甲醇制氢生产装置设计毕业设计任务书(编辑修改稿)

甲醇制氢生产装置设计毕业设计任务书(编辑修改稿)内容摘要：

MPa 试验温度下屈服点 s MPa 钢板负偏差 C1 mm 腐蚀裕量 C2 mm 焊接接头系数  厚度及重量计算 计算厚度  = PD Pc it c2[ ]  = mm 有效厚度 e =n C1 C2= mm 名义厚度 n = mm 重量 Kg 压力试验时应力校核 压力试验类型 液压试验 试验压力值 PT = [][]t = (或由用户输入 ) MPa 压力试验允许通过 的应力水平 T T s = MPa 试验压力下 圆筒的应力 T = p DT i ee.( ). 2 = MPa 校核条件 TT 校核结果 合格 压力及应力计算 最大允许工作压力 [Pw]= 2  e ti e[ ]( )D = MPa 设计温度下计算应力 t = P Dc i ee( )2 = MPa t MPa 校核条件 t≥ t 结论 合格 甲醇制氢生产装置设计毕业设计任务书 内压椭圆封头校核 计算单位 南京工业大学过程装备与控制工程系 计算条件 椭圆封头简图 计算压力 Pc MPa 设计温度 t  C 内径 Di mm 曲面高度 hi mm 材料 16MnR(热轧 ) (板材 ) 试验温度许用应力  MPa 设计温度许用应力 t MPa 钢板负偏差 C1 mm 腐蚀裕量 C2 mm 焊接接头系数  厚度及重量计算 形状系数 K = 16 2 2 2 Dhii = 计算厚度  = KPD Pc it c2 0 5[ ] .  = mm 有效厚度 e =n C1 C2= mm 最小厚度 min = mm 名义厚度 n = mm 结论 满足最小厚度要求 重量 Kg 压力计算 最大允许工作压力 [Pw]= 2 05[ ] . t ei eKD = MPa 结论 合格 甲醇制氢生产装置设计毕业设计任务书 延长部分兼作法兰固定式管板 设计单位 南京工业大学过程装备与控制工程系 设计计算条件 简图 设计压力 ps MPa 设计温度 Ts 350 C 平均金属温度 ts 314 C 装配温度 to 15 C 壳 材料名称 16MnR(正火 ) 设计温度下许用应力 []t 134 Mpa 程 平均金属温度下弹性模量Es +05 Mpa 平均金属温度下热膨胀系数 s mm/mmC 圆 壳程圆筒内径 Di 700 mm 壳程圆筒名义厚度 s 6 mm 壳程圆筒有效厚度 se mm 筒 壳体法兰设计温度下弹性模量 Ef’ +05 MPa 壳程圆筒内直径横截面积 A=Di2 +05 mm2 壳程圆筒金属横截面积 As=s(Di+s) 9403 mm2 管 设计压力 pt MPa 箱 设计温度 Tt 300 C 圆 材料名称 筒 设计温度下弹性模量 Eh +05 MPa 管箱圆筒 名义 厚度 (管箱为高颈法兰取法兰颈部大小端平均值 )h 16 mm 管箱圆筒 有效 厚度 he 4 mm 管箱法兰设计温度下弹性模量 Et” +05 MPa 材料名称 20G(正火 ) 换 管子平均温度 tt 230 C 设计温度下管子材料许用应力 []tt 92 MPa 设计温度下管子材料屈服应力 st 147 MPa 热 设计温度下管子材料弹性模量 Ett +05 MPa 平均金属温度下管子材料弹性模量 Et +05 MPa 平均金属温度下管子材料热膨胀系数 t mm/mmC 管 管子外径 d 25 mm 管子壁厚 t 2 mm 甲醇制氢生产装置设计毕业设计任务书 注： 甲醇制氢生产装置设计毕业设计任务书 管子根数 n 351 换热管中心距 S 32 mm 换 一根管子金属横截面积 a d  t t( ) mm2 换热管长度 L 3000 mm 管子有效长度 (两管板内侧间距 ) L1 2900 mm 管束模数 Kt = Et na/LDi 3790 MPa 管子回转半径 2t2 )2(  ddi mm 热 管子受压失稳当量长度 lcr 10 mm 系数 Cr = tsttE  /2 比值 lcr /i 管子稳定许用压应力 ( ilC crr ) 22 )(2][ il Ecrtcr   MPa 管 管子稳定许用压应力 ( C licrr  )  rcrtscr C il212][  MPa 材料名称 16MnR(正火 ) 设计温度 tp 350 C 管 设计温度下许用应力 rt 116 MPa 设计温度下弹性模量 Ep +05 MPa 管板腐蚀裕量 C2 2 mm 管板输入厚度 n 50 mm 管板计算厚度  48 mm 隔板槽面积 (包括拉杆和假管区面积 )Ad 0 mm2 板 管板强度削弱系数  管板刚度削弱系数  管子加强系数 K D E na E L2 1 318 . /i t p K = 管板和管子连接型式 焊接 管板和管子胀接 (焊接 )高度 l mm 胀接许用拉脱应力 [q] MPa 焊接许用拉脱应力 [q] 46 MPa 甲醇制氢生产装置设计毕业设计任务书 管 材料名称 16MnR(正火 ) 管箱法兰厚度 f 46 mm 法兰外径 Df 860 mm 箱 基本法兰力矩 Mm +07 Nmm 管程压力操作工况下法兰力 Mp +07 Nmm 法兰宽度 2/)( iff DDb  80 mm 法 比值 h i/D 比值 f i/D 系数 C (按 h/Di,f”/Di , 查 GB1511999图 25) 兰 系数 ”(按 h/Di,f”/Di ,查 GB1511999图 26) 旋转刚度]22[121 h3iffi fff  EDbD bEK  MPa 材料名称 16MnR(正火 ) 壳 壳体法兰厚度 f39。 44 mm 法兰外径 Df 860 mm 体 法兰宽度 2/)( ff iDDb  80 mm 比值 s i/D 法 比值 f i39。 /D 系数 C39。 ,按 h/Di,f”/Di , 查 GB1511999图 25 兰 系数 39。 ,按 h/Di,f”/Di , 查 GB1511999图 26 旋转刚度]39。 22[121 s3i39。 fif39。 39。  EDbD bEK fff  MPa 法兰外径与内径之比 K D D f i 壳体法兰应力系数 Y (按 K查 GB150－ 1998表 95) 旋转刚度无量纲参数 tff KKK ~ 4 膨胀节总体轴向刚度 2 22Elitcr( ) 0 N/mm 甲醇制氢生产装置设计毕业设计任务书 甲醇制氢生产装置设计毕业设计任务书 管板第一弯矩系数 (按 K ,Kf~ 查 GB1511999图 27) m1 系 系数 mKK1~f 系数 (按 Kt Kf~ 查 GB151－ 98图 29) G2 换热管束与不带膨胀节壳体刚度之比 Q EnaEAts s 数 换热管束与带膨胀节壳体刚度之比 LKAE LKAEnaEQ ex exss exsst )(  管板第二弯矩系数 (按 K,Q或 Qex 查 GB1511999图 28(a)或 (b))m2 系数（带膨胀节时 Qex 代替 Q） )(2 211 GQK mM  计 系数 (按 K,Q或 Qex查图 30) G3 法兰力矩折减系数   K K G~ ~( )f f 3 管板边缘力矩变化系数 ~ 1 ff KKM   算 法兰力矩变化系数 ~~ fff KKMM  管 管板开孔后面积 Al = A nd 2 +05 mm2 板 参 管板布管区面积 (三角形布管 ) A nS At d 0 866 2. (正方形布管 ) A nS At d 2 +05 mm2 数 管板布管区当量直径 /4 tt AD  mm 系数 A Al / 系 系数 na A/ l 数 系数     s 0 4 0 6 1. . ( ) /Q  计 系数 (带膨胀节 时 Qex 代替 Q)  /)()1( Q 算 管板布管区当量直径与壳体内径之比 t t iD D/ 管板周边不布管区无量纲宽度 k = K(1t) 甲醇制氢生产装置设计毕业设计任务书 甲醇制氢生产装置设计毕业设计任务书 仅有壳程压力 Ps作用下的危险组合工况 (Pt = 0) 不计温差应力 计温 差 应力 换热管与壳程圆筒热膨胀变形差  =t (t t t 0 )s (t s t0 ) 当量压力组合 P Pc s MPa 有效压力组合 tssa EPP  MPa 基本法兰力矩系数 M MD Pm mi a~  4 3 管板边缘力矩系数 1~~ )( MMMM m  管板边缘剪力系数   M~ 管板总弯矩系数 m m m 1 21  系数 Ge1 仅用于 m0 时 KmGe 31  系数 Gi1 当 m0 时 ,按 K 和 m 查图 31(a)实线 当 m0 时 ,按 K和 m 查图 31（ b） 系数 G1 m 0 ,G1 = max( , )G Ge i1 1 , m 0 , G1 =Gi1 管板径向应力系数 带膨胀节 Q为 Q ex ~r = 14 1 12( ) GQ G 管板布管区周边 处径向应力系数 ~39。 r = 34 1 2mKQ G( )( ) 管板布管区周边 处剪切应力系数 ~p = 14 12Q G 壳体法兰力矩系数 M M M Mws m f~ ~( )   1 计算值 许用值 计算值 许用值    r r a iP D  ~ 2rt rt   r a r iP D39。 ~ 39。    21 2 22   km km m( )rt rt tpap DP ~rt rt 甲醇制氢生产装置设计毕业设计任务书 壳体法兰应力   f ws a ifY M P D39。 ~ 39。 ( ) 4 2 rt 174 3 rt 348 MPa 换热管轴向应力  t c aP G G P   1 2 2 tt 92  cr 3 tt 276  cr MPa 壳 程圆筒 轴向应力   c s aAA Q G P ( )( )1 2  ct。