīng)驗證：流速u在1-1.5m/s范圍內(nèi)，所選管口尺寸符合要求。3.塔頂回流口：按回流液流速0.5m/s圓整。已知回流液體流量為式中：L—回流液的質(zhì)量流量，kg/h。已知回流液的密度，則：因為流速u=0.5m/s，所以根據(jù)公式可知：式中：—塔頂回流液的體積流量，。查中華人民共和國國家標準GB/T17395-2008代替GB/T17395-1998無縫鋼管尺寸、外形、重量及允許偏差表1（續(xù)），選取接管口徑為，內(nèi)徑為828mm4.塔底液體進入再沸器接管口徑：塔底液體的質(zhì)量流量按塔底再沸器產(chǎn)生的上升蒸汽的質(zhì)量的5倍計算，折算為塔底液體的體積流量，再按流液流速0.5m/s設(shè)計圓整。已知塔釜液的密度為，最后一塊板的下降液體質(zhì)量流量為，則進入再沸器的塔底液體的質(zhì)量流量為：因為流速u=0.5m/s，所以根據(jù)公式式中：—進入再沸器的塔底液體的體積流量，。查中華人民共和國國家標準GB/T17395-2008代替GB/T17395-1998無縫鋼管尺寸、外形、重量及允許偏差表1，選取接管口徑為，內(nèi)徑為191mm。5.塔釜液出口徑：按回流液流速0.5m/s圓整。已知式中：W—出口釜液的質(zhì)量流量，kg/h。已知出口釜液的密度，則：因為流速u=0.5m/s，所以根據(jù)公式可知：式中：—出口釜液的體積流量，。查中華人民共和國國家標準GB/T17395-2008代替GB/T17395-1998無縫鋼管尺寸、外形、重量及允許偏差表1，選取接管口徑為，內(nèi)徑為86mm。6.儀表接口管徑：每個溫度計有1個接口，公稱直徑25mm，探出塔體外部長度：150mm每個壓力計有1個接口，公稱直徑25mm，探出塔體外部長度：150mm每個液位計有2個接口，公稱直徑25mm，探出塔體外部長度：150mm；兩個液位計之間的距離為該液位計的量程500mm，上口在塔底液面上方200mm，下口在液面下方300mm。2.11精餾塔的校核注：利用化工設(shè)備強度計算軟件sw6對塔體進行校核。一．主體設(shè)計參數(shù)設(shè)計壓力（MPa）：2.30筒體分段數(shù)（不包括變徑段且不大于10）：2塔板分布段數(shù)：2壓力試驗類型：液壓試驗試驗壓力（MPa）：0.125后面所有地方均不要鉤選“指定材料負偏差為0”二．筒體數(shù)據(jù)自下向上第一段筒體本段設(shè)計溫度（℃）：52.8956筒體內(nèi)徑（mm）：5500筒體長度（mm）：35000腐蝕裕量（mm）：2后面所有的名義厚度：空縱向焊縫焊接接頭系數(shù)：0.85環(huán)向焊縫焊接接頭系數(shù)：0.85材料類型：板材材料：16MnDR自下向上第二段筒體本段設(shè)計溫度（℃）：46.4758筒體內(nèi)徑（mm）：5500筒體長度（mm）：60000腐蝕裕量（mm）：2后面所有的名義厚度：空縱向焊縫焊接接頭系數(shù)：0.85環(huán)向焊縫焊接接頭系數(shù)：0.85材料類型：板材材料：16MnDR三．內(nèi)件數(shù)據(jù)/塔板自下向上第1塔板段塔板類型：篩板該段塔板數(shù)：100每層塔板上物料厚度（mm）：150該段最低一塊塔板距基礎(chǔ)高度P1h（mm）：7300該段最高一塊塔板距基礎(chǔ)高度P2h（mm）：67300自下向上第2塔板段塔板類型：篩板該段塔板數(shù)：58每層塔板上物料厚度（mm）：150該段最低一塊塔板距基礎(chǔ)高度P1h（mm）：67900該段最高一塊塔板距基礎(chǔ)高度P2h（mm）：102700四．附件數(shù)據(jù)介質(zhì)密度（kg/m?）：417.1182塔釜液面高度（mm）：500塔體保溫層厚度（mm）：100塔體保溫層密度（kg/m3）：350最大管線外徑（mm）：450管線保溫層厚度（mm）：50塔體上平臺總個數(shù)：34塔體上最低平臺距基礎(chǔ)的高度（mm）：7300塔體上最高平臺距基礎(chǔ)的高度（mm）：102300平臺寬度（mm）：1000平臺包角：360o扶梯與最大管線的相對位置：180o五．封頭數(shù)據(jù)（1）上封頭數(shù)據(jù)輸入液柱靜壓力（MPa）：空焊接接頭系數(shù)：0.85腐蝕裕量（mm）：2封頭類型：橢圓封頭材料類型：板材材料：16MnDR封頭曲面深度H（mm）：封頭直邊高度（mm）：40（2）上封頭數(shù)據(jù)輸入液柱靜壓力（MPa）：空焊接接頭系數(shù)：0.85腐蝕裕量（mm）：2封頭類型：橢圓封頭材料類型：板材材料：16MnDR封頭曲面深度H（mm）：封頭直邊高度（mm）：40六．載荷數(shù)據(jù)載荷數(shù)據(jù)偏心載荷或集中載荷個數(shù)（不大于5）：1塔設(shè)備附件質(zhì)量系數(shù)（以殼體質(zhì)量為基準）：1.2基本風壓值（N/m2）：400地震設(shè)防烈度：7度地面粗糙度類別：A類場地土類型：Ⅱ類地震類型：近震第1個偏心載荷偏心載荷重量（kg）：41816.1411偏心載荷重量其中：d外、d內(nèi)、L、n、ρ金屬分別為換熱管的外徑(m)、內(nèi)徑(m)、長度(m)、根數(shù)、金屬密度(kg/m3)，對于一般鋼材，ρ金屬＝7850kg/m3偏心載荷的作用位置到容器中心線的距離c（mm）：1850考慮塔和再沸器外面均有100mm厚的保溫層，塔和再沸器的保溫層之間留出100mm的距離，按此原則計算。式中：l1—塔體保溫層厚度，mm；l2—再沸器保溫層厚度，mm；l3—塔和再沸器的保溫層之間厚度，mm；l4—塔體直徑，mm；l5—再沸器直徑，mm。偏心載荷中心至基礎(chǔ)的距離（mm）：7500七．群座數(shù)據(jù)群座數(shù)據(jù)（1）基礎(chǔ)類型：無框架群座與筒體連接形式：對接群座結(jié)構(gòu)：圓錐形基礎(chǔ)高度（mm）：300群座高度（mm）：5000群座設(shè)計溫度（℃）：0群座腐蝕裕量（mm）：2群座材料：Q235B群座防火層厚度（mm）：100群座防火層密度（kg/m?）：350群座數(shù)據(jù)（2）群座上同一高度處較大孔（包括人孔）個數(shù)：2群座上較大孔中心線高度h1（mm）：900群座上較大孔引出管水平方向內(nèi)徑d(mm)：450群座上較大孔引出管名以厚度t（mm)：10群座上較大孔引出管長度c（mm）：250裙座數(shù)據(jù)（3）先刪除所有數(shù)據(jù)（為空），再點選螺栓材料為16Mn。選蓋板結(jié)構(gòu)為：分塊。至此數(shù)據(jù)全部輸入完畢。模擬合格生成計算書。第三章控制方案隨著工業(yè)生產(chǎn)的發(fā)展，在一個生產(chǎn)裝置中要求控制的參數(shù)越來越多，而且各個被控參數(shù)之間常常是互相耦合的，形成了一個互相關(guān)聯(lián)的多變量系統(tǒng)。精餾塔是石油化學工業(yè)中的一種常見分離設(shè)備，精餾過程是一個復(fù)雜的傳質(zhì)、傳熱過程，它不僅具有嚴重的非線形、不確定性和時變性，而且各通道之間存在著較強的耦合作用。精餾塔的控制目標是塔頂、塔底產(chǎn)品之一應(yīng)該達到規(guī)定的濃度，而另一產(chǎn)品也應(yīng)保證在規(guī)定的范圍內(nèi)。在精餾操作中，產(chǎn)品質(zhì)量應(yīng)該控制到剛好滿足要求，處于“卡邊”生產(chǎn)，超過規(guī)格的產(chǎn)品是一種浪費，會增加能耗。因此提高產(chǎn)品質(zhì)量，控制產(chǎn)品質(zhì)量尤為重要[17]。精餾塔常用控制方案簡介如下：1.傳統(tǒng)控制方案（1）按物料平衡關(guān)系控制精餾塔物料平衡控制方式并不對塔頂或塔底產(chǎn)品質(zhì)量進行直接的控制，而依據(jù)精餾塔的物料平衡及能量平衡關(guān)系進行間接控制。其基本原理是，當進料成分不變和進料溫度一定時，在持全塔物料平衡的前提下，保持進料量F、再沸器加熱量、塔頂產(chǎn)品量D一定；或者說保持D/F和B/F一定，就可保證塔頂、塔底產(chǎn)品質(zhì)量指標一定。（2）質(zhì)量指標控制精餾塔質(zhì)量指標由精餾塔產(chǎn)品的純度體現(xiàn)，精餾塔產(chǎn)品的純度直接影響因素為精餾段靈敏板溫度與提餾段靈敏板溫度。因此，精餾塔質(zhì)量指標控制方案與溫度控制有直接聯(lián)系。（3）溫度控制當為了生產(chǎn)兩種合格的產(chǎn)品，只有塔頂、塔底兩種，沒有側(cè)線產(chǎn)品時，常用的控制方案是：利用回流量來控制頂部塔板的溫度，改變通往再沸器加熱蒸汽量來控制底部塔板的溫度。2.先進控制方案（1）自適應(yīng)解耦控制目前已提出的多變量自適應(yīng)解耦控制算法，只能對最小相位系統(tǒng)實現(xiàn)動態(tài)解耦，對非最小相位系統(tǒng)實現(xiàn)近似動態(tài)解耦，近來，有人根據(jù)精餾塔的特點提出了一種可以對閉環(huán)系統(tǒng)實現(xiàn)動靜態(tài)解耦的自適應(yīng)控制器，并在精餾塔上進行了實驗。（2）多變量預(yù)測控制預(yù)測控制是一類以對象模型為基礎(chǔ)的計算機控制算法，依據(jù)對象模型的不同，預(yù)測算法可粉為模型算法（MAC）、動態(tài)矩陣控制算法（DMC）、廣義預(yù)測控制（GPC）等具體實現(xiàn)形式。工業(yè)上應(yīng)用表明：多變量預(yù)測控制達到了期望的效果，實現(xiàn)了常壓塔的平穩(wěn)操作，提高了裝置適應(yīng)處理量與原料性質(zhì)變化的能力，并簡化了控制過程，減少了勞動強度及人工干預(yù)，顯著提高了產(chǎn)品的合格率。第四章危害性分析采用HAZOP方法進危害性分析。危險與可操作性（HAZOP）研究是以系統(tǒng)工程為基礎(chǔ)的一種可用于定性分析或定量評價的危險性評價方法，用于探明生產(chǎn)裝置和工藝過程中的危險及其原因，尋求必要對策。通過分析生產(chǎn)運行過程中工藝狀態(tài)參數(shù)的變動，操作控制中可能出現(xiàn)的偏差，以及這些變動與偏差對系統(tǒng)的影響及可能導致的后果，找出出現(xiàn)變動可偏差的原因，明確裝置或系統(tǒng)內(nèi)及生產(chǎn)過程中存在的主要危險、危害因素，并針對變動與偏差的后果提出應(yīng)采取的措施。表7-12丙烯精餾塔HAZOP分析可操作性研究車間/工段：丙烯精制工段系統(tǒng)：丙烯精餾塔任務(wù)：將丙烯烯和丙烷分離得到丙烯產(chǎn)品日期：設(shè)計者：審核人：引導詞偏差可能原因可能后果安全措施必要對策None空白失去密封高壓真空排氣或排污閥泄漏設(shè)備堵塞物熱膨脹取樣點閥泄漏材料缺陷不合適的維護墊圈或密封圈失效設(shè)備或設(shè)備襯里失效侵蝕/腐蝕外部火災(zāi)外部撞擊物料泄漏安裝卸壓閥設(shè)置防爆板安裝腐蝕探測器維護和檢測時需按安全規(guī)定操作，達到無損檢測完善遠距離或人工操作隔離塔的能力完善塔的遠距離排放能力Less少塔釜液位低塔釜控制閥打開塔釜液體流出速度過大塔上部的液體流速過小蒸汽流入下線設(shè)備在塔釜安裝液位指示器在塔釜安裝低液位報警器定時觀察液位指示器，使塔釜液位維持穩(wěn)定范圍內(nèi)。報警器響起時及時解決塔盤液位低塔釜控制閥打開精餾塔下部流速過大精餾塔上部流速過小蒸汽流入下線設(shè)備在靈敏板安裝液位指示器在靈敏板安裝低液位報警器定時觀察液位指示器，使塔盤液位維持穩(wěn)定。報警器響起時保證及時解決More多塔釜液位高塔釜控制閥關(guān)閉精餾塔上部流體流速過大精餾塔下部流體流速過小壓力高如果塔本身設(shè)計不能滿足高液位要求，將會破壞塔結(jié)構(gòu)在塔釜安裝液位指示器在塔釜安裝低液位報警器定時觀察液位指示器，使塔釜液位維持穩(wěn)定范圍內(nèi)。報警器響起時及時解決塔盤液位高塔釜控制閥關(guān)閉精餾塔上部流體流速過大精餾塔下部流體流速過小液泛壓力高在靈敏板安裝液位指示器在靈敏板安裝低液位報警器定時觀察液位指示器，使塔釜液位維持穩(wěn)定范圍內(nèi)報警器響起時及時解決表7-13冷凝器HAZOP分析可操作性研究車間/工段：丙烯精制工段系統(tǒng)：冷凝器任務(wù)：將塔頂氣體部分冷凝日期：設(shè)計者：審核人：引導詞偏差可能原因可能后果安全措施必要對策None空白管泄漏或破裂管腐蝕管彎頭置于外部火災(zāi)中溫度高材料缺陷管連接處泄漏熱膨脹內(nèi)部混合物的機械磨損維護過程不合適停爐過程中閃蒸物質(zhì)將水凍結(jié)壓力低的一邊受到污染低壓端如果是封閉的會產(chǎn)生過壓安裝腐蝕檢測器冷凝塔設(shè)置通風孔安裝釋放閥安裝防爆膜安裝傳熱監(jiān)控器維護過程中需按規(guī)定進行注意管彎頭外部的防火防爆表7-14再沸器HAZOP分析可操作性研究車間/工段：丙烯精制工段系統(tǒng)：再沸器任務(wù)：加熱塔底的流體日期：設(shè)計者：焦暢審核人：引導詞偏差可能原因可能后果安全措施必要對策None空白管泄漏或破裂管腐蝕管彎頭置于外部火災(zāi)中溫度高材料缺陷管連接處泄漏熱膨脹內(nèi)部混合物的機械磨損維護過程不合適壓力低的一邊受到污染低壓端如果是封閉的會產(chǎn)生過壓安裝腐蝕檢測器冷凝塔設(shè)置通風孔安裝釋放閥安裝防爆膜安裝傳熱監(jiān)控器維護過程中需按規(guī)定進行注意管彎頭外部的防火防爆表7-15丙烷回流泵HAZOP分析可操作性研究車間/工段：丙烯精制工段系統(tǒng)：丙烷回流泵任務(wù)：將塔釜液循環(huán)進入再沸器日期：設(shè)計者：審核人：引導詞偏差可能原因可能后果安全措施必要對策None空白失去密封法蘭墊片處泄漏外殼，排污閥處泄漏循環(huán)丙烷的腐蝕由不合適的汽蝕余量導致氣穴外部火災(zāi)外部撞擊維護的操作不合適液體在死角處凍結(jié)循環(huán)的丙烷物料長期的水力沖擊泵的泄漏量增大，影響泵的輸送性能泵壽命縮短準備備用泵安裝腐蝕檢測器安裝振動檢測器安裝無損檢測器定期檢查泵的質(zhì)量，定期維護維護過程需按規(guī)定進行定期檢查法蘭和墊片的質(zhì)量表7-16塔頂回流泵HAZOP分析可操作性研究車間/工段：丙烯精制工段系統(tǒng)：塔頂回流泵任務(wù)：將塔頂回流打回塔頂日期：設(shè)計者：審核人：引導詞偏差可能原因可能后果安全措施必要對策None空白失去密封法蘭墊片處泄漏外殼，排污閥處泄漏循環(huán)丙烷的腐蝕由不合適的汽蝕余量導致氣穴外部火災(zāi)外部撞擊維護的操作不合適液體在死角處凍結(jié)循環(huán)的丙烷物料長期的水力沖擊泵的泄漏量增大，影響泵的輸送性能泵壽命縮短準備備用泵安裝腐蝕檢測器安裝振動檢測器安裝無損檢測器定期檢查泵的質(zhì)量，定期維護維護過程需按規(guī)定進行定期檢查法蘭和墊片的質(zhì)量從化工企業(yè)發(fā)生火災(zāi)爆炸的范圍、頻率和損失情況綜合分析化工企業(yè)火災(zāi)爆炸事故的特點，分析可燃氣體泄漏、形成可燃性混合氣體、系統(tǒng)氧含量超標、系統(tǒng)串氣、違章動火、檢修等方面深刻分析產(chǎn)生火災(zāi)爆炸事故的原因，從消除危險因素、加強火源管理、加強危險品管理等多方面提出預(yù)防火災(zāi)爆炸的措施。第五章結(jié)果評價本次設(shè)計是年產(chǎn)100萬噸乙烷熱裂解制乙烯丙烯精餾工序的初步設(shè)計，初步設(shè)計了塔的尺寸，塔板的布置，儲罐的選型以及接管尺寸的設(shè)計。歷時十六周完成了本次設(shè)計說明書，在設(shè)計初期，查閱許多資料，充分了解一席精餾的流程，并通過比較選擇了高壓丙烯精餾流程。在進行AspenPlus模擬時出現(xiàn)了許多不定因素引起的問題，由于軟件的不兼容性以及電腦的問題，在安裝軟件時出現(xiàn)很多問題，消耗了很長時間，最后通過老師和同學們的共同努力，解決了這個問題。在完成模擬后進行了復(fù)雜的計算過程，其中出現(xiàn)過多次計算錯誤，不過，后來都一一改正。終于，通過自己大量時間和精力的投入，完成了設(shè)計說明書的撰寫。設(shè)計過程中存在一些近似估算，本設(shè)計說明書對實際生產(chǎn)中的乙烯裝置具有一定的指導建議，但在實際中，應(yīng)考察更多的因素以及突發(fā)狀況，故需要結(jié)合實際情況進行彌補來解決現(xiàn)實問題。鑒于設(shè)計者的水平有限，設(shè)計中難免存在一些不足，懇請老師和讀者批評指正。5.1設(shè)計符號說明英文字母Aa塔板的開孔區(qū)面積，m2Af降液管的截面積,m2Ao篩孔區(qū)面積,m2AT塔的截面積m2C負荷因子無因次C20表面張力為20mN/m的負荷因子do篩孔直徑D塔徑mev液沫夾帶量kg液/kg氣ET總板效率R回流比Rmin最小回流比M平均摩爾質(zhì)量kg/kmoltm平均溫度℃g重力加速度9.81m/s2Fo篩孔氣相動能因子kg1/2/(s·m1/2)hl進口堰與降液管間的水平距離mhc與干板壓降相當?shù)囊褐叨萴hd與液體流過降液管的壓降相當?shù)囊鹤⒏叨萴hf塔板上鼓層高度mhL板上清液層高度mh1與板上液層阻力相當?shù)囊鹤⒏叨萴ho降液管的義底隙高度mhow堰上液層高度mhW出口堰高度mhW’進口堰高度mhσ與克服表面張力的壓降相當?shù)囊鹤⒏叨萴H板式塔高度mHB塔底空間高度mHd降液管內(nèi)清液層高度mHD塔頂空間高度mHF進料板處塔板間距mHP人孔處塔板間距mHT塔板間距mH1封頭高度mH2裙座高度mK穩(wěn)定系數(shù)lW堰長mLh液體體積流量m3/hLs液體體積流量m3/sn篩孔數(shù)目P操作壓力KPa△P壓力降KPa△Pp氣體通過每層篩的壓降KPaT理論板層數(shù)t篩孔的中心距u空塔氣速m/su0,min漏夜點氣速m/su0’液體通過降液管底隙的速度m/sVh氣體體積流量m3/hVs氣體體積流量m3/sWc邊緣無效區(qū)寬度mWd弓形降液管寬度mWs破沫區(qū)寬度mZ板式塔的有效高度m希臘字母δ篩板的厚度mθ液體在降液管內(nèi)停留的時間sυ粘度mPa·sρ密度kg/m3σ表面張力N/mφ開孔率無因次α質(zhì)量分率無因次下標max最大的min最小的L液相的V氣相的參考文獻[1]陳濱.乙烯工學.北京：化學工業(yè)出版社，1997[2]王漢松.乙烯裝置技術(shù)與運行.北京:中國石化出版社，2009[3]王漢松，何細藕.乙烯工藝與技術(shù).北京：中國石化出版社，2000[4]錢伯章，朱建芳.國內(nèi)外乙烯生產(chǎn)與發(fā)展趨勢[J].石化技術(shù)，200714（1）：50[5]夏清，陳長貴，姚玉英.化工原理（上冊）.天津：天津大學出版社，2005[6]夏清，陳長貴，姚玉英.化工原理（下冊）.天津：天津大學出版社，2005[7]柴誠敬,劉國維,李阿娜.化工原理課程設(shè)計.天津：天津科學技術(shù)出版社，1994[8]黃璐，王保國.化工設(shè)計.北京：化學工業(yè)出版社，2001.2[9]姚玉英，黃鳳廉，陳常貴等.化工原理，上冊.天津：天津大學出版社，1999.8[10]婁愛娟吳志泉吳敘美.化工設(shè)計，第1版.上海:華東理工大學出版社，2002[11]常賀英，夏淑倩，陳明鳴.化工熱力學（通用型）.北京：化學工業(yè)出版社，2005[12]機械電子工業(yè)部合肥通用機械研究所，中國石化總公司北京石油化工工程公司.JB/T4715-92代替JB1145-73，1992，中華人民共和國行業(yè)標準固定管板式換熱器型式與基本參數(shù)[13]中華人民共和國化學工業(yè)部、機械電子工業(yè)部、勞動部，中國石油化工總公司．JB/T4716-92,立式熱虹吸式重沸器型式與基本參數(shù).北京：中國計劃出版社，2007[14]中華人民共和國化學工業(yè)部.HG3154，1985，中華人民共和國工業(yè)部標準臥式橢圓形封頭貯罐系列[15]中華人民共和國國家發(fā)展和改革委員會．JB/T4715.1-4712.4-2007,容器支座.北京：中國計劃出版社，2007[16]晏如，李志，黃穎等.GB/T17395-2008代替GB/T17395-1998，1998，中華人民共和國國家標準無縫鋼管尺寸、外形、重量及允許偏差.北京：中國標準出版社，2008[17]史繼森.精餾塔的控制.自動化博覽，200808（1）：86-89致謝本次設(shè)計是在XXX教授的細心指導和親切關(guān)懷下完成的，從始至終，老師給予了耐心的指導和不懈的支持。老師知識淵博，視野開闊，在設(shè)計之初，悉心教導我們使用軟件；計算過程中出現(xiàn)的問題也及時找到老師進行解答；完成說明書后，老師認真審閱，及時告知我需要修改的地方，讓我的設(shè)計更加完善。學習之余，老師不忘關(guān)心我們的生活，和我們交流學習和工作經(jīng)驗。通過本次設(shè)計，我們不僅學到了關(guān)于設(shè)計的知識，還收獲了一些生活經(jīng)驗，使我們受益終生。在此，感謝尹老師對我的支持和幫助。此外，本次設(shè)計圓滿完成，也是與其他同學的幫助有密切關(guān)系的。同組的同學郝陽，王永立，林有蘭，王雪等都給予我很大的幫助，大家互相配合，共同努力，完成設(shè)計任務(wù)。還有我的朋友以及同宿舍的通過對我的設(shè)計業(yè)給予了幫助，她們?yōu)槲覡I造了一個良好的學習環(huán)境，同時我有些問題也通過她們得到了解決。感謝大家對我的幫助和支持。最后，感謝學院為我提供這次設(shè)計的機會，讓我學到許多知識，豐富我的人生閱歷，是我受益終生。感謝老師和同學們的關(guān)心和支持。在此我對幫助過我的老師以及同學致以誠摯的謝意。軟件批準號：CSBTS/TC40/SC5-D01-1999DATASHEETOFPROCESSEQUIPMENTDESIGN 工程名： PROJECT 設(shè)備位號： ITEM設(shè)備名稱：EQUIPMENT圖號：DWGNO。 設(shè)計單位：全國化工設(shè)備設(shè)計技術(shù)中心站DESIGNER鋼制臥式容器計算條件設(shè)計壓力p(MPa)2.30設(shè)計溫度t(℃)0筒體材料名稱16MnDR封頭材料名稱16MnDR筒體內(nèi)直徑Di(mm)2800封頭型式橢圓形筒體長度L(mm)15200封頭名義厚度δhn(mm)26筒體名義厚度δn(mm)24封頭厚度附加量Ch(mm)1.5筒體厚度附加量C(mm)1.5支座墊板名義厚度δm(mm)10腐蝕裕量C1(mm)1.5支座形心至封頭切線距離A(mm)1015筒體焊接接頭系數(shù)φ0.85地震烈度(°)7鞍座材料名稱16MnR鞍座包角θ(°)120鞍座寬度b(mm)300鞍座高度Ho(mm)250內(nèi)壓圓筒校核計算條件計算壓力Pc(MPa)2.30設(shè)計溫度t(℃)0.00內(nèi)徑Di(mm)2800.00材料名稱16MnDR材料類型板材試驗溫度許用應(yīng)力[s](MPa)157.00鋼板負偏差C1(mm)0.00設(shè)計溫度許用應(yīng)力[s]t(MPa)157.00腐蝕裕量C2(mm)1.50試驗溫度下屈服點ss(MPa)295.00焊接接頭系數(shù)f0.85厚度及重量計算計算厚度d(mm)21.46名義厚度dn(mm)24.00有效厚度de(mm)22.50重量(kg)25405.42壓力試驗時應(yīng)力校核壓力試驗類型液壓試驗壓力試驗允許通過的應(yīng)力試驗壓力值PT(MPa)2.5375[s]T=0.90ss265.50sT(MPa)187.24校核條件sT￡[s]T校核結(jié)果合格壓力及應(yīng)力計算最大允許工作壓力[Pw](MPa)2.12764設(shè)計溫度下計算應(yīng)力st(MPa)127.33[s]tf133.45校核條件[s]tf≥st結(jié)論合格左封頭計算計算條件計算壓力Pc(MPa)2.30內(nèi)徑Di(mm)2800.00設(shè)計溫度t(℃)0.00曲面高度hI(mm)700.00材料名稱16MnDR材料類型板材試驗溫度許用應(yīng)力[s](MPa)157.00鋼板負偏差C1(mm)0.00設(shè)計溫度許用應(yīng)力[s]t(MPa)157.00腐蝕裕量C2(mm)1.50焊接接頭系數(shù)f0.85厚度及重量計算形狀系數(shù)K1.0000最小厚度dmin(mm)4.20計算厚度d(mm)21.38名義厚度dn(mm)26.00有效厚度de(mm)24.50重量(kg)1787.28結(jié)論滿足最小厚度要求壓力計算最大允許工作壓力[Pw](MPa)2.32520結(jié)論合格右封頭計算計算條件計算壓力Pc(MPa)2.30內(nèi)徑Di(mm)2800.00設(shè)計溫度t(℃)0.00曲面高度hI(mm)700.00材料名稱16MnDR材料類型板材試驗溫度許用應(yīng)力[s](MPa)157.00鋼板負偏差C1(mm)0.00設(shè)計溫度許用應(yīng)力[s]t(MPa)157.00腐蝕裕量C2(mm)1.50焊接接頭系數(shù)f0.85厚度及重量計算形狀系數(shù)K1.0000最小厚度dmin(mm)4.20計算厚度d(mm)21.38名義厚度dn(mm)26.00有效厚度de(mm)24.50重量(kg)1787.28結(jié)論滿足最小厚度要求壓力計算最大允許工作壓力[Pw](MPa)2.32520結(jié)論合格臥式容器（雙鞍座）計算條件設(shè)計壓力p(MPa)2.30設(shè)計溫度t(℃)0筒體材料16MnDR筒體名義厚度n(mm)24筒體材料常溫下許用應(yīng)力[σ](MPa)157筒體內(nèi)直徑Di(mm)2800157筒體切線間長度L(mm)15280支座墊板名義厚度δm(mm)10筒體厚度附加量C(mm)1.5鞍座材料名稱16MnR筒體焊接接頭系數(shù)φ0.85鞍座材料設(shè)計溫度下的170封頭名義厚度he(mm)26許用應(yīng)力[σ]sa(MPa)封頭厚度附加量Ch(mm)1.5鞍座寬度b(mm)300封頭曲面高度hi700鞍座包角θ(°)120工作介質(zhì)密度γ(kg/m3)436.947支座形心至封頭切線距離A(mm)1015試驗介質(zhì)密度Τ(kg/m3)1000支座墊板有效厚度re(mm)10筒體常溫屈服點s(MPa)295鞍座高度H0(mm)250試驗壓力pT(MPa)2.5375腹板與筋板(小端)組合地震烈度(度)7截面積Asa(mm2)58324配管軸向分力Pp(N)0腹板與筋板(小端)組合截面圓筒平均半徑Rm(mm)1412斷面系數(shù)Zr(mm3)2.17297e+06充裝系數(shù)Fo0.85支座反力計算筒體質(zhì)量(兩切線間)m1(kg)25539.9封頭質(zhì)量(曲面部分)m2(kg)1766.92附件質(zhì)量m3(kg)0保溫層質(zhì)量m5(kg)0封頭容積Vh(mm3)2.87351e+09容器容積V(mm3)9.9834e+10容器內(nèi)充液質(zhì)量m4(kg)總質(zhì)量m(kg)操作時37078.8操作時66152.5壓力試驗時99834壓力試驗時128908單位長度載荷(N/mm)q40.0342q=78.0125支座反力(N)F=324544F=632421F=max(F,F)=632421筒體彎矩計算跨距中點處彎矩M1(N.mm)8.54029e+08支座處彎矩M2(N.mm)-2.45347e+07系數(shù)計算K1=0.106611K6’=0.0251217K2=0.192348K7=K3=1.17069K8=K4=K9=0.203522K5=0.760258C4=K6=0.0305619C5=筒體軸向應(yīng)力計算操作時σ1(MPa)-6.06305操作時σ3(MPa)65.3298操作時σ2(MPa)69.7599操作時σ4(MPa)-0.905549壓力試驗(pT=0時)σT1(MPa)-11.8087壓力試驗(pT=0時)σt4(MPa)-1.76459壓力試驗σT2(MPa)91.4358壓力試驗σT3(MPa)82.8032軸向壓縮許用應(yīng)力計算(MPa):A=0.00151071B(查GB150圖4-3～4-10)=151.307[σ]ac=min([σ]t,B)=151.307應(yīng)力判別:最大軸向拉應(yīng)力(MPa)<[σ]t=157合格最大軸向壓應(yīng)力(MPa)<[σ]ac=151.307合格壓力試驗最大軸向壓應(yīng)力(MPa)<min(0.8σs,[σ]ac)=合格壓力試驗最大軸向拉應(yīng)力(MPa)<0.9σs=265.5合格切向剪應(yīng)力計算:A＞Rm/2時，筒體:τ(MPa)19.0448A≤Rm/2時，筒體:τ(MPa)封頭:τh=封頭中壓力產(chǎn)生的應(yīng)力:橢圓形封頭,τk(MPa)碟形封頭,τk(MPa)半球形封頭,τk(MPa)許用應(yīng)力:筒體[t](MPa)125.6封頭[t](MPa)應(yīng)力判別:筒體(MPa)t<[t]=125.6合格封頭(MPa)th<[th]=鞍座處圓筒周向應(yīng)力無加強圈筒體圓筒的有效寬度b2(mm)587.176無墊板或墊板不起加強作用時墊板起加強作用時s5(MPa)s5(MPa)-2.51951L/Rm≥8時,s6(MPa)L/Rm≥8時,s6(MPa)-56.1069L/Rm＜8時,s6(MPa)L/Rm＜8時,s6(MPa)L/Rm≥8時,s6′(MPa)-59.0414L/Rm＜8時,s6′(MPa)注：墊板應(yīng)滿足以下條件：1.墊板包角≥θ+12°;2.墊板厚度不小于筒體厚度;3.墊板寬度不小于b2。應(yīng)力判別(MPa)|s5|<[s]t=157合格|s6|<1.25[s]t=196.25合格|s|<1.25[s]t=196.25合格加強圈參數(shù)加強圈材料加強圈數(shù)量ne(mm)組合總截面積A0(mm2)d(mm)組合截面總慣性矩I0(mm4)設(shè)計溫度下許用應(yīng)力[s]R(MPa)加強圈位于鞍座平面上在鞍座邊角處筒體的周向應(yīng)力s7(MPa)s8(MPa)橫截面最低點的周向應(yīng)力加強圈靠近鞍座無墊板時(或墊板不起加強作用),s5(MPa)采用墊板時(墊板起加強作用),s5(MPa)在橫截上靠近水平中心線的周向應(yīng)力s7(MPa)在橫截上靠近水平中心線處,不與筒壁相接的加強圈內(nèi)緣或外緣表面的周向應(yīng)力s8(MPa)無墊板(或墊板不起加強作用）L/Rm≥8時,s6(MPa)無墊板(或墊板不起加強作用）L/Rm<8時,s6(MPa)加強圈靠近鞍座采用墊板時(墊板起加強作用）L/Rm≥8時,s6(MPa)采用墊板時(墊板起加強作用）L/Rm<8時,s6(MPa)應(yīng)力判別(MPa)|s5|<[s]t=合格|s6|<1.25[s]t=合格|s7|>1.25[s]t=|s8|<1.25[s]=鞍座應(yīng)力計算水平分力FS(N)128711鞍座腹板厚度be(mm)10計算高度HS(mm)250鞍座墊板實際寬度b4(mm)610鞍座墊板有效寬度br(mm)587.176腹板水平應(yīng)力s9(MPa)(無墊板或墊板不起加強作用時)墊板起加強作用時15.3745應(yīng)力判斷s9<2/3*[s]=113.333合格HV(mm)1674軸向力PE(N)43813.5P=PP+PE(N)43813.5P≤Ff時，ssa(MPa)-13.4585P＞Ff時，ssa(MPa)Pf(MPa)43813.5ssa(MPa)-39.9472應(yīng)力判斷ssa<1.2[s]sa=204合格軟件批準號：CSBTS/TC40/SC5-D01-1999DATASHEETOFPROCESSEQUIPMENTDESIGN 工程名： PROJECT 設(shè)備位號： ITEM設(shè)備名稱：EQUIPMENT圖號：DWGNO。 設(shè)計單位：全國化工設(shè)備設(shè)計技術(shù)中心站DESIGNER設(shè)計Designedby日期Date校核Checkedby日期Date審核Verifiedby日期Date審定Approvedby日期Date

塔設(shè)備校核板式2.309641520.125液壓1.071MPa16MnDR16MnDRmm4647mm220.850.85橢圓形橢圓形12345℃52.895646.4758mm3500060000mm4747mm5500550016MnDR16MnDRmm220.850.850.850.85mm00678910℃mmmmmmmmmmkg/m3)417.11850012345篩板篩板10058mm150150mm67300102700mm73006790012345mmmmkg/m312345kg41816.1mm7500mm39501.2N/m2)400300100(kg/m3)350100(kg/m3)35050(mm)450180IIA7度近震3410001027007300裙座圓筒形5500對接5000Q235-B℃)0225113290045010裙座上較大孔引出管長度(mm)25016Mn170329064373塊12081280有93301605899523955壓力設(shè)計名義厚度(mm)直立容器校核取用厚度(mm)許用內(nèi)壓(MPa)許用外壓(MPa)47472.07847472.06947472.06946462.032裙座2525風載及地震載荷0－0A－A1－1(筒體)1－1(下封頭)2－23－34－41.47478e+061.47048e+061.43655e+061.43655e+068847391.0432e+061.03889e+061.00496e+061.00496e+066148173.53541e+063.5311e+061.19468e+061.19468e+067375763.97748e+103.91937e+103.65704e+103.65704e+101.65244e+101.56335e+101.54045e+101.43841e+101.43841e+107.681