立式热虹吸再沸器机械设计说明书样本

大连理工大学本科课程设计立式热虹吸式再沸器机械设计阐明书

学院（系）：化工机械与安全学院

专业：过程装备与控制工程

学生姓名：孔闯

学号：42052

指导教师：由宏新、代玉强

评阅教师：

完成日期：.10.2

大连理工大学

Dalian University of Technolog

摘要

本课程设计重要任务是设计1台立式热虹吸式再沸器，作为丙烯-丙烷精馏塔提馏段加热设备。在大三下学期时候已经初步完毕了再沸器工艺某些设计和核算，本次设计重要进行再沸器机械某些计算及校核，涉及再沸器各某些构造阐明，筒体壁厚计算，封头壁厚计算，管箱法兰和管板计算，筒体和封头开孔及补强等。

通过3周工作，已完毕了再沸器机械参数计算，手工绘制了再沸器装配图1张和管板零件图1张。

目录

摘要................................................................................................................................................ I 1设计基础 .. (2)

1.1项目背景 (2)

1.2设计依据 (2)

1.3技术来源及授权 (2)

1.4项目简介 (3)

2结构工艺说明 (1)

2.1管程和壳程物料的选择 (1)

2.2换热管 (1)

2.3管板 (2)

2.3.1 管板结构尺寸 (2)

2.3.2 换热管与管板连接 (3)

2.3.3 排管及管孔 (3)

2.4折流板 (5)

2.5接管及连接附件 (6)

2.6安全泄放 (8)

2.7耳式支座 (8)

2.8管箱、管箱法兰与封头 (12)

3强度计算 (14)

3.1工艺参数计算结果表 (14)

3.2计算条件 (15)

3.3强度计算 (16)

3.3.1 壳程圆筒计算 (16)

3.3.2 前端管箱筒体计算 (17)

3.3.3 前端管箱封头计算 (18)

3.3.4 后端管箱筒体计算 (20)

3.3.5 后端管箱封头计算 (21)

3.3.6 开孔补强设计计算 (22)

3.3.7 兼作法兰固定式管板计算 (25)

3.3.8 管箱法兰计算 (34)

4结论 (37)

附录A 过程工艺与设备课程设计任务书 (39)

1设计基本

1.1项目背景

本项目来源于大连理工大学过程装备与控制工程专业大四年级过程工艺与设备课程设计题目；

设计者为过程装备与控制工程专业在校大四学生，与项目发布者为师生关系；

本项目设计装置为立式热虹吸式再沸器。

1.2设计根据

过程工艺与设备课程设计任务书（见附录A）

《固定式压力容器安全技术监察规程》TSG R0004-

《压力容器》GB 150-

《热互换器》GB/T 151-

《长颈对焊法兰》JB/T 4703-

《无缝钢管尺寸、外形、重量及容许偏差》GB/T 17395-

《钢制压力容器封头》JB/T 4746-

《承压设备无损检测》NB/T47013-

《石油化工钢制管法兰用紧固件》SH/T 3404-

1.3技术来源及授权

《化工单元过程及设备课程设计》，匡国柱、史启才主编，化学工业出版社，。

《化学化工物性数据手册》（有机卷），刘光启、刘杰主编，化学工业出版社，。

《化工原理》（下册），大连理工大学，高等教诲出版社，。

SW6-化工设备设计软件

1.4项目简介

精馏是分离液体混合物（含可液化气体混合物）最惯用一种单元操作，在化工、炼油、石油化工等工业中得到广泛应用。板式精馏塔是常用精馏分离设备，构造上，板式精馏塔是一圆形筒体，塔内装有多层塔板，塔中部适当位置设有进料板，两相在塔板上互相接触和分离。在板式塔提馏段底部会设立再沸器，再沸器作用是将塔底液体某些汽化后送回精馏塔，使塔内气液两相间接触传质得以持续进行。

本设计采用立式热虹吸式再沸器，它是一垂直放置管壳式换热器。液体在自下而上通过换热器管程时某些汽化，由在壳程内载热体供热。立式热虹吸再沸器是运用塔底单相釜液与换热器传热管内汽液混合物密度差形成循环推动力，构成工艺物流在精馏塔底与再沸器间流动循环。这种再沸器具备传热系数高，构造紧凑，安装以便，釜液在加热段停留时间短，不易结垢，调节以便，占地面积小，设备及运营费用低等明显长处。同步，由于构造上因素，壳程不能采用机械办法清洗，因而不适当用于高粘度或较脏加热介质；并且，由于是立式安装，因而会增长塔裙座高度。

为提高本项目设计计算精确性，本设计采用了业内惯用化工设备设计软件SW6-进行计算校核。

2构造工艺阐明

2.1管程和壳程物料选取

本立式热虹吸再沸器用于对提馏段丙烯丙烷凝液加热，使其气化返回塔底，继续进行精馏分离，丙烯丙烷为低毒易燃介质，工作压力1.79MPa。加热介质为饱和水蒸气，干净清洁，工作压力0.1MPa。

依照换热器设计经验，管程和壳程介质选取普通遵循如下原则：

（1）易结垢流体走管程,便于检修及时清洗除垢；

（2）具备腐蚀性流体应走管程，可防止管束和壳体材质受腐蚀,且便于管子清洗检修；

（3）易燃易爆、有毒流体走管程，减少泄漏机会,避免引起人员中毒或者爆炸；

（4）高压流体走管程，以防壳体受压，节约壳体材料；

（5）被冷却流体走壳程，可借外壳向外散热作用使壳体散热，增强冷却效果；

（6）流量大、粘度大流体走壳程，流量小流体走管程；

（7）饱和蒸汽走壳程，便于及时排出冷凝液，且蒸汽干净清洗以便；

（8）需要提高流速以增大其对流传热系数流体宜走管内，因管程流通面积常不大于壳程，且可采用多管程以增大流速。

（9）物料不同，走法也就不同，应依照实际状况，选取液体流径。

故，本换热器丙烯丙烷凝液走管程，加热蒸汽走壳程。

2.2换热管

依照工艺计算成果，本再沸器换热管尺寸为φ25×2，长度L=3000mm，数量为245根，管心距32mm，材料选用10g，Ⅰ级管束，外径容许偏差±0.10mm，制造及检查原则为GB/T 17395-。

因壳程为清洁水蒸气，管束无需清洗，故管束排列方式为正三角形排列。