反应釜设计Word文档格式.docx
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2.1.2最大工作压力
根据要求操作压力pW=0.5Mpa
设计压力P=(1.05〜1.1)Pw,取P=1.1Pw=1.1X0.5=0.55MPa;
11x12
液体静压PL止一(kgrn/S2£
m2)俺0.0132MPa;
10
Pl/p=Of132.-0.024=2.4%<
5%,可以忽略Pl;
0.55
计算压力Pc=P+Pl=p=0.55MPa;
因此釜体最大工作压力为0.55MPa
2.1.3工作温度
根据要求:
工作温度t=100C
2.1.4工作介质
釜体体内的工作介质选为聚乙烯
2.2反应釜夹套
传热面积的校核(传热面积)
DN=1200mm釜体下封头的内表面积Fh=1.6552m2
2
DN=1200mm筒体(1m高)的内表面积戸=4.77m
夹套包围筒体的表面积FS=F1XHj=4.77X0.836=3.9878(m)
Fh+Fs=1.6552+3.9878=5.6429(m2)
由于釜内进行的反应是放热反应,产生的热量不仅能够维持反应的不断进行,且会引起釜内温度升高。
为防止釜内温度过高,在釜体的上方设置了冷凝器进行换热,因此不需要进行传热面积的校核。
如果釜内进行的反应是吸热反应,则需进行传热面积的校核,即:
将Fn+Fs=5.6429m2与工艺需要的传热面积F进行比
较。
若Fn+Fs>
F,则不需要在釜内另设置蛇管;
反之则需要蛇管。
2.3传动与搅拌装置
2.3.1转速
搅拌轴转速n=85r/min
2.3.2功率
电动机的的功率P=2.2KW
2.4反应釜附件设计
2.4.1法兰的设计
根据DN=1200mm、PN=0.6MPa,由文献[1]448页表10-1确定法兰的类型为甲型平焊法兰。
标记:
法兰FF1200-0.6JB/T4701材料:
0Cr18Ni10Ti
2.4.2密封面形式的选型
根据PN=0.6MPa<
1.6MPa、介质温度100C和介质的性质,由文献[1]331页表16-14知密封面形式为光滑面。
2.4.3垫片的设计
由文献【1】表331页16-14得垫片选用耐油橡胶石棉垫片,材料为耐油橡胶石棉板(GB/T539)。
2.4.4螺栓、螺母和垫圈的尺寸规格
本设计选用六角头螺栓(C级、GB/T5780-2000)、I型六角螺母(C级、
GB/T41-2000)
平垫圈(100HV、GB/T95-2002)
2.4.5工艺接管的设计
由GB_T_17395-1998查无缝钢管
(1)水进口、水出口及工艺物料进口接管
采用*42X1.0无缝钢管,罐内的接管与夹套内表面磨平。
配用突面板式
采用*27X1.0无缝钢管,接管与封头内表面磨平。
配用突面板式平焊管
法兰:
HG20592法兰PL25-1.0RF0Cr18Ni10Ti。
(3)温度计接口
采用*21X0.5无缝钢管,伸入釜体内一定长度。
配用突面板式平焊管法
兰:
HG20592法兰PL20-0.5RF0Cr18Ni10Ti。
(4)放料口
采用*76X3.0无缝钢管,接管与封头内表面磨平。
HG20592法兰PL80-3.0RF0Cr18Ni10Ti。
与其配套的是手动下展式铸不锈钢放料阀,标记:
放料阀6-100HG5-11-81-3.
(5)加热器套管
采用*76x3.0无缝钢管,罐内的接管与下封头内表面磨平磨平。
配用突面
采用*219X8.0无缝钢管,罐内的接管与下封头内表面磨平磨平。
配用突
法兰PL200-8RF20。
面板式平焊管法兰:
HG20592
(7)视镜、冷凝器接口
采用*89咒4无缝钢管,接管与封头内表面磨平。
HG20592法兰PL80-4RF0Cr18Ni10Ti。
2.4.6.支座的选型及设计
由于设备外部设置有80mm的保温层,文献1342页表16-23所以选耳
式B型支座,支座数量为4个
反应釜总质量的估算:
mz=m,+m2+m3+m4+m5
式中:
m—釜体的质量(Kg);
m2—夹套的质量(Kg);
m3—搅拌装置的质
量(Kg)m4—附件的质量(Kg);
m5—保温层的的质量(Kg)
物料总质量的估算:
=mj+md
mj—釜体介质的质量(Kg);
g—夹套内导热油的质量(Kg)
反应釜的总质量估算为1800Kg,物料的质量为1200Kg(以水装满釜体
计算),夹套的质量和水1500
装置的总质量:
m=180012001500=4500(Kg)
每个支座承受的重量Q约为:
4500>
9.81/2=22(KN)
根据DN1300Q=26KN由文献[1]表16-23初选B型耳式支座,支座号为3。
JB/T4725-92耳座B3材料:
Q235-AF系列参数尺寸如表6—16。
表6—16B型耳式支座的尺寸
H
底板
筋板
垫板
地脚螺栓
支座重量
l1
b1
S1
l2
b2
l3
b3
§
3
e
d
规格
kg
200
16
5
50
20
12
8
25
30
M24
8.3
3、机械设计
3.1釜体DNPN的确定
3.1.1釜体DN的确定
根据规定Dj=1200mm
由[1]314页表16-1查得釜体的DN=1200mm
3.1.2釜体PN的确定
因操作压力pw=0.5MPa,故PN=0.6MPa
3.2釜体壁厚的确定
3.2.1筒体壁厚的设计
由公式Sd=2^+C2得:
1.1x0.5x1200
Sd=+1.0=3.41(mm)
2x137x1.0-1.1x0.5
考虑Ci,则Sn=Sd+Ci=3.66mm,圆整Si=4mm
刚度校核:
不锈钢的Smin>
3mm
考虑筒体的加工壁厚不小于5mm故筒体的壁厚取Sn=5mm
3.3釜体封头的设计
3.3.1封头的选型
代号EHA标准JB/T4746—2002。
由文献[1]316页表16-3选釜体的封头选标准椭球型,
PcDi
由公式Sd=2F]i^+C2
根据工艺参数:
p=1.1以=0.55MPa;
Pc=p+Pl=p=0.55MPa;
考虑G=0.25mm,圆整得Sn=4mm
直边高度=25mm体积=0.2545m
深度h2=325mm内表面积A=1.6552m
质量m=63.5kg
3.4筒体长度H的设计
3.4.1筒体长度H的设计
3.3.2封头的壁厚的设计
H/Di=(H+2沁)/d=(840心32%00=1.24;
H/Di=1.24在1.0〜1.3之间,满足要求。
3.5外压筒体壁厚的设计
P=0.1MPa。
3.5.1设计外压的确定
由设计条件可知,夹套内介质的压力为常压,取设计外压
3.5.2试差法设计筒体的壁厚
设筒体的壁厚Sn=5mm,则:
Se=Sn-C=5-1.25=3.75mm.
D^Di+2Sn=1210mm,
JD(1210
由Lc,1.17叫才得:
L—"
1210#—=25430.11mm
筒体的计算长度L'
=H+—h2+h1=840+(325-25)/3+25=965(mm)
•/L=965mm<
Lcr=25430.11mm,
•••该筒体为短圆筒。
圆筒的临界压力为:
由[p]=啦、m=3得:
[p]=0.333=0.11MPam
因为p=0.1MPa<
[p]=0.11MPa,所以假设S^5mm满足稳定性要求。
故筒体的壁厚Sn=5mm。
3.5.3图算法设计筒体的壁厚
设筒体的壁厚Sn=5mm,则Sg=Sn-C=5-1.25=3.75mm
D。
p+2Sn=1210mm,DjSe=12103.7^322.67。
筒体的计算长度:
L'
=H+丄h2+0=840+300/3+25=965mm
L'
/D。
=965/1210=0.7975
在文献[2]中图5-5的L/D。
坐标上找到0.7975的值,由该点做水平线与对应的
Do/Se=322.67线相交,沿此点再做竖直线与横坐标相交,交点的对应值为:
A-0.00013。
由文献[2]中选取图5-12,在水平坐标中找到A=1.3X10-4点,由该点做竖直线与对应的
材料温度线相交,沿此点再做水平线与右方的纵坐标相交,得到系数
37MPa、E=1.93灯05MPa。
B37
根据[p'
话得:
[p]=^1);
37r0.12MPa.
因为P=0.1MPa<
[p]=0.12MPa,所以假设S^5mm合理,取封头的壁厚
Sh=5mm。
3.6外压封头壁厚的设计
3.6.1设计外压的确定
封头的设计外压与筒体相同,即设计外压P=0.1MPa。
3.6.2封头壁厚的计算
设封头的壁厚Sn=5mm,则:
SE=Sn-C=5-1.25=3.75mm,对于标准椭球形封
头K=0.9,R=KDi=0.9x1200=1080mm,R/S=1080/3.75=288
计算系数:
A二"
0^125二^0^=4.340X
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