搅拌釜式反应器专业课程设计.doc

搅拌釜式反映器课程设计任务书 一、设计内容安排1. 釜式反映器构造设计涉及：设备构造、人孔数量及位置，仪表接管选取、工艺接管管径计算等。2. 设备壁厚计算及其强度、稳定性校核3. 筒体和裙座水压实验应力校核4. 编写设计计算书一份5. 绘制装配图一张（电子版）二、设计条件工作压力釜内0.1MPa夹套0.3 MPa工作温度釜内80 夹套140 工作介质釜内溶液夹套水、蒸汽腐蚀状况轻微搅拌型式平桨式转速85r/min功率1.4Kw设备容积V21.65m3传热面积7.1m2 推荐材料Q235A三、设计规定1.学生要按照任务书规定，独立完毕塔设备机械设计；2.依照设计计算书、图纸及平时体现综合评分。四、设计阐明书内容1.符号阐明2.前言（1）设计条件；（2）设计根据；（3）设备构造形式概述。3.材料选取（1）选取材料原则；（2）拟定各零、部件材质；（3）拟定焊接材料。4.绘制构造草图（1）按照工艺规定，绘制工艺构造草图；（2）拟定裙座、接管、人孔、控制点接口及附件、内部重要零部件轴向及环向位置，以单线图表达；（3）标注形位尺寸。5.原则化零、部件选取及补强计算：（1）接管及法兰选取：依照构造草图统一编制表格。内容涉及：代号，PN,DN,法兰密封面形式，法兰标记，用途）。补强计算。（2）人孔选取：PN,DN,标记或代号。补强计算。（3）其他原则件选取。6.结束语：对自己所做设计进行小结与评价，经验与收获。7.重要参照资料。【设计规定】： 1.计算单位一律采用国际单位；2.计算过程及阐明应清晰；3.所有原则件均要写明标记或代号；4.设计计算书目录要有序号、内容、页码；5.设计计算书中与装配图中数据一致。如果装配图中有修改，在阐明书中要注明变更；6.设计计算书要有封面和封底，均采用A4纸，正文用小四号宋体，行间距1.25倍，横向装订成册。目录0.搅拌釜式反映器设计条件11.拟定筒体直径和高度22.拟定夹套直径和高度23.拟定夹套材料和壁厚34.拟定内筒材料和壁厚45.水压实验及其强度校核56.选取釜体法兰67.选取搅拌器、搅拌轴和联轴器68.选取搅拌传动装置和密封装置79.校核L1/B和L1/d810.容器支座选用计算811.选用手孔、视镜、温度计和工艺接管912.参照资料1013.设计感想110.搅拌釜式反映器设计条件 工艺条件图工艺条件 工作压力釜内0.1MPa夹套0.3 MPa工作温度釜内80夹套140工作介质釜内溶液夹套水、蒸汽腐蚀状况轻微搅拌型式平桨式转速85r/min功率1.4Kw设备容积V21.65m3传热面积7.1m2推荐材料Q235A编号名称DNa进蒸汽25b压力表25c手孔250d温度计40e进物料25f安全阀40g出料40h排凝液25i视镜80备注夹套加热蒸汽系统装上安全阀，釜外保温，反映釜安装在楼板上。管 口1.拟定筒体直径和高度反映釜H/Di值如表1所示。表 1 反映釜H/Di值种 类设备内物料类型H/Di普通搅拌釜液-固相或液-液相物料11.3气-液相物料12发酵罐类气液相物料1.72.5依照以上设计规定，对于液液相类型或液固相物料以及气液相物料，本设计选用 。由筒体直径。当时，间隔为100 mm，时，间隔为200 mm。因而将以上圆整到原则公称直径系列，应当选用筒体直径。查原则封头参数资料得，时，原则椭圆封头高度，直边高度，内表面积，容积。计算得每米高圆筒体积 筒体高度圆整为于是，核查成果符合原定范畴内。2.拟定夹套直径和高度夹套直径与筒体直径关系如表2所示。表 2 夹套直径与筒体直径关系Di/mm50060070018003000Dj/mmDi+50Di+100Di+200当时，夹套直径。夹套筒体高度 ，普通装料系数，如果物料在反映过程中产生泡沫或呈沸腾状态，应取较低值，普通为0.60.7；如果反映状态平稳，可取0.80.85，物料粘度大时，可取最大值。本设计取。 因而，选用夹套高度则，此差距可以便于筒体法兰螺栓装拆。验算夹套传热面积即夹套传热面积符合设计规定。3.拟定夹套材料和壁厚夹套选用Q235A材质。查资料可以懂得，板厚在340 mm，设计温度在150时，Q235A许用应力。由于有夹套有安全阀，因此设计压力 ,是夹套工作压力。本设计取。焊接接头系数如表3所示。表 3 焊接接头系数接头型式焊接接头系数所有无损检测局部无损检测双全焊或相称于双面对接焊全焊透对接焊缝1.000.85带垫板单面对接焊缝0.900.80无法进行探伤单面焊环向对接焊缝，无垫板0.60由于内部夹套无法探伤，且属于无垫板单面焊环向对接焊缝，故取。查资料可知，普通容器厚度，分为四个，分别为计算厚度，设计厚度，名义厚度以及有效厚度。普通说惯用厚度指是名义厚度。各项厚度之间关系如图1所示。图 1 各项厚度之间关系图由上图可以看出，咱们可以计算出是设计厚度与厚度负偏差C1之和。由于是轻微腐蚀，因此腐蚀裕量取1 mm。由于C1是随着钢板厚度变化，因此先算出设计厚度再决定C1。则由此可知钢板厚度应处在825 mm内，因此C1取0.8 mm。因此原则椭圆形夹套封头壁厚为: 因此圆整至钢板规定尺寸，并查阅封头原则,选用夹套筒体和封头壁厚均为10 mm。4.拟定内筒材料和壁厚内筒材料也选用Q235A，查资料可以懂得，板厚在340 mm，设计温度在150时，Q235A许用应力。由于有夹套有安全阀，因此设计压力 ,是筒工作压力。本设计取。则由此可知钢板厚度4 mm时， C1取0.3 mm。因此原则椭圆形内筒封头壁厚为: 因此圆整至钢板规定尺寸，并查阅封头原则,选用夹套筒体和封头壁厚均为4 mm。5.水压实验及其强度校核内筒水压实验压力取两者之中大。即。夹套水压实验压力取两者之中大。即。内筒水压实验时壁内应力：由于，故筒体厚度满足水压实验时强度规定。夹套水压实验时壁内应力由于，故夹套厚度满足水压实验时强度规定。筒体许用压力,夹套水压实验时。故夹套在进行水压时筒体内需要充压才干保持筒体稳定。6.选取釜体法兰依照，选用板式乙型平焊法兰。拟定为RF型、乙型平焊法兰。其尺寸为，。垫片材料为石棉橡胶板，选用垫片为285528053，JB/T 4704-。垫片示意图如图2所示。图 2 垫片示意图7.选取搅拌器、搅拌轴和联轴器依照工艺条件规定，选用平桨式搅拌器。查阅搪玻璃搅拌器 桨式搅拌器（HG/T 2501.4），公称容积VN为25000 L，容器Di为2800时，搅拌轴直径d1140 mm。平桨式搅拌器外径d为1280 mm。标记为：搅拌器1280140。轴材料选用45钢。惯用轴材料如表4所示。表 4 几种惯用轴材料值轴材料Q235,20Q275,354540Cr,35SiMn,40mNb,38SiMnMo,3Cr13/ MPa1220203030404052轴强度校核：查资料可得，满足强度规定所需最小搅拌轴直径公式如下：式中，P搅拌传递功率，KW n搅拌轴速率，r/min可知，所选用轴完全符合。查阅原则搅拌传动装置联轴器,（HG/T 215701995）中夹壳式联轴器形式、尺寸、技术规定、选用立式夹壳联轴器。公称直径140 mm联轴器最大扭矩。验算联轴器扭矩：查表5，选用工作状况系数K1.5，联轴器计算扭矩为：表 5 工作状况系数K原动机工 作 机扭矩变化很小机械扭矩变化很小机械扭矩变化中档机械扭矩变化和冲击载荷中档机械扭矩变化和冲击载荷很大机械电动机1.31.51.71.92.3夹壳联轴器标记为：联轴器DN140。8.选取搅拌传动装置和密封装置搅拌传动装置涉及1电动机，2减速机，3单支点机架，4釜外联轴器，5机械密封， 6传动轴，7釜内联轴器，8安装底盒，9凸缘法兰，10循环保护系统等。几乎每个装置都不是唯一，所如下面只列出应从哪个国标查。电动机依照不同规定样式太多，依照厂家样本以及关于国标选定。釜用立式减速机型式和基本参数，HG/T 3139.1。选取摆线针齿行星减速机。搅拌传动装置单支点机架，HG/T 215661995。搅拌传动装置带短节联轴器，HG/T 21569.11995。搅拌传动装置机械密封，HG/T 215711995。依照设计条件，查阅原则搅拌传动装置传动轴（HG/T 215681995）选用单支点B机架型式，传动轴安装形式，上装BSD,下装BXD。传动轴轴径d是140 mm，d1为120 mm。机架公称直径为700 mm，轴承型号46232（HG/T 215661995）。也可有其她选取。搅拌传动装置联轴器，HG/T 215701995。搅拌传动装置安装底盒，HG/T 215651995。搅拌传动装置凸缘法兰，HG/T 215641995。搅拌传动装置机械密封循环保护系统，HG/T 215721995。搅拌传动装置碳钢填料箱，HG/T 21537.71992。9.校核L1/B和L1/d桨式搅拌器安装一层，依照安装规定和考虑带衬套填料箱有支承作用。参照搅拌传动装置单支点机架，HG/T 215661995，机座JB700尺寸，可得B960 mm，再参照得搪玻璃搅拌器 桨式搅拌器（HG/T 2501.4），L1 4065 mm。 均符合规定。10.容器支座选用计算 反映釜因需此外保温，故选用B型耳式支座。又由于容器Di为2800 mm，初选支座为B6I。此支座容许载荷。JB/T 4712.3。耳式支座实际承受载荷可按下式近似计算:式中:Q支座实际承受载荷，KN；D支座安装尺寸，mm；g重力加速度，取g=9.8 m/s2；Ge偏心载荷，N；h水平力作用点至底板高度，mm;k不均匀系数，安装3个支座时，取k=1；安装3个以上支座时，取k=0.83；m0设备总质量(涉及壳体及其附件，内部介质及保温层质量)，kg；n支座数量，这里选4个；Se偏心距，mm；P水平力，取PW和Pe+0.25Pw大值，N。 当容器高径比不不不大于5,且总高度H0不不不大于lO m时Pe和Pw可按如下计 算，超过此范畴容器本某些不推荐使用耳式支座。Pe水平地震力，N；a 地震影响系数，对7，8，9度地震设防烈度分别取0.08 ( 0.12 )，0.16 ( 0.24 )、0.320。 水平风载荷: D0容器外径，mm，有保温层时取保温层外径；fi风压高度变化系数，按设备质心所处高度取；对于B类地面粗糙度如表6所示:表 6 设备质心所在高度与风压高度变化系数关系设备质心所在高度，m101520风压高度变化系数fi1.001.141.25Ho容器总高度，mm；Q010 m高度处基本风压值，N/m2。支座处圆筒所受支座弯矩ML校核： 式中： ML耳式支座处圆筒所受支座弯矩，KNm； ML耳式支座处圆筒许用弯矩，KNm。经计算Q=139.42 KN150 KN，ML=23.7 KNm24.26 KNm。因此所选支座合用。11.选用手孔、视镜、温度计和工艺接管依照板式平焊法兰手孔（HG21529）,选用手孔形式为a式，PN0.6 MPa， DN250 mm。手孔RF，DN250，PN0.6 MPa。加热蒸汽进口管a采用无缝钢管，配法兰PN0.6，DN25。冷凝液出口管h 和压力表接管b都选用无缝钢管，配法兰PN0.6，DN25。加强套管温度计d管口选用。进料管口e采用无缝钢管，配法兰PN0.6，DN25。安全阀接管f采用无缝钢管，配法兰PN0.6，DN40。 出料管口g采用无缝钢管，配法兰PN0.6，DN40。 由原则压力容器视镜i选用碳素钢带颈视镜，PN0.6，DN80。标记为JB593-64-2。12.参照资料1 李多民,俞惠敏.化工过程设备机械基本M.北京：中华人民共和国石化出版社，.2 王凯,虞军.搅拌设备M. 北京：化学工业出版社,.3 方书起.化工设备课程设计指引M. 北京：化学工业出版社,.4 陈炳和,许宁.化学反映过程与设备M. 北京：化学工业出版社,.5 冯连芳,王嘉骏.反映器M. 北京：化学工业出版社,.6 匡国柱，史启才.化工单元过程及设备课程设计M.北京：化学工业出版社社,.7 贺匡国.化工容器及设备简要设计手册M.北京：化学工业出版社,.8 朱有庭，曲文海，于浦义.化工设备设计手册M.北京：化学工业出版社,.9 潘红良.过程设备机械设计M.上海：华东理工大学出版社,.10 刁玉玮.化工设备机械基本M.大连：大连理工大学出版社,.11 王非.化工压力容器设计办法、问题和要点M.北京：化学工业出版 社,.12 魏崇光，郑晓梅.化工工程制图M. 北京:化学工艺出版社,1994.13 邝生鲁.化学工程师技术全书M.北京:化学工艺出版社,.14 董大勤.化工设备机械基本M.北京：化学工业出版社,.15 董大勤，袁凤隐.压力容器设计手册M.北京：化学工业出版社,.13.设计感想通过本次课程设计，对反映釜有了一种更深刻地结识。并且发现从课本上看来，当条件给定期，计算起来很简朴东西。然而当数据要自己查，公式要自己找时候，还真不太容易。对于反映釜来说，好多东西都是原则件，需要查阅指定国标。本次设计使我查阅文献能力和对数据选取判断能力得到了较好锻炼，同步也意识到诸多知识学时候感觉没什么大用处，但是早晚会用到。因此平时一定要积累，不要吝啬付出。毕竟有些东西还不太理解，也许考虑到东西有些欠缺。但是，总体说来，本次设计完毕还算可以。但愿教师予以批评与改正。