ImageVerifierCode 换一换
格式:DOC , 页数:30 ,大小:763KB ,
资源ID:2037223      下载积分:10 金币
验证码下载
登录下载
邮箱/手机:
验证码: 获取验证码
温馨提示:
支付成功后,系统会自动生成账号(用户名为邮箱或者手机号,密码是验证码),方便下次登录下载和查询订单;
特别说明:
请自助下载,系统不会自动发送文件的哦; 如果您已付费,想二次下载,请登录后访问:我的下载记录
支付方式: 支付宝    微信支付   
验证码:   换一换

开通VIP
 

温馨提示:由于个人手机设置不同,如果发现不能下载,请复制以下地址【https://www.zixin.com.cn/docdown/2037223.html】到电脑端继续下载(重复下载【60天内】不扣币)。

已注册用户请登录:
账号:
密码:
验证码:   换一换
  忘记密码?
三方登录: 微信登录   QQ登录  
声明  |  会员权益     获赠5币     写作写作

1、填表:    下载求助     留言反馈    退款申请
2、咨信平台为文档C2C交易模式,即用户上传的文档直接被用户下载,收益归上传人(含作者)所有;本站仅是提供信息存储空间和展示预览,仅对用户上传内容的表现方式做保护处理,对上载内容不做任何修改或编辑。所展示的作品文档包括内容和图片全部来源于网络用户和作者上传投稿,我们不确定上传用户享有完全著作权,根据《信息网络传播权保护条例》,如果侵犯了您的版权、权益或隐私,请联系我们,核实后会尽快下架及时删除,并可随时和客服了解处理情况,尊重保护知识产权我们共同努力。
3、文档的总页数、文档格式和文档大小以系统显示为准(内容中显示的页数不一定正确),网站客服只以系统显示的页数、文件格式、文档大小作为仲裁依据,个别因单元格分列造成显示页码不一将协商解决,平台无法对文档的真实性、完整性、权威性、准确性、专业性及其观点立场做任何保证或承诺,下载前须认真查看,确认无误后再购买,务必慎重购买;若有违法违纪将进行移交司法处理,若涉侵权平台将进行基本处罚并下架。
4、本站所有内容均由用户上传,付费前请自行鉴别,如您付费,意味着您已接受本站规则且自行承担风险,本站不进行额外附加服务,虚拟产品一经售出概不退款(未进行购买下载可退充值款),文档一经付费(服务费)、不意味着购买了该文档的版权,仅供个人/单位学习、研究之用,不得用于商业用途,未经授权,严禁复制、发行、汇编、翻译或者网络传播等,侵权必究。
5、如你看到网页展示的文档有www.zixin.com.cn水印,是因预览和防盗链等技术需要对页面进行转换压缩成图而已,我们并不对上传的文档进行任何编辑或修改,文档下载后都不会有水印标识(原文档上传前个别存留的除外),下载后原文更清晰;试题试卷类文档,如果标题没有明确说明有答案则都视为没有答案,请知晓;PPT和DOC文档可被视为“模板”,允许上传人保留章节、目录结构的情况下删减部份的内容;PDF文档不管是原文档转换或图片扫描而得,本站不作要求视为允许,下载前自行私信或留言给上传者【可****】。
6、本文档所展示的图片、画像、字体、音乐的版权可能需版权方额外授权,请谨慎使用;网站提供的党政主题相关内容(国旗、国徽、党徽--等)目的在于配合国家政策宣传,仅限个人学习分享使用,禁止用于任何广告和商用目的。
7、本文档遇到问题,请及时私信或留言给本站上传会员【可****】,需本站解决可联系【 微信客服】、【 QQ客服】,若有其他问题请点击或扫码反馈【 服务填表】;文档侵犯商业秘密、侵犯著作权、侵犯人身权等,请点击“【 版权申诉】”(推荐),意见反馈和侵权处理邮箱:1219186828@qq.com;也可以拔打客服电话:4008-655-100;投诉/维权电话:4009-655-100。

注意事项

本文(年产10万吨甲醇转化工段中换热器的设计-毕设论文.doc)为本站上传会员【可****】主动上传,咨信网仅是提供信息存储空间和展示预览,仅对用户上传内容的表现方式做保护处理,对上载内容不做任何修改或编辑。 若此文所含内容侵犯了您的版权或隐私,请立即通知咨信网(发送邮件至1219186828@qq.com、拔打电话4008-655-100或【 微信客服】、【 QQ客服】),核实后会尽快下架及时删除,并可随时和客服了解处理情况,尊重保护知识产权我们共同努力。
温馨提示:如果因为网速或其他原因下载失败请重新下载,重复下载【60天内】不扣币。 服务填表

年产10万吨甲醇转化工段中换热器的设计-毕设论文.doc

1、毕 业 设 计(论文)(说 明 书)题 目:年产10万吨甲醇转化工段中换热器的设计 姓 名: 陈佳星 编 号: 平顶山工业职业技术学院 年 月 日平顶山工业职业技术学院毕 业 设 计 (论文) 任 务 书姓名 陈佳星 专业 应用化工技术 任 务 下 达 日 期 年 月 日设计(论文)开始日期 年 月 日设计(论文)完成日期 年 月 日设计(论文)题目: 年产10万吨甲醇转化工段中换热器的设计 A编制设计 B设计专题(毕业论文) 指 导 教 师 信熙卿 系(部)主 任 吴济民 年 月 日平顶山工业职业技术学院毕业设计(论文)答辩委员会记录 化工 系 应用化工技术 专业,学生 于 年 月 日进行了

2、毕业设计(论文)答辩。设计题目: 年产10万吨甲醇转化工段中换热器的设计 专题(论文)题目: 年产10万吨甲醇转化工段中换热器的设计 指导老师: 信熙卿 答辩委员会根据学生提交的毕业设计(论文)材料,根据学生答辩情况,经答辩委员会讨论评定,给予学生 毕业设计(论文)成绩为 。答辩委员会 人,出席 人答辩委员会主任(签字): 答辩委员会副主任(签字): 答辩委员会委员: , , , , , , 平顶山工业职业技术学院毕业设计(论文)评语第 页共 页学生姓名: 陈佳星 专业 应用化工技术 年级 11级一班 毕业设计(论文)题目: 年产10万吨甲醇转化工段中换热器的设计 评 阅 人: 指导教师: (

3、签字) 年 月 日成 绩: 系(科)主任: (签字) 年 月 日毕业设计(论文)及答辩评语: 摘要本设计是关于浮头式换热器的设计,主要是进行了换热器的工艺计算、换热器的结构和强度设计。换热器是化工、炼油、动力、食品、轻工、原子能、制药、机械及其它许多工业部门广泛使用的一种通用设备。近二三十年来,化工、石油、轻工等过程工业得到了迅猛发展。因此,要求提供尺寸小,重量轻、换热能力大的换热设备。在设计过程中,我尽量采用较新的国家标准,做到既满足设计要求,又使结构优化,降低成本,以提高经济效益为主,力争使产品符合生产实际需要,适合市场激烈的竞争。关键词:换热器; 设计; 甲醇; 校核;AbstractT

4、his design manual is about the floating head heat exchanger design, mainly for the heat exchanger process calculation, heat exchanger design of the structure and strength. Heat exchanger is the chemical, oil refining, power, food, light industry, atomic energy, pharmaceutical, machinery, and other w

5、idely used in many industrial sectors as a general-purpose device. The past 23 years, chemical, petroleum, light industry and other process industries have been developing rapidly. Therefore, the required small size, light weight, large capacity heat exchanger heat transfer equipment. In the design

6、process, I try to use a relatively new national standard, so not only meet the design requirements, but also to structural optimization, cost reduction, mainly to improve economic efficiency, and strive to make the products meet the actual needs of production for the market competition.Key words: Ex

7、changer; Design; Methanol; Check;目录前言1第1章 概述21.1产品的性质21.1.1甲醇物性21.1.2产品的用途21.1.3 甲醇的发展前景31.2甲醇生产的基本原理31.2.1甲醇合成31.2.2甲醇生产工艺流程41.2.3反应原理41.3甲醇转化工段生产工艺流程51.3.1 转化流程图51.3.2转化工艺流程6第2章 换热器的种类和选用72.1 换热器的应用及其发展72.2换热器的种类82.2.1间壁式换热器的类型82.2.2套管式换热器:82.2.3管壳式换热器:82.3换热器设计方案的确定8第3章 换热器设计方案的确定和工艺参数的计算103.1.换热

8、器的工艺计算103.1.1 确定物性数据103.1.2 计算冷却剂用量113.1.3 计算传热面积113.1.4管程,壳程的平均温差123.2换热器工艺尺寸的计算133.2.1 管径选用133.2.2管子数133.2.3管子排列方式和管间距确定133.2.4 壳体内径133.2.5换热器壳体壁厚143.2.6 折流板选择143.2.7其他附件153.3换热器核算换热器核算153.3.1 壳程表面给热系数153.3.2管内表面给热系数163.3.3 传热面积裕度173.3.4换热器内流体的流动阻力183.3.5管子拉脱力计算18第4章 换热器主要结构尺寸和计算结果列表20第5章 结 论21参考文

9、献22致谢23平顶山工业职业技术学院毕业设计说明书(论文)前言我国是一个少油多煤的国家,煤炭贮量非常丰富,煤种齐全。但到目前为止,我国煤炭资源的综合利用水平还很低,基本上处于小型化、分散化、产品单一化、浪费大、污染严重和低效益的状态。因此建设大型煤炭综合利用的焦化基地,实现煤炭资源的综合利用,生产高附加值的深加工产品,调整产业结构,保护环境,带动区域经济乃至行业经济的发展已成为必然趋势。合成甲醇技术是煤化工技术在能源转换的背景下研究开发的,其宗旨是以水煤气为原料,扩大炭资源的使用范围,缓和石油危机。因此,充分利用丰富的煤炭资源,大力发展洁净煤技术和新一代煤化工技术是非常必要的,既对我国合理利用

10、资源、有效利用能源和促进经济可持续发展具有重要的现实,又对保护国家能源安全具有深远的战略意义。众所周知,甲醇是重要的化工产品,也是重要的化工原料,又是很有发展前途的重要燃料。由甲醇合成的后加工产品名目繁多,效益显著,市场非常活跃,发展前景十分广阔。第1章 概述1.1产品的性质1.1.1甲醇物性甲醇(Methanol Methyl alcohol) 又名木醇,木酒精, 甲基氢氧化物,是一种最简单的饱和一元醇,化学分子式为,相对分子质量32.04.相对密度0792(20/4),熔点-978,沸点645,闪点1222,自然点46389,蒸汽密度111kg/m3,蒸汽压1333kPa(100mmHg,

11、212),蒸汽与空气混合物爆炸范围6%365%。在通常情况下,甲醇是一种有毒,无色易挥发和易燃的无色液体,具有类似于酒精的味道。 甲醇能与水,乙醇,乙醚,酮,卤代烃和许多其他有机溶剂相混溶,并与它们形成共沸混合物。1.1.2产品的用途甲醇是重要的化工原料,应用广泛,主要用于生产甲醛,其消耗量约占甲醇总量的30%40%;其次作为甲基化剂,生产甲胺、丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸甲酯、甲基叔丁基醚、对苯二甲酸二甲酯;甲醇羰基化可生产醋酸、酸酐、甲酸甲酯、碳酸二甲酯等。其次,甲醇低压羰基化生产醋酸,近年来发展很快。随着碳化工的发展,由甲醇出发合成乙二醇、乙醛、乙醇等工艺正在日益受到重视。甲醇作为重要原料在敌

12、百虫、甲基对硫磷、多菌灵等农药生产中,在医药、染料、塑料、合成橡胶,合成纤维等工业中有着重要的地位。甲醇还可经生物发酵生成甲醇蛋白,用作饲料添加剂。(1)甲醇氧化制甲醛甲醇在高温、浮石银、催化剂或其它固体催化剂存在下直接氧化制甲醛。目前,国内外以上的甲醇用于制甲醛,进而合成树脂、塑料及其他化工原料。聚甲醛是性能优良的工程塑料,其用途十分广泛。甲醛还用来制取丁二醇、乌洛托品等近一百种下游产品。(2)甲醇氨化制甲胺将甲醇与氨气按照一定比例混合,在370420、5.020.0MPa压力下,以活性氧化铝为催化剂进行合成,制得甲胺、二甲胺、三甲胺的混合物,再经精馏可得一、二或三甲胺产品。一、二、三甲胺用

13、于农药、医药、染料方面或用作有机原料中间体。 (3)甲醇羰基化反应制醋酸。由甲醇和一氧化碳在低压下羰基合成制醋酸,其总量占世界醋酸生产能力的50%以上。(4)甲醇酯化可生产各种酯类化合物。(5)甲醇在金属硅铝催化剂或ZSM-5型分子筛存在下,脱水可制得二甲醚。(6)甲醇用作燃料。1.1.3 甲醇的发展前景甲醇作为最有希望代替汽油的并且将成为二十一世纪有竞争力的可选清洁燃料,具有非常好的发展前景。所以专家认为,必须开拓甲醇作为车用燃料的用途,即发展甲醇汽车才能使甲醇取得较好的经济效益。甲醇汽油是符合我国国情的替代能源之一,不仅符合国家节能减排政策的要求,而且因甲醇汽油可部分替代石油,在一定程度上

14、相当于扩大了我国石油战略储备。与此同时,推广甲醇汽油,一方面可以释放我国每年2000多万吨的甲醇产能,改变我国甲醇产能严重过剩的局面,提高甲醇生产企业的开工率。另一方面,甲醇汽油的生产成本低,甲醇汽油价格更为优惠,更适用于老百姓的需求,更经济实惠。我国现在提出了四个石油替代路径:天然气替代、电动力替代、生物燃料替代和煤基燃料替代,煤基燃料替代包括煤制天然气、甲醇、二甲醚、合成油等。煤基醇醚燃料更具有大规模、基地化推广的现实性,是最实用、经济的选择。由于甲醇在我国已经有一定规模的生产,另外甲醇的投资成本低,无论甲醇汽油生产技术还是甲醇车辆生产技术都已经非常成熟了。如果甲醇汽油作为车用燃料相比于其

15、他能源具有一定的优势,甲醇汽油也是一种液体燃料,好多特性和汽油雷同,但比汽油更安全、更节能、更环保。此外,甲醇汽油可直接利用现在所有中石油和中石化的输配系统进行快速推广,推广渠道会相对便捷一些,推广成本也非常小。1.2甲醇生产的基本原理1.2.1甲醇合成目前甲醇生产技术主要采用高压法、中压法和低压法三种工艺,并且以低压法为主,这三种方法生产的甲醇约占世界甲醇产量的80%以上。高压法:(19.6-29.4Mpa)是最初生产甲醇的方法,采用锌铬催化剂,反应温度360-400,压力19.6-29.4Mpa。高压法由于原料和动力消耗大,反应温度高,生成粗甲醇中有机杂质含量高,而且投资大,其发展长期以来

16、处于停顿状态。低压法:(5.0-8.0 Mpa)是20世纪60年代后期发展起来的甲醇合成技术,低压法基于高活性的铜基催化剂,其活性明显高于锌铬催化剂,反应温度低(240-270)。在较低压力下可获得较高的甲醇收率,且选择性好,减少了副反应,改善了甲醇质量,降低了原料消耗。此外,由于压力低,动力消耗降低很多,工艺设备制造容易。中压法:(9.8-12.0 Mpa)随着甲醇工业的大型化,如采用低压法势必导致工艺管道和设备较大,因此在低压法的基础上适当提高合成压力,即发展成为中压法。中压法仍采用高活性的铜基催化剂,反应温度与低压法相同,但由于提高了压力,相应的动力消耗略有增加。甲醇的生产方法其他还有:

17、甲烷直接氧化法、由一氧化碳和氢气合成甲醇、液化石油气氧化法。比较甲醇生产的优缺点,以投资成本,生产成本,产品收率为依据,选择低压法为生产甲醇的工艺,用和在加热压力下,在催化剂作用下合成甲醇,其主要反应式为:1.2.2甲醇生产工艺流程本设计采用焦炉煤气合成的甲醇。工艺流程如下:焦炉煤气气柜脱硫处理甲烷转化合成气压缩储罐精馏甲醇合成图 1-1 焦炉煤气制甲醇工艺流程图 焦炉煤气经过气柜,在气柜中缓冲稳压,选择低温低压的方式,压力为5.5-6Mpa;然后焦炉煤气中S含量较高,必须用加H2转化有机硫工艺,将焦炉气脱硫处理;然后将焦炉煤气纯氧部分氧化催化转化甲烷,氧气与焦炉煤气不完全燃烧,放出大量热,甲

18、烷与氢气吸收热量反应,最终产物为CO、H2、;将合成的净化原料气压缩,送去合成塔合成甲醇。1.2.3反应原理用氢与一氧化碳在催化剂的作用下合成甲醇,是工业化生产甲醇的主要方法。很多研究证明,氢与一氧化碳在合成反应中发生的变化很复杂,可以用以下的几个化学反应式来说明。(1)主反应= H=90.64/mol 当原料气中存在二氧化碳时,也能和氢气反应生成甲醇。其反应为 = H=4967/mol (2)副反应= = = 当有铁、钴、钼、镍等金属存在时,可能会有下列副反应 = 从产物(甲醇)出发的副反应= 这些副反应产物还可以进行脱水缩合酯化和酮基化反应等,生成烯烃,酯类或酮类等副产物。当催化剂中混有碱

19、类时,这些化物的生成大大地被加强。1.3甲醇转化工段生产工艺流程1.3.1 转化流程图图1-1转化工段流程图1.3.2转化工艺流程(1)焦炉气 来自压缩岗位的焦炉气经焦炉气初预热器加热至300左右,送往精脱硫岗位脱除有机硫和无机硫后,硫含量0.1ppm,压力约2.3Mpa,温度约380去转化工序。在焦炉气中加入3.0Mpa的过热饱和蒸汽(蒸汽流量根据焦炉气的流量来调节),经焦炉气预热器加热至530后,再经预热炉预热至660左右进入转化炉顶部。同时配入了3.0Mpa过热饱和蒸汽(蒸汽流量根据氧气的流量来调节)的氧气也进入转化炉顶部与焦炉气混合后发生转化反应,反应后的转化气由转化炉底部引出,温度9

20、85,压力约2.2Mpa,甲烷含量1.0%,进入废锅回收热量副产蒸汽。转化气温度降为540,然后经焦炉气预热器,温度降至420左右,再进入焦炉气初预热器,温度降至320后,经锅炉给水预热器进一步回收反应热后,转化气温度降至160,再经蒸发式空冷器冷却到100左右,经分离器分离后进入脱盐水预热器为脱盐水预热,从脱盐水预热器出来的转化气约40,再经气液分离器分离后,进入常温氧化锌脱硫槽,常温氧化锌出口温度40,压力2.0Mpa送往合成气压缩机入口。(2)燃料气 来自甲醇合成的燃料气与来自气柜的高硫煤气一起进入燃料气混合器混合后,一部分进入预热炉底部,与空气鼓风机送来的空气混合后燃烧,为预热炉提供热

21、量,另一部分送精脱硫升温炉作燃料。(3)氧气 来自气体厂的氧气,温度为100,压力2.5Mpa,与经预热炉加热后的蒸汽混合后进入转化炉上部,氧气流量根据转化炉出口温度来调节。(4)锅炉给水 来自脱盐水站的脱盐水,温度约104,经除氧槽除去氧后用锅炉给水泵加压到4.2Mpa,在锅炉给水预热器加热至190后,一部分送往甲醇合成,另一部分经汽包进入废锅生产3.0Mpa中压蒸汽。废热锅炉所产蒸汽除给本工序用外,富裕蒸汽送至蒸汽管网。第2章 换热器的种类和选用2.1 换热器的应用及其发展它是化工、炼油、动力、食品、轻工、原子能、制药、机械及其它许多工业部门广泛使用的一种通用设备。在化工厂中,换热设备的投

22、资约占总投资的10%20%;在炼油厂中,约占总投资的35%40%。例如,如烟道气(约200300)、高炉炉气(约1500)、需要冷却的化学反应工艺气(3001000)等的余热,通过余热锅炉可生产压力蒸汽,作为供热、供气、发电和动力的辅助能源,从而提高热能的总利用率,降低燃料消耗和电耗,提高工业生产经济效益。由于制造工艺和科学水平的限制,早期的换热器只能采用简单的结构,而且传热面积小、体积大和笨重,如蛇管式换热器等。随着制造工艺的发展,逐步形成一种管壳式换热器,它不仅单位体积具有较大的传热面积,而且传热效果也较好,长期以来在工业生产中成为一种典型的换热器。二十世纪20年代出现板式换热器,并应用于

23、食品工业。以板代管制成的换热器,结构紧凑,传热效果好,因此陆续发展为多种形式。30年代初,瑞典首次制成螺旋板换热器。接着英国用钎焊法制造出一种由铜及其合金材料制成的板翅式换热器,用于飞机发动机的散热。30年代末,瑞典又制造出第一台板壳式换热器,用于纸浆工厂。在此期间,为了解决强腐蚀性介质的换热问题,人们对新型材料制成的换热器开始注意。60年代左右,由于空间技术和尖端科学的迅速发展,迫切需要各种高效能紧凑型的换热器,再加上冲压、钎焊和密封等技术的发展,换热器制造工艺得到进一步完善,从而推动了紧凑型板面式换热器的蓬勃发展和广泛应用。此外,自60年代开始,为了适应高温和高压条件下的换热和节能的需要,

24、典型的管壳式换热器也得到了进一步的发展。近二三十年来,化工、石油、轻工等过程工业得到了迅猛发展。能源紧缺已成为世界性重大问题之一,各工业部分都在大力发展大容量、高性能设备,以减少设备的投资和运转费用。因此,要求提供尺寸小,重量轻、换热能力大的换热设备。特别是20世纪70年代的世界能源危机,加速了当代先进换热技术和节能技术的发展。世界各国十分重视传热强化和热能回收利用的研究和开发工作,开发适用于不同工业过程要求的高效能换热设备来提高工业生产经济效益,并取得了丰硕成果。到目前为止,已研究和开发出多种新的强化传热技术和高效传热元件。为了强化传在研究和发展热管的基础上又创制出热管式换热器。2.2换热器

25、的种类2.2.1间壁式换热器的类型夹套式板式换热器这种换热器是在容器外壁安装夹套制成,结构简单;但其加热面受容器壁面限制,传热系数也不高.为提高传热系数且使釜内液体受热均匀,可在釜内安装搅拌器.当夹套中通入冷却水或无相变的加热剂时,亦可在夹套中设置螺旋隔板或其它增加湍动的措施,以提高夹套一侧的给热系数.为补充传热面的不足,也可在釜内部安装蛇管. 夹套式换热器广泛用于反应过程的加热和冷却。喷淋式换热器:这种换热器是将换热管成排地固定在钢架上,热流体在管内流动,冷却水从上方喷淋装置均匀淋下,故也称喷淋式冷却器.喷淋式换热器的管外是一层湍动程度较高的液膜,管外给热系数较沉浸式增大很多.另外,这种换热

26、器大多放置在空气流通之处,冷却水的蒸发亦带走一部分热量,可起到降低冷却水温度,增大传热推动力的作用.因此,和沉浸式相比,喷淋式换热器的传热效果大有改善。2.2.2套管式换热器:套管式换热器是由直径不同的直管制成的同心套管,并由U形弯头连接而成.在这种换热器中,一种流体走管内,另一种流体走环隙,两者皆可得到较高的流速,故传热系数较大.另外,在套管换热器中,两种流体可为纯逆流,对数平均推动力较大。套管换热器结构简单,能承受高压,应用亦方便(可根据需要增减管段数目). 特别是由于套管换热器同时具备传热系数大,传热推动力大及能够承受高压强的优点,在超高压生产过程(例如操作压力为3000大气压的高压聚乙

27、烯生产过程)中所用的换热器几乎全部是套管式。2.2.3管壳式换热器:管壳式(又称列管式) 换热器是管壳式换热器主要有壳体、管束、管板和封头等部分组成,壳体多呈圆形,内部装有平行管束或者螺旋管,,管束两端固定于管板上。在管壳换热器内进行换热的两种流体,一种在管内流动,其行程称为管程;一种在管外流动,其行程称为壳程。2.3换热器设计方案的确定列管式换热器是目前化工生产应用最广泛的传热设备,结构简单、制造的材料范围较广、操作弹性也较大等。因此在高温、高压和大型装置上多采用列管式换热器。本设计中得锅炉给水换热器,要使转化气进口温度由320冷却到160,锅炉给水得温度由100加热到190。根据两种物体的

28、性质,规定转化气走管程,锅炉给水水走壳程。本设计换热器得压力为4.2Mpa.第3章 换热器设计方案的确定和工艺参数的计算3.1.换热器的工艺计算3.1.1 确定物性数据表3-1转化气、锅炉给水进出口温度转化气锅炉给水进口出口进口出口320160100190定型温度:对于一般气体和水等的粘度流体,其定性温度可取流体进出口温度的平均值,故管程混合气的定性温度为:壳程转化气的定性温度为: 根据定性温度,分别取管程和壳程流体的有关物性数据。对混合气体来说,最可靠的物性数据是实测值。转化气在320下的有关物性数据 水在100下的有关物性数据: 32/44.975mkg=r 设计锅炉给水预热器中转化气流量

29、31000m/h3.1.2 计算冷却剂用量在热损失不计的情况下,对于无相变的工艺物流,冷凝器的热流量由下式确定: 则冷却剂用量为: 3.1.3 计算传热面积热流体:320160冷流体:190100 换热器传热面: 3.1.4管程,壳程的平均温差; 查表得出 =0.8 由公式得: 换热器壳、管壁温差 763.2换热器工艺尺寸的计算3.2.1 管径选用 选用较高级的冷拔穿热管(碳钢)3.2.2管子数 取L=6m, 根据式子 3.2.3管子排列方式和管间距确定 管子的排列方法常用的有正三角形直列,正三角形错列,正方形直列和正方形错列。正三角形排列比较紧凑,在一定的壳径内可排列较多的管子,且传热效果好

30、,但管外清洗较为困难。而正方形排列,管外清洗方便,适用于壳程中的流体易结垢的情况,其传热效果较正三角形差些。以上排列方式中最常用的是正三角形错 列,用于壳侧流体清洁,不易结垢,后者壳侧污垢可以用化学处理掉的场合。本设计采用正三角形排列,经查得层数为13层。取管间距a=32mm,3.2.4 壳体内径 采用单管程结构,壳体内径可按下式计算: 式中Di换热器内径;b正六角形对角线上的管子数,查得b=13 l最外层管子的中心到壳壁边缘的距离,取l=2d 圆整后实取Di=900mm3.2.5换热器壳体壁厚 材料选用Q235,计算壁厚为 +C 式中P设计压力,取P=4.2MPa; Di=900mm ; +

31、C 3.2.6 折流板选择 采用弓形折流板,取弓形折流板圆缺高度为壳体内径的 25%,则切去的圆缺的高度为: 间距是壳体内径的1/5,间距B长度; 折流板数: 3.2.7其他附件拉杆数量与直查相关的表选取,本换热器壳体内径为900mm,由工程力学计算得知拉杆直径为 拉杆数量不得少于 10 个。3.3换热器核算换热器核算3.3.1 壳程表面给热系数 壳程流通截面积: 2 壳程流速 雷诺数; , 普朗特常数 3.3.2管内表面给热系数 管程流通截面积: 管程流速 雷诺数; 普朗特常数 3.3.3 传热面积裕度 由下式可得所计算的传热面积AT为 该换热器的实际传热面积为: 该换热器的面积裕度 为保证

32、该换热器的可靠性,一般应使换热器的面积裕度大于15%20%。3.3.4换热器内流体的流动阻力 3.3.5管子拉脱力计算 在操作压力下,每平方胀接周边所产生的力Qp =3.9610-4 公式中; P=4.2MPa L=0.18M 由公式得 -4/ =0.1177Mpa3.4换热器主要结构尺寸和计算结果列表表4-1换热器设计参数项目结果单位换热器公称直径D900换热器管程数p1-换热器管子总数Nt588根换热器单管长度L6换热器管子规格换热器管子排列方式正三角形-管心距32管板厚度T30折流板间距B180折流板个数NB32根壳体厚度d25第5章 结 论本设计参阅了大量的相关书籍和资料,并严格依照G

33、B 150-1998钢制压力容器和GB 151-1999管壳式换热器的规定进行相应的计算。在设计过程中,其结构的选择,要考虑到总体结构的特点,而对相应结构的优缺点进行对比而选择,对选定的结构进行强度校核和水压试验。提高传热效率和抗腐蚀的材料是炼油、化工等许多部门的要求。在能源日渐被消耗的今天,应在满足强度校核的条件下,尽可能的减少材料的消耗。在本设计中,对换热器的中存在的问题进行了解决和对结构进行了最优的选择。本换热器在设计工艺上:换热器的管束可以抽出,管、壳程清洗较为方便,在换热器内部的介质间温差不受限制,可在高温、高压下工作,一般温度在300-400K,压力4045Kpa。也可用于结垢比较

34、严重的流体,换热器的材料是耐腐蚀的,所以可用于管程易腐蚀场合。换热器在实际生产过程中:换热器冷却了转化气的温度,使出口温度控制在工艺要求的范围之内。换热器通过热交换使锅炉给水达到190度,可以直接提供给汽包上水,用于产生蒸汽。这样不仅提高了转化工段的生产效率,也节约了化工生产的成本。参考文献1 GB1501998钢制压力容器国家技术监督局2 GB1511999管壳式换热器 国家技术监督局3 毛希澜化工设备设计全书换热器设计上海:上海科技出版社,19864 朱有庭等化工设备设计手册 北京:化学工业出版社, 20055 黄嘉琥编 压力容器材料实用手册 北京:化学工业出版社,19976 黄载生主编化工机械力学基础 北京:化学工业出版社, 19907 王宽福编 压力容器焊接结构工程分析 北京:化学工业出版社, 19988 卓震主编 化工容器及设备 北京:中国石化出版社, 19959 郑津洋等 过程设备设计 北京:化学工业出版社, 200510 贺匡国主编 化工容器及设备简明设计手册 北京:化学工业出版社, 19911

移动网页_全站_页脚广告1

关于我们      便捷服务       自信AI       AI导航        获赠5币

©2010-2024 宁波自信网络信息技术有限公司  版权所有

客服电话:4008-655-100  投诉/维权电话:4009-655-100

gongan.png浙公网安备33021202000488号   

icp.png浙ICP备2021020529号-1  |  浙B2-20240490  

关注我们 :gzh.png    weibo.png    LOFTER.png 

客服