大连理工大学再沸器设计说明书精选.doc

大连理工大学本科课程设计 再沸器机械设计 学 院（系）： 大连理工大学 专 业： 学 生 姓 名： 学 号： 指 导 教 师： 评 阅 教 师： 完 成 日 期： 大连理工大学 Dalian University of Technology 目 录 1 设计基础 2 1.1 项目背景 2 1.2 设计依据 2 1.3 技术来源及授权 2 1.4 项目简介 2 1.5 选择依据 3 2 机械设计 4 2.1 工艺参数计算结果表 4 2.2 换热器结构设计和计算 5 2.2.1 布管方式 5 2.2.2 传热管与管板连接 5 2.2.3 壳体及管箱连接 6 2.2.4 法兰选用 6 2.2.5 管箱计算 7 2.3 换热器机械设计和计算 8 2.3.1 筒体壁厚计算 8 2.3.2 管箱短节封头厚度计算 9 2.3.3 固定管板计算 10 2.3.4 膨胀节设置必要性判断 14 2.4 零部件结构设计及计算 15 2.4.1 支持板 15 2.4.2 拉杆和定距管 16 2.4.3 接管 17 2.4.4 接管法兰 17 2.4.5 排液孔 19 2.5 其他结构设计和计算 19 2.5.1 垫片选用 19 2.5.2 支耳选用 19 2.5.3 管箱接管开孔补强校核 20 2.5.4 壳体接管开孔补强校核 20 3 SW-11辅助设计计算结果 21 1 设计基础 1.1 项目背景 本项目来源于大连理工大学过程装备与控制工程专业大四年级过程工艺与设备课程设计题目； 设计者为过程装备与控制工程专业在校大四学生，与项目发布者为师生关系； 本项目设计装置为立式热虹吸式再沸器。 1.2 设计依据 过程工艺与设备课程设计任务书（见附录） 《固定式压力容器安全技术监察规程》 TSG R0004-2009 《压力容器》 GB 150-2011 《热交换器》 GB/T 151-2014 《长颈对焊法兰》 JB/T 4703-2000 《无缝钢管尺寸、外形、重量及允许偏差》 GB/T 17395-2008 《钢制压力容器封头》 JB/T 4746-2002 《承压设备无损检测》 NB/T47013-2015 《石油化工钢制管法兰用紧固件》 SH/T 3404-2013 1.3 技术来源及授权 《化工单元过程及设备课程设计》，匡国柱、史启才主编，化学工业出版社，2002年。 《化学化工物性数据手册》（有机卷），刘光启、刘杰主编，化学工业出版社，2002年。 《化工原理》（下册），大连理工大学，高等教育出版社，2009年。 SW6-2011化工设备设计软件 1.4 项目简介 精馏是分离液体混合物（含可液化的气体混合物）最常用的一种单元操作，在化工、炼油、石油化工等工业中得到广泛应用。板式精馏塔是常见的精馏分离设备，结构上，板式 精馏塔是一圆形筒体，塔内装有多层塔板，塔中部适宜位置设有进料板，两相在塔板上相互接触和分离。在板式塔提馏段底部会设置再沸器，再沸器的作用是将塔底液体部分汽化后送回精馏塔，使塔内气液两相间的接触传质得以连续进行。 正文各级标题编号的示例如图1.1所示。 1.5 选择依据 再沸器分为立式再沸器、卧式再沸器及内置式再沸器。立式又分为立式热虹吸式、立式强制循环式，卧式分为卧式热虹吸、卧式强制循环式和釜式再沸器。 而立式热虹吸式再沸器结构紧凑、占地面积小、传热系数高，塔釜提供气液分离空间和缓冲区，而且此次传热介质较为清洁适合该类型换热器。 立式热虹吸式再沸器，它是一垂直放置的管壳式换热器。液体在自下而上通过换热器管程时部分汽化，由在壳程内的载热体供热。立式热虹吸再沸器是利用塔底单相釜液与换热器传热管内汽液混合物的密度差形成循环推动力，构成工艺物流在精馏塔底与再沸器间的流动循环。这种再沸器具有传热系数高，结构紧凑，安装方便，釜液在加热段的停留时间短，不易结垢，调节方便，占地面积小，设备及运行费用低等显著优点。同时，由于结构上的原因，壳程不能采用机械方法清洗，因此不适宜用于高粘度或较脏的加热介质；而且，由于是立式安装，因而会增加塔的裙座高度。 为提高本项目的设计计算准确性，本设计采用了业内常用的化工设备设计软件SW6-2011进行计算校核。 2 机械设计 2.1 工艺参数计算结果表 管程 壳程 物料名称 进