3、有效补强面积
①壳体多余金属面积A1
A1?(B?d)(δ?633.36mm2e?δ)?2δet(δe?δ)(1?fr)?(812?406)(5?3.44)?2?5?(5?3.44)?0
②接管多余金属面积A2
δt?Pcdi2[ζ]φ?Pcettn?0.7?3882?170?0.7et?0.8mm
?C2)frA2?2h1(δ?δt)fr?2h2(δ2?2?49.35(3?0.8)?0?217.14mm
③补强区内焊缝面积A3 （焊脚取10mm）
A3?2?12?10?10?100mm2
④有效补强面积Ae
Ae?A1?A2?A3?633.36?217.14?100?950.5mm2
4、所需另行补强面积A4
A4?A?Ae?1396.64?950.5?446.14mm2
拟采用补强圈补强
5、补强圈设计
根据接管公称直径DN400选补强圈，补强圈外径D 补强圈厚度δ1?A4D?d?446.14680?444?1.89mm 因为根据JB/T4736可知道补强 圈的最大厚度为4mm，考虑钢材负偏差并圆整到标准取4mm。所以补强圈的厚度为4mm。 3.2洗油再生器 - 26 - 洗油再生器，为钢板制的直立圆筒，带有锥形底。中部设有带分布装置的进料管，下部设有残渣排除管。蒸汽法加热富油脱苯的再生器下部设有加热器，管式炉法加热富油脱苯的再生器不设加热器。为了降低洗油的蒸出温度，再生器底部设有直接蒸汽泡沸管，管内通入脱苯蒸馏所需的决大部分或全部蒸汽。在富油入口管下面设两块弓形隔板，以均步洗油，提高再生器内洗油的蒸出程度。在富油入口管的上面设三块弓形隔板，以捕集油滴。一般情况下，洗油在再生器内的蒸出程度约为75%。为了提高洗油的蒸出程度，有的焦化厂采用了在设备上部装有两层泡罩塔板的洗有再生器，当所有蒸汽参数及数量能满足要求时，有较好的效果。 再生器可以再生富油也可以再生贫油。富油再生的油气和过热水蒸气从再生器顶部进入脱苯塔底部，作为富油脱苯蒸汽。该蒸汽中粗苯蒸汽分压与脱苯塔热贫油液面上粗苯蒸汽气压接近，很难使脱苯贫油含苯量进一步降低，贫油含苯质量分数一般在0.4%左右。如将富油再生改为热贫油再生，这样可使贫油含苯量降到0.2%，甚至更低，使吸苯效率得以提高。 再生器的加热面积计算，可按每1m3洗油需要加热面积0.3m3确定。中国的焦化厂采用的再生器的直径分别 有600mm、1200mm、1600mm、1800mm等多种，可供选用。由塔设备计算可知选用再生器的直径为，1200mm。 3.3管式加热炉 管式加热炉的炉型有几十种，按其结构形式可分箱式炉、立式炉和圆筒炉。按其燃料燃烧的方式可分有焰炉和无焰炉。 中国焦化厂蒸馏用的管式加热炉均为有焰燃烧的圆筒炉。圆筒炉由圆筒体的辐射段、长方体的对流段和烟囱三大部分组成。外壳由钢板制成，内衬耐火砖。辐射管是耐热钢管沿圆筒体的炉墙内壁周围竖向排列（立管），分为两程。 - 27 - 火嘴设在炉底中央，火焰向上喷射，与炉管平行，且沿圆周排列的各炉管等距离，因此沿各炉管的热强度是均匀的。沿炉管的长度方向热强度的分布式不均匀的。一般热负荷小于1675?104kJ/h的圆筒炉，在辐射室上部设有一个由高铬镍合金钢制成的辐射堆，它的再辐射作用，可使炉管上部的热强度提高，从而使炉管沿长度方向的受热比较均匀。 对流段置于辐射段之上，对流管水平排放。其中紧靠辐射段的两派横管为过热蒸汽管，用于将脱苯用的直接蒸汽过热至400℃以上。其余各排管用于富油的初步加热。温度为130℃左右的富油分两程先进入对流段，然后再进入辐射段，加热到180～200℃后去脱苯塔。 炉底设有四个煤气燃烧器（火嘴），每个燃烧器有十六个喷嘴，煤气从喷嘴喷入，同时吸入所需要的空气。由于有部分空气先同煤气混合尔后燃烧，故在较小的过剩空气系数下，可达到完全燃烧。在炉膛内燃烧的火焰具有很高的温度，能辐射出大量能量给辐射管，同时，也依靠烟气的自然对流来获得一部分能量。进入对流段烟气的温度约为500℃，离开对流段的烟气温度低于300℃，在对流段主要以烟气强制对流的方式将热量传给对流管。为了提高对流段的传热效果，尽量提高烟气的流速，所以对流管布置很紧密，排成错列式，并与烟气流动方向垂直。 煤气在管式炉内燃烧时产生的总热量为Q，大部分用在加热及蒸发炉内物料和水蒸气过热上，称为Q有效；另一部分损失在炉墙周围介质中，约为（0.06～0.08）Q；第三部分热量则随烟气自烟囱中带走，其值随烟气的温度和空气过剩系数大小而定。 管式炉的热效率，是表示；燃料燃烧时所产生的热量被有效利用的程度： η=Q有效Q?100% - 28 - 有效热量在辐射段和对流段的分配比例同管式炉的热效率有关，对于热效率为70%的管式炉，辐射段约占80%，对流段约占20%。上述的管式加热炉的热效率一般可以达到70%～75%。 管式炉辐射管和对流管所需的表面积，在进行一般工艺计算是，可采用已知的热强度数据按下式确定： QRδR对于辐射段： SR? 对于对流段： SR?QCδC 式中 QR为辐射段吸收的热量，可取0.8Q有效，kJ/h; δR为辐射管热强度，通常一对排管可取为8?104~8?105kJ/(m2?h)； 为对流段吸收的热量，可取0.2Q有效，kJ/h； QCδ452为对流管的热强度，可取3.2?10~5?10kJ/(m?h)。 C此外，为使供入的燃料在炉内完全燃烧，管式炉燃烧室内需有一定的容积，一般可取燃烧室的容积负荷为2.8?105~5?105kJ/(m2?h)。若超过燃烧室所允许的负荷，就会产生不完全燃烧，火焰和筑炉材料直接接触，致使生产能力降低或造成事故。每生产1t 180℃前粗苯所耗焦炉煤气量约为450～500m3。 在本工艺系统中管式炉选用：管式炉富油流量100——110m3/h。管式炉富油出口温度180——200摄氏度。富油入管式炉所含水不大于0.3%。管式炉后过热蒸汽温度400摄氏度。 3.4换热器 贫富油交换器先多采用螺旋板式换热器。它是由焊在中心隔板上的两块金属薄板卷制而成，两薄板之间形成螺旋形通道，两板之间焊有一定数量的定距 - 29 - 支撑以维持通道哦间距，两端用盖板焊死。两流体分别在两通道内流动，隔着薄板进行换热。其中一种流体由外层的一个通道流入，顺着螺旋通道流向中心，最后由中心的接管流出；另一种流体则由中心的另一通道流入，沿螺旋通道反方向向外流动，最后由外层接管流出。两流体在换热器内作逆流移动。 螺旋板换热器的优点是结构紧凑；单位体积设备提供的传热面积大，约为列管换热器的3倍；流体在换热器内做严格的逆流流动，可在有较小温差下操作，能充分利用低温能源；由于流向不断改变，且允许选用较高流速，故传热系数大，约为列管换热器的1～2倍；又由于流速较高。同时有惯性离心力的作用，污垢不易沉积。其缺点是制造和检修都比较困难；流动阻力大，在同样物料和流速下，其流动阻力约为直管的3～4倍；操作压力和温度不能太高.一般压力在2MPa以下，温度不超过400℃.在本系统中贫富油换热器 已知：选用换热面积为200m2，通道间距为28mm，冷热侧流量为90m3/h。 3.4.1螺旋板换热器的分类及选型 螺旋板换热器系由外壳、螺旋体、密封及进出口等四部分组成。螺旋体用两张平行的钢板卷制而成，具有两个使介质通过的矩形通道。根据通道不知的不同和使用条件，螺旋板换热器可以分成三种形式。 Ⅰ型如图3.2所示，它的主要特点是螺旋通道的两端全部垫入密封条后焊接密封，两流体都是呈螺旋流动，冷流体从外周流向中心排出，热流体由中心沿螺旋流向外周排出，这种形式的换热器称为Ⅰ型，为不可拆卸结构。Ⅰ型螺旋板换热器适用于对流传热，主要用于液—液热交换中，还可以用来加热和冷却高粘度的液体。由于单流道的特点，流动分布情况较好。另一是用来满足哦精确控制温度的要求。除上述情况外，它还可用来冷却器器或冷凝蒸汽，但是受到通道断面的限制，所以只能用在流量不大的场合，目前使用的公称压力在 - 30 -