南京工业大学过程装备成套技术课程设计过热器.docx

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1、南京工业大学过程装备成套技术课程设计过热器前言氢气是一种重要的工业产品，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都有不相同的要求，特别是改革开放以来， 随着工业化的进程，大量高精产品的投产，对高纯度的需求量正 逐步加大，等等对制氢工艺和装置的效率、经济性、灵活性、安 全都提出了更高的要求，同时也促进了新型工艺、高效率装置的 开发和投产。依据原料及工艺路线的不同，当前氢气主要由以下几种方法 获得：电解水法；氯碱工业中电解食盐水副产氢气；烃 类水蒸气转化法；烃类部分氧化法；煤气化

2、和煤水蒸气转 化法；氨或甲醇催化裂解法；石油炼制与石油化工过程中 的各种副产氢；等等。其中烃类水蒸气转化法是世界上应用最普 遍的方法，但该方法适用于化肥及石油化工工业上大规模用氢的 场合，工艺路线复杂，流程长，投资大。随着精细化工的行业的 发展，当其氢气用量在2003000m3/h时，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。甲醇蒸气 转化制氢具有以下特点：3）与大规模的天然气、轻油蒸气转化制氢或水煤气制氢相比，投资省，能耗低。4）与电解水制氢相比，单位氢气成本较低。5）所用原料甲醇易得，运输、贮存方便。6）能够做成组装式或可移动式的装置，操作方便，搬运灵活。对于中小

3、规模的用氢场合，在没有工业含氢尾气的情况下， 甲醇蒸气转化及变压吸附的制氢路线是一较好的选择。本设计采 用甲醇裂解+吸收法脱二氧化碳+变压吸附工艺，增加吸收法的目 的是为了提高氢气的回收率，同时在需要二氧化碳时，也能够方 便的得到高纯度的二氧化碳。1、设计任务书一、题目：生产能力为1600 Nm3/h甲醇制氢生产装置。二、设计参数：生产能为1600 Nm3/h。1、工艺计算：物料衡算和热量衡算。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。三、图纸清单：1、预热器总装配图1张，1号2、预热器零件图2号，2张3、管道仪表流程图2号，1张4、设备平面布置图2号，1张5、管道平面布置

4、图2号，1张6、管道空视图3号，2张7、自动控制方案图3号，1张2、甲醇制氢工艺设计醇三2.1甲醇制氢工艺流程甲醇制氢的物料流程如图1 2。流程包括以下步骤：甲醇与 水按配比1: 1.5进入原料 液储罐，经过计算泵 进入换热器 (E0101)预热，然后在汽化塔(T0101)汽化，在经过换热器 (E0102)过热到反应温度进入转化器(R0101)，转化反应生成H2、 CO2的以及未反应的甲醇和水蒸气等首先与原料液换热(E0101 )冷 却，然后经水冷器(E0103)冷凝分离水和甲醇，这部分水和甲醇能 够进入原料液储罐，水冷分离后的气体进入吸收塔，经碳酸丙烯 脂吸收分离CO2，吸收饱和的吸收液进入

5、解析塔降压解析后循环 使用，最后进入PSA装置进一步脱除分离残余的CO2、CO及其它 杂质，得到一定纯度要求的氢气。图1 2甲醇制氢的物料流程图及各节点物料量2.2物料衡算1、依据甲醇蒸气转化反应方程式：CH OHC。个+2H 个CO+H OCO 个+ H 个CH 3OH分解为CO转化率99%，反.应温度280C，反应压力1.5MPa，醇水投料比 1： 1.5(mol)。2、投料计算量代入转化率数据，式(1-3)和式(1-4)变为：CH OHA0.99C。个+1.98H 个 +0.01 CH OHCO+0.99H OA0.99CO 个+ 1.99H +0.01CO合并式(1-5)，式(1-6)

6、得到：CH OH+0.9801 H OA0.9801 CO 个+2.9601 H 个 +0.01CH OH+0.0099 CO个氢气产量为：1600m 3/h=71.429 kmol/h甲醇投料量为： 71.429/2.9601 X 32=772.179kg/h水投料量为： 71.429/2.9601 X 1.5 X 18=651.526 kg/h3、原料液储槽(V0101)进：甲醇 772.179 kg/h 水 651.526 kg/h出：甲醇 772.179 kg/h 水 651.526 kg/h4、换热器(E0101)，汽化塔(T0101)，过热器(E0103)没有物流变化.5、转化器(

7、R0101)进： 甲醇 772.179 kg/h ；水 651.526kg/h ；总计 1423.705kg/h出：生成772.179/32x0.9801x44 =1040.617kg/hCO 2口772.179/32x2.9601x2 =142.858 kg/hH 2CO772.179/32x0.0099x28 =6.689 kg/h剩余甲醇772.179/32x0.01 x32=7.722kg/h剩余水651.526-772.179/32 x 0.9801 x 18=225.819 kg/h总计1423.705kg/h6、吸收塔和解析塔吸收塔的总压为1. 5MPa，其中CO?的分压为0.3

8、8 MPa，操 作温度为常温(25C).此时，每m3吸收液可溶解CO211.77 m3.此 数据能够在一般化工基础数据手册中找到，二氧化碳在碳酸丙烯 酯中的溶解度数据见表1 一 l及表12。解吸塔操作压力为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=9.450.4MPa压力下p =pM/RT=0.4 x 44/0.0082 乂 (273.15+25)=7.20kg/m 3 coCO 体积量 Vcq=1040.61/7.20=144.530 m3/h据此，所需吸收液量为144.530/9.45= 15.294m3/h考虑吸收塔效率以及操作弹性需要，取吸

9、收量为 15.294m 3/h 3 =45.883 m 3/h可知系统压力降至0.1MPa时，析出CO 2量为144.530 m 3/h=1040.617 kg/h.混合气体中的其它组分如氢气，CO以及微量甲醇等也能够按 上述过程进行计算，在此，忽略这些组分在吸收液内的吸收.7、PSA系统略.8、各节点的物料量综合上面的工艺物料衡算结果，给出物料流程图及各节点的 物料量，见图1 一 2.2.3热量衡算1、汽化塔顶温确定在已知汽相组成和总压的条件下，能够根据汽液平衡关系确 定汽化塔的操作温度甲醇和水的蒸气压数据能够从一些化工基础数据手册中得 到：表1-3列出了甲醇的蒸气压数据；水的物性数据在很多

10、手册 中都能够得到，这里从略。在本工艺过程中，要使甲醇水完全汽化，则其汽相分率必然是甲醇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=170Cp 甲醇=2.19MPa; p 水=0.824 MPap 总=1.37041.5 MPa再设 T=175Cp 甲醇=2.4MPa; p 水=0.93 MPap 总=1.51 MPa蒸气压与总压基本一致，能够认为操作压力为1.5MPa时，汽 化塔塔顶温度为175C.2、转换器(R0101)两步反应的总反应热为49.66kJ/mol，于是，在转化器内需要 供给热量为

11、：Q 反应=772.179 X 0.99/32 X 1000 X (-49.66)=-1.19 x 106 kJ/h此热量由导热油系统带来，反应温度为280C，能够选用导 热油温度为320C，导热油温度降设定为5C，从手册中查到导热 油的物性参数，如比定压热容与温度的关系，可得：c =4.1868 x 0.68=2.85kJ/(kgK)，c =2.81kJ/(kg-K)取平均值c,=2.83kJ/(kgK)则导热油用量 w=Q反/Cp t)= 1.19x 106/(2.83X5)=84099 kg/h3、过热器(E0102)甲醇和水的饱和蒸气在过热器中175C过热到280C，此热量 由导热油供

12、给.从手册中能够方便地得到甲醇和水蒸气的部分比定 压热容数据，见表1-4气体升温所需热量为：Q= z c m a t=(1.90 x 772.179+4.82 x 651.526) x (280- 175)=4.83 x 10 5 kJ/h导热油c =2.826 kJ/(kgK)，于是其温降为：a t=Q/(c ? m)= 3.63 x 105/(2.826 x 62898)=2.04C导热油出口温度为：315-2.0=313.0C4、汽化塔(TO101 )认为汽化塔仅有潜热变化。175 C时甲醇H = 727.2kJ/kg；水H = 203IkJ/kgQ=772.1779 x 727.2+2

13、031x 651.526=1.88 x 10 6 kJ/h以300C导热油计算c =2.76 kJ/(kgK)At=Q/(c m)=1.88x 106/(2.76x83840)=8.12C则导热油出口温度：t =313.0-8.1=304.9C导热油系统温差为：aT=320-304.9=15.1C，基本合适。5、换热器(EO101)壳程：甲醇和水液体混合物由常温(25 C)升至175 C， 其比热容数据也能够从手册中得到，表1 一 5列出了甲醇和水液 体的部分比定压热容数据。液体混合物升温所需热量Q= 2 c m At=(772.179乂 3.14+651.526乂4.30) 乂 (175-2

14、5)=7.84 x 10 5 kJ/h管程：没有相变化，同时一般气体在一定的温度范围内，热容变化不大，以恒定值计算，这里取各种气体的比定压热容为：c吧-10.47 kJ/(kgK)c 忍 14.65 kJ/(kgK)c 牝 4.19 kJ/(kgK)则管程中反应后气体混合物的温度变化为：A t=Q/(c ? m)=7.84 x 105/(10.47 x 1040.617+14.65 x 142.858+4.19 x 2 25.819)=56.3C换热器出口温度为280-56.3=223.7C6、冷凝器(EO103)在E0103中包含两方面的变化：CO，CO，H的冷却以及CH3OH，H O的冷却

15、和冷凝.1、CO，CO，H的冷却Q= 2 c m A t=(10.47 x 1040.617+14.65 x 142.858+1.04 x 6.689)x (223.7-40)=2.39 x 10 6kJ/h2、CH 3OH的量很小，在此其冷凝和冷却忽略不计。压力为1.5MPa时水的冷凝热为：H=2135KJ/kg，总 冷 凝 热Q =H x m=2135 x 225.819=4.82 x 10 5 kJ/h水显热变化 Q =c m t=4.19 x 225.819 x (223.7-40)=1.74 x 10 5 kJ/hQ=Q +Q +Q =3.046 x 10 6 kJ/h冷却介质为循环

16、水，采用中温型凉水塔，则温差 T=10C用水量 W=Q/( c A t)= 3.046x 106/(4.19乂 10)=72697kg/h3、过热器工艺设计3.1过热器工艺计算原始数据计算内容或项目符号单位计算公式或来 源结果备注管程流体名称导热油壳程流体名称甲醇、水导热油的进、出 口温度L ； ToC给定315C； 313C乙醇水的进、出 口温度中toC给定175 C ；280 C导热油、甲醇水 的工作压力Pt； PoMPa给定1.5； 0.5导热油的质量流量 tKg/s给定23.36定性温度与物性参数计算内容或项目符号单位计算公式或来 源结果备注导热油的定性温 度TmC314甲醇水的定性温

17、 度t mCtm=t1+t2227.5导热油、甲醇水 的密度Pt； PsKg/m3按定性温度查物性表1070； 8.505导热油、甲醇水 的比热容ct； csJ/(kg. C)按定性温度查物性表2826； 3246导热油、甲醇水 的导热系数zt； W/(m. C)按定性温度查物性表0.99； 0.62导热油、甲醇水 的粘度sPa.s按定性温度查物性表0.21 X 10-3 ；0.1X10-3导热油、甲醇水 的普朗特数Pr也查表或计算45.296；32.981物料与热量衡算计算内容或项目符号单位计算公式或来 源结果备注换热器效率n取用0.98负荷QWQ=tct(T1-T2)n1.008X105甲

18、苯的质量流量sKg/ss=Q/cs(t2-t1)0.395有效平均温度计算内容或项目符号单位计算公式或来 源结果备注逆流对数平均温 度At.logCAtlog=( At1-At2)/Ln(At/AtQ33.39流程型式初步确健1-2 型管壳式换热 器参数参数温度校正系数有效平均温度RPPAUCT t R = ot tt tP = -oiT t查图4-2 AtM=PAtlog0.0190.75133.39计算内容或项目符号单位计算公式或来 源结果备注初选总传热系数KW/(m2. C)参考表4-1280初算传热面积oAom2Ao - K At oM10.78换热器结构设计计算内容或项目符号单位计算

19、公式或来源结果备注管程结构设计换热管材料选用碳钢无缝钢管P25X2换热管内径外 径顿mm0.021;0.025换热管管长Lm选用4m标准管长折半2换热管根数nA n =o 兀dL54管程数Nt根据管内流体流速范围 选定1管程进出口接管尺寸（外径X壁厚）?tX Sjtmm按接管内流体流速3m/s 合理选取 114X2壳程结构设计壳程数Ns1换热管排列形 式分程隔板槽两侧正方形 排列，其余正三角形排 列正三角形排 列换热管中心距SmS=1.25d 或按标准40.032分程隔板槽两侧管中心距S n按标准40.044管束中心排管 数ncnc = 1.1jn (外加 6 根9拉杆）壳体内径D1mD =

20、S (n -1) + (1-2) d0.3换热器长径比L/D.L/D.10实排换热管根 数N（不计拉杆）作图或按计算54折流板形式选定单弓形折流 板折流板外直径Dbm按 GB151-19990. 197折流板缺口弦 高hmm取 h=0.20 D160折流板间距Bm取 B= (0.21) D：0. 2折流板板数NbNb=L/B-18壳程进出口接管尺寸（外径X壁厚）d. X sJSjSm合理选取080X1.5计算内容或 项目符号单位计算公式或来 源结果备注管程流速m/s0.589管程雷诺数6303换热管壁温C280管程流体给 热系数W/(m2C)3729管程进出口 处流速UNtm/s1.779管程

21、摩擦因 子fl0.03管内摩擦压 降Pa2121回弯压降Pa742进出口局部 压降Pa2540管程压降Pa6548管程最大允 许压降Pa35000校核管程压 降合理壳程传热与压降管程传热与压降计算内容及 项目符号单位计算公式或来 源结果备注壳程当量直 径Dem0.07958横过管束的 流通截面积Asm20.00438壳程流体流 速m/s10.6097壳程雷诺数71767壳程流体给 热系数W/(m 2C)785.9折流板圆缺部分的换热官数7B值0.112折流板圆缺部分流通面 积E0.00104折流板圆缺 区流体流速m/s44.683圆缺区平均 流速m/s21.773壳程进出口 处流速m/s9.9

22、79壳程摩擦因 子0.005折流板间错流管束压降63圆缺部分压 降Pa6380进出口局部 压降Pa635壳程压降Pa7078壳程最大允 许压降Pa35000校核壳程压 降合理总传热系数计算内容或 项目符号单位计算公式或来源结果备注管内污垢热 阻r diEC/W查表4-535.2X10-5管外污垢热 阻rdoEc/W查表4-535.2X10-5换热管材料 导热系数力wW/(EC)查表351.8管壁热阻rwEc/W” _ ddw 2 人d - 28ww4.21 X 10-5总传热系数KW/(EC)按式4-22297.66传热面积与壁温核算计算内容及 项目符号单位计算公式或来源结果备注需要传热面 积

23、AEA ) K At M实有传热面 积A实EA实=n兀 d(L-2S ) 设板厚度为0.03m校核传热面 积AAA= & A热流体侧管 壁温度t hwhC按式4-25冷流体侧管 壁温度t wcC按式4-26管壁计算温 度t wC按式4-24校核管壁温 度twC=1结论设计符合 要求3.2过热器外壳结构设计按照GB150-1998钢制压力容器进行结构设计计算。筒体（1）筒体内径:D =300mm，（2）设计压力： P = 1.1 p = 1.65 MPa 设计温度取280C筒体材料：16MnR焊接接头系数=0.9钢板厚度负偏差c =0.1mm / 腐蚀裕量C2 =1.0 mm /厚度附加量C =

24、C + C2 = 1.1mm, q t = 153 MPa,筒体的计算厚度计算8 = = 2.1mm2q t P考虑厚度附加量并圆整至钢板厚度系列，并按GB-151换热 器最小厚度标准，得材料名义厚度8 = 8mm。强度校核有效厚度5 =8 -q -C2 = 6.9mm6 = Pc(&+乙= 21.6MPa b t =153MPa 符合强度要求。（2）根据筒径选用非金属软垫片：垫片厚度：5mm 垫片外径:354mm垫片内径：310mm根据筒体名义厚度选用凸面平焊钢制管法兰（JB4702） 法兰材料：16MnRDN法兰 外径中心孔直径法兰厚度螺栓孔直径螺纹规格螺栓数量3003402952423M

25、2081艮3-2筒体K法兰数据封头（1）封头内径： D = 300mm，设计压力：P=1.5MPa P =1.1 p =1.65MPa,设计温度取 280 C封头材料：16MnR焊接接头系数=0.9钢板厚度负偏差C = 0.1，腐蚀裕量C = 1.0 mm ,厚度附加量C = C + C2 = 1.1mm，封头的计算厚度计算选用标准椭圆形封头，K=1.05 = = 1.2mm考虑厚度附加量并圆整至钢板厚度系2b t 中0.5 P c列，并按GB-151换热器最小厚度标准，取封头名义厚度与筒体厚度相同，得材料名义厚度8 = 8mm。强度校核有效厚度5 =8 -C1 -= 6.9mm，B = P

26、(KD +。55e)= 34.8MPa ” f = 137.7MPa，符合强度要求。28e根据筒径选用标准椭圆形封头直边高：25mm，曲面高：125mm，壁厚：6mm。换热管(GB151-1999)管子材料：16MnR根据上节中计算的管子内径选用尺寸：25x2，管长：mm，根数：54实排根数：67 (外加6根拉杆)排列形式：正三角形中心距：32mm 管束中心排管数：8管程数据管程数：1管程流体流速：1.5m/s进出口接管尺寸： 146x6 接管材料：16MnR法兰类型：凸面平焊钢制管法兰(HG20593-97)法兰材料：20RDN法兰外径中心孔直径法兰厚度法兰内径螺栓孔直径螺栓孔数螺纹规格12

27、524020020141.5188M16表3-3管程法兰数据壳程数据壳程数：1壳程气体流速：0.04m/s进出口接管尺寸：80x6 接管材料：16MnR法兰类型：凸面平焊钢制管法兰(HG20593-97)法兰材料：20RDN法兰外径中心孔直径法兰厚度法兰内径螺栓孔直径螺栓孔数螺纹规格802001602091184M16表3-4壳程法兰数据折流板(GB1511999)材料：16MnR 形式：单弓形 外直径：197 管孔直径22.35缺口弦高：40mm 间距：200mm 板数：8 厚度：6拉杆(GB1511999)直径：16螺纹规格：M16根数；6管箱设计1)箱体内径：300mm设计压力：P=1.

28、5MPa设计温度取280C封头材料：16MnR焊接接头系数=0.9钢板厚度负偏差c = 0.1，腐蚀裕量C =1.0 mm ,厚度附加量C = C + C2 = 1.1mm，封头的计算厚度计算q t = 153MPa，选用标准椭圆形封头，K=1.08=KpJDt = 1.2mm2q t 中0.5 Pc考虑厚度附加量并圆整至钢板厚度系列，取封头名义厚度与筒体厚度相同，得材料名义厚度n = 8mm.强度校核有效厚度5 =8 -C1 -= 6.9mmt = P （KD +。55e）= 34.8MPa ” t = 137.7MPa，符合强度要求。 28e取前箱体长300mm，后箱体长200mm。鞍式支

29、座公称直径350mm型式重型BI（120包角，焊制，单筋，带垫板）管板法兰材料：16MnR换热管管孔直径：25.4 拉杆管孔直径：13.6厚度：18外径：与管板制成一体3.3 SW6校核见校核文件固定管板换热器设计计算计算压力容器专用计算软件单位设计计算条件壳程管程设计压力1.65M设计压力0.65MPs设计温度290Pa 。（pt设计温度320Pa 。（七壳程圆筒内3001管箱圆筒内300m径即料名称Q345Rmm径尺材料名称Q345Rm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）校核计算管箱法兰校核计算管板校核计算前端

30、管箱封头计算计算压力容器专用计算软件单位计算条件椭圆封头简图计算压力Pc0.65M Pa设计温度t320.00。Sn内径D.300.00m m曲面高度h.81.00m mhn；-|材料Q345R （板材）设计温度许用应力alt149.00M Pa试验温度许用应力al189.00M Pa钢板负偏差q0.00m m腐蚀裕量c21.00m m焊接接头系数41.00厚度及重量计算形状系数K=16（八、22 + 2-=0.9049计算厚度KP D.5 = 2at 4- 0.5 P = 0,59 cmm有效厚度5 =5 - C - C = 7.00mm最小厚度en125 = 3.00mm名义厚度mtn5

31、= 8.00mm结论满足最小厚度要求重量8.08Kg压力计算最大允许工作压力2a t。5ePw= KD. + 0.55 e = 7.58634MPa结论合格后端管箱封头计算计算压力容器专用计算软件单位计算条件椭圆封头简图计算压力Pc0.65M Pa设计温度r320.00。S”内径D.300.00mm一曲面高度h.81.00m m材料Q345R （板材）设计温度许用应力bit149.00M Pa试验温度许用应力bi189.00M Pa钢板负偏差q0.00m m腐蚀裕量C21.00mm焊接接头系数41.00厚度及重量计算形状系数K=162 D12 i一 =0.9049计算厚度KP D.5 = 2b

32、t R 0.5 P = 0,59 cmm有效厚度5 =5 - C- C = 7.00mm最小厚度en125 = 3.00mm名义厚度mm5 = 8.00mm结论满足最小厚度要求重量8.08Kg压力计算最大允许工作压力2 b t。5Pw= KD. + 0.5号=7.58634MPa结论合格壳程圆筒计算计算单位压力容器专用计算软件计算条件筒体简图计算压力P一1.65M设计温度广290.00Pa 。内径D300.00C m材料Q345R （板材）m试验温度许用应力189.00M设计温度许用应力155.80Pa M试验温度下屈服点345.00Pa M钢板负偏差G0.00Pa m腐蚀裕量C21.00m

33、m焊接接头系数巾0.85m厚度及重量计算计算厚度5 = 2 Q ； J- P = 1,88m m有效厚度5e =5n - C1-C2= 7.00m名义厚度5 = 8.00m m重量nm Kg压力试验时应力校核压力试验类型液压试验试验压力值PT= 1.25P皿=2.5020 （或由用户输入）。tMP a压力试验允许经过 的应力水平”Tqt 0.90 气=310.50MP a试验压力下 圆筒的应力缶=府（勺5 e? = 64.55T25 .JeMP a校核条件bT bT校核结果合格压力及应力计算最大允许工作压力25 。V J/ “eV -Pw= （D +5 ） =603915 i eM Pa设计温

34、度下计算应 力5 = c 25 e = 36.18 eM Pa132.43M Pa校核条件btJ Nbt结论筒体名义厚度大于或等于 GB151中规定的最小厚度6.00mm，合格延长部分兼作法兰固定式管设计压力容器专用计算软件板单位设计计算条件简图设计压力ps1.65MPa设计温度Ts290C/平均金属温度ts212.5。C装配温度to15 Cl. w.壳材料名称Q345Rl 1设计温度下许用应力可，155.8MpaV程平均金属温度下弹性模量Es1.90 2e+05Mpa平均金属温度下热膨胀系数以1.23 3e-05mm/ mm C圆壳程圆筒内径D.300mm壳程圆筒名义厚度88mm壳程圆筒有效

35、厚度8一7mm筒壳体法兰设计温度下弹性模量E；1.84e+05MP a壳程圆筒内直径横截面积A=0.25兀D27.069e+ 04mm2壳程圆筒金属横截面积As=8s (Di+8S)6751mm2管设计压力Pt0.65MP a箱设计温度T320 C圆材料名称Q345R筒设计温度下弹性模量Eh1.81e+05MP a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 值两12mm管箱圆筒有效厚度8he7mm管箱法兰设计温度下弹性模量E”1.81e+05MP a材料名称0Cr18Ni9换管子平均温度tt315 C设计温度下管子材料许用应力巧/112.8MP a设计温度下管子材料屈服应力at s1

36、25.4MP a热设计温度下管子材料弹性模量Et1.744e+ 05MP a平均金属温度下管子材料弹性模量Et1.748e+ 05MP a平均金属温度下管子材料热膨胀系数1.766e- 05mm /mm C管管子外径d25mm管子壁厚祈2mm管子根数n57换热管中心距S32m m换 一根管子金属横截面积a -兀q （d _q）144.5m m2换热管长度Lm m管子有效长度（两管板内侧间距）A1920m m管束模数Kt = Etna/LD.2500M Pa管子回转半径i = 0.25d2 + (d - 25 )2 t8.162m m热管子受压失稳当量长度l cr400m m系数 Cr =兀*：

37、2Et /Gt 1s165.7比值l /i49.01cr管子稳定许用压应力（C T ) G =Gs 1- lcr1r icr 22C53.43M Pa材料名称Q345R设计温度tp320OC管设计温度下许用应力。1 r129M Pa设计温度下弹性模量E p1.81e+ 05M Pa管板腐蚀裕量c22m m管板输入厚度5n40m m管板计算厚度537.7m m隔板槽面积（包括拉杆和假管区面积）Ad0m m2板管板强度削弱系数门0.4管板刚度削弱系数口0.4管子加强系数K2 = 1318 *E na / E L5门K =2.345管板和管子连接型式焊接管板和管子胀接（焊接）高度l3.5m m胀接许

38、用拉脱应力qM Pa焊接许用拉脱应力q56.4M Pa注:管材料名称Q345R管箱法兰厚度5 f35m m法兰外径DDf440m m箱基本法兰力矩Mm4.14e+ 06Nmm管程压力操作工况下法兰力Mp3.009e +06Nmm法兰宽度bf = (Df - D.)/270m m法比值5 D0.02333比值5 ”/ D0.1167fi系数 C (按5JD ,5”D,查 图 25)0.00兰 系数”(按5h/D. ,5”,查图 26)0.004455旋转刚度K - = -Ir2Efbff 12 Di + bf斧i 73+ F & h139.7M Pa材料名称Q345R壳 壳体法兰厚度5 f40m m法兰外径DDf440m m体法兰宽度bf = (Df -D.)/270m m比值5 / D0.02333法比值5/ D0.1333fi系数 C ,按5,/D.,5”D.,查图 250.00h i f i兰 系数a 按5J