太原科技大学
毕 业 设 计（论 文）
设计(论文)题目：合成气、变换气第一热交换器设计
姓 名 高 佩 学院（系）化学与生物工程学院 专 业 过程装备与控制工程 年 级 1021班 指导教师 闫建新
2012年 6 月 1日
太原科技大学毕业设计（论文）任务书
（由指导教师填写发给学生）
学院（直属系）： 化学与生物工程学院 时间： 2012 年 3月 1 日
学 生 姓 名 设计（论文）题目 高佩 指 导 教 师 闫建新 合成气、变换气第一热交换器设计 1.工艺计算； 主要研 究内容 2.机械设计； 3.零部件设计； 4.autocad绘图。 研究方法 调查法、观察法、文献研究法等 主要技术指标(或研究目标) 通过这次毕业论文的设计，进一步加深对所学的基础理论、基本技能和专业知识的掌握；培养设计计算、数据处理、文件编辑、文字表达、文献查阅、计算机应用、外文应用等基本工作实践能力，加深对autocad绘图软件的使用能力。 1天津大学化工原理教研室，《化工原理》上册，天津科技出版社，主要参考文献 1992年 2 国家技术监督局，《钢制管壳式换热器》（GB151-99），1999年 3 国家医药管理局上海医药设计院，《化工工艺设计手册》（上、下册），化学工业出版社，1987年 说明：一式两份，一份装订入学生毕业设计（论文）内，一份交学院（直属系）
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目 录
中文摘要 ................................................................... IV ABSTRACT .................................................................... V 第一章 绪 论 ................................................................ 1 1.1 合成氨的工艺流程 ..................................................... 1 1.2 低温甲醇洗工段工艺流程 ............................................... 2 1.3 第一换热器(3W-505A)的设计说明......................................... 2 第二章 控制方案的确定 ....................................................... 3 2.1 工艺过程及控制参数的选取 ............................................. 3 2.2 控制方案的设计 ....................................................... 3 2.3 各仪表的作用方式 ..................................................... 4 第三章 工艺计算 ............................................................. 5 3.1 原始数据 ............................................................. 5 3.2 类型选择 ............................................................. 5 3.3 流体流径的选择 ....................................................... 6 3.4 工艺参数的计算 ....................................................... 6 3.4.1 确定冷热流体的定性温度 ............................................ 6 3.4.2 定性温度下的物性参数 .............................................. 6 3.4.3 计算热负荷 ........................................................ 7 3.4.4 平均温度差 ........................................................ 8 3.4.5 初选总传热系数 .................................................... 8 3.4.6 初算所需传热面积 .................................................. 8 3.4.7 换热器结构设计 .................................................... 8 3.4.8 核算总传热系数 .................................................... 9 3.5 核算压强降 .......................................................... 11 3.5.1管程压强降 ........................................................ 11 3.5.2壳程压强降 ........................................................ 11 第四章 机械设计 ............................................................ 13 4.1 结构设计 ............................................................ 13 4.1.1设计条件 .......................................................... 13
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4.1.2筒体壁厚 .......................................................... 13 4.1.3管箱设计 .......................................................... 15 4.1.4管箱法兰 .......................................................... 16 4.1.5管箱法兰垫片 ...................................................... 17 4.1.6管箱法兰紧固件 .................................................... 17 4.1.7封头的设计 ........................................................ 19 4.1.8拉杆设计 .......................................................... 20 4.1.9管板设计 .......................................................... 21 4.1.10换热管设计 ....................................................... 22 4.1.11接管设计 ......................................................... 23 4.1.12接管外伸长度 ..................................................... 23 4.1.13防冲挡板 ......................................................... 24 4.1.14折流板 ........................................................... 25 4.1.15吊耳 ............................................................. 26 4.1.16焊接结构设计 ..................................................... 27 4.1.17设备总质量估算 ................................................... 27 4.1.18支座的设计 ....................................................... 29 4.1.19鞍座位置确定 ..................................................... 31 4.1.20开孔补强条件 ..................................................... 32 4.2 强度校核 ............................................................ 32 4.2.1固定管板换热器设计计算 ............................................ 32 4.2.2壳程圆筒计算 ...................................................... 33 4.2.3前端管箱封头计算 .................................................. 35 4.2.4后端管箱封头计算 .................................................. 35 4.2.5管箱法兰计算 ...................................................... 37 4.2.6开孔补强计算 ...................................................... 39 4.2.7延长部分兼作法兰固定式管 .......................................... 40 第五章 技术条件的编制 ...................................................... 48 5.1 技术条件的说明 ....................................................... 48 5.1.1 钢材 ............................................................. 48
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5.1.2 焊接 ............................................................. 48 5.1.3 热处理 ........................................................... 48 5.1.4 无损探伤 ......................................................... 48 5.1.5 质量证明书、标志、油漆、包装、运输 ............................... 48 5.1.6 换热器的尺寸偏差 ................................................. 49 5.2 设备的技术条件 ....................................................... 49 5.2.1 换热器的技术条件 ................................................. 49 5.2.2 折流板或支持板技术条件 ........................................... 49 5.2.3 管板技术要求 ..................................................... 49 5.2.4 法兰技术条件 ..................................................... 50 5.2.5 支座技术条件 ..................................................... 50 参考文献 ................................................................... 51 致谢 ....................................................................... 52 附录 ....................................................................... 53
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