2016年合成氨冷冻工段过冷器设计.doc

毕 业 设 计（论 文） 设计(论文)题目:合成氨冷冻工段过冷器设计 姓 名 学院（系） 专 业 年 级 指导教师 2013年6月3日 毕业设计任务书 学院（直属系）： 时间： 2013年6月1日 学 生 姓 名 指 导 教 师 设计（论文）题目 氨过冷器(W-555B)设计 主要研 究内容 1. 了解合成氨生产工艺，掌握低温甲醇洗工段的工艺流程及控制方法。 2. 使用国家必威体育精装版压力容器和换热器设计标准、规范进行设计。掌握必威体育精装版化工容器及设计的全过程。 3. 采用CAD绘制所设计的工程图纸。 研究方法 1. 综合查阅了中英文文献资料，进行设计方法和设计方案的可行性研究和论证。 2. 设计计算以手算、电算相结合，并通过SW6软件进行强度校核。 主要技术指标(或研究目标) 1. 合成氨生产工艺、低温甲醇洗工段工艺流程及控制方法设计 2. 评述换热器在生产中的地位、作用及设备选型（附工艺流程图） 3. 单体设备工艺计算及初选设备轮廓尺寸（管径、管长、管子数、管程数、壳径、壳程数等） 4. 设备结构设计 5. 设备强度计算 6. 编制制造、检验、安装、运输等技术条件 7. 绘制设备总装配图及零件图 主要参考文献 1. 天津大学化工原理教研室，《化工原理》上册，天津科技出版社，1992年 2. 国家技术监督局，《钢制管壳式换热器》（GB151-1999），1999年 3 国家医药管理局上海医药设计院，《化工工艺设计手册》（上、下册），化学工业出版社，1987 4. 国家压力容器标准化委员会，《钢制压力容器》（GB150-2000），学苑出版社，2000 5. 燕山石化总公司设计院化工设计院，《钢制列管式固定管板换热器结构设计手册》，化工部设备设计技术中心站，1985 目 录 摘要 V Abstract VI 第1章 绪论 1 1.1合成氨工艺流程简述 1 1.1.1合成氨的工艺流程 2 1.1.2合成氨冷冻工段工艺介绍 2 1.2换热器的选型与评述 2 1.2.1换热器的应用 3 1.2.2换热器的类型 3 第2章 换热器的工艺设计 6 2.1原始数据 6 2.1.1工艺条件 6 2.2介质的物性参数 6 2.3计算传热面积 7 2.3.1计算热负荷和冷却气流量 7 2.3.2计算平均温度 7 2.3.3初选总传热系数 7 2.3.4初算所需传热面积 7 2.4工艺结构尺寸 8 2.4.1换热管的选取 8 2.4.2壳体内径D 8 2.5折流板形式的选择 8 2.6核算总传热系数 8 2.6.1管程对流传热系数 8 2.6.2壳程对流传热系数 9 2.6.3污垢热阻() 10 2.6.4管壁温度的估算 10 2.6.5总传热系数的计算 10 2.7核算压力降 10 2.7.1管程压力降 10 2.7.2的求取 11 2.7.3的求取 11 2.8壁温计算 12 2.8.1管程壁温 12 2.8.2壳程壁温 12 第3章换热器的机械设计 14 3.1 设计条件 14 3.1.1设计压力 14 3.1.2设计温度 14 3.2筒体壁厚 14 3.2.1筒体选材 14 3.2.2筒体壁厚的计算 14 3.2.3筒体的强度校核 15 3.3管箱设计 16 3.3.1管箱选材 16 3.3.2 管箱筒体厚度计算 16 3.3.3管箱型式选择 16 3.3.4筒体的强度校核 16 3.4管箱法兰 17 3.4.1材料选择 17 3.4.2法兰尺寸 17 3.4.3压紧面形式的选择 17 3.4.5法兰型式 18 3.3 管箱法兰垫片 19 3.4管箱法兰螺柱螺母 19 3.5封头的设计 20 3.5.1封头的壁厚计算 20 3.5.2封头尺寸 20 3.5.3封头强度校核 21 3.5.4 液压试验压力试验 21 3.6接管设计 22 3.6.1管程接管设计 22 3.6.2壳程接管设计 22 3.6.3排气管和排液管的设计 23 3.7筒体开孔补强 23 3.8管箱开孔补强 24 3.9接管法兰和垫片的设计 25 3.10接管外伸长度 28 3.10.1各接管尺寸设计 28 3.10.2管程接管位置的确定 28 3.10.3壳程接管位置的确定 29 3.11 管板设计 29 3.11.1材料选择 29 3.11.2管板结构 29 3.11.3布管限定圆 29 3.12管子与管板连接方式 30 3.13管束的结构设计 30 3.14拉杆设计 31 3.14.1拉杆选材 31 3.14