年產50萬噸合成氨中變換工段設計-資料下載頁

　　

【正文】 錐形裙座尺寸：。觸媒重量、法蘭、接管與附屬物質量、扶梯質量式中：qp 平臺單位質量，為HF扶梯高度，為25m；qF籠式扶梯的單位質量，為n平臺數量。全塔操作質量 塔設備最小質量mmim塔自振周期計算由文獻[5]中查得：（設計地震烈度8級）。由文獻[5]查得：（2類場地土，近震）。地震影響系數結構綜合影響系數 。，塔高大于20m，必須考慮高振型影響。確定危險界面，如附圖。00截面為裙座基底截面，11截面為裙座人孔出截面，22截面為裙座與塔體焊縫處截面。00截面： 11截面： 塔體和裙座機械設計簡圖 22截面：（1）風振系數 各計算塔段的風振系數由式計算。計算結果列于下表： 各塔段的風振系數塔段號123456計算截面距地面高度hit/m158121620脈動增大系數167。（B類）脈動影響系數Vi（B類）振型系數風壓高度變化系數fi（B類）（2）有效直徑Dei設籠式扶梯與塔頂管線成90176。角，取平臺構建的投影面積，則Dei取下使計算值中的較大者。 式中，塔和管線的保溫層厚度，塔頂管線外徑。 各塔段有效直徑Dei塔段號123456塔段長度li100040003000400040004000K340000200111111111Dei285626562693260426042604（3）水平風力計算 由下使計算各塔段的水平風力 。 各塔段水平風力計算結果塔段號123456K1K2iq0/(N/m2)400fili/mm100040005000500050006000Dei/mm285626562693260426042604Pi /N風彎矩由下式計算：00截面：11截面：22截面：00截面：11截面：式中：裙座人孔處截面的即積，由式得22截面：最大彎矩取下式計算值中最大值：計算結果如下表： 最大彎矩引起的軸向應力截面001122各危險截面的計算如下：式中 裙座人孔處截面的抗彎截面系數，由式得。 （1）強度校核 筒體危險截面22處的最大組合軸向拉應力：軸向許用應力：因為，故滿足強度條件。 （2）穩定性校核 筒體危險截面22處的最大組合軸向壓應力：許用軸向壓應力：取其中較小值按GB150《鋼制壓力容器》組合的規定，由查文獻[5]得則取因為，故滿足穩定性條件。 裙座危險截面00及11處的最大組合軸向壓應力由查相應的材料圖得則取因為 故滿足穩定性條件。（1）由試驗壓力引起的環向應力試驗壓力因為 故滿足要求。 （2）由試驗壓力引起的軸向應力：（3）水壓試驗時，重力引起的軸向應力 （4）由彎矩引起的軸向應力 （5）最大組合軸向拉應力校核許用應力： 因為 故滿足要求。最大組應力校核軸向許用壓應力取其中最小值取因為 故滿足要求。（1）水壓試驗時，重力引起的軸向應力（2）由彎矩引起的軸向應力（3）最大組合軸向壓應力校核軸向許用壓應力 取其中最小值取因為 故滿足要求。取取其中較大者（1）（2）取選用75號混凝土，其許用應力因為 故滿足要求。 有筋板時，計算基礎環的厚度。設地腳螺栓的直徑為M36，l=160mm,則1/b=[5]得取基礎材料的許用應力基礎環厚度 取 取其中較大值（1）（2）取。 因為，所以此塔必須安裝地腳螺栓，取地腳螺栓個數，地腳螺栓材料的許用應力查文獻[5]，取地腳螺栓為M36。故選用28個M36地腳螺栓，滿足要求。以上各計算均滿足強度條件及穩定性條件。 中溫變換爐機械設計結果匯總表塔的名義厚度筒體Sn=17mm，封頭Snh=17mm，裙座Sns=17mm荷及其彎塔的載矩質量載荷m0= mmin=風彎矩M w 00=109 Nmm M w 11=109 NmmM w 22=109 Nmm地震彎矩M E 00=108 Nmm M E 11=108 NmmM E 22=108 Nmm各種載荷引起的軸向應力計算壓力引起的軸向應力σ1=操作質量引起的軸向應力σ200=－ σ211=－ σ222=－ 最大彎矩引起的軸向應力σ300=177。 σ311=177。 σ322=177。 最大組合軸向拉應力σmax22= 最大組合軸向壓應力σmax00=－ σmax11=－ σmax22=－強度及穩定性校核強度校核σmax22= K[σ]tФ= 滿足強度條件穩定性校核σmax00=－[σ]cr = 滿足穩定性條件σmax11=－[σ]cr =σmax22=－[σ]cr = 滿足穩定性條件水壓試驗時的應力校核筒體σ== MPa 滿足強度條件σmax22= MPa = MPa 滿足強度條件σmax22=－ MPa[σ]cr = 滿足強度條件裙座σmax00=－[σ]cr =121MPa 滿足強度條件σmax11=－[σ]cr =121MPa 滿足強度條件基礎環設計基礎環尺寸Dob=2700mm Dib=2200mm基礎環的應力校核σbmax=Ra= 滿足要求總結由于合成氨變換工藝是成熟工藝，參考文獻資料較多。本設計主要參考了《小合成氨廠工藝技術與設計手冊》這本書，查閱和參考了許多合成氨方面的相關資料。本設計選擇了合適的工藝流程；通過計算和繪圖分析出了溫度對轉化率和反應速率的影響變化，確定良好的工藝條件；通過熱量衡算，選擇合適的換熱器，合理的利用和回收了熱量；選擇了合適的催化劑，對設備結構進行了合理的設計。本次畢業設計是一個理論與實際相結合的過程。通過本次設計，提高了我查閱資料、運用知識的能力，使我對化工生產及操作有進一步的了解，對以后的學習和工作有很大幫助。由于本人水平有限，生產實習的經驗較少，設計會有不少缺點與不足，熱切期望得到各位老師的批評指正。 設備一覽表設備名稱設備型號備注數量飽和熱水塔(T1)Ф20001800020填料塔1中溫變換爐(T2)Ф2400200001712CrMo1低溫變換爐(T3)Ф2400180001716MnR1 換熱器(E2）Ф14006000固定管板式1換熱器(E3)Ф12006000固定管板式1換熱器(E4)Ф12006000固定管板式1換熱器(E5)Ф10006000固定管板式1換熱器(E6)Ф10006000固定管板式1泵（P1）DFLH6532離心式1泵（P2）DFLH6520A離心式1泵（P3）DFLH6520A離心式1泵（P4）DFLH6532離心式1符號說明英文字母意義與符號英文字母意義與符號V罐；容積，m3r重度，kg/m3P泵；壓力，PaL觸媒層高度，mT溫度，℃u流速，m/sE活化能，kJ/kmolK傳熱系數，kW/(m2.℃)dp顆粒直徑,mf摩擦系數D塔徑，mS傳熱面積，m2H塔高，m管板填充系數G物料流量，kmol/h黏度，M摩爾質量，kg/kmol傳熱系數，n物質的量，kmol有效厚度，mmXp轉化率名義厚度，mmCp熱容，kJ/(kmol.℃)ME地震彎矩，Kp平衡常數Mw風彎矩，Hmf摩爾反應熱，kJ/kmolp壓力，MPaYa摩爾分率To標準接觸時間，hQ熱量，kJk反應速率常數H焓值，kJ/kgVr觸媒體積，M3參考文獻[1] 梅安華,(上)[M].北京:化學工藝出版社,.[2] [M].北京:石油化學工業出版社,.[3] 薛榮書,[M].重慶:重慶大學出版社,.[4] 陳敏恒,叢德滋,(上)[M].北京:化學工業出版社,.[5] 路秀林,[M].北京:化學工業出版社,.[6] 張紅兵,郭長生,[M].北京:化學工業出版社,.[7] 朱有庭,曲文海,[M].北京:化學工業出版社,.[8] [M].北京:高等教育出版社,.[9] 劉榮杰,衛志賢,[M].西安:西北大學出版社,.[10] [J].小氮肥,2006,5:1112.[11] 陳勁松,李曉定,[J].化肥工業,2003,31(1):2631.[12] 劉光啟,馬連湘,(無機卷)[M].北京:化學工業出版社,.[13] 趙軍,張有忱,[M].:化學工業出版社,.[14] 陳勁松,[M].北京:化學工業出版社,.[15] 魏務聰, [J].化工設計通訊,2000,26(1):2628.[16] [J].化肥設計,2007,45(2):3840.[17] 劉力源,[J].小氮肥,2009,1:1617. 致謝本次畢業設計是在李志洲老師的悉心指導下完成的。老師嚴謹的治學態度、淵博的知識以及對工作的高度熱情是我學習的典范，也是我以后生活和工作的表率。本設計從選題到完成，李老師給予了我很多的教誨、指導以及鼓勵。每一步都是在導師的指導下完成的，傾注了老師大量的心血。在此，謹向李老師表示崇高的敬意和衷心的感謝。此次設計使我學會了很多專業知識，掌握了許多化工軟件的使用方法，提高了我的計算機水平，為以后的學習和工作打下了堅實的基礎。本次設計的順利完成還離不開劉軍海老師和各位同學的熱心幫助。在此特別感謝劉軍海老師的指導和幫助。感謝在整個畢業設計期間與我密切合作的同學和曾經在生活上、學習上給予過我幫助的伙伴們。在此，我再一次真誠地向幫助過我的老師和同學表示感謝！祝各位老師和同學百事可樂，萬事如意。 鄧寶軍 2010年06月5日 附圖說明附圖一 工藝流程圖附圖二 變換爐裝配圖附圖三 設備立面圖附圖四 全廠平面布置圖 袁節膅薂羄肅蒃薁蚃芀荿薀螆肅芅蕿袈羋膁蚈羀肁蒀蚇蝕襖莆蚇螂肀莂蚆羅袂羋蚅蚄膈膄蚄螇羈蒂蚃衿膆莈螞羈罿芄螁蟻膄膀螁螃羇葿螀裊膃蒅蝿肈羆莁螈螇芁芇莄袀肄膃莄羂艿蒂莃螞肂莈蒂螄羋芄蒁袆肀膀蒀罿袃薈葿螈聿蒄葿袁羈莀蒈羃膇芆蕆蚃羀膂蒆螅膅蒁薅袇羈莇薄罿膄芃薃蠆羆艿薃袁節膅薂羄肅蒃薁蚃芀荿薀螆肅芅蕿袈羋膁蚈羀肁蒀蚇蝕襖莆蚇螂肀莂蚆羅袂羋蚅蚄膈膄蚄螇羈蒂蚃衿膆莈螞羈罿芄螁蟻膄膀螁螃羇葿螀裊膃蒅蝿肈羆莁螈螇芁芇莄袀肄膃莄羂艿蒂莃螞