管式反应器设计(5)

2019-05-26 21:33

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螺纹 法兰内径(mm) 法兰厚度(mm) 法兰重量(Kg) M16 94 18 2.88

(2) 选取安全阀口、出料口、泄压口接管(DN50)法兰

选用板式突面平焊法兰,相关尺寸根据HG20592-97查得

法兰外径(mm) 螺栓孔中心圆直径(mm) 螺栓孔直径(mm) 螺栓孔数量 140 110 14 4 螺纹 法兰内径(mm) 法兰厚度(mm) 法兰重量(Kg) M12 62 16 1.48

(3) 选取导热油进出口接管(DN40mm)法兰

选用板式突面平焊法兰,相关尺寸根据HG20592-97查得

法兰外径(mm) 螺栓孔中心圆直径(mm) 螺栓孔直径(mm) 螺栓孔数量 130 100 14 4 螺纹 法兰内径(mm) 法兰厚度(mm) 法兰重量(Kg) M12 50 16 1.34

(4) 选取测温口接管(DN25mm)法兰

选用板式突面平焊法兰,相关尺寸根据HG20592-97查得

法兰外径(mm) 螺栓孔中心圆直径(mm) 螺栓孔直径(mm) 螺栓孔数量 100 75 11 4 螺纹 法兰内径(mm) 法兰厚度(mm) 法兰重量(Kg) M10 36 14 0.71

(5) 选取测压口、放净口、排气口接管(DN20mm)法兰

选用板式突面平焊法兰,相关尺寸根据HG20592-97查得

法兰外径(mm) 螺栓孔中心圆直径(mm) 螺栓孔直径(mm) 螺栓孔数量 90 65 11 4 螺纹 法兰内径(mm) 法兰厚度(mm) 法兰重量(Kg) M10 29 14 0.58

7.3 分布器的选择

分布器安装于填料上部,它将加料均匀地分布到填料的表面上,形成初始分布。

综合考虑,选择压力型排管式分布器,其最大的优点就是在受外界条件影响时,液体不会溅出。此外,液体管中有一定高度的液位,故安装时水平误差不会

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对从小孔流出的液体有交大的影响,因而可达到较高的分布质量。

选用丝网波纹填料,并用栅板型支撑装置。

图5 压力型管式分布器

8 拉杆与定距管的选择

8.1 拉杆的结构形式 常用拉杆的形式有两种:

(a)拉杆定距管结构,适用于换热管外径大于或等于19mm的管束,l2?La(La 按GB151-1999表45规定); (b)拉杆与折流板点焊结构,适用于换热管外径小于或等于14mm的管束,

l1?d; (c)当管板比较薄时,也可采用其他的连接结构。

图6 拉杆定距管结构

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图7 点焊结构

因为换热管的外径为45,所以选择拉杆定距管结构。

8.1 拉杆的直径与数量

拉杆的直径和数量可以按表3和表4选取

表3 拉杆直径

换热管外径d 10?d?14 14

dn 10 12 16

表4 拉杆数量

公称直径DN,mm <400 ?400- ?700- ?900- ?1300= ?1500- ?1800- ?2100

?拉杆直径dn,mm <700 <900 <1300 <1500 <1800 <2100 <2300

10 4 6 10 12 16 18 24 28 12 4 4 8 10 12 14 18 20 16 4 4 6 6 8 10 12 14

所以拉杆直径d=16mm,拉杆数量为6。

8.2 拉杆的布置

拉杆应尽量均匀布置在管束的外边缘。拉杆位置占据换热管的位置,对于大直径换热器,在布管区的中心部位或靠近折流板缺口处也应布置适当数量的拉杆,任何折流板应不少于3个支承点。

8.3定距管

定距管的规格同换热管,其长度同实际需要确定。

9 管板的设计计算

9.1 上管板的设计计算

选用固定式换热器管板,材料选用16Mn,管板厚度的计算见GB151-89《钢制管壳式换热器》表3-15,具体计算步骤如下:

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已知数据如下:

材质 线膨胀系数?(1/0C) 弹性模量E(Mpa) 尺寸 管子数 管间距 管子 00Cr17Ni14Mo2 17.42?10-6 1.77?105 壳体 16MnR 12.9?10-6 1.79?105 ?45?3?3500 145根 57mm ?800?10 8002????502400mm2错误!未找到引用源。 壳程圆筒内径面积:A?44?Di2壳程圆筒金属横截面积:As???s?Di??s????10??800?10??25434mm2错误!未找到引用源。

换热管金属总截面积错误!未找到引用源。

na?n??t(d??t)?140???3(45?3)?57367.8mm2

n?d2452?145????230495.6mm2 管板开孔面积 错误!未找到引用源。

44假定管板厚度 δ= 161mm

换热管有效长度L=换热管总长-2δ-3=3500-2?161-3=3175mm

Etna1.77?105?57367.8换热管束模数Kt= ==3998MPa错误!未找到引用源。

LDi3175?800管子回转半径i=12122d+?d-2?t?=452+?45-2?3?=15mm 44管子受压失稳当量长度错误!未找到引用源。Lcr,查阅GB151-98,图3-21,可知其与折流板间距有关,由于管长3500mm,取折流板间距为200mm,且等间距布置。则由图3-21,取 错误!未找到引用源。Lcr=400mm 则系数Cr?2?2Et2??2?1.77?105??192

95?st Lcr/i=400/15=27

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所以管子稳定许用压应力???c r=开

?st?Lcr/i?95?误

27?1-=1-=44.2Mpa ????2?2Cr?2?2?192?找到引用源。

n?d2A1?A??502400?230495.6?271904.4mm2

4管板布管区面积At (采用三角形排列) At?0.866ns2?Ad错误!未找到引用源。

s——管间距。查GB151-98 P18表3-7, 取s=57mm

Ad——隔板槽面积,此题中不分程 取Ad?0错误!未找到引用源。 所以At?0.866ns2?0.866?145?572?407977mm2 错误!未找到引用源。 管板布管区当量直径:Dt?系数:??4At??4?407977??721mm

Al271904.4??0.54 A502400Etna1.77?105?57367.8 Q???2.23 5EsAs1.79?10?25434 ??na57367.8??0.21 Al271904.40.6?0.6Q?0.4?0.62.23?0.6??4.0

??0.540.540.6Q0.62.23??0.4??0.4???0.4?0.21?5.72 ?t?0.4???0.540.54 ?s?0.4? ?t?Dt721??0.90 Di800管板计算: 管子加强系数: K=1.318 所以K=3.5

2Dt?Etna8001.77?105?57367.8=1.318?=12.43 5Ep?L?1611.79?10?0.4?3175?161k=K(1-?t)=3.5?(1-0.90)=0.35 管箱厚度30mm


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