甲醇制氢2500课程设计

甲醇制氢2500课程设计

设计任务书一、题目：生产能力为2500m3/h甲醇制氢生产装置二、设计参数：生产能为2500m3/h三、计算内容：

1、工艺计算：物料衡算和能量衡算。2、机器选型计算。3、设备布置设计计算。4、管道布置设计计算。5、技术经济评价计算。四、图纸清单：

1、甲醇制氢装置物流图2、换热器设备图3、管板零件图4、管道仪表流程图5、设备布置图6、管道布置图

7、管道空视图(PL0104-15L1B)8、管道空视图(PL0105-15L1B)

工艺设计

甲醇制氢物料衡算.

(1)依据

甲醇蒸气转化反应方程式：

CH3OH→CO↑+2H2↑

CO+H2O→CO2↑+H2

CH3OHF分解为CO,转化率99%,CO变换转化率99%,反应温度280℃,反应压力为1.5MPa,醇水投料比1:1.5(mol)。

(2)投料量计算

代入转化率数据

CH3OH→0.99CO↑+1.982H2↑+0.01CH3OH

CO+0.99H2O→0.99CO2↑+0.99H2↑+0.01CO↑

合并得到

CH3OH+0.9801H2O→0.9801CO2↑+2.9601H2↑+0.01CH3OH+0.0099CO

氢气产量为：2500m3/h=111.607kmol/h

甲醇投料量为：111.607/2.9601×32=1206.528kg/h水投料量为：1206.528/32×1.5×18=1018.008kg/h

(3)原料储液槽(V0101)

进：甲醇1206.528kg/h，水1018.008kg/h。出：甲醇1206.528kg/h，水1018.008kg/h。

(4)换热器(E0101),汽化塔(T0101)、过热器(E0103)没有物流变化

(5)转化器(R0101)

进：甲醇1206.528kg/h，水1018.008kg/h，总计2224.536kg/h出：生成CO21206.528/32×0.9801×44=1625.962kg/hH21206.528/32×2.9601×2=223.215kg/hCO1206.528/32×0.0099×28=10.451kg/h

剩余甲醇1206.528/32×0.01×32=12.065kg/h剩余水1018.008-1206.528/32×0.9801×18=352.842kg/h

总计2224.536kg/h

(6)吸收和解析塔

吸收塔总压为1.5Mpa,其中CO2分压为0.38Mpa,操作温度为常温(25℃)。此时每m3吸收液可溶解CO211.77m3.

解吸塔的操作压力为0.1MPa,CO2溶解度为2.32，则此时吸收塔的吸收能力为:11．77-2．32=9.45

0.4MPa压力下ρCO2=pM/RT=4×44/[0.082×(273.15+25)]=7.20kg/m3CO2体积重量VCO2=1625.962/7.20=225.828m3/h

据此，所需吸收液的量为225.828/9.45=23.897m3/h

考虑吸收塔效率以及操作弹性需要，取吸收液量为23.897×3=71.691m3/h系统压力降至0.1MPa时，析出CO2量为225.828m3/h=1625.962kg/h

(7)PSA系统略。

(8)各节点的物料量

综合上面的工艺物料恒算结果，给出物料流程图及各节点的物料量。

热量恒算

(1)气化塔顶温度确定

要使甲醇完全汽化，则其气相分率必然是甲醇40%,水60%(mol),且已知操作压力为1.5MPa,设温度为T,根据汽液平衡关系有：

0.4p甲醇+0.6p水=1.5MPa

初设T=170℃p甲醇=2.19MPa;p水=0.824MPap总=1.3704MPa<1.5MPa再设T=175℃p甲醇=2.4MPa;p水0.93MPap总=1.51MPa

蒸气压与总压基本一致，可以认为操作压力为1.5MPa时，汽化塔塔顶温度为175℃

(2)转化器(R0101)

两步反应的总反应热为49.66kj/mol,于是在转化器内需要共给热量为：Q反应=1206.528×0.99/32×1000×(-49.66)=－1.854×106kJ/h

此热量有导热油系统带来，反应温度为280℃，可以选用导热油温度为360℃，导热油温降设定为25℃，从手册中查到导热油的物性参数，如必定压热容与温度的关系，可得：Cp360℃=2.93kJ/(kg．K),Cp300℃=2.81kJ/(kg．K)取平均值Cp=2.93kJ/(kg．K)

则导热油的用量w=Q反应/(CpΔt)=1.854×106/(2.93×55)=11504.8kg/h

(3)过热器(E0102)

甲醇和水的饱和正气在过热器中175℃过热到280℃，此热量由导热油供给。气体升温所需热量为

Q=ΣCpmΔt=（1.90×1206.528+4.82×1018.008）×(280-175)=755916.2kJ/h导热油Cp=2.825kj/(kg．K),于是其温度降为Δt=Q/(Cpm)=755916.2/（2.93×11504.8）=22.4℃导热油出口温度为：295-10.1=282.5

(4)汽化塔(T0101)

认为汽化塔仅有潜热变化。

175℃甲醇H=727.2kJ/kg水H=2031kJ/kgQ=1206.528×727.2+2031×1018.008=2944961.4kJ/h

以300℃导热油Cp计算Cp=2.76kj/(kg．K)Δt=Q/(Cpm)=2944961.4/（2.76×11504.8)=92.7℃则导热油出口温度t2=282.5-92.7=189.75℃

导热油系统温差为ΔT=360-189.75=170.25℃基本合适(5)换热器(E0101)

壳程：甲醇和水液体混合物由常温(25℃)升至175℃液体混合物升温所需的热量

5

Q=ΣcpmΔt=(1206.528×3.14+1018.008×4.30)×(175-25)=12.25×10kJ/h管程：取各种气体的比定压热容为：CpCO2≈10.47kJ/(kg．K)CpH2≈14.65kJ/(kg．K)

CpH20≈4.19kJ/(kg．K)则管程中反应后其体混合物的温度变化为：

Δt=Q/(Cp×m)=12.25×105/(10.47×1625.962+14.65×223.215+4.19×352.842)

=56.3℃

换热器出口温度280-56.3=223.7℃

(6)冷凝器(E0103)

①CO2、CO、H2的冷却

Q1=ΣcpmΔt=(10.47×1625.962+14.65×223.215+4.19×352.842)×(223.7-40)=4.0×10kJ/h②压力为1.5MPa时水的冷凝热为：

H=2135kJ/kg,总冷凝热Q2=H×m=2135×352.842=7.53×105kJ/h水显热变化Q3=CpmΔt=4.19×352.8×(223.7-40)=2.72×10kJ/h

Q=Q1+Q2+Q3=5.025×106kJ/h

冷却介质为循环水，才用中温型凉水塔，则温差ΔT=10℃

用水量w=Q/(CpΔt)=5.025×106/(4.19×10)=119928.4kg/h

5

扩展阅读：甲醇制氢课程设计

甲醇制氢生产装置

姓名：单位：计算书说明书

目录

前言---------------------------------------------设计任务书---------------------------------------第一章工艺设计-------------------------------------

1.1物料衡算1.2热量衡算

第二章设备设计计算和选型--过热器---------------------第三章机器选型-----------------------------------

3.1计量泵的选型3.2离心泵的选型

第四章设备布置图设计----------------------------------

4.1设备布置方案4.2主要设备的尺寸

第五章管道布置设计------------------------------------

5.1管子选型

5.2主要管道工艺参数汇总一览表5.3管道上阀门的选型5.4管件选型5.5管道布置图5.6管道空视图5.7法兰选型

5.8筒体保温材料一览表5.9管道仪表流程图

第六章自动控制方案设计-------------------------------第七章工程项目的经济评价----------------------------

7.1甲醇制氢装置的投资估算7.2总成本费用的估算与分析7.3甲醇制氢项目的财务评价

第八章数据校核--------------------------------------课程设计总结-------------------------------------------致谢参考文献前言

氢气是一种重要的工业用品，它广泛用于石油、化工、建材、冶金、电子、医药、电力、轻工、气象、交通等工业部门和服务部门，由于使用要求的不同，这些部门对氢气的纯度、对所含杂质的种类和含量也有着不同的要求。近年来随着中国改革开放的进程，随着大量高精产品的投产，对高纯氢气的需求量正在逐渐扩大。

烃类水蒸气转化制氢气是目前世界上应用最普遍的制氢方法，是由巴登苯胺公司发明并加以利用，英国ICI公司首先实现工业化。这种制氢方法工作压力为2.0-4.0MPa,原料适用范围为天然气至干点小于215.6℃的石脑油。近年来，由于转化制氢炉型的不断改进。转化气提纯工艺的不断更新，烃类水蒸气转化制氢工艺成为目前生产氢气最经济可靠的途径。

甲醇蒸气转化制氢技术表现出很好的技术经济指标，受到许多国家的重视。它具有以下的特点：

1、与大规模天然气、轻油蒸气转化制氢或水煤气制氢比较，投资省，能耗低。

2、与电解水制氢相比，单位氢气成本较低。

3、所用原料甲醇易得，运输储存方便。而且由于所用的原料甲醇纯度高，不需要在净化处理，反应条件温和，流程简单，故易于操作。4、可以做成组装式或可移动式的装置，操作方便，搬运灵活。

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1.1.1甲醇制氢物料衡算.

(1)依据

甲醇蒸气转化反应方程式：

CH3OH→CO↑+2H2↑CO+H2O→CO2↑+H2

CH3OHF分解为CO,转化率99%,CO变换转化率99*,反应温度280℃,反应压力为1.5MPa,醇水投料比1:1.5(mol)。

(2)投料量计算代如转化率数据

CH3OH→0.99CO↑+1.982H2↑+0.01CH3OHCO+0.99H2O→0.99CO2↑+0.99H2↑+0.01CO↑合并得到

CH3OH+0.9801H2O→0.9801CO2↑+2.9601H2↑+0.01CH3OH+0.0099CO氢气产量为：2900m/h=129.464kmol/h

甲醇投料量为：129.464/2.9601*32=1399.564kg/h水投料量为：129.464/2.9601*1.5*181180.882kg/h

(3)原料储液槽(V0101)

进：甲醇1399.564kg/h，水1180.882kg/h。出：甲醇1399.564kg/h，水1180.882kg/h。

(4)换热器(E0101),汽化塔(T0101)、过热器(E0102)没有物流变化

(5)转化器(R0101)

进：甲醇1399.564kg/h，水1180.882kg/h，总计2580.446kg/h出：生成CO2129.464/2.9601*0.9801*44=1886.104kg/hH2129.464/2.9601*2.9601*2=258.928kg/hCO129.464/2.9602*0.0099*28=12.124kg/h剩余甲醇129.464/2.9601*0.01*32=13.996kg/h

剩余水1180.882-129.464/2.9601*0.9801*18=409.294kg/h总计2580.446kg/h

(6)吸收和解析塔

吸收塔总压为1.5Mpa,其中CO2分压为0.38Mpa,操作温度为常温(25℃)。此时每m吸收液可溶解CO211.77m.

解吸塔的操作压力为0.1MPa,CO2溶解度为2.32，则此时吸收塔的吸收能力为:11．77-2．32=9.45

0.4MPa压力下ρCO2=pM/RT=4*44/[0.082*(273.15+25)]=7.20kg/mCO2体积重量VCO2=1886.104/7.20=261.959m/h据此，所需吸收液的量为261.959/9.45=27.721m/h

考虑吸收塔效率以及操作弹性需要，取吸收液量为27.721*3=83.163m/h系统压力降至0.1MPa时，析出CO2量为261.959m/h=1886.104kg/h

(7)PSA系统略。(8)各节点的物料量

综合上面的工艺物料恒算结果，给出物料流程图及各节点的物料量。1.1.2热量恒算

1)气化塔顶温度确定要使甲醇完全汽化，则其气相分率必然是甲醇40%,水60%(mol),且已知操作压力为1.5MPa,设温度为T,根据汽液平衡关系有：0.4p甲醇+0.6p水=1.5MPa

初设T=170℃p甲醇=2.19MPa;p水=0.824MPap总=1.3704MPa<1.5MPa再设T=175℃p甲醇=2.4MPA;p水0.93MPap总=1.51MPa

蒸气压与总压基本一致，可以认为操作压力为1.5MPa时，汽化塔塔顶温度为175℃

2)转化器(R0101)

两步反应的总反应热为49.66kj/mol,于是在转化器内需要共给热量为：Q反应=337.826*0.99/32*1000*(-49.66)=-5.190*10kj/h

此热量有导热油系统带来，反应温度为280℃，可以选用导热油温度为320℃，导热油温降设定为5℃，从手册中查到导热油的物性参数，如必定压热容与温度的关系，可得：Cp320℃=4.1868*0.68=2.85kj/(kg．K),Cp300℃=2.81kj/(kg．K)取平均值Cp=2.83kj/(kg．K)

则导热油的用量w=Q反应/(CpΔt)=5.190*10/(2.83*5)=3.668*10kg/h

3)过热器(E0102)

甲醇和水的饱和正气在过热器中175℃过热到280℃，此热量由导热油供给。气体升温所需热量为:

Q=ΣCpmΔt=（1.90*337.828+4.82*285.042）*(280-175)=2.117*10kj/h导热油Cp=2.825kj/(kg．K),于是其温度降为

Δt=Q/(Cpm)=2.117*10/（2.86*3.668*10）=2.042℃导热油出口温度为：315-2.042=312.958

4)汽化塔(T0101)认为汽化塔仅有潜热变化。

54554

175℃甲醇H=727.2kj/kg水H=2031kj/kgQ=337.828*727.2+2031*285.042=8.246*10kj/h以300℃导热油Cp计算Cp=2.76kj/(kg．K)Δt=Q/(Cpm)=2.36*10/2.76*3.668*10)=8.145℃则导热油出口温度t2=312.958-8.145=304.812℃导热油系统温差为ΔT=320-304.812=15.2℃基本合适

5)换热器(E0101)

壳程：甲醇和水液体混合物由常温(25℃)升至175℃液体混合物升温所需的热量

Q=ΣcpmΔt=(337.828*3.14+285.042*4.30)*(175-25)=3.430*10kj/h管程：

取各种气体的比定压热容为：

CpCO2≈10.47kj/(kg．K)CPH2≈14.65kj/(kg．K)CPH20≈4.19kj/(kg．K)则管程中反应后其体混合物的温度变化为：

Δt=Q/(Cp*m)=3.430*10/(10.47*455.267+14.65*62.5+4.19*98.8)=56.264℃换热器出口温度280-56.264=223.736℃(6)冷凝器(E0103)①CO2、CO、H2的冷却

Q1=ΣcpmΔt=(10.47*41886.104+14.65*258.928+4.19*12.124)*(223.736-40)=4.335*10kJ/h

②压力为1.5MPa时水的冷凝热为：

H=2135kj/kg,总冷凝热Q2=H*m=2135*409.294=8.74*10kJ/h

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水显热变化Q3=cpmΔt=4.19*409.294*(223.736-40)=3.15*10kj/hQ=Q1+Q2+Q3=5.524*10kJ/h

冷却介质为循环水，才用中温型凉水塔，则温差ΔT=10℃用水量w=Q/(cpΔt)=5.524*10/(4.19*10)=1.318*10kg/h

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3.1计量泵的选择

往复泵是容积式泵。在高压力小流量，输送粘度大的液体，要求精确计量即要求流量随压力变化小的情况下宜选用各种类型式的往复泵。要求精确计量时，应用计量泵。往复泵的流量可采用各种调节机构达到精确计量，即计量泵。计量泵用于生产中需要精确计量，所输送介质的场合：如注缓蚀剂，输送酸，碱等。流量可在0-100%范围内调节，但一般应在30%-100%范围内使用，计量泵有柱塞式和隔膜式，柱塞式计量流量的精度高玉隔膜式。J型计量泵适用于输送各种不含固体颗粒的腐蚀性和非腐蚀性介质。

甲醇制氢工艺需要精确的投料比，故应选用计量泵。现工艺设计要求甲醇的投料量为337.826kg/h,水为285.041kg/h,现按工艺要求分别选择一台甲醇计量泵，一台纯水计量泵，一台原料计量泵。已知条件：

1、甲醇正常投料量为337.826kg/h,温度为25℃,密度为0.807kg/h，操作情况为泵从甲醇储槽中吸入甲醇，送入与原料液储槽，与水混合。

2、水的正常投料量为285.041kg/h，温度为25℃,密度为0.997kg/h,操作情况为泵从纯水储槽中吸入水，送入原料液储槽，与甲醇混合。

3、原料液储槽出来的量为甲醇337.826kg/h,水285.041kg/h,温度为25℃，操作情况为泵从原料液储槽中吸入原料液，送入换热器。3.11甲醇计量泵选型

工艺所需正常的体积流量为：1399.564/0.807=1734.280L/h泵的流量Q=1.05*1734.280=1820.994L/h

工艺估算所需扬程30m,泵的扬程H=1.1*30=33m。

折合成计量泵的压力(泵的升压)P=ρHg=0.807*8.81*10-3*33=0.261Mpa泵的选型，查文献一，JZ-1000/0.32型计量泵的流量为1000L/h,压力为0.32Mpa,转速为126r/min,进出口管径为24mm,电机功率为1.1KW,满足需要。3.1.2纯水计量泵的选型

工艺所需正常的体积流量为：1180.882/0.997=1184.435L/h泵的流量Q=1.05*1184.435=1243.657L/h.工艺估算所需扬程30M,泵的扬程：H=1.1*30=33M折合成泵的压力：P=Hρg=33*997*9.81/10=0.323Mpa

泵的选型：查文献一，JZ-630/0.5型计量泵的流量为630L/h,压力为0.5Mpa,转速为126r/min,进出口管径为24mm,电机功率为1.1KW,满足要求。3.1.3原料计量泵的选型

原料液密度：ρ=807*1/（1+1.5）+997*1.5/(1+1.5)=921kg/m

工艺所需正常的体积流量为：(1399.564+1180.882)/(0.921)=2801.79L/h泵的流量Q=1.05*2801.79=2941.88L/h

工艺估算所需的扬程80M,泵的扬程H=1.1*80=88M折合成泵的压力P=ρHg=88*921*9.81/10=0.795MPa

泵的选型查文献一，JD-1000/1.3型计量泵的流量为1000L/h,压力为1.3MPa,转速为115r/min,电机功率为2.2KW,满足要求。3.2离心泵的选型3.2.1吸收剂循环泵

已知条件：碳酸丙烯酯吸收剂的用量为80.29m/h,温度为40℃,密度为1100kg/m,由吸收塔出口出来经泵送到吸收塔，选择离心泵作为吸收剂的输送泵。

工艺所需正常的体积流量为:80.29m/h。泵的流量Q=1.05*80.29=84.304m/h工艺估算所需的扬程30M泵的扬程H=1.1*30=33M

泵的选型：查文献一，选用IS型单级离心泵，IS100-65-200型离心泵，流量为100m/h,扬程为50m,转速为2900r/min,电机功率17.9KW,满足要求。3.2.2冷却水泵。

已知条件：冷凝水为循环水，采用中温型冷水塔,温差ΔT=10℃,用水量3.19*1180.882kg/h,温度为常温25℃，密度为997kg/m3,在冷凝器中进行换热，采用B型单级离心泵。

工艺上所需正常体积流量为3.19*1180.882/997=32m/h

33333363

泵的流量：Q=1.05*32=33.6m/h工艺估算所需的扬程30M泵的扬程H=1.1*30=33M

泵的选型：查文献一，选用B型单级离心泵BJ(B)50-40型离心泵,流量50m/h，扬程42m,转速2950r/min,电机功率10KW,满足要求

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4.1设备布置方案

本次设备布置方案，采用设备在室外布置，具体设备布置方案和尺寸清参加设备布置图，比例为1:100。4.2主要设备的尺寸代号V0101V0102V0103T0101T0102T0103R0101E0101E0102E0103

计量泵甲醇计量泵纯水计量泵原料液计量泵

往复泵

吸收剂循环泵冷却水循环泵

代号

JZ-1000/0.32JZ-630/0.5JD-1000/1.3

流量L/h10006301000

压力MPa0.320.51.3

转速r/min126126115

电机功率KW1.11.12.2电机功率17.910

名称甲醇储罐纯水储罐原料液储罐气化塔吸收塔解析塔转化器预热器过热器冷凝器

高度mm1201*201*800660066006600

4505

直径mm201*201*201*800201*201*500

33

代号流量L/h压力MPa转速r/minIS100-65-201*00652900BJ(B)50-40504029错误！未指定书签。错误！未指定书签。

5．1管子选型（确定几种主要管道尺寸的方法如下）5.11脱盐水管径确定

脱盐水流量为1180.882kg/h,密度为997kg/m,流速取2m/s,由V=Л/4*dmm

根据标准选用DN15无缝钢管，壁厚取为2.5mm5.1.2走甲醇管的管径确定

甲醇流量为1399.564kg/h,密度为807kg/m,流速取为2m/s.同样由V=Л/4*d2*u=8.61mm，得d=22.3mm

根据标准选用DN25无缝钢管，壁厚取2.5MM5.1.3原料输送管

原料液用量为2580.446kg/h,密度为921kg/m,流速取为2m/s.则d=22.3mm根据标准选用DN15无缝钢管，壁厚度为2.5mm5.1.4进入吸收塔混合气体所需管径尺寸确定

混合气体质量为2157.156kg/h,密度0.557kg/m,流速35m/s.则d==197.8mm根据标准选用DN100无缝钢管，壁厚度为4mm5.1.5吸收液管子尺寸

吸收液量为83.163m3/h,密度为110kg/m,流速2.5m/s.则d=10.3mm根据标准选用DN15无缝钢管，壁厚度为2.5mm5.1.6冷却水管子尺寸

冷却水为3.19*1180.882kg/h,密度为997kg/m,流速2m/s.则d==25.8mm根据标准选DN8-无缝钢管，壁厚为3mm5.2主要管道工艺参数汇总一览表

33

3333

2*

u得d=14.序号1234567891011121314151617181920212223

管道编号

DN0101-15L1BDN0102-15L1BPL0101-20L1BPL0102-20L1BPL0103-25L1BPL0104-25L1BPL0105-25L1BPG0101-225N1BPG0102-225N1BPG0103-225N1BPG0104-225N1BPG0105-225N1BH0101-100N1BPL0106-20N1BPL0107-20N1BPL0108-20N1BPG0106-80N1BR00101-125L1BR00102-125L1BR00103-125L1BR00104-125L1BCWS0101-30L1BCWR0101-30L1B管内介质设计压力MPa脱盐水0.3脱盐水0.3甲醇0.3甲醇0.3原料液0.3原料液1．6原料液1.6原料气1.6原料气1.6原料气1.6原料液1.6原料气1.6氢气1.6碳酸丙烯1.65酯

碳酸丙烯1.65酯

碳酸丙烯1.65酯

食品二氧0．4化碳

导热油0.6导热油0.6导热油0.6导热油0.6冷却水0.3冷却水0.3

设计温度℃5050505050501751752802802255050505050503203203203205050

管子规格

材料202020202020202020202020202020200Cr18Ni9Ti20202020镀锌管镀锌管

（表5-1）

以上20号钢军参照GB/T8163-19990Cr18Ni9Ti参照标准GB/T14976镀锌管参照GB/T149765.3管道上阀门的选型序号12345

管道编号

DN0101-15L1BDN0102-15L1BPL0101-20L1BPL0102-20L1BPL0103-25L1B

设计压力MPa公称直径DN/MM连接形式阀门型号0.315法兰闸阀Z15W-1.0T0.315法兰、螺纹闸阀Z15W-1.0T0.30.30.3

202025

法兰Z20W-1.0K法兰、螺纹Z20W-1.0K法兰Z25W-1.0OK67891011121314PL0104-25L1BPL0106-20N1BPL0108-20N1BR00101-125L1BR00104-125L1BCWS0101-80L1BCWE0101-80L1BH0101-100N1BPG0106-80N1B1.61.651.650.60.60.30.31.60.42520201*5125808010080法兰、螺纹法兰、螺纹法兰法兰法兰法兰法兰法兰法兰Z15W-1.0KZ15W-1.0TZ15W-1.0TZ41H-1.6CZ41H-1.6CZ15W-1.0TZ15W-1.0TZ41H-1.6CZ41H-1.6C

（表5-2）

所选阀门军参照标准JB308-755.4管件选型

弯头采用90°弯头，参考文献一，弯头曲率半径R=1.5D0,D0为外管。管件与弯头处采用焊接连接。

管件与筒体连接处采用法兰连接，参见标准HG20595.管法兰、垫片，紧固件选择参见文献一，P1895.5管道布置图

选取该区域的中上部区域来布置管线，具体管路布置清参考JQ11-032管道布置图，所含设备有P0101,P0102,P0103,E0101,V0101

管线，支座情况清参见管道布置图（具体定为参照参考文献一）5.6管道空视图

选取:PL0104-15L1B和PL0105-15L1B两根管线作管道空视图，具体请参见空视图。5.7法兰选型

法兰的选用主要根据工作压力，管子外径等参数，现将主要管道法兰列表如下：管道编号

管内介设计压力公称直径阀门公称法兰类型质压力等级

(MPa)

氧气1.61002.5带颈平焊原料气1.62252.5带颈平焊原料气1.62254.0带颈平焊氢气10%1.62254.0带颈平焊

密封面形公称压力等

式级(MPa)凹凸面凹凸面凹凸面凹凸面

2.52.54.04.0

H0101-100N1BPG0101-225N1BPG0102-100N1BPG0103-100N1BPG0104-100N1B二氧化1.6

碳73%

PG0105-100N1B水17%1.6PG0106-80N1B食品二0.4

氧化碳

R00101-125L1B导热油0.6R00104-125L1B导热油0.6PL0101-15L1B甲醇0.3PL0102-15L1B甲醇0.3PL0103-15L1B原料液0．3PL0104-15L1B原料液1．6PL0106-20N1B吸收液1.65PL0107-20N1B吸收液1.65PL0108-20N1B吸收液1.65DN0101-20L1B脱盐水0.3DN0102-20L1B脱盐水0.3CWS0101-80L1B冷却水0.3CWR0101-80L1B冷却水0.3（表5-3）

5.8筒体保温材料一览表序号管道编号

1DN0101-15L1B2DN0102-15L1B3PL0101-20L1B4PL0102-20L1B5PL0103-25L1B6PL0104-25L1B7PL0105-25L1B8PL0106-20L1B9PL0107-20L1B10PL0108-20L1B11PG0101-225N1B12PG0102-225N1B13PG0103-225N1B14PG0104-225N1B15PG0105-225N1B16H0101-1001B17PG0106-80N1B18R00101-125L1B19

R00102-125L1B

2254.02252.5801.61251.61251.6201.6201.6252.5252．5202.5202.5202.5151.0151.0301.030

1.0

设计温度℃505050505050175505050175280280225505050320320带颈平焊凹凸面4.0带颈平焊凹凸面2.5带颈平焊凹凸面1.6带颈平焊凹凸面1.6带颈平焊凹凸面1.6带颈平焊凹凸面1.6带颈平焊凹凸面1.6带颈平焊凹凸面1．6带颈平焊凹凸面2．5带颈平焊凹凸面2.5带颈平焊凹凸面2.5带颈平焊凹凸面2.5带颈平焊凸面1.0带颈平焊凸面1.0带颈平焊凸面1.0带颈平焊

凸面

1.0

保温层厚度mm保温材料80岩棉80岩棉80岩棉80岩棉80岩棉80岩棉100岩棉80岩棉80岩棉80岩棉100岩棉100岩棉100岩棉100岩棉80岩棉80岩棉80岩棉100岩棉100岩棉20212223R00103-125L1BR00104-125L1BCWS0101-80L1BCWR0101-80L1B32032050501001008080岩棉岩棉岩棉岩棉

（表5-4）

5.9管道仪表流程图

关于管道仪表流程图有以下说明：

图中，甲醇储罐给水处罐、冷却水泵，水泵均未表现出来。

本章补充说明：本章有些数据是参照本组其他同学的设计、计算数据，而关于汽化器、解析塔以及另外两台换热器的相关数据通过推力假设所得。

错误！未指定书签。错误！未指定书签。

6．1选择一个单参数自动控制方案

本组选择温度作为控制系数进行设计

选择从E0101换热器出来的气体温度作为控制系数，冷却水的流量作为调节参数。首先从被测点测出的温度通过测量元件及变送器，将所测数值与定植进行比较，然后通过调节器读对执行器进行有所动作，以用来调节冷却水的流量，以利于换热器出来的气体达到一个稳定的温度值，有效的控制好气体温度。6．2换热器温度控制系统

错误！未指定书签。错误！未指定书签。

7.1甲醇制氢装置的投资估算7.11单元设备价格估算

本套装置共有储罐和锅容器4台，分别为甲醇储槽(V0102,常温常压)，水储槽(V0103),原料液储槽(V0101,常温常压)，导热油(V0104)。

该套装置有3台换热器，1台转化器，分别为：换热器(E0101,P=1.5MPa).过热器(E0102,P=1.5MPa),冷凝器(E0103,P=1.5MPa)、转化器（R0101,P=1.5MPa）。该套装置共有3台它设备，分别为汽化塔，(T0101)吸收塔(T0102)解析塔(T0103)。7.12总投资估算

用系数连乘法球总投资，各系数由参考文献二表3-1查的，k1=1.0559,k2

=1.2528,k3=1.0483,k4=1.0277,k5=1.0930,k6=1.0803,k7=1.3061

已知设备费A=19.42万元，计算结果如下设备安装工程费率B=k1A设备安装费=B-A管道工程费率C=k2B管道工程费=C-B电气工程费率D=k3C电气工程费=D-C仪表工程费率E=k4D仪表工程费=E-D建筑工程费率F=k5E建筑工程费=F-E装置工程建设费率G=k6F装置工程建设费=G-F总投资H=Kt．G

7.2总成本费用的估算与分析(1)外购原材料(2)外购燃料(3)外购动力(4)工资(5)职工福利

(6)固定资产折旧费(7)修理费(8)租贷费(9)摊销费用(10)财务费用(11)税金(12)其他费用

(13)固定成本与变动成本7．3甲醇制氢项目的财务评价7.3.1盈利能力分析7.3.2清偿能力分析7.3.3盈亏平衡分析

第八章数据校核固定管板换热器设计计算壳程设计压力2.0ps管程设计计算条件MPa设计压力2.0设计温度ttDiptMPa设计温度ts295壳程圆筒内径Di400材料名称C320Cmm管箱圆筒内径400材料名称mm16MnR(正火)16MnR(正火)简图计算内容壳程圆筒校核计算前端管箱圆筒校核计算前端管箱封头(平盖)校核计算后端管箱圆筒校核计算后端管箱封头(平盖)校核计算膨胀节校核计算开孔补强设计计算管板校核计算前端管箱法兰计算窄面整体(或带颈松式)法兰计算

前端管箱筒体计算计算条件计算压力Pc设计温度t内径Di材料试验温度许用应力设计温度许用应力t试验温度下屈服点s钢板负偏差C1腐蚀裕量C2焊接接头系数计算单位筒体简图MPa1.50295.00Cmm400.0016MnR(正火)(板材)MPa170.00MPa163.56MPa345.00mm0.00mm1.000.85厚度及重量计算=2[]tP=2.71cPcDi计算厚度mm有效厚度名义厚度重量压力试验类型试验压力值压力试验允许通过的应力水平T试验压力下圆筒的应力校核条件校核结果e=n-C1-C2=5.00n=6.008.98mmmmKg压力试验时应力校核液压试验PT=1.25P[][]t=1.9488(或由用户输入)MPaMPaT0.90s=310.50T=pT.(Die)=115.78MPa2e.TT合格压力及应力计算[Pw]=2e[]t(Die)最大允许工作压力设计温度下计算应力t校核条件结论

=2.75299=75.75MPaMPa=tPc(Die)2eMPa139.03t≥t筒体名义厚度大于或等于GB151中规定的最小厚度6.00mm,合格

前端管箱封头计算计算条件计算压力Pc设计温度t内径Di曲面高度hi材料试验温度许用应力设计温度许用应力t钢板负偏差C1腐蚀裕量C2焊接接头系数椭圆封头简图MPa1.50320.00Cmm400.00mm125.0016MnR(正火)(板材)MPa170.00MPa163.56mm0.00mm1.000.85厚度及重量计算K==形状系数计算厚度有效厚度最小厚度名义厚度结论重量D12i62hi2=1.0000mmmmmmmmKgKPcDi2[]t0.5Pc=2.70e=n-C1-C2=5.00min=0.75n=6.00满足最小厚度要求14.58压力计算最大允许工作压力结论[Pw]=2[]teKDi0.5e=2.76669MPa合格后端管箱筒体计算计算条件计算压力Pc设计温度t内径Di材料试验温度许用应力设计温度许用应力t试验温度下屈服点s钢板负偏差C1腐蚀裕量C2焊接接头系数计算单位筒体简图MPa1.50295.00Cmm400.0016MnR(正火)(板材)MPa170.00MPa163.56MPa345.00mm0.00mm1.000.85厚度及重量计算=2[]tP=2.71cPcDi计算厚度mm有效厚度名义厚度重量压力试验类型试验压力值压力试验允许通过的应力水平T试验压力下圆筒的应力校核条件校核结果e=n-C1-C2=5.00n=6.0029.95mmmmKg压力试验时应力校核液压试验PT=1.25P[][]t=1.9488(或由用户输入)MPaMPaT0.90s=310.50T=pT.(Die)=115.78MPa2e.TT合格压力及应力计算[Pw]=2e[]t(Die)最大允许工作压力设计温度下计算应力t校核条件结论

=2.75299=75.75MPaMPat=Pc(Die)2eMPa139.03t≥t筒体名义厚度大于或等于GB151中规定的最小厚度6.00mm,合格

后端管箱封头计算计算条件计算压力Pc设计温度t内径Di曲面高度hi材料试验温度许用应力设计温度许用应力t钢板负偏差C1腐蚀裕量C2焊接接头系数椭圆封头简图MPa1.50295.00Cmm400.00mm125.0016MnR(正火)(板材)MPa170.00MPa163.56mm0.00mm1.000.85厚度及重量计算K==形状系数计算厚度有效厚度最小厚度名义厚度结论重量D12i62hi2=1.0000mmmmmmmmKgKPcDi2[]t0.5Pc=2.70e=n-C1-C2=5.00min=0.75n=6.00满足最小厚度要求14.58压力计算最大允许工作压力结论[Pw]=2[]teKDi0.5e=2.76669MPa合格壳程圆筒计算计算条件计算压力Pc设计温度t内径Di材料试验温度许用应力设计温度许用应力t试验温度下屈服点s钢板负偏差C1腐蚀裕量C2焊接接头系数计算单位筒体简图MPa1.50320.00Cmm400.0016MnR(正火)(板材)MPa170.00MPa170.00MPa345.00mm0.00mm1.000.85厚度及重量计算=2[]tP=0.17cPcDi计算厚度mm有效厚度名义厚度重量压力试验类型试验压力值压力试验允许通过的应力水平T试验压力下圆筒的应力校核条件校核结果e=n-C1-C2=5.00n=6.00336.92mmmmKg压力试验时应力校核液压试验PT=1.25P[][]t=1.9488(或由用户输入)MPaMPaT0.90s=310.50T=pT.(Die)=7.43MPa2e.TT合格压力及应力计算[Pw]=2e[]t(Die)最大允许工作压力设计温度下计算应力t校核条件结论

=2.86139=5.05MPaMPat=Pc(Die)2eMPa144.50t≥t筒体名义厚度大于或等于GB151中规定的最小厚度6.00mm,合格

U型膨胀节设计计算计算条件设计内压力pMP1.50a设计外压力peMPa设计温度t简图℃320.00设计要求的循环次数次0波材料16MnR(正火)纹腐蚀裕量C2Mm1.00MP管170.00t许用应力a直常温下弹性模量Eb2.058e+05MPa边设计温度下弹性模量2.052e+05MPEaMP段337.50设计温度下屈服点saMP上限操作温度下弹性模量下限操作温度下弹性模量EbcaEbH几何尺寸直边段与波纹内径Db=500.00mm波长W=200.00直边段长度L4=20.00mm波纹管层数m=1波高h=120.00mm波数n=8mm成型前一层有效厚度Se=5.00成型前一层名义厚度S=6.00mm加强圈有效厚度Sc=波纹管直边段平均直径Db+mS=506.00mm加强圈弹性模量Ec=加强圈平均直径DC=Db+2mS+SC=加强圈材料加强圈长度LC=波纹管平均直径DmDm=D0"+h=632.00tbMPammmmmmMPammmm成型后波纹管一层最小有效厚度SPDbSPDm12Se5.00mm系数计算系数k疲劳寿命的温度修正系数Tf修正系数系数系数系数kL415.Db.S0.24（当k时，取k）11TfEbcEbHWDmSP室温条件下Tf=1横坐标值2h0.83按W,按W,按W,W2h2.2DmSpW2h2.2DmSpW右端纵坐标曲线值2.21.71查图6-2得：Cp0.35查图6-3得：Cf0.48查图6-4得：Cd1.46W2h2.2DmSp刚度及位移计算一个波轴向钢度K总体轴向刚度轴向力FtSCmDEp257679.61K1.7mbChf3N/mmN/mmK28839.81KnnF=152940.99N一个波的轴向位e=F/K=2.65移mm应力计算直边段周向内薄膜应力z加强圈周向压薄膜应力c应波纹管周向力薄膜应力1波纹管经向薄膜应力2波纹管经向弯曲应力32tpDLEk04b1.03ztt2(mSELDSkELD)b40cccc许用值t170.00170.00tMPaMPa2tpDLEkcccctt2(mSELDSkELD)b40cccc1pD13.57m2mS0.5712h/Wpt170.00t170.00MPa2ph1.202mSpMPaMPaMPaph3Cp9.962mSp2ESCb(p2)e2轴波纹管经向向薄膜应力4位波纹管经向移弯曲应力5组计算p42hCf311.9055E(SC)e259.89bp223hCdt1.5sMPaMPaMPa11.16p23271.78d450.7Rpd279.59506.25合计算d应计算所有组力合最大值R2st675.00MPa疲劳寿命校核t对于奥氏体不锈钢膨胀节,当R2s时,需要进行疲劳校核疲劳破坏时的循环次数N疲劳寿命安全系数nf许用循环次数N校核条件平面失稳应力

12820N370TfR34.nfNNnf(按GB151－1999，nf15)设计要求的操作循环次数N2t14.mSPs=1.88ps2hCPMPaP

延长部分兼作法兰固定式管板设计计算条件设计压力ps设计温度Ts平均金属温度ts装配温度t0设计温度下许用应力[]t简图壳材料名称程平均金属温度下弹性模量Es圆筒管箱平均金属温度下热膨胀系数sMPa2.0C320280C15C16MnR(正火)Mpa1702.058e+0Mpa51.094e-0mm/mm5C壳程圆筒内径Di壳程圆筒名义厚度s500652.052e+052mmmmmmMPamm2mm2MPa壳程圆筒有效厚度se壳体法兰设计温度下弹性模量Ef"壳程圆筒内直径横截面积A=0.25Di壳程圆筒金属横截面积As=s(Di+s)设计压力pt设计温度Tt1.963e+0579331.5200C圆材料名称筒换设计温度下弹性模量Eh管箱圆筒名义厚度(管箱为高颈法兰取法兰颈部大小端平均值)h管箱圆筒有效厚度he管箱法兰设计温度下弹性模量Ef"材料名称管子平均温度tt设计温度下管子材料许用应力tt16MnR(正火)MPa1.932e+0517161.932e+0520g(正火)132117186.81.846e+051.897e+051.175e-05252mmmmMPaCMPaMPaMPaMPa设计温度下管子材料屈服应力s热设计温度下管子材料弹性模量na/Al平均金属温度下管子材料弹性模量Et平均金属温度下管子材料热膨胀系数tmm/mmC管管子外径dmmmm管子根数n换热管中心距S换热管长度L管子有效长度(两管板内侧间距)L管束模数Kt=(d)换一根管子金属横截面积attC10432144.5201*190020448.1621900139.7539.13.135mmmm2mmmmMPammmmMPaMPa22管子回转半径i0.25d(d2t)热管子受压失稳当量长度管t系数Cr=2Ett/s比值lcri2管子稳定许用压应力(Clcr)[]=Etr2(lcri)2itl管子稳定许用压应力(Crcr)[]=s1lcrii22Cr管材料名称设计温度tp设计温度下许用应力rt16MnR(正火)200C144.51.932e+0525046300.40.42.756焊接3.558.51MPaMPammmmmmmm2mmMPaMPa设计温度下弹性模量Ep管板腐蚀裕量C2管板输入厚度n管板计算厚度隔板槽面积(包括拉杆和假管区面积)Ad板管板强度削弱系数

管板刚度削弱系数管子加强系数D2K1.318iEnaE/pLtK管板和管子连接型式管板和管子胀接(焊接)高度l胀接许用拉脱应力[q]焊接许用拉脱应力[q]管材料名称管箱法兰厚度f"法兰外径Df16MnR(正火)mm386402.14e+071.795e+07700.0320.0760.000.006061111.5mmNmmNmmmmMPa箱基本法兰力矩Mmp管程压力操作工况下法兰力M法兰宽度b(DD)/2ffi法比值h/Di比值f"/Di系数C"(按h/Di,”f/Di,查图25)兰系数”(按h/Di,”f/Di,查图26)"21""旋转刚度KfE]f[h12DbDifi"2Efbf3壳体兰材料名称壳体法兰厚度f法兰外径Df法兰宽度b(DD)/2ffi16MnR(正火)mm50640700.010.10.000.000714445.86mmmmMPa比值s/Di系数C,按h/Di,f”/Di,查图25系数,按h/Di,f”/Di,查图26"21f"旋转刚度K[E"]fsi12DbifD"2Efbf3法比值f"/Di法兰外径与内径之比KDDfi旋转刚度无量纲参数膨胀节总体轴向刚度Kf1.28壳体法兰应力系数Y(按K查表9-5)8.005KE2crN/mm~f4Kt0.017622.884e+管板第一弯矩系数(按K,Kf查图27)m1~~0.2201*.5311.7422.75438.1931.180.00099990.031580.3582mm2系系数m1KKf~系数(按KtKf查图29)G2换热管束与不带膨胀节壳体刚度之比QEtnaEsAs数换热管束与带膨胀节壳体刚度之比Ena(EAKL)ssexQtexEAKLssex管板第二弯矩系数(按K,Q或Qex查图28(a)或(b))m2系数（带膨胀节时Qex代替Q）M1m12K(QG2)计系数(按K,Q或Qex查图30)G3算法兰力矩折减系数KKG)f(f3管板边缘力矩变化系数~~~2E/tt~ts1.30.53451.158e+051.455e+05""法兰力矩变化系数MMKKfffA-0.25nd2管管板开孔后面积Al板管板布管区面积参(三角形布管)(正方形布管)数mm22A0.866nSAtd2AnSAtd管板布管区当量直径DAt4t/430.40.590.20464.21866.220.86070.3838mm系数Al/A系系数na/Al计系数(带膨胀节时Qex代替Q)

数系数0.40.6(1Q)/sDtt/Di0.4(1)(0.6Q)/t算管板布管区当量直径与壳体内径之比管板周边不布管区无量纲宽度k=K(1t)换热管与壳程圆筒热膨胀变形差仅有壳程压力Ps作用下的危险组合工况(Pt=0)不计温差应力计温差应力

s0.00.0012壳"f体法~兰应力Di2YM(")wsPa4f热49.011.5tr216.739.27-0.88853tr433.43ttMPa换管轴向应力GQ12PPtcaQG28.237tt117cr3.135tcMPa351.1cr3.1353ct(1)壳程圆筒轴向应力APcaAQGs(2)0.76754.3318.840.4671MPa换热管与管板连接拉脱应力q=tadl144.5[q]58.51433.53[q]焊接MPa[q]胀接175.5仅有管程压力Pt作用下的危险组合工况(Ps=0)换热管与壳程圆筒热膨胀变形差不计温差应力计温差应力0.00.0012管板布管区周边处径向应力系数管板布管区周边处剪切应力系数r=3~m(1)4K(QG2)-0.001504-0.004443=1~14QG20.0061720.006086壳体法兰力矩系数管板~MMMwsp1~~-0.002117计算值许用值-0.003211计算值许用值MPa径向应2DirPra力88.671.5tr216.71.5mm1m1266.7552.22-4.2163tr433.43tr433.41.5tr216.73tr433.43tt管板布管区周边处径向应力~"DPkk2a)ri1(2mm2m"r256.65-8.461MPa216.70.5tr72.241.5tr216.7管板布管区周边剪切应力~DPapptMPaDi2"壳体法兰应力YM()wsP~f78.0259.88.44MPaMPa4a"f换热管轴向应力GQ12PPtcaQG218.92tt117cr3.135tc351.1cr3.1353ct壳程圆筒轴向应力1.311A(1)PP]c[taAs(QG2)19.28MPa换热管与管板连接拉脱应力q=tadl9.945计算结果管板名义厚度n144.5[q]58.5150mm433.53[q]焊接[q]胀接4.437175.5管板校核通过MPa

前端管箱法兰计算设计条件设计压力p计算压力pc设计温度t轴向外载荷F外力矩M壳材料名称体许用应力法材料名称许用[]f材料名称应力[]tb螺栓根径d1数量nDiDbLe兰应力[]tf螺许用[]b栓公称直径dB[]tnMPaMPaCNN.mmMPaMPaMPaMPaMPammmm个DoD外LAN1a,1b640.0544.028.020.0D内hmb504.025.03.508.00简图1.5001.500200.00.00.016MnR(正火)163.616MnR(正火)157.0144.540Cr196.0163.620.017.324500.0600.020.0软垫片垫结构尺寸mm材料类型压紧面形状δ0δ1yDG12.022.044.8528.0片b0≤6.4mmb=b0b0>6.4mmb=2.53b0b0≤6.4mmDG=(D外+D内)/2b0>6.4mmDG=D外-2b螺栓受力计算Wa=πbDGy=594540.0NNmm2mm2预紧状态下需要的最小螺栓载荷Wa操作状态下需要的最小螺栓载荷Wp所需螺栓总截面积Am实际使用螺栓总截面积AbWp=Fp+F=467778.3Am=max(Ap,Aa)=3033.4nd12Ab=4=5637.6力矩计算FD=0.785Di2pc操=294375.0FG=Fp作=139274.8FT=F-FDMp=33891.8NNNLD=LA+0.5δ1=39.0LG=0.5(Db-DG)=36.0mmmmMD=FDLD=11480625.0MG=FGLG=5013968.5MT=FTLT=1457356.4N.mmN.mmN.mmN.mm=N.mmLT=0.5(LA+1+LG)mm=43.0外压:Mp=FD(LD-LG)+FT(LT-LG);内压:Mp=MD+MG+MTMp=17951950.0NLG=36.0mmMa=WLG30591524.0预W=849751.6紧Ma计算力矩Mo=Mp与t[][]Moff中大者Mo=28151996.0N.mm螺栓间距校核实际间距最小间距最大间距DbLnLminLmaxmm=78.546.0(查GB150-98表9-3)97.0K=Do/DI=1.2801.810mmmm形状常数确定h0Di077.46由K查表9-5得整体法兰松式法兰查图9-7由1h/ho=0.3Z=4.133T=1.806Y=8.005VI=0.30827VL=0.00000U=8.797eFhI0eFhL0查图9-3和图9-4FI=0.86670查图9-5和图9-6FL=0.00000f=1.643270.011190.000000得U2U2h00d1h003VIVLf整体松式d10.2法兰=法兰=0.0318301.2d1=ψ=δ=1.43fe+1==/T0.79计算值4e11.573f许用值MPaMPa0.81n

=0.96结论剪应力校核预紧状态1WDil0.00Wp操作状态2Dil0.00t20.8n输入法兰厚度δf=38.0mm时,法兰应力校核应力性质轴向应力径向应力切向应力0T2ZRfDi计算值许用值15.[]tf=216.7或25.[]tn=408.9(按整体法兰设计.[]n)的任意式法兰,取15t结论MYMPa校核合格198.80RM02fDi63.54MPa[]tf=144.5校核合格MY0ZT2R49.54DfiMPa[]tf=144.5校核合格0.5(),0.5())综合max(HRHT=MPa应力131.17[]tf=144.5校核合格校核合格法兰校核结果窄面整体(或带颈松式)法兰计算设计条件设计压力p计算压力pc设计温度t轴向外载荷F外力矩M壳材料名称体许用应力法材料名称许用[]f材料名称应力[]tb螺栓根径d1数量nDiDbLe兰应力[]tf螺许用[]b栓公称直径dB[]tnMPaMPaCNN.mmMPaMPaMPaMPaMPammmm个DoD外LAN1a,1b640.0544.028.020.0D内hmb504.025.03.508.00简图1.5001.500200.00.00.016MnR(正火)163.616MnR(正火)157.0144.540Cr196.0163.620.017.324500.0600.020.0软垫片垫结构尺寸mm材料类型压紧面形状δ0δ1yDG12.022.044.8528.0片b0≤6.4mmb=b0b0>6.4mmb=2.53b0b0≤6.4mmDG=(D外+D内)/2b0>6.4mmDG=D外-2b螺栓受力计算Wa=πbDGy=594540.0NNmm2mm2预紧状态下需要的最小螺栓载荷Wa操作状态下需要的最小螺栓载荷Wp所需螺栓总截面积Am实际使用螺栓总截面积AbWp=Fp+F=467778.3Am=max(Ap,Aa)=3033.4nd12Ab=4=5637.6力矩计算FD=0.785Di2pc操=294375.0FG=Fp作=139274.8FT=F-FDMp=33891.8NNNLD=LA+0.5δ1=39.0LG=0.5(Db-DG)=36.0mmmmMD=FDLD=11480625.0MG=FGLG=5013968.5MT=FTLT=1457356.4N.mmN.mmN.mmN.mm=N.mmLT=0.5(LA+1+LG)mm=43.0外压:Mp=FD(LD-LG)+FT(LT-LG);内压:Mp=MD+MG+MTMp=17951950.0NLG=36.0mmMa=WLG30591524.0预W=849751.6紧Ma计算力矩Mo=Mp与t[][]Moff中大者Mo=28151996.0N.mm螺栓间距校核实际间距最小间距最大间距DbLnLminLmaxmm=78.546.0(查GB150-98表9-3)97.0K=Do/DI=1.2801.810mmmm形状常数确定h0Di077.46由K查表9-5得整体法兰松式法兰查图9-7由1h/ho=0.3Z=4.133T=1.806Y=8.005VI=0.30827VL=0.00000U=8.797eFhI0eFhL0查图9-3和图9-4FI=0.86670查图9-5和图9-6FL=0.00000f=1.643270.011190.000000得U2U2h00d1h003VIVLf整体松式d10.2法兰=法兰=0.0318301.2d1=ψ=δ=1.43fe+1==/T0.79计算值4e11.573f许用值MPaMPa0.81n

=0.96结论剪应力校核预紧状态1WDil0.00Wp操作状态2Dil0.00t20.8n输入法兰厚度δf=38.0mm时,法兰应力校核应力性质轴向应力径向应力切向应力0T2ZRfDi计算值许用值15.[]tf=216.7或25.[]tn=408.9(按整体法兰设计.[]n)的任意式法兰,取15t结论MYMPa校核合格198.80RM02fDi63.54MPa[]tf=144.5校核合格MY0ZT2R49.54DfiMPa[]tf=144.5校核合格0.5(),0.5())综合max(HRHT=MPa应力131.17[]tf=144.5校核合格校核合格法兰校核结果

课程设计总结：

通过为期一个月的课程设计，我学到了很多专业方面的知识，如过热器的设计过程及步骤。更重要的是让我体会到了团队合作的价值，自己的设计部分的好坏直接会影响到别人的进度和质量。当然，我也有很多不足的地方，例如：图中有些线形没有统一。错误！未指定书签。：

在完成这次课程设计中，我非常感谢各位指导老师细心的辅导，以及本组同学的热情帮助。

错误！未指定书签。

1.黄振仁，魏新利。《过程装备成套技术设计指南（M）》。北京：化学工业出版社，201*

2.黄振仁，魏新利。《过程装备成套技术（M）》。北京：化学工业出版社，201*3.时钧等。化学工程手册（1.化工基础数据）（M）。北京：化学工业出版社，19894.GB150-1998《钢制压力容器》

5.JB/T4700-4707-201*《压力容器法兰》

6.HG20592-20635-201*《钢制管兰、垫片、紧固件》7.JB/T4712.1-201*《鞍式支座》

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