換熱設(shè)備課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書10

/南京工業(yè)大學(xué)機(jī)械與動(dòng)力工程學(xué)院化工設(shè)備設(shè)計(jì)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書南京工業(yè)大學(xué)機(jī)械與動(dòng)力工程學(xué)院2012年6月“化工設(shè)備設(shè)計(jì)基礎(chǔ)”課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書一、課程設(shè)計(jì)的目的“化工設(shè)備設(shè)計(jì)基礎(chǔ)”課程設(shè)計(jì)是《化工設(shè)備設(shè)計(jì)基礎(chǔ)》課程中的一個(gè)重要的教學(xué)環(huán)節(jié)，通過這個(gè)教學(xué)環(huán)節(jié)要求達(dá)到下列幾個(gè)目的。通過課程設(shè)計(jì)，把在《化工設(shè)備設(shè)計(jì)基礎(chǔ)》、《化工原理》及其它有關(guān)課程（機(jī)械制圖、公差與配合等）中所獲得的理論知識(shí)在實(shí)際的實(shí)際工作中綜合地加以運(yùn)用，使這些知識(shí)得到鞏固和發(fā)展，并使理論知識(shí)和生產(chǎn)實(shí)踐密切結(jié)合起來。因此，課程設(shè)計(jì)是《化工設(shè)備設(shè)計(jì)基礎(chǔ)》和與之有關(guān)的一系列課程的總結(jié)性的作業(yè)?！盎ぴO(shè)備設(shè)計(jì)基礎(chǔ)”課程設(shè)計(jì)是高等工科院校非設(shè)備專業(yè)的學(xué)生第一次進(jìn)行的比較完整的設(shè)備設(shè)計(jì)。通過這次設(shè)計(jì)，初步培養(yǎng)學(xué)生對(duì)工程設(shè)計(jì)的獨(dú)立工作能力，樹立正確的設(shè)計(jì)思想，掌握設(shè)備設(shè)計(jì)的基本方法和步驟。通過課程設(shè)計(jì)，使學(xué)生能夠熟練地應(yīng)用有關(guān)參考資料、計(jì)算圖表、手冊(cè)、圖集、規(guī)范；熟悉有關(guān)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)和部頒布標(biāo)準(zhǔn)（如GB、JB、HG等），以完成一個(gè)工程技術(shù)人員在化工設(shè)備設(shè)計(jì)方面所必須具備的基本技能訓(xùn)練。二、課程設(shè)計(jì)的內(nèi)容“化工設(shè)備設(shè)計(jì)基礎(chǔ)”課程設(shè)計(jì)，是在完成“化工設(shè)備設(shè)計(jì)基礎(chǔ)”課程的教學(xué)考查等環(huán)節(jié)后進(jìn)行的。課程設(shè)計(jì)時(shí)間擬定2周。課程設(shè)計(jì)的題目是：換熱器或反應(yīng)釜設(shè)計(jì)。要求完成設(shè)備的機(jī)械強(qiáng)度設(shè)計(jì)與設(shè)備總裝圖繪制。具體安排如下：內(nèi)容時(shí)間講課一天換熱器課題換熱器專題介紹化工制圖專題介紹壓力容器標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范講課2、計(jì)算一天半3、CAD繪圖五天4、整理說明書、準(zhǔn)備質(zhì)疑一天半5、質(zhì)疑、結(jié)束一天三、設(shè)計(jì)步驟（一）、準(zhǔn)備階段設(shè)計(jì)前應(yīng)預(yù)先準(zhǔn)備好資料、手冊(cè)、圖冊(cè)。2、對(duì)設(shè)計(jì)任務(wù)書進(jìn)行詳細(xì)的研究和分析，明確設(shè)計(jì)要求，分析由《化工原理》課程設(shè)計(jì)計(jì)算得到的數(shù)據(jù)和工藝參數(shù)，復(fù)習(xí)課程有關(guān)內(nèi)容，熟悉有關(guān)設(shè)備的設(shè)計(jì)方法和步驟。3.、參考不同結(jié)構(gòu)換熱器（反應(yīng)釜）的圖紙，比較其優(yōu)缺點(diǎn)，從而選擇一種最適當(dāng)?shù)念愋秃徒Y(jié)構(gòu)。(二)、設(shè)備的總體設(shè)計(jì)(對(duì)管殼式換熱器設(shè)計(jì)課題)按照設(shè)備條件設(shè)計(jì)要求，并根據(jù)壓差、溫差等因素，確定換熱器設(shè)備的型式(固定管板、浮頭、U型管)及程數(shù)。根據(jù)換熱面積、換熱管長(zhǎng)度和直徑，確定換熱管數(shù)目①。根據(jù)設(shè)備直徑和換熱管直徑，確定拉桿數(shù)目和直徑。根據(jù)管板直徑，確定折流板的形狀和尺寸；根據(jù)換熱管直徑，確定折流板間距。根據(jù)介質(zhì)特性，確定筒體、管箱、法蘭、管板、換熱管等材料。(三)、設(shè)備的機(jī)械強(qiáng)度設(shè)計(jì)計(jì)算筒體的強(qiáng)度計(jì)算：根據(jù)筒體壁厚計(jì)算公式確定計(jì)算壁厚；再根據(jù)介質(zhì)的不同特性，考慮壁厚附加量，最終根據(jù)板材的實(shí)際厚度，將計(jì)算壁厚圓整到實(shí)際厚度。2、封頭的強(qiáng)度計(jì)算：根據(jù)封頭壁厚計(jì)算公式確定封頭壁厚；再由公稱直徑、公稱壓力和壁厚，查閱化工設(shè)備設(shè)計(jì)手冊(cè)，選用標(biāo)準(zhǔn)橢圓形封頭或球形封頭。3、開孔補(bǔ)強(qiáng)計(jì)算：按等面積補(bǔ)強(qiáng)法進(jìn)行計(jì)算。補(bǔ)強(qiáng)圈或加強(qiáng)管補(bǔ)強(qiáng)也盡可能采用標(biāo)準(zhǔn)件。4、法蘭的選型或設(shè)計(jì)：根據(jù)公稱直徑、公稱壓力確定設(shè)備法蘭的標(biāo)準(zhǔn)（JB）;若無該標(biāo)準(zhǔn)法蘭，應(yīng)按有關(guān)法蘭設(shè)計(jì)步驟進(jìn)行設(shè)計(jì)計(jì)算。同樣根據(jù)公稱直徑、公稱壓力選用管道法蘭標(biāo)準(zhǔn)（HG），確定法蘭尺寸。5、支座的選型或設(shè)計(jì)：根據(jù)設(shè)備重量、直徑等確定支座數(shù)量及大小。（四）、完成換熱器裝配圖：這個(gè)階段要完成換熱器的裝配圖，包括主視圖、局部放大圖、焊縫節(jié)點(diǎn)圖、管口方位圖。編寫技術(shù)要求、技術(shù)特性表、管口表、明細(xì)表和標(biāo)題欄。（五）、整理并編寫設(shè)計(jì)計(jì)算說明書。（六）、設(shè)計(jì)質(zhì)疑及考核。圖紙及說明書全部完成后，須經(jīng)指導(dǎo)老師審閱認(rèn)可，并進(jìn)行質(zhì)疑考核。成績(jī)?cè)u(píng)定以“化工設(shè)備設(shè)計(jì)基礎(chǔ)”課程設(shè)計(jì)大綱要求評(píng)定。四、設(shè)計(jì)注意事項(xiàng)（一）、發(fā)揮獨(dú)立工作能力在課程設(shè)計(jì)過程中，提倡獨(dú)立思考、深入鉆研的學(xué)習(xí)精神。設(shè)計(jì)中發(fā)現(xiàn)的問題，應(yīng)該首先自己考慮，提出自己的看法及意見，與指導(dǎo)老師一同研究，不應(yīng)向指導(dǎo)教師要答案。對(duì)設(shè)計(jì)中的錯(cuò)誤和解決的途徑，可由教師指出，但具體答案首先應(yīng)該由自己去找。本設(shè)計(jì)指導(dǎo)書和其它資料中所附換熱器結(jié)構(gòu)圖，僅供設(shè)計(jì)時(shí)參考。對(duì)結(jié)構(gòu)圖作仔細(xì)的研究和比較，以明確優(yōu)、劣、正、誤，取長(zhǎng)補(bǔ)短。要根據(jù)特定的設(shè)計(jì)要求和具體的工作條件，作具體的分析。要?jiǎng)?chuàng)造地進(jìn)行設(shè)計(jì)，切忌盲目照抄。（二）、端正設(shè)計(jì)工作態(tài)度化工設(shè)備設(shè)計(jì)總是經(jīng)過多次修改才能得到的。在設(shè)計(jì)過程中，應(yīng)具有嚴(yán)肅認(rèn)真、一絲不茍、精益求精的工作態(tài)度，要避免害怕返工或單純追求圖紙的表面美觀，而不愿意修改已發(fā)現(xiàn)不合理的地方。（三）、及時(shí)檢查和整理計(jì)算結(jié)果設(shè)計(jì)開始時(shí)，就應(yīng)貯備一本稿本，把設(shè)計(jì)過程中所考慮的主要問題及一切計(jì)算寫在稿本上，這樣便于隨時(shí)檢查、修改、并容易保存，不要采用零散稿紙，以免散失而重新演算，造成時(shí)間浪費(fèi)。要把向指導(dǎo)教師提出的問題和解決問題的方法以及從參考書中摘錄的數(shù)據(jù)和資料及時(shí)地記在稿本上，使各方面的問題都做到有根有據(jù)，理由充分。這樣在后階段編寫設(shè)計(jì)計(jì)算說明書時(shí)，可以節(jié)省很多時(shí)間。五、附錄附錄一：設(shè)計(jì)任務(wù)書設(shè)計(jì)條件設(shè)計(jì)內(nèi)容圖紙要求化工工藝計(jì)算(根據(jù)《化工原理》課程設(shè)計(jì)要求)確定筒體、封頭的尺寸各種開孔接管結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)，開孔補(bǔ)強(qiáng)的驗(yàn)算。設(shè)備法蘭的型式及尺寸選用；管法蘭的選型。裙式支座的設(shè)計(jì)驗(yàn)算。總裝圖（1#）一張（包括局部的放大圖、焊接節(jié)點(diǎn)圖等。標(biāo)題欄，明細(xì)表接管表技術(shù)特性表技術(shù)要求注①：換熱器換熱管尺寸，自小到大依次為：φ38x3、φ25x2.5、φ25x2、φ25x2、φ25x2.5、φ25x2.5、φ25x2.5、φ25x2.5、φ25x2.5、φ19x2、φ25x2.5、φ25x2、φ25x2.5附表：1、換熱器設(shè)計(jì)參數(shù)表2、換熱器管口表參考教材：1.董大勤，《化工設(shè)備機(jī)械基礎(chǔ)》化學(xué)工業(yè)出版社20032.全國(guó)化工設(shè)備技術(shù)中心站，《化工設(shè)備圖樣技術(shù)要求》2000版3.HG/T20668-2000《化工設(shè)備設(shè)計(jì)文件編制規(guī)定》，國(guó)家石油和化學(xué)工業(yè)局，20004.化工設(shè)備設(shè)計(jì)全書《換熱器》化學(xué)工業(yè)出版社，20035.鄭曉梅主編，《化工工程制圖化工制圖》，化學(xué)工業(yè)出版社，20026.GB151-1999《管殼式換熱器》國(guó)家技術(shù)監(jiān)督局頒發(fā)，中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)出版社，19997.GB150-98，《鋼制壓力容器》國(guó)家技術(shù)監(jiān)督局頒發(fā)，中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)出版社，19988.《壓力容器安全技術(shù)監(jiān)察規(guī)程》國(guó)家技術(shù)監(jiān)督局頒發(fā)，中國(guó)勞動(dòng)社會(huì)保障出版社，19999.周志安等《化工設(shè)備設(shè)計(jì)基礎(chǔ)》化學(xué)工業(yè)出版社199610.匡國(guó)柱等《化工單元過程課程設(shè)計(jì)》化學(xué)工業(yè)出版社2001.1011.蔡紀(jì)寧等《化工設(shè)備機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書》200012.董大勤等《化工設(shè)備機(jī)械基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)》化學(xué)工業(yè)出版社2003接管表題號(hào)用途物料進(jìn)口物料出口排液口排氣口學(xué)號(hào)分組尺寸管程殼程管程殼程1Dg25Dg25Dg25Dg25Dg30Dg201、9、17、25、（33）2Dg70Dg70Dg70Dg70Dg40Dg202、10、18、263Dg50Dg25Dg40Dg25Dg40Dg203、11、19、274Dg50Dg80Dg50Dg80Dg25Dg204、12、20、285Dg350Dg350Dg350Dg350Dg25Dg206Dg80Dg80Dg80Dg32Dg25Dg205、13、21、297Dg80Dg80Dg80Dg32Dg25Dg206、14、22、308Dg80Dg80Dg80Dg32Dg25Dg207、15、23、319Dg80Dg80Dg80Dg32Dg25Dg208、16、24、3210Dg25Dg25Dg25Dg25Dg25Dg1511Dg80Dg300Dg80Dg300Dg25Dg2012Dg100Dg125Dg100Dg80Dg25Dg2513Dg70Dg70Dg70Dg50Dg20Dg25各組設(shè)計(jì)參數(shù)表題號(hào)工作壓力（Mpa）工作溫度（℃）設(shè)計(jì)壓力（Mpa）設(shè)計(jì)溫度（℃）介質(zhì)換熱面積（㎡）管板厚度(mm)規(guī)格殼體內(nèi)徑×換熱管長(zhǎng)度(mm)管程殼程管程殼程管程殼程管程殼程管程殼程10.10.3857180.10.46020尾氣冷凍鹽水635Dg450×120020.480.2425600.50.253070水水1030Dg400×150030.10.4360100.10.457020尾氣冷凍鹽水1933Dg600×200040.10.2131380.10.2513138氯甲苯水1634Dg400×200050.780.783704200.880.88380420半水煤氣變換氣20040Dg600×600060.10.59801200.20.6490130水蒸汽832Dg400×150070.10.59801200.20.6490130水蒸汽1032Dg400×200080.10.59801200.20.6490130水蒸汽1532Dg400×250090.10.59801200.20.6490130水蒸汽2032Dg400×3000105.95.62402236.25.9245226棉漿黑液氧化液1226Dg400×3500111.60.8180601.70.918060軟水變換氣8044Dg600×4500120.330.38901510.350.490151精鹽水蒸汽3835Dg500×3000130.30.640550.30.64055冷卻水硅甲苯3030Dg500×3100各題號(hào)材料(僅供參考)（管/殼）1：管程殼體0Cr18Ni9/殼程殼體(Q245R)20R，換熱管0Cr18Ni9固定管板立式（耳座），臥式（鞍座），2：管程殼體Q235B/殼程殼體Q235B，換熱管10固定管板立式（耳座），臥式（鞍座），3:管程殼體0Cr18Ni9/殼程殼體(Q245R)，換熱管0Cr18Ni9固定管板立式（耳座），臥式（鞍座），4:管程殼體(Q245R)/殼程殼體Q235B，換熱管10固定管板立式（耳座），臥式（鞍座），6:管程殼體Q235B/殼程殼體Q235-B，換熱管10固定管板立式（耳座），臥式（鞍座），7:管程殼體Q235B/殼程殼體Q235-B，換熱管10固定管板立式（耳座），臥式（鞍座），8:管程殼體Q235B/殼程殼體Q235-B，換熱管10固定管板立式（耳座），臥式（鞍座），9:管程殼體Q235B/殼程殼體Q235B，換熱管10固定管板立式（耳座），臥式（鞍座），化工過程與設(shè)備設(shè)計(jì)計(jì)算書內(nèi)容：封面設(shè)計(jì)條件（含詳細(xì)設(shè)計(jì)參數(shù)，單線條表示的設(shè)備簡(jiǎn)圖）設(shè)計(jì)過程（一）設(shè)備總體設(shè)計(jì)1、按照設(shè)備條件設(shè)計(jì)要求，確定設(shè)備型式；2、根據(jù)換熱面積、換熱管長(zhǎng)度和直徑，確定換熱管數(shù)目