泵和壓縮機(jī)以及儲罐選型

泵設(shè)備設(shè)計(jì)概述泵屬于通用機(jī)械，在國民經(jīng)濟(jì)各部門中用來輸送液體的泵種類繁多，用途很廣，如水利工程、農(nóng)田灌溉、化工、石油、采礦、造船、城市給排水和環(huán)境工程等。另外，泵在火箭燃料供給等高科技領(lǐng)域也得到應(yīng)用。為了滿足各種工作的不同需要，就要求有不同形式的泵。應(yīng)當(dāng)著重指出，化工生產(chǎn)用泵不僅數(shù)量大、種類多，而且因其輸送的介質(zhì)往往具有腐蝕性，或其工作條件要求高壓、高溫等，對泵有一些特殊的要求，這些泵往往比一般的水泵復(fù)雜一些。在各種泵中，尤以離心泵應(yīng)用最為廣泛，因?yàn)樗牧髁俊P(yáng)程及性能范圍均較大，并具有結(jié)構(gòu)簡單、體積小、重量輕、操作平穩(wěn)、維修方便等優(yōu)點(diǎn)。選泵原則在對泵進(jìn)行選型時(shí)，應(yīng)該主要考慮下述因素：1、輸送介質(zhì)的物理化學(xué)性能：針對待輸送的流體的理化性質(zhì)而選擇合適的泵，對輸送易燃、易爆有毒或貴重介質(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、屏蔽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工程塑料磁力驅(qū)動泵。對輸送含固體顆粒介質(zhì)的泵，要求對流部件采用耐磨材料，必要時(shí)軸封用采用清潔液體沖洗。所以尤其要考慮流體的腐蝕性、結(jié)垢性、揮發(fā)性等因素。2、現(xiàn)場條件現(xiàn)場條件：包括泵的安裝位置（室內(nèi)、室外），環(huán)境溫度，相對濕度，大氣壓力，大氣腐蝕狀況及危險(xiǎn)區(qū)域的劃分等級等條件。3、工藝參數(shù)：工藝參數(shù)是泵選型的最重要的依據(jù)，應(yīng)根據(jù)工藝流程和操作變化范圍慎重確定：(a)流量Q:是指工藝裝置生產(chǎn)中，要求泵輸送的介質(zhì)的量，一般應(yīng)給出正常、最小和最大流量。泵數(shù)據(jù)表上往往只給出正常和額定流量。選泵時(shí)，要求額定流量不小于裝置的最大流量，或取正常流量的1.1-1.15倍。(b)揚(yáng)程H:指工藝裝置所需的揚(yáng)程值，也稱計(jì)算揚(yáng)程。一般要求泵的額定揚(yáng)程為裝置所需揚(yáng)程的1.05-1.1倍。(c)進(jìn)口壓力Ps和出口壓力Pd:進(jìn)、出口壓力指泵進(jìn)出接管法蘭出的壓力，進(jìn)出口壓力的大小影響到殼體的耐壓和軸封要求。(d)溫度T:指泵的進(jìn)口介質(zhì)溫度，一般應(yīng)給出工藝過程中泵進(jìn)口介質(zhì)的正常、最低和最高溫度。(e)裝置的汽蝕余量NPSHA。(f)操作狀態(tài):分連續(xù)操作和間歇操作兩種。本工藝中大部分泵處于連續(xù)操作狀態(tài)。4、機(jī)械維修方面：機(jī)械方面要求可靠性高、噪聲低、振動小。離心泵具有轉(zhuǎn)速高、體積小、重量輕、效率高、流量大、結(jié)構(gòu)簡單、輸液無脈動、性能平穩(wěn)、容易操作和維修方便等特點(diǎn)。5、經(jīng)濟(jì)方面：在經(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)和管理費(fèi)的總成本最低。6、裝置系統(tǒng)的管路布置:條件指的是送液高度送液距離送液走向，吸入側(cè)最低液面，排出側(cè)最高液面等一些數(shù)據(jù)和管道規(guī)格及其長度、材料、管件規(guī)格、數(shù)量等，以便進(jìn)行系統(tǒng)揚(yáng)程計(jì)算和汽蝕余量的校核。(a)泵體不宜承受進(jìn)出口管道和閥門的重量，故進(jìn)泵前和出泵后的管道必須設(shè)置支持裝置，盡可能做到泵移走時(shí)不設(shè)臨時(shí)支架。(b)吸入管道應(yīng)盡可能短，少拐彎，并避免突然縮小管徑。(c)吸入管道的直徑不應(yīng)小于能的吸入口。采用的泵的吸入口為垂直方向，可配置同心異徑管。d)為防止泵停時(shí)物料倒沖，泵的排出管上應(yīng)設(shè)止回閥。止回閥應(yīng)設(shè)在切斷閥之前，停車后將切斷閥關(guān)閉，以免止回閥閥板長期受壓損壞。7、操作條件:內(nèi)容很多，如液體的操作T、飽和蒸汽力P、吸入側(cè)壓力PS（絕對）、排出側(cè)容器壓力PZ、海拔高度、環(huán)境溫度操作是間隙的還是連續(xù)的、泵的位置是固定的還是可移的。具體泵的選型1、泵選型方法：將所需要的流量qV和揚(yáng)程H畫到該形式的系列型譜圖上，看其交點(diǎn)M落在哪個(gè)切割工作區(qū)四邊形中，即可讀出該四邊形內(nèi)所標(biāo)注的離心泵型號。如果交點(diǎn)M不是恰好落在四邊形的上邊線，則選用該泵后，可應(yīng)用切割葉輪直徑或降低工作轉(zhuǎn)速的方法改變泵的性能曲線，使其通過M點(diǎn)。這就應(yīng)從泵樣本或系列性能表中查出該泵的泵性能曲線，以便換算。如果交點(diǎn)M并不落在任一個(gè)工作區(qū)的四邊形中，這說明沒有一臺泵能滿足工作要求。在這種情況下，可適當(dāng)改變泵的臺數(shù)或改變所需要的流量和揚(yáng)程（如用排出閥調(diào)節(jié)）等來滿足要求。2、泵類型介紹IH型化工泵是單級單吸懸臂式離心泵，其標(biāo)記額定性能點(diǎn)和尺寸等效采用國際標(biāo)準(zhǔn)ISO2858-1975（E），是一種用以取代F型耐腐蝕泵更新?lián)Q代的節(jié)能產(chǎn)品，適用于化工、石油、冶金、電站、食品、制藥、合成纖維等部門輸送溫度在-20℃～105℃的腐蝕性介質(zhì)或物理、化學(xué)性能類似于水的介質(zhì)。必要時(shí)采用雙端面密封冷卻裝置，可輸送介質(zhì)溫度為20℃～+280℃。IH型化工泵的性能范圍：流量Q：6.3～400m3/h

揚(yáng)程H：5～132m

轉(zhuǎn)速n：2900、1450r/min

配帶功率：0.55～110KW

進(jìn)口直徑：50～200mm

最高工作壓力：1.6Mpa泵的結(jié)構(gòu)：IH型泵是全國泵行業(yè)采用ISO國際標(biāo)準(zhǔn)聯(lián)合設(shè)計(jì)的系列產(chǎn)品，其主要由泵體、葉傳輸線、密封環(huán)、葉輪螺母、泵蓋、密封部件、中間支架、軸、懸架部件等組成。泵的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：泵蓋通過止口固定在中間支架上，然后通過泵體與中間支架止口的聯(lián)接把泵蓋夾緊在中間，泵體是軸向吸入，徑向排出，腳支承式，可直接固定在底座上。懸架部件通過止口固定固定在中間支架上，并用懸架支架支撐在底座上。為拆卸方便，設(shè)計(jì)了加長聯(lián)軸器，檢修時(shí)可以不拆卸進(jìn)出口聯(lián)接管路，泵體和電動機(jī)。只需拆下聯(lián)軸器的中間聯(lián)接件，即可退出轉(zhuǎn)子部件進(jìn)行檢修。這是國際上通用的一種結(jié)構(gòu)形式。

泵的旋轉(zhuǎn)方向：泵通過加長聯(lián)軸器由電動機(jī)直接驅(qū)動，從電動機(jī)端看，按順時(shí)針方向旋轉(zhuǎn)。填料密封：泵蓋內(nèi)設(shè)有填料函，采用軟填料密封，填料函內(nèi)可通入有一定壓力的水，供密封冷卻，潤滑、清洗用。

機(jī)械密封：單端面機(jī)械密封和雙端面機(jī)械密封兩種型式，密封腔內(nèi)通入一定壓力的水，沖洗磨擦兩端面，同時(shí)起冷卻作用。

由于本設(shè)備主要用于生產(chǎn)丙烯酸，所以大多數(shù)泵均選用此種類型的離心泵。泵選型計(jì)算舉例選取P0201號泵即吸收塔循環(huán)泵作為計(jì)算舉例進(jìn)料性質(zhì):水,無腐蝕性,對泵的選用無特殊要求.進(jìn)料狀態(tài):常溫常壓的液體.流量:6.966m物性參數(shù):密度ρ=982.01kg/m3，黏度μ=為確定進(jìn)料泵所需揚(yáng)程H，對吸收塔塔頂與P0201進(jìn)口處的管截面建立機(jī)械能衡算式H=?Z+其中，?Z為兩截面處位頭差，?pρg為兩截面處靜壓頭之差，λ取流速u=2m/s，管徑：D=選用規(guī)格為?35×2mm核算速度：u=雷諾數(shù)Re=取無縫鋼管的絕對粗糙度為ε=0.5mm相對粗糙度ε查莫狄圖得摩擦系數(shù)為λ=0.022泵進(jìn)口與出口壓力相等，則?p取直管長度為30m，則直管阻力∑因?yàn)槲账叨葹?0m，同時(shí)吸收塔中吸收劑水從塔頂進(jìn)，所以?Z=20m從而得到H=?Z+本工藝采用智能選泵系統(tǒng)軟件，選用IH50-32-160其他泵設(shè)備見設(shè)備一覽表壓縮機(jī)設(shè)備設(shè)計(jì)概述壓縮機(jī)是用來壓縮氣體借以提高氣體壓力的機(jī)械，也稱為“壓氣機(jī)”或“氣泵”，一般提升壓力小于0.2MPa時(shí)稱為鼓風(fēng)機(jī)，提升壓力小于0.02MPa時(shí)稱為通風(fēng)機(jī)。根據(jù)壓縮氣體的原理，壓縮機(jī)可分為“容積式”和“動力式”兩類。壓縮機(jī)的種類和形式很多，不同壓縮機(jī)的結(jié)構(gòu)和特點(diǎn)差別巨大，因而其適用的場合、性能、造價(jià)、尺寸重量等指標(biāo)也相差甚遠(yuǎn)。選型原則由工藝要求選擇，確定進(jìn)出口壓力，計(jì)算總壓力比，得到壓縮機(jī)的級數(shù)。對于易燃易爆的介質(zhì)需對密封性具有高可靠性。對于腐蝕性氣體，選擇抗腐蝕材料適當(dāng)選擇冷卻介質(zhì)。壓縮機(jī)設(shè)計(jì)計(jì)算舉例下面對空氣壓縮機(jī)選型過程進(jìn)行介紹，工藝要求空氣從P1=0.1MPa壓縮至P2=0.14MPa。氣體進(jìn)口流量為V1=41556m3/h，溫度T1=35℃，排氣量為V2=34110m3/h，溫度為T2=76.2℃。根據(jù)上面的設(shè)計(jì)要求，通過詢問廠家，從而確定壓縮機(jī)型號：HSK7451-70-40P其他壓縮機(jī)請見設(shè)備一覽表。儲罐設(shè)備設(shè)計(jì)儲罐類型貯罐根據(jù)形狀來劃分，有方形貯罐、圓筒形罐、球形罐和特殊形貯罐(如橢圓形、半橢圓形)每種型式又按封頭形式不同，分為若干種型式。常見的封頭有平板、錐形、球形、碟形、橢圓形等。有些容器如氣柜、浮頂式貯罐、其頂部(封頭)是可以升降浮動的。貯罐按制造的材質(zhì)有鋼、有色金屬和非金屬材質(zhì)之分，常見的有普通碳鋼、低合金鋼、不銹鋼、搪瓷、陶瓷、鋁合金、聚氯乙烯、聚乙烯和環(huán)氧玻璃鋼等。貯罐按用途又可分貯存，計(jì)量，回流，中間周轉(zhuǎn)，緩沖，混合等。氣柜一般用于貯存中間氣體，一般可以設(shè)計(jì)的稍大些。中間貯罐是當(dāng)原料產(chǎn)品、中間產(chǎn)品的主要貯罐距工藝設(shè)施較遠(yuǎn)、或者作為原料或中間體間歇或中斷供應(yīng)調(diào)節(jié)之用，有些中間罐是待測試檢驗(yàn)，以確定去向的貯罐，有些貯罐是工藝流程中切換使用，或以備翻轉(zhuǎn)挪轉(zhuǎn)用的中間罐等。計(jì)量罐的容積一般考慮少到10分鐘，多到2-4小時(shí)產(chǎn)量儲存，計(jì)量罐裝載系數(shù)一般只考慮60-70%，因?yàn)橛?jì)量罐的刻度一般在罐的直筒部分，使用度常為滿量程的80-85%。回流罐一般考慮5分鐘至10分鐘左右的液體保有量，做冷凝液封之用。緩沖罐的目的是使氣體有一定數(shù)量的積累，使之壓力比較穩(wěn)定，從而保證工藝流程中流量操作的穩(wěn)定，因此往往考慮較大，常常是下游使用設(shè)備5至10分鐘的用量，有時(shí)可以超過15分鐘的用量，以備在緊急時(shí)，以充裕時(shí)間處理故障，調(diào)節(jié)流程或關(guān)停機(jī)器。包裝罐一般可視同于中間貯罐，原則上是晝夜罐，對于需要及時(shí)包裝的貯罐，定期清洗的貯罐，容積可考慮偏小。貯罐設(shè)計(jì)的一般程序1、匯集工藝設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)2、選擇容器材料3、容器型式的選用4、容積計(jì)算.5、確定貯罐基本尺寸6、選擇標(biāo)準(zhǔn)型號罐區(qū)基本情況貯罐的考慮原則包括貯存物料的狀態(tài)；物料的溫度、壓力和腐蝕性、現(xiàn)場條件和安全可靠性。經(jīng)過分析，在原料儲罐方面，由于貯存物料為低壓的碳四氣體，根據(jù)儲罐型式適用表，我們選擇圓筒型的立式或臥式以及橢圓封頭。由于儲罐要有一定的耐壓強(qiáng)度，所以大型罐外要有加強(qiáng)圈。根據(jù)現(xiàn)場的地理?xiàng)l件，選擇立式或臥式貯槽，開闊地區(qū)盡量使用臥式，可使操作平臺降低。另外還可選用氣柜貯存中間氣體。至于產(chǎn)物應(yīng)該選擇計(jì)量罐和球形罐。計(jì)量罐的裝載時(shí)間一般為2-4小時(shí)，產(chǎn)品儲罐時(shí)間為一周。另外根據(jù)工藝流程我們還會考慮是否使用緩沖罐和汽化罐。由于所儲存烴類屬于甲級危險(xiǎn)物質(zhì)，各個(gè)儲罐之間的間距設(shè)置為1.0D，其間距要滿足0.6D的要求，符合化工企業(yè)設(shè)計(jì)防火規(guī)范。防護(hù)墻外與最近的廠內(nèi)公路留7米的消防用地。罐區(qū)防護(hù)要求由于回流罐和產(chǎn)品罐易燃易爆，因此對回流罐區(qū)和產(chǎn)品罐區(qū)有特殊要求，下列為對罐區(qū)的要求：（1）儲罐四周應(yīng)設(shè)不低于1.1米的防火堤，且還應(yīng)建有防火堤步，方便人員進(jìn)入；（2）罐區(qū)設(shè)防火堤、管墩等，均采用非燃燒材料。設(shè)置蒸汽保安系統(tǒng)、固定式水噴淋冷卻裝置和呼吸閥－阻火器系統(tǒng)。儲罐設(shè)置靜電接地系統(tǒng)、固定式水噴淋冷卻裝置和呼吸閥－阻火器系統(tǒng)；（3）罐區(qū)設(shè)置可燃?xì)怏w檢測報(bào)警裝置；（4）按國家相關(guān)規(guī)范要求設(shè)計(jì)消防設(shè)施，包括設(shè)置室內(nèi)外消火栓和移動式滅火設(shè)備；（5）儲罐區(qū)設(shè)置固定泡沫滅火站和水噴淋冷卻設(shè)施；（6）儲罐區(qū)消防泵房采用兩路電源供電，并采用耐火材料電纜配線，設(shè)有事故照明；（7）廠區(qū)設(shè)有火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)，消防控制室內(nèi)設(shè)有接受報(bào)警系統(tǒng)的火災(zāi)自動報(bào)警控制器。火災(zāi)自動報(bào)警控制器可接受可燃?xì)怏w探測器的火災(zāi)報(bào)警信號及手動報(bào)警按鈕、消火栓按鈕的動作信號。在消火栓箱內(nèi)設(shè)置消火栓報(bào)警按鈕。在C4分離廠房及罐區(qū)四周均設(shè)火災(zāi)報(bào)警按鈕。在消防控制室內(nèi)設(shè)置消防專用帶錄音功能的直通對講電話總機(jī)一部；除在手動報(bào)警按鈕上設(shè)置消防專用電話塞孔外，在消防泵房、變配電室，警衛(wèi)值班室等場所還設(shè)有消防專用電話分機(jī)；消防控制室設(shè)置外線直撥電話、消防專用電話網(wǎng)絡(luò)應(yīng)為獨(dú)立的消防通信系統(tǒng)；（8）貯罐設(shè)高低限液位報(bào)警；（9）防雷裝置及接地裝置。儲罐計(jì)算舉例本次設(shè)計(jì)由于原料丙烯和產(chǎn)品丙烯酸需求量大、設(shè)計(jì)壓力高、丙烯酸容易腐蝕的特點(diǎn)，所以采用球形儲罐。而對于氣體緩沖罐、混合罐則采用HG21502.2-92鋼制立式圓筒形內(nèi)浮頂儲罐，對于各個(gè)塔的回流罐由于設(shè)計(jì)壓力均為減壓，則采用HG-T3154-1985臥式橢圓形封頭儲罐。而對于醋酸產(chǎn)品由于產(chǎn)量較小，儲存條件為常溫常壓，所以選用HG21502.1-92鋼制立式圓柱形固定頂儲罐。以共沸塔回流罐設(shè)計(jì)為例:設(shè)計(jì)溫度：30℃設(shè)計(jì)壓力：0.02MPa體積流量Q：27.437m3/h停留時(shí)間t：5分鐘裝填系數(shù)?：0.85根據(jù)公式計(jì)算可得實(shí)際體積為：V=參考HG-T3154-1985臥式橢圓形封頭儲罐，由于屬于減壓儲罐，所以選用設(shè)計(jì)壓力為1.6MPa下的臥式橢圓形封頭儲罐，根據(jù)體積選用3m3，選用HG5-1580-85-208，質(zhì)量980kg,材質(zhì)換熱器設(shè)計(jì)與選型在不同溫度的流體間傳遞熱能的裝置稱為熱交換器，簡稱換熱器。在換熱器中至少要有兩種溫度不同的流體，一種流體溫度高，放熱；另一種流體溫度低，吸熱。在工程實(shí)踐中有時(shí)也會有兩種以上流體參加換熱的換熱器，但其基本原理與前一致?；?、石油、動力、食品等行業(yè)中廣泛使用各種換熱器，它們是上述這些行業(yè)的通用設(shè)備，占有十分重要的地位。隨著工業(yè)的迅速發(fā)展，能源消耗量不斷增加，能源緊張已成為一個(gè)世界性問題。為緩和能源緊張的狀況，世界各國競相采取節(jié)能措施，大力發(fā)展節(jié)能技術(shù)，已成為當(dāng)前工業(yè)生產(chǎn)和人民生活中一個(gè)重要課題。換熱器在節(jié)能技術(shù)改造中具有很重要的作用，表現(xiàn)在兩方面：一是在生產(chǎn)工藝流程中使用著大量的換熱器，提高這些換熱器效率，顯然可以減少能源的消耗；另一方面，用換熱器來回收工業(yè)余熱，可以顯著地提高設(shè)備的熱效率。選型依據(jù)《浮頭式換熱器和冷凝器型式與基本參數(shù)》JB/T4714—92《固定管板式換熱器型式與基本參數(shù)》JB/T4715—92《立式熱虹吸式重沸器型式與基本參數(shù)》JB/T4716—92《管殼式換熱器》GB151-1999換熱器包括過程流股的加熱器，塔的再沸器和冷凝器。根據(jù)工藝衡算和工藝物料的要求，掌握物料流量、溫度、壓力、化學(xué)性質(zhì)、物性參數(shù)等特性，結(jié)合AspenEnergyAnalyzer得出的有關(guān)設(shè)備負(fù)荷、傳熱面積、流程中的位置等來明確設(shè)計(jì)任務(wù)，選擇換熱器型式。在設(shè)計(jì)過程中，需滿足如下幾個(gè)方面的要求：（1）合理地實(shí)現(xiàn)所規(guī)定的工藝條件。（2）結(jié)構(gòu)安全可靠。（3）便于制造、安裝、操作和維修。（4）經(jīng)濟(jì)上合理。換熱器選型換熱器選型時(shí)需要考慮的因素很多，主要是流體的性質(zhì)；壓力、溫度及允許壓力降得范圍；對清洗、維修的要求；材料價(jià)格；使用壽命等。換熱器種類很多，按熱量交換原理和方式，可分為混合式、蓄熱式和間壁式三類。間壁式換熱器有夾套式、管式和板式換熱器。管殼式換熱器又稱列管式換熱器，該類換熱器具有可靠性高、適應(yīng)性廣等優(yōu)點(diǎn)，在各工業(yè)領(lǐng)域中得到最廣泛的應(yīng)用。近年來，盡管受到了其他新型換熱器的挑戰(zhàn)，但反過來也促進(jìn)其自身的發(fā)展。在換熱器向高參數(shù)、大型化發(fā)展的今天，管殼式換熱器仍占主導(dǎo)地位。列管式換熱器可根據(jù)其結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，分為固定管板式、浮頭式、U形管式、填料函式和釜式重沸器五類。各類換熱器特性如下表。表STYLEREF1\s8SEQ表\*ARABIC\s120 換熱器優(yōu)缺點(diǎn)名稱特點(diǎn)相對費(fèi)耗用金屬（kg/m2）固定管板式換熱器結(jié)構(gòu)簡單、制造

本低，使用廣泛，已系列化，管板最薄，但殼側(cè)不易清洗或檢修，所以殼程必須走清潔且不易結(jié)垢的流體。當(dāng)兩流體溫差較大時(shí)，可采用具有膨脹節(jié)的殼體。但是不宜用于兩流體溫差過大(一般要<70℃)和殼程壓

過高(可通過改變材料、殼體厚度、封頭與管板

設(shè)計(jì)來增加其可承受壓力)的場合。1.030浮頭式換熱器克服了固定式的缺點(diǎn)，管束的熱膨脹不受殼體的約束，檢修和清洗

只要將整個(gè)管束抽出即可，但結(jié)構(gòu)復(fù)雜，安裝時(shí)浮頭端泄露不好控制。適用于冷熱流體溫差較大，殼程介質(zhì)腐蝕

強(qiáng)、易結(jié)垢的情況。1.246U型管式換熱結(jié)構(gòu)較浮頭簡單，但是管程不易清洗，且每根管流程不同，不均勻，且造價(jià)高，適用于高溫高壓情況下，不適合做大直徑設(shè)備。1.28外填料函式換熱器具有浮頭式換熱器優(yōu)點(diǎn)，又克服了固定式換熱器的缺點(diǎn)，結(jié)構(gòu)簡單，制造方便，易于檢修和清洗，適合于殼程壓力不高、較嚴(yán)重腐蝕的介質(zhì)、溫差較大而經(jīng)常要更換管束的冷卻器。1.01物流流程選擇1.不潔凈和易結(jié)垢的流體宜走管程，因?yàn)楣艹糖逑幢容^方便。2.腐蝕性的流體宜走管程，以免管子和殼體同時(shí)被腐蝕，且管程便于檢修和更換。3.壓力高的流體宜走管程，以免殼體受壓，可節(jié)省殼體金屬消耗量。4.被冷卻的流體宜走殼程，可利用殼體對外的散熱作用，增強(qiáng)冷卻效果。5.飽和蒸汽宜走殼程，可利用殼體對外的散熱作用，增強(qiáng)冷卻效果。6.有毒易污染的流體宜走管程，以減少泄露量。7.流量小或黏度大的流體宜走殼程，因流體在有折流擋板的殼程中流動，可提高傳熱系數(shù)。8.若兩流體溫差大，宜使對流傳熱系數(shù)大的流體走殼程，以減小溫差應(yīng)力。換熱管管子的外形列管換熱器的管子外形有光滑管和螺紋管兩種。一般按光滑管設(shè)計(jì)。當(dāng)殼程膜系數(shù)低，采取其他措施效果不顯著時(shí)，可選用螺紋管，它能強(qiáng)化殼程的傳熱效果，減少結(jié)垢的影響。管子的排列方式相同殼徑時(shí)，采用正三角形排列要比正方形排列可多排布管子，使單位傳熱面積的金屬耗量降低。一般殼程流體不易結(jié)垢或可以進(jìn)行化學(xué)清洗的場合下，推薦用正三角形排列。必須進(jìn)行機(jī)械清洗的場合，則采用正方形排列。管子直徑管徑越小換熱器越緊湊、越便宜。但是，管徑越小換熱器的壓降越大，為了滿足允許的壓力降一般選用Ф19mm的管子。對于易結(jié)垢的物料，為方便清洗，采用外徑為25mm的管子。對于有氣液兩相流的工藝物流，一般選用較大的管徑。直徑小的管子可以承受更大的壓力，而管壁較薄，有利傳熱；相同的殼徑，可以排較多的小管子，使傳熱面積增大，單位傳熱面積的金屬耗量降低。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。管長無相變換熱時(shí)，管子較長，傳熱系數(shù)增加。在相同傳熱面時(shí)，采用長管管程數(shù)較少，壓力降小，而且每平方米傳熱面的比價(jià)也低。但是，管子過長給制造帶來困難。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量，更為經(jīng)濟(jì)。因此，一般選用管長4到6m。對于大面積或無相變的換熱器可以選用8到9m的管長。管心距管心距小、設(shè)備緊湊，但將引起管板增厚、清潔不便、殼程壓降增大，一般選用范圍為管外徑的1.25到1.5倍。上述情況，在選用標(biāo)準(zhǔn)系列設(shè)備或設(shè)計(jì)非定型設(shè)備時(shí)，結(jié)合任務(wù)的要求，作出適當(dāng)?shù)倪x擇。設(shè)計(jì)條件的確定表STYLEREF1\s8SEQ表\*ARABIC\s122 換熱器設(shè)計(jì)條件管程殼程進(jìn)口物流甲苯/水混合物冷卻水進(jìn)口溫度/℃58.2230.44出口物流甲苯/水混合物冷卻水出口溫度/℃4235壓力/MPa-0.080共沸塔冷凝器用于冷卻T0202共沸精餾塔塔頂?shù)奈锪鳌Ｊ筎0202塔頂液與冷卻水換熱，從而實(shí)現(xiàn)精餾塔內(nèi)汽液兩相間的熱量及質(zhì)量傳遞。此物流從T0202塔頂進(jìn)入冷凝器中，經(jīng)冷凝器冷卻完全液化，回流至塔內(nèi)。熱物流存在相變，考慮到塔頂物流中主要為甲苯和水，甲苯具有毒性，故選擇殼程流股為冷卻水，管程流股為熱物流。工藝過程的計(jì)算由換熱網(wǎng)絡(luò)可以確定此換熱器所通過的熱流量為Q=2.23MW。計(jì)算平均傳熱溫差為：?t其中：T1——管程熱物流進(jìn)口溫度/℃T2——管程熱物流出口溫度/℃t1——?dú)こ汤湮锪鬟M(jìn)口溫度/℃t2——?dú)こ汤湮锪鞒隹跍囟?℃根據(jù)《流體流動與傳熱》中對于K的取值范圍，選擇K=1160W/m2·Q=KS為保證換熱效果，在物流與公用工程進(jìn)行換熱時(shí)，應(yīng)留有15%~25%的裕度，故選擇設(shè)計(jì)面積為：S根據(jù)管殼式換熱器系列標(biāo)準(zhǔn)中固定管板式換熱器（JB/T4715—92）以及計(jì)算出來的換熱面積選擇標(biāo)準(zhǔn)換熱器型號基本參數(shù)為：表2—6冷凝器基本參數(shù)公稱直徑D公稱壓力P管程數(shù)N管子根數(shù)n中心排管數(shù)管程流通面積/m3換熱管長度L計(jì)算換熱面積/m7001.61607270.10734500159.4反算裕度H為：H=符合要求。壓縮機(jī)選型一覽表名稱型號氣體介質(zhì)氣量m3/min壓力MPa輸入功率Kw吸口出口空氣壓縮機(jī)HSK7451-70-40P空氣2321.92.850.1循環(huán)氣壓縮機(jī)HSK7461-80-40P循環(huán)氣2661.92.853.8儲罐選型一覽表設(shè)備名稱停留時(shí)間/t選型容積數(shù)量介質(zhì)材料質(zhì)量/噸丙烯儲罐14400球形儲罐（壁厚58mm）45001丙烯18MnMoNbR657丙烯酸儲罐14400球形儲罐（壁厚8mm）30001丙烯酸19MnMoNbR118醋酸儲罐14400HG21502.1-92-2052001醋酸Q235-A9.76丙烯緩沖罐5HG21502.2-92-1053001丙烯Q235-A15.98第一混合罐5HG21502.2-92-1053001水、空氣Q235-A15.98第二混合罐5HG21502.2-92-12330001丙烯、水、空氣16MnR89.485第三混合罐5HG21502.2-92-12550001丙烯醛、氧氣16MnR134.435共沸塔回流罐5HG5-1580-85-20831丙烯酸、醋酸16MnR0.98脫醋酸塔回流罐5HG5-1580-85-2051.51丙烯酸16MnR0.775脫重塔回流罐5HG5-1580-85-20621丙烯酸16MnR1.05反應(yīng)精餾塔回流罐5HG5-1580-85-2020.51丙烯酸16MnR0.315共沸塔分相器5HG5-1579-85-247161甲苯、水16MnR4.07換熱器選型一覽表名稱換熱器型號公稱直徑DN公稱壓力PN管程數(shù)管子根數(shù)N中心排管數(shù)管城流通面積m3換熱管長度換熱面積m2換熱管直徑mmMPanm二段反應(yīng)氣冷卻器G1000Ⅰ-16-44510001.611267390.22396000446.219脫重塔再沸器GCH1000-16-11010001.61749300.2594200011125共沸塔再沸器GCH700-16-657001.61355210.123250065.725反應(yīng)精餾塔冷凝器G159Ⅰ-16-11591.611550.002715001.319二段反應(yīng)氣預(yù)熱進(jìn)氣G400Ⅱ-16-304001.6294110.0163450032.525反應(yīng)精餾塔再沸器GCH400-16-8.54001.615170.43615008.538共沸塔冷凝器G700Ⅰ-16-1507001.61607270.10734500159.419一段反應(yīng)器冷卻與共沸塔再沸器GCH1100-16-17511001.61931330.3225250017525醋酸產(chǎn)品冷卻器G159Ⅰ-16-11591.611550.002715001.3