反应釜课程设计

化工设备机械基础课程设计

10m3不锈钢反应釜釜体设计说明书

班级:化工142班

学号:1405200065

姓名:张振强

指导老师:王正平

不锈钢反应釜设计 (10)

不锈钢反应釜的总体结构 (10)

罐体和不锈钢的设计 (11)

2.1罐体和不锈钢的结构设计 (11)

2.2罐体几何尺寸计算 (11)

2.2.1确定筒体内径 (11)

2.2.2确定封头尺寸 (12)

2.2.3确定筒体高度H1 (12)

2.3不锈钢的几何尺寸计算 (12)

2.4不锈钢反应釜的强度计算 (13)

2.4.1强度计算的原则及依据 (13)

2.4.2按内压对筒体和封头进行强度计算 (14)

2.4.3罐体及不锈钢厚度计算 (14)

3.按外压对筒体和封头进行稳定性校核 (15)

4.水压试验校核 (16)

5、支座形式 (17)

5.1 支座的选型 (17)

5.2支座载荷的校核计算 (18)

6、容器附件 (19)

6.1手孔和人孔 (19)

6.2设备接口 (19)

6.2.1接管与管法兰 (19)

6.3视镜 (21)

参考文献 (21)

附件： (22)

不锈钢反应釜设计任务书

简图设计参数及要求

容器内不锈钢内工作压力，MPa 0.55 0.5 设计压力，MPa 0.6 0.6 工作温度，℃ 设计温度，℃

＜140 ＜140 介质

染料及有机溶剂

蒸汽全容积，3

m 10 操作容积，3

m 7.5 传热面积，2m 17 腐蚀情况微弱

推荐材料

Q235-B

条件内容修改

接管表修改标记

内容修改

签字日期符号公称尺连接面型式用途 A 25 PL/RF 蒸汽入口 B 25 PL/RF 加料口 C 400 PL/RF 人孔

D 70 PL/RF 温度计口单位名称

E 40 PL/R

F 备用孔工程名称 F 25 PL/RF 压缩空气管设计项目

G 100 PL/RF 压料管套管条件编号

H 50 PL/RF 压料管设备图号 M 40 PL/RF 放料口位号/台号 N 25

PL/RF

凝液出口

提出人

日期

备注

关于带搅拌不锈钢反应釜设计任务说明

本设计根据化工设备的机械理论知识，参照给顶工艺参数，科学合理地设计出符合要求的不锈钢反应釜，其涉及的内容如下：

一．总体结构设计。根据工艺要求并考虑制造安装和维护检修的方便，确定各部分结构形式。

二．搅拌容器的设计；

四．决定并选择轴封类型及有关零部件；

五．绘图；

六．编制技术要求，提出制造、装机、检验和试车方面的要求。应用标准技术条件的可标注文件号。

设计中需注意以下几点：

一．对相关的数据进行正确的计算和校核；

二．需查获资料的数据必须精确可靠；

三．读图正确，构想主体模型；

四．对工艺给定外的隐含条件必需考虑，如环境因素等；

五．对构件的形式进行合理的选择；

六．制图时比例适当，数据精确，符合要求；

在化工、石油化工、炼油、轻工、制药、食品等工业领域中采用大量的设备。但这些设备由于生产过程中所起的作用及工作原理不同，要求设备的形状、尺寸、结构型式也不同，所以对化工容器进行设计是必需的一个过程。在设计中不仅要熟练掌握化工设备的基础知识，还要正确把握其工艺特性及工程的定量、定性地核算。

表1.几何尺寸

步

骤

项目及代号参数及结果备注

1-1

全容积V，m3

10 由工艺条件给定

1-2

操作容积V，m3

7.5 由工艺条件给定

1-3

传热面积F，m2

17 根据步骤1-20确定1-4 筒体型式圆筒型常用结构

1-5 封头型式椭圆型常用结构

1-6 长径比i=H

1/D

1.5:1 由工艺条件给定

1-7

初算罐体筒体内径D

1≈3

，m

2.040 《化工设备机械基础

——课程设计指导

书》P37公式（4-1）

1-8

圆整罐体筒体内径D

1，mm

2000 选取

1-9

1m高的容积V

1，m3

3.142 《化工设备机械基础

——课程设计指导

书》P112表D-1

1-10

罐体封头容积V

封

1，m3

1.126 《化工设备机械基础

——课程设计指导

书》P113表D-2

1-11

罐体筒体高度H

1=（V - V

封

）/ V

，

m 2.824 《化工设备机械基础

——课程设计指导

书》P38公式（4-2）

1-12

圆整筒体高度H

1，mm

2800 选取

1-13

实际容积V= V

1×H

＋V

封

，m3

9.92 《化工设备机械基础

——课程设计指导

书》P38公式（4-3）

1-14

不锈钢筒体内径D

2，mm

2200 《化工设备机械基础

——课程设计指导

书》P38表4-3

1-15

装料系数η= V

操

/V或按η=0.6~0.85选

取

0.75 选取

1-16

不锈钢筒体高度H

2≥﹙ηV－V

封

﹚

1，m

2.01 《化工设备机械基础

——课程设计指导

书》P39公式（4-4）

表2.强度计算（按内压计算罐体及不锈钢厚度）

2-1 设备材料

Q235-B 由工艺条件给定 2-2 设计压力（罐体内）p 1，MPa 0.6 由工艺条件给定 2-3 设计压力（不锈钢内）p 2，MPa 0.6 由工艺条件给定 2-4 设计温度（罐体内）t 1，℃ <140 由工艺条件给定 2-5 设计温度（不锈钢内）t 2，℃ <140 由工艺条件给定 2-6 液柱静压力p H 1=10

-ρgh ，MPa

0.028 《化工设备机械基

础》P114

2-7 计算压力p c 1=p 1+p H ，MPa 0.628 计算 2-8 液柱静压力p H 2，MPa 0 忽略 2-9 计算压力p c 2= p 2

0.6 计算 2-10 罐体及不锈钢焊接接头系数φ

0.85 《化工设备机械基础》P127表9-6 2-11 设计温度下材料许用应力[σ]t

，MPa 113 GB 150.2-2011选取 2-12

罐体筒体计算厚度[]11112C t

P D δ=σ?-P ，

6.56

《化工设备机械基

础》P121

1-17 圆整不锈钢筒体高度H 2，mm 2000 选取

1-18

罐体封头表面积F 封1，m 2

4.4930

《化工设备机械基础——课程设计指导书》P113表D-2 1-19

1m 高筒体内表面积F m 1，m 2

6.28

《化工设备机械基础——课程设计指导书》P112表D-1 1-20

实际总传热面积F= F m 1×H 2＋F 封1，m 2

17.053＞17

《化工设备机械基础——课程设计指导

书》P39

2-13 不锈钢筒体计算厚度[]22222C t

P D δ=

σ?-P ，mm

6.89

《化工设备机械基础》P121公式（9-1）

2-14 罐体封头计算厚度

δ’

t 1

c p 5.0][2p -φσD ，mm

6.55

《化工设备机械基础》P134公式（10-3） 2-15 不锈钢封头计算厚度 δ’

c p 5.0][2p -φσD ，mm 6.88

《化工设备机械基础》P134公式（10-3） 2-16 取最小δm in 作为计算厚度δ，mm 8 《化工设备机械基础》P128表9-11 2-17 腐蚀裕量C 2，mm

2.0 按双面腐蚀 2-18 罐体筒体设计厚度δ1d =δ+C 2，mm 10 《化工设备机械基

础》P121 2-19 不锈钢筒体设计厚度δ2d =δ+C 2，mm

10 《化工设备机械基

础》P121 2-20 罐体封头设计厚度δ’

d 1=δ+C 2，mm 10 《化工设备机械基

础》P143 2-21 不锈钢封头设计厚度δ’

d 2=δ+C 2，mm 10 《化工设备机械基

础》P143 2-22 钢板厚度负偏差C 1，mm 0.8 《化工设备机械基

础》P143 2-23 罐体筒体名义厚度δn 1=δd 1，mm 10 δm in -δ1＞C 1 2-24 不锈钢筒体名义厚度δn 2，mm 10 δm in -δ2＞C 1 2-25 罐体封头名义厚度δ’

n 1，mm 10 δm in -δ’

1＞C 1 2-26 不锈钢封头名义厚度δ’n 2，mm

δm in -δ’2＞C 1

表3.稳定性校核（按外压校核罐体厚度）

步骤

项目及代号

参数及结果

备注

3-1 罐体筒体名义厚度δn 1，mm 10 根据计算结果假设

3-2 厚度附加量 C=C 1+C 2

2.8 计算 3-3 罐体筒体有效厚度δe =δn –C ，mm 7.2 计算 3-4 罐体筒体外径D 1O =1D +2δn ， mm 2020 计算 3-5 筒体计算长度L=H 2+1/3h 1， mm 2167 计算 3-6 系数L/D 0 1.073 计算 3-7 系数D 0/δe 281 计算 3-8 系数A 0.00022 《化工设备机械基础》P150图11-5 3-9 系数B

31 《化工设备机械基础》P152图11-8 3-10

许用外应力)(32]p [e

0δD AE

，MPa

0.104＜0.6

计算失稳，重设名

义厚度δn

3-11 罐体筒体名义厚度δn ，mm 17 假设

3-12

钢板厚度负偏差C 1，mm

0.8

《化工设备机械基础》P128表9-10选

取

3-13 厚度附加量C=C 1+C 2

2.8 计算 3-14 罐体筒体有效厚度δe =δn -C ，mm 14.2 计算 3-15 罐体筒体外径D 0=D 1+2δn ，mm 2034 计算 3-16

筒体计算长度L=H 2+1/3h 1，mm

2167

《化工设备机械基础》P134公式（10-2）

3-17 系数L/D 0 1.065 计算 3-18 系数D 0 /δe 143 计算 3-19 系数A 0.00072 《化工设备机械基础》P150图11-5 3-20

系数 B

100

《化工设备机械基础》P152图11-8

3-21

许用外压力[]p =11/O e

D δ，MPa

0.671＞0.6

计算稳定性满足要

求

3-22 罐体封头名义厚度δn ，mm 17 假设 3-23 罐体封头钢板厚度负偏差C 1，mm 0.8 《化工设备机械基

础》P128 3-24 罐体封头厚度附加量C=C 1+C 2

2.8 《化工设备机械基础》P128表9-10

3-25 罐体封头有效厚度δ’

e 1=δ’

n 1－C ，mm 14.2 计算 3-26 罐体封头外径D ’

01=D ’1+2δ’

n 1，mm 2034 计算 3-27

标准椭圆封头当量球壳外半径R ’

0=0.9 D ’

01，mm

1830.6

计算

3-28

系数A= 110.125

(/)

O e R δ''

0.00097 计算

3-29 系数B

118

《化工设备机械基础》P152图11-8 3-30

许用外压力[]1/O e B p R δ=

，MPa

0.915＞0.6

稳定性满足条件

3-31

罐体封头最小厚度δm in =0.15%D 1，mm

δm in ≤δe ，满足要求

表4.水压试验校核

步骤项目及代号参数及结果

备注 4-1

罐体试验压力P 1T =1.25P 1[]

[]t

σσ，M Pa 0.75

《化工设备机械基

础》P129 4-2 不锈钢水压试验压力P 1T =1.25P 2[]

[]t

σσ，

M Pa

0.125

《化工设备机械基

础》P129

4-3 材料屈服点应力σs ，M Pa

235 《化工设备机械基

础》P130 4-4 T σ≤0.9φs σ，M Pa

179.8 《化工设备机械基

础》P130 4-5

罐体圆筒应力1T σ=1111()

2T e e

p D δδ+，M

110.67

《化工设备机械基

础》P132

4-6 不锈钢内压试验应力

2T σ=

2222()

2T e e

p D δδ+，MPa

19.67

《化工设备机械基

础》P132

不锈钢反应釜设计

不锈钢反应釜的总体结构

带搅拌的不锈钢反应釜是化学、医药及食品等工业中常用的典型反应设备之一。它是一种在一定压力和温度下，借助搅拌器将一定容积的两种（或多种）液体以及液体与固体或气体物料混匀，促进其反应的设备。

一台带搅拌的不锈钢反应釜。它主要由搅拌容器、搅拌装置、传动装置、轴封装置、支座、人孔、工艺接管和一些附件组成。

搅拌容器分罐体和不锈钢两部分，主要由封头和筒体组成，多为中、低压压力容器；搅拌装置由搅拌器和搅拌轴组成，其形式通常由工艺设计而定；传动装置是为带动搅拌装置设置的，主要由电机、减速器、联轴器和传动轴等组成；封头装置为动密封；它们与支座、人孔、工艺接管等附件一起，构成完整的不锈钢反应釜。

罐体和不锈钢的设计

不锈钢式反应釜是由罐体和不锈钢两大部分组成。罐体和不锈钢的设计主要包括其结构设计，各部件几何尺寸的确定和强度的计算与校核。罐体在规定的操作温度和操作压力下，为物料完成其搅拌过程提供了一定的空间。不锈钢传热是一种应用最普遍的外部传热方式。它是一个套在罐体外面能形成密封空间的容器，既简单又方便。

2.1罐体和不锈钢的结构设计

罐体一般是立式圆筒形容器，有顶盖、筒体和罐底，通过支座安装在基础或平台上。罐底通常为椭圆形封头，对于常压或操作压力不大而直径较大的设备，顶盖可采用薄钢板制造的平盖，并在薄钢板上加设型钢制的横梁，用以支承搅拌器及其传动装置。顶盖与筒体的连接形式分为可拆和不可拆两种筒体内径D 1≤1200mm ，宜采用可拆连接。当要求可拆时做成法兰连接。

不锈钢的形式与罐体相同。

2.2罐体几何尺寸计算

2.2.1确定筒体内径

一般由工艺条件给定容积V 、筒体内径D 1按式1估算：

mm m m m i V D 2040040.21

14.310

4433

1=≈??≈≈π 式中 V 工艺条件给定容积，m 3

；

i ——长径比， 11D H i =

经圆整后得D1=2000mm

其按物料选取，根据参考文献[1]

表1 几种搅拌釜的长径比i 值

种类设备内物料类型 i 一般搅拌釜

液-固相或液-液相物料

1～1.3 气-液相物料

1～2 发酵罐类

1.7～

2.5

选取i=1。由任务书给出的V=10m 3，可得D 1=2.040m=2040mm ，查阅压力容器公称直

径GB9019—1998[2]，圆整为D 1=2000 mm,同时得到V 1m =3.142m 3/m ， F 1m =6.28m 2

。

2.2.2确定封头尺寸

反应釜筒体与不锈钢最常用的封头型式是标准椭圆封头，以内径为基准的椭圆封头类

型代号为EHA ，其内径与筒体内径相同，根据筒体内径D 1=2000mm ，故由参考文献1附表4-2选取如下信息：

曲边高度h 1 （mm ） 500 直边高度h 2 (mm) 25

内表面积F 封（m 2） 4.4930 容积V 封（m 3） 1.126

2.2.3确定筒体高度H1

反应釜容积V 通常按下封头和筒体两部分容积之和计算。则筒体高度1H 按公式计算，

并进行圆整。

m V V V H 11/）（封-=

式中 V 封——封头容积，m 3；

V 1m ——1m 高筒体容积，m 3/m ； V 1m =3.142m 3/m ，V 封=1.126m 3

mm m H 2824824.23.142/)1.12601(1==-=

圆整后H 1=2800mm

当筒体高度确定后，应按圆整后的筒体高度修正设计容积，则

V 修正=V 1m ×H 1＋V 封=3.142×2.800＋1.126=9.92m

2.3不锈钢的几何尺寸计算

不锈钢的结构尺寸常根据安装和工艺两方面的要求而定。不锈钢和筒体的连接常焊接成封闭结构。

不锈钢直径D 2可根据筒体内径D 1选取D 2=D 1+200=2200mm

表2不锈钢直径D 2 / mm

D 1 500～600 700～1800 2000～3000 D 2 D 1+50

D 1+100

D 1+200

不锈钢下封头型式同罐体封头，其直径D2与不锈钢筒体相同。不锈钢高H2由传热面积决定，不能低于料液高。

装料系数η没有给定，则应合理选用装料系数η的值，尽量提高设备利用率。通常取

η=0.6～0.85。如物料在反应过程中要起泡或呈沸腾状态，η应取低值，η=0.6～0.7；如物

料反应平稳或物料粘度较大时，η应取大值，η=0.8～0.85 。η取0.75。不锈钢高H2按下式估算。

V V V H m 2.013.142/)1.1269.9275.0(/(12=-?=-=）封η

则圆整后的不锈钢高度2H =2000mm 。式中 V 封——封头容积，m3； V1m ——1米高筒体容积，m3/m 。

不锈钢所包围的罐体的表面积（筒体表面积F 筒+封头表面积F 封）一定要大于工艺要求的传热面积F ，即

F F F 17=≥+筒封式5

式中 F 筒——筒体表面积，F 筒=H2×F1m=2.0×6.28=12.56m 2 F 封——封头表面积，F 封=4.4930m 2 F1m ——1m 高内表面积 F=F 封+F 筒=4.4930+12.56=17.053满足要求。

2.4不锈钢反应釜的强度计算

2.4.1强度计算的原则及依据

强度计算应考虑以下几种情况。圆筒内为常压外带不锈钢时：

当圆筒的公称直径DN≥600㎜时，被不锈钢包围部分的筒体按外压（指不锈钢压力）圆筒设计，其余部分按常压设计；

圆筒内为真空外带不锈钢时：

当圆筒的公称直径DN≥600㎜时，被不锈钢包围部分的筒体按外压（指不锈钢压力+0.1MPa ）圆筒设计，其余部分按真空设计；

当圆筒的公称直径DN≤600㎜时，全部筒体按外压（指不锈钢压力+0.1MPa ）圆筒设计；

圆筒内为正压外带不锈钢时：

当圆筒体的公称直径DN≥600㎜时，被不锈钢包围部分的筒体分别按内压圆筒和外压圆筒计算，取其中较大值；其余部分按内压圆筒设计。

当圆筒的公称直径DN≤600㎜时，全部筒体按内压圆筒和外压圆筒计算，取其中最大值。

2.4.2按内压对筒体和封头进行强度计算材料选择Q235-B ，由设计压力P 1（罐体内）0.6MPa ，设计压力P 2（不锈钢内）0.1M Pa ，

可得：工作压力（罐体内）为0.6/1.1=0.55MPa

工作压力（不锈钢内）为0.6/1.2=0.5MPa [8] 设计温度（罐体内）t 1<120℃；温度（不锈钢内）t 2<150℃ ；液柱静压力：P 1H =6

-ρgh =610-×1.0×103×10×2.8=0.028MPa

式中 ρ——水的密度，kg/m 3 ；

g ——重力加速度，取值10m/2

s ；

h ——罐体筒体高度H 1=2.3m ；计算压力：P 1C =P 1＋P 1H =0.6+0.028=0.628MPa ；液柱静压力忽略,计算压力：P2C=P2=0.6MPa

2.4.3罐体及不锈钢厚度计算

因我们选用的为双面焊的对接焊缝且局部无损伤，故选取罐体及不锈钢焊接接头系数

?=0.85[9]，设计温度下材料需用应力

=113 M Pa [10]

罐体筒体计算厚度mm p D p c t c 6.56862.085.01132000

2628.0][21111=-???=-=

φσδ

不锈钢筒体计算厚mm p D p c t

c 6.896

.085.01132200

26.0][22222=-???=-=

φσδ 罐体封头设计厚mm p D p c t c 6.558

62.05.085.01132000

2862.05.0][2111'

1=?-???=-=

φσδ

不锈钢封头计算厚度mm p D p c t

c 6.880.6

0.585.01132200

26.0][22222=?-???=-=

φσδ 取计算厚度δ=8mm ，腐蚀裕量C 2=2.0mm [12]，罐体筒体设计厚度

1d δ=δ+ C 2=8+2.0=10.0mm ；

不锈钢筒体设计厚度2d δ=δ+ C 2=8+2.0=10.0mm ；

罐体封头设计厚度

δ'=δ+ C 2=8+2.0=10.0mm ；

不锈钢封头设计厚度

2d δ'=δ+ C 2

=8+2.0=10.0mm ；钢板厚度负偏差C 1=0.8mm ；罐体筒体名义厚度n 1δ=1d

δ=13.0mm(满足

min δ-

δ=8-6.56=1.44mm> C 1=0.8mm)

同理：

不锈钢筒体名义厚度2n δ=10.0mm ；

罐体封头名义厚度1n

δ'=10.0mm ；不锈钢封头名义厚度2n δ'=10.0mm ；

3.按外压对筒体和封头进行稳定性校核

假设罐体筒体名义厚度n δ=10.0 mm ；厚度附加量C= C 1 +C 2=2.8 mm ；[13]

罐体筒体有效厚度e δ=n δ-C=10.0-2.8=7.2mm ；罐体筒体外径0D =1D +2n δ=2000+2×10.0=2020mm ；筒体计算长度L=2H +

131h =2000+1

×500=2167 mm ；[14] 式中 2H ——不锈钢筒体高度2H =2000mm ；

1h ——曲边高度，500mm 系数0L/D =2167/2020=1.073；系数0e D /δ=2020/7.2=281 系数A [15]图10-3得：A=0.00022；系数B [16]图10-4得：B=31，故采用公式：许用外压[P]=

)

(32/0e D AE

δ=0.104MPa （其中E=2.00×105）<0.6MPa ，失稳，重设名义厚度n δ。

假设罐体封头名义厚度n δ=17.0mm ：

罐体封头钢板厚度负偏差C 1=0.8mm ；罐体封头厚度附加量C= C 1 +C 2=2.8 mm ；

罐体封头有效厚度e δ'=n δ'－C=17.0－2.8=14.2 mm ；

罐体筒体外径0D '=1D '+2n δ'=2000+2×

17.0=2034 mm ；筒体计算长度L=H 2+1/3h 1=2000+

×500=2167mm 系数L/D 0=

20342167

=1.065 系数D 0/δe ==14.2

2034

143

系数A=0.00072 系数B=100 许用外压力[]p =

11/O e

D δ=0.671＞0.6 稳定性满足要求

因此罐体封头名义厚度δn =17mm ，罐体封头钢板厚度负偏差C 1=0.8mm ，罐体封头厚度附加量C=C 1+C 2=2.8mm ，罐体封头有效厚度δ’

e 1=δ’

n 1－C=14.2mm ，罐体封头外径D ’

01=D ’1+2δ’

n 1=2034mm ，

标准椭圆封头当量球壳外半径R ’

0=0.9 D ’

01=0.9×2034=1830.6mm 系数A==

110.125

(/)

O e R δ''=14.2

6830.1125.0=0.00097 系数B=118 许用外压力[]1/O e B p R δ=

.146.83018

11=0.915MPa ＞0.6 MPa 满足稳定性要求

罐体封头最小厚度δm in =0.15%D 1=0.15%×2000=3mm

4.水压试验校核

罐体试验压力[][]

1T 1t σP =1.25P σ=1.25×0.6×113113=0.75MPa ，当设计温度小于

200℃时，

二者接近，可以忽略；[17]

不锈钢水压试验压力[][]

2T 2t

σP =1.25P σ=1.25×0.6×113113=0.75MPa ；材料屈服点应力S σ=235MPa ；

T S σ0.9σφ≤=0.9×0.85×235=179.8MPa ，表示为水压试验时的许可应力；罐体圆筒应力：()

1T 1e 1T e

p D +δσ=

2δ=53.192MPa<179.8MPa ；

不锈钢内压试验应力: ()

2T 2e 2T e

p D +δσ=2δ=58.474MPa<179.8MPa 。

5、支座形式 5.1 支座的选型

由于立式反应釜为不锈钢传热带搅拌的配料罐，属于保温型,所以选择标准耳式B 型，标准号为JB/T4725-92,材料为Q235-B,数目为4个。

每台反应釜常用4个支座，但作承重计算时，考虑到安装误差造成的受力情况变坏，应按两个支座计算[29] 。

(1)粗略估算反应釜的总质量m 0

①釜体筒体质量m 1

DN=1400mm ，n δ=10mm 的筒节，每米的质量q 1=348kg 所以m 1= q 1×H 1=348×1.0=348kg ②釜体封头的质量m 2 DN=1400mm ，n δ=10mm

查表椭圆形封头质量得其质量m 2=172.7kg ③不锈钢筒体质量m 3

DN=1500mm ，n δ=10mm 的筒节，每米的质量q 1=372kg 所以m 1= q 1×H 1=372×1.0=372kg ④不锈钢封头质量m 4 DN=1500mm ，n δ=10mm

椭圆形封头质量其质量m 2=197.4kg ⑤物料质量m 5

m 5=0.8×1.1×103×1=0.88×103kg ⑥附件质量m 6=70kg

所以反应釜的总质量m 0= m 1+ m 2+ m 3+ m 4+ m 5+ m 6

=348+172.7+372+197.4+880+70=2040.1kg

(2)粗选耳式支座的型号

每个支座承受的重量

Q=mg/2=2040.1×9.8/2=9996.49N

根据DN=1400mm , Q=9996.49kN ，初选B 型耳式支座，支座号为4。[30] 标记： JB/T4725-92 耳座B4 材料：Q235-B

表5.1 B 型耳式支座主要尺寸

底板

筋板

垫板

地脚螺栓

支座

重量

1b 1δ

2b 2δ

3δ

规格 kg

250

200

14 70

290

10 315

M24 15.7

5.2支座载荷的校核计算

耳式支座实际承受的载荷按下式近似计算：

34()

[

]10o e e e m g G ph G S Q kn nD

-++=+?

Q-支座实际承受的载荷，KN ； D-支座安装尺寸，mm ； g-重力加速度，取g=9.8m/2

s ； 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 0m -设备总质量，kg ； n-支座数量； Se -偏心距，mm ；

P-水平力，取Pe 和Pw 的大值，N ；

当容器高径比大于5，且总高度0H 不大于10mm 时，Pe 和Pw 可按Pe=a 0m g 和P

w=1.2i f 0q 0D 0H ×6

10-计算，超出此范围的容器本标准不推荐使用耳座。 Pe=a 0m g=0.24×2040.14×9.8=4798.32N 式中 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）、0.32； P w=1.2i f 0q 0D 0H ×6

10-=6091.8N 式中 P w-水平风载荷，N ；

0D -容器外径，mm,有保温层时取保温层外径；0D =1420mm 0H -容器总高度，mm ；0H ≈6500mm

0q -10m 高度处的基本风压值，N/2m ；0q =550m 2 i f -风压高度变化系数，按设备质心所处高度取；对于B 类地面粗糙度的f i 按下表取值：

表5.2 风压高度变化系数

设备质心所在高度m ≤10

15 20 风压高度变化系数fi 1

1.44

1.25

取f i =1

又有D=2

2140-821021400）（

?+?++2×（290-70）=1869.16mm G e =0,o m =2040.1kg ，k=0.83，n =4，p =Pw=6091.8N ，h=1500mm

将已知值代入得=Q 3-1016

.1869415008.609144

83.08.91.2040???

???????+??

=10.91KN

因为Q =10.91KN ＜[Q]=60KN ，所以选用的耳式支座满足要求。

6、容器附件 6.1手孔和人孔

手孔和人孔的设置是为了安装、拆卸、清洗和检修设备的内部装置。

手孔直径一般为150-250mm ，应使工人戴上手套并握有工具的手能方便地通过。

本设计未设手孔，设有旋转快开人孔一个。

根据任务书要求，选用回转盖带颈平焊法兰手孔，回转盖带颈平焊法兰手孔的主要尺寸[31]。

密封面型式：突面（RF型）公称压力：1.0MPa

公称直径：DN=450mm 总质量：130Kg 螺柱：20个

螺母：40个螺柱：M24×125

6.2设备接口

化工容器及设备，往往由于工艺操作等原因，在筒体和封头上需要开一些各种用途的孔。

6.2.1接管与管法兰

管法兰分PN系列（欧洲体系）和Class系列（美洲体系），PN系列管法兰的公称压力等级用PN表示。PN系列管法兰公称尺寸用DN表示，根据钢管外径分A.B两个系列，A 系列为国际通用系列（俗称英制管），B系列为国内沿用系（俗称公制管）。

根据任务书要求选用B系列,欧洲体系（PN系列）PN16突面（RF）B板式平焊（PL）钢制管法兰及紧固件主要尺寸得[32]:

表6.1 钢制管法兰及紧固件主要尺寸

根据上表数据得:

（1）蒸汽入口A、温度计接口D、压缩空气入口E、冷却水出口G的公称尺寸DN=25，采用ф32ⅹ3.5无缝钢管，法兰PL25（B）-10，HG20592；

（2）放料口的公称尺寸DN=40，采用ф45ⅹ3.5无缝钢管，法兰PL40（B）-10，HG20592-97；