发酵罐的工艺计算..doc

第一节 发酵罐的化工设计计算 一、发酵罐的容积确定 需要选用V全=30m3的发酵罐 则V有效= V全*=30*80%=24m3 二、基础参数选择 1、D：H：选用D：H=1：4 2、锥角：取锥角为700 3、封头：选用标准椭圆形封头 4、冷却方式：选取槽钢盘绕罐体的三段间接冷却（罐体两段，锥体一段，槽钢材料为A3钢，冷却价质采用20%、-4℃的酒精溶液 5、罐体所承受最大压力：2.5kg/cm3 外压：0.3kg/cm3 6、锥形罐材质A3钢外加涂料，接管均用不锈钢 7、保温材料：硬质聚氨酯泡沫塑料，厚度200mm 8、内壁涂料：环氧树脂 三、D、H的确定 由D：H=1：4，则锥体高度H1=D/2tg350=0.714D 封头高度H2=D/4=0.25D 圆柱部分高度H3=（4.0-0.714-0.25）D=3.04D 又因为V全=V锥+V封+V柱 = =0.187 D3+0.13 D3+1.60 D3=30 得D=2.23m 查JB1154-74《椭圆形封头和尺寸》取发酵直径D=2400mm 再由V全=30m3，D=2.4m 得径高比为： D：H=1：3.32 由D=2400mm查表: 椭圆形封头几何尺寸为： h1=600mm h0=40mm F=6.52m2 V=2.00m3 筒体几何尺寸为： H=5654mm F=7.55*5.654=42.69m2 V=4.524*5.654=25,58m3 锥体封头几何尺寸为： h0=40mm v=360mm H=2215mm F= V= 则：锥形罐体总高： H=600+5654+40+40+2215=8549mm 总容积：V=2+25.58+3.75=31.33m3 实际充满系数 罐内液柱高： 四、发酵的强度计算 （一）罐体为内压容器的壁厚计算 1、标准椭圆封头 设计压力为1.1*2.5=2.75kg/cm2 式中：P=2.75kg/cm2 ：A3钢工作温度下的许用力取1520.kgcm2 ：焊接系数，本例采用双面对接焊作为局部无 探伤0.9壁厚附加量：C=C1+C2+C3 查表得：C1?：钢板厚度的负偏差取0.8mm负偏差 C2：腐蚀裕量取2mm C2：制造减薄量取0.3mm 则： 取SO=8mm 直边高HO=40mm 校核 = 2、筒体 取S=7mm 校核 3、锥形封头 1）过渡区壁厚 （2）锥体 取S=8mm h0=40mm 校核锥体所受最大应力处： （二）、锥体为外压容器的壁厚计算 1、标准椭圆封头 设SO=5mm R内=0.9Dg=0.9*2400=2160mm R内/100So=21600/100x5=4.32 查图表4-1及B=2.75 满足要求 取C1=0.5mm， C2=2mm C3=0.5mm 则S= SO+C=8mm 2、筒体 设SO=6mm L/D=0.69 D=2400/6=600 查图表4-1及B=210 SO=6mm 故可取C1=6mm， C2=2mm ，C3=0.6 则S=SO+C=9.2mm取S=10mm 3、锥形封头 因为： 按第四章发酵罐设计的中封头设计可知，加强圈间中锥体截面积最大直径为： 取加强圈中心线间锥体长度为1370mm 设SO=6mm L/D=1370/2400=0.57 D/SO=2400/6=400 图表表4-1及B=320 综合前两步设计，取两者中较大的有生产经验确定 标准椭圆型封头厚度为8mm ho=40mm 圆筒壁厚 10mm 标准形封头壁厚 10mm ho=40mm 五、锥形罐的强度校核 1、内压校核 液压试验P试=125P设 由于液体实验的存在，锥体部分为罐体受压最重之处即最危险 设计压力实验P=1.25p=4.68/cm2 查得A3钢  可见符合强度要求，试压安全 2、外压实验 以内压代替外压 3、刚度校核 本例中允许S=2*2400/1000=4.8mm 而设计时取壁厚为S=10mm，故符