《化工设备设计基础》
课程设计计算说明书
学生姓名: 学 号:
所在学院:
专 业:
设计题目:
指导教师:
2011年 月 日
目 录
1.设计任务书…………………………………………………………2
2.设计参数与结构简图………………………………………………4
3.设备的总体设计及结构设计………………………………………5
4.强度计算……………………………………………………………7
5.设计小结…………………………………………………………..13
6.参考文献…………………………………………………………..14
一、设计任务书
1、设计题目
根据《化工原理》课程设计工艺计算内容进行
填料塔(或
板式塔)设计。
设计题目:
各个同学按照自己的工艺参数确定自己的设计题目:填料塔(板式塔)DNXXX设计。
例: 精馏塔(DN1800)设计
2、设计任务书
2.1设备的总体设计与结构设计
(1)根据《化工原理》课程设计,确定塔设备的型式(填料塔、板式塔);
(2)根据化工工艺计算,确定塔板数目 (或填料高度);
(3)根据介质的不同,拟定管口方位;
(4)结构设计,确定材料。
2.2设备的机械强度设计计算
(1)确定塔体、封头的强度计算。
(2)各种开孔接管结构的设计,开孔补强的验算。
(3)设备法兰的型式及尺寸选用;管法兰的选型。
(4)裙式支座的设计验算。
(5)水压试验应力校核。
2.3完成塔设备装配图
(1)完成塔设备的装配图设计,包括主视图、局部放大图、焊缝节点图、管口方位图等。
(2)编写技术要求、技术特性表、管口表、明细表和标题栏。
3、原始资料
3.1《化工原理》课程设计 塔工艺计算数据。
3.2参考资料:
[1] 董大勤.
化工设备机械基础[M]. 北京:化学工业出版社,2003.
[2] 全国化工设备技术中心站.《
化工设备图样技术要求》2000版[S].
[3] GB150-1998.钢制压力容器[S].
[4] 郑晓梅.化工工程制图
化工制图[M].北京:化学工业出版社,2002.
[5] JB/T4710-2005.钢制塔式容器[S].
4、文献查阅要求
设计说明书中公式、内容等应明确文献出处;装配图上应写明引用标准号。
5、设计成果
1、提交设计说明书一份。
2、提交塔设备(填料塔、板式塔)装配图一张(A1)。
(精馏塔设计例题)
二. 设计参数与结构简图
1、设计参数
精馏塔设计的工艺条件由
化工原理课程设计计算而得。
工作温度 °C: 120 设计温度 °C: 150
工作压力 MPa: 0.1 设计压力 MPa: 0.11
塔体内径 mm: 1800 塔板数 块: 38
介质: 苯-甲苯混合物
2、结构简图 (根据自己的设计题手画)
图1 精馏塔结构简图
三. 精馏塔的总体设计及结构设计
1、根据《化工原理》课程设计,确定塔设备的型式(填料塔、板式塔)。
本设计的精馏塔型式为板式塔
2、根据化工工艺计算,确定塔板数目 (或填料高度)。
由化工工艺计算塔板数目为30块
3、根据介质条件的不同,拟定管口方位。
4、结构设计,设备法兰的型式及尺寸选用,管法兰等零部件选型。
1)零部件材料的选取
根据精馏塔工艺条件(介质的腐蚀性、设计压力、设计温度)、材料的焊接性能、零件的制造工艺及经济合理性进行选材:
塔体:16MnR 封头:16MnR
接管:20 塔盘、底座:Q235-B
容器法兰:16MnR 管法兰:16MnII
(材料的许用应力按照《化工设备机械基础》表8-7查并列表)
材料 许用应力(MPa)
Q345R(16MnR) 170
Q235-B 113
16MnII 170
20 133
2)塔盘结构
根据工艺条件、塔体直径,塔盘结构选为单液流分块式塔盘,具体塔盘结构及尺寸的选取见第十七章第三节(p430-438)。(自选)
3)工艺接管
接管的选取根据介质流量,参照GB12771-91,接管的选取如下表:
名称
进料管
塔顶回流管
塔底出料管
塔顶蒸汽管
再沸器回流管
公称直径(mm)
80
80
80
450
500
4 )压力容器法兰和接管法兰
压力容器法兰的选取按照《化工设备机械基础》选JB/T4700~4707-2000标准。(按照《化工设备机械基础》(p263)写出选取过程)
设计条件 :
工作温度 °C: 120 设计温度 °C: 150
工作压力 MPa: 0.1 设计压力 MPa: 0.11
塔体内径 mm: 1800 介质: 苯-甲苯混合物
(a)法兰类型 DN=1800,p=0.11MPa,表10-1选甲型平焊;
(b)p=0.11MPa,t=150℃,查表10-10
材料为16MnR,定PN=0.25MPa,150℃时
允许[p]=0.25MPa>p,所以PN=0.25MPa。
(c)确定结构尺寸(p254)。
(d)法兰标记
法兰-RF 1800-0.25 JB/T4701-2000
选取结果如下表:
设备法兰
MFM 1800-0.25 JB/T4703-2000
材料 Q345R(16MnR)
管法兰选取结果汇总:
进料管法兰
HG20594 法兰 SO80-1.0MFM 18
16MnII
塔顶回流管法兰
HG20594 法兰 SO80-1.0MFM 18
16MnII
塔顶蒸汽管法兰
HG20594 法兰 SO80-1.0MFM 18
16MnII
塔底出料管法兰
HG20594 法兰SO450-1.0MFM 28
16MnII
在沸器回流管法兰
HG2059