搪玻璃反应釜设计.docx

本科设计题目：FF175-500OL叶轮式搅拌器搪玻璃罐设计学生姓名：学号：专业班级：指导教师：完成时间：202X年3月17日1 设计参数31.1 设计基础数据表32 搪玻璃罐罐体和夹套的设计32.1 罐体筒体壁厚设计32.2 罐体封头的设计42.3 筒体的长度设计52.4 外压筒体壁厚的设计62.5 外压封头壁厚的设计73 搪玻璃罐附件的选型及尺寸设计103.1 管法兰、接管及密封面尺寸设计113.2 法兰密封面的确定123.3 法兰的连接尺寸123.4 人孔的设计134.2联轴器的型式及尺寸的设计165 传动装置的设计及选型185.1 电动机的选型195.2 机架的设计195.3 支座的设计206 接管及人孔的开孔补强226.1 公称通径为125mm的开孔补强计算246.2 人孔的补强计算267 搪玻璃罐的焊接与压力试验297.1 搪玻璃罐的焊接297.2 搪玻璃罐罐体及夹套的压力试验308 总结341设计参数1.1设计基础数据表项目设备内夹套设计压力MPa0.10.4工作压力MPa0.070.3设计温度150150工作温度eC20-1100-150工作介质水、水蒸气腐蚀裕量mm11焊接接头系数0.850.852搪玻璃罐罐体和夹套的设计2.1罐体筒体壁厚设计本设计采用单层式圆筒结构。(I)设计参数的确定a.设计温度的确定筒体采用外夹套保温，设计温度T=操作温度TO+(1530)C,且T>15°C,设计温度T可取150工作温度2(1110°Cb.焊缝系数的选取筒体部分的焊接采用焊接接头形式为双面焊的对接接头，无损检测比例为100%,取0.85oc.许用应力的确定罐体的材料选择为Q235-B,设计温度为IO(TC下的许用应力：=3MPa常温强度指标：h=50MPa,=235M&(2)罐体厚度的确定罐体的计算厚度2-pt.0.153×17502×113×1.0-0.153=0.95(2-2)Q235-B碳素钢，腐蚀裕量。2=2的，钢板负偏差G=0.6m机。罐体的设计厚度：j=+C2=2+0.95=2.95/72/?，罐体的名义厚度"=d+C,+C2有效厚度：c=nC1-C2=620.6=3Amm圆整至钢材标准规格厚度:6rnmo2.2罐体封头的设计(1)附体封头的选型附体封头选用标准椭圆封头，选用标准JB/T4746-2002,类型代号EH,Dj=1750ww,其中，Di_Z2(H-h)H-h=350mm,DN=Di以内径为基准。(2)设计参数的确定DN=1750mm,总深度H=51Omm,内表面A=2.23462,容积V=O.3977加封头材料为Q235o（3）封头壁厚设计计算$一PCDi2'-0.5pc0.984- 2x113x1.0-0.5x0.1530.153x1750钢板负偏差G=06,腐蚀裕量。2=2机加，故圆整至标准钢板名义厚度n=6mm,¾=-C1-C2=6-2.6=3Amm(4)封头直边尺寸=H-350=510-350=25mm封头重量：Zn=Io2.9总。2。 3筒体的长度设计（1）确定罐体全容积筒体的操作容积玲=5000L,罐体的全容积V与操作容积Vo的关系为V0二V,当取0.7时，则罐体的全容积V=Vo=5000=7142L0.7（2）确定筒体高度筒体高度口_V-V封一 -1 V v Im7.142-0.39773.14×TlT(2-3)=2.527lm=2527mm因此取筒体高度为7=2800mm,长径比筒28°°=18。,17502.4外压筒体壁厚的设计(I)设计外压的确定用夹套内导热油的工作压力为0.1MPa,故设计压力可取0.1MPa。(2)图算法验证筒体的壁厚a当罐体内无介质时，通过图算法验证筒体的壁厚，根据内压计算当筒体名义厚度zj=6w?时，筒体外径Do=Di+2n=175O+2×6=1412mm,D01412M°=415>20TT故为薄壁圆筒，仅需进行稳定性校核；H11700S_=1.2,加1412上J上二4153。 3.4查表可得A=0.0001；在设计温度下的B与A关系曲线相交不到，则2 2,B=-EA=-×2×105×0.00009=6.753 3则筒体的许用外压力Bp=675=0.014仪尸，(2-4)D0e1412/3.4故假设的名义厚度不符。b.假设名义厚度3“=8用加时，筒体外径D0=Di+2n=1750÷2×8=1416mm,5.4仅需进行稳定性校核H.1700I=1.2,1416Do=1416“c=2625.4故为薄壁圆筒,Do=1416=216>20,查表可得A=O.00025,从而得到3=35；则筒体的许用外压力p=351416/5.4(2-5)p<p,且较为接近，故取罐体厚度为8mm02.5外压封头壁厚的设计(I)设计外压的确定封头处夹套内导热油的压力为0.IMPa,设计压力取0.IOMPao(2)外压封头壁厚的验证封头为标准椭圆形封头，其外压稳定性计算公式和图算法步骤与受外压的半球形封头相同。DO=Di+23=1750+2×6=1412叼,A0=%+n=344mm.D0/(2¼)=1412/(2x344)=2.0如表2-1所示，可得出&=0.90,受外压的标准椭圆封头在工程上广泛的采用图算法。根据薄壁球壳的弹性小挠度理论，在均匀外压作用下，钢制半球形封头弹性失稳的临界压力为p=1.21E(/R)2引入稳定性安全系数。取加=14.52,将式(1-16)代入可得球壳的许用外压力为令B=lP】R。,根据5=2E4=pR°,得p=2ef将p代入上式得讥3e3(RODe)a=0.15=0.15=0.00034KQo电0.9x1412/3.4因此可得标准椭圆封头的许用外压力p=2EA=2x2.0xl0-x0.00034=013(r1D0J3×(0.9×14123.4)接近计算压力小,故封头的厚度符合要求。为方便焊接，取封头的名义厚度,j=8mmO表2-1系数K1Tab.2-1CoefficientKiD2h02.62.42.22.01.81.61.4Ki1.181.080.990.900.810.730.652.6搪玻璃罐夹套的设计搪玻璃罐公称直径的确定DN=1500mm,U型管夹套，夹套选择材料Q235,工作压力为OJOMPa,故设计压力可以取为0.1MPa,设计温度为120。液柱静压力p=PgH=0.0208MRZ>0.1×5%=0.006MPa故计算压力Pcp+Pi=0.1+0.0208=0.1408MPa夹套壁厚= PR2,-pc0.1408×15002ll3l.0-0.1408=0.94mn(2-6)取钢板厚度负偏差G=06皿，腐蚀余量C2=2"77,=+Cl+C,=0.94+2+0.6圆整至标准钢板厚度为6mmmo(2)夹套高度的确定夹套高度(2-7)H=nV-V=5000-397.7()2=169()_1.1 Vlm3.144×142取夹套高度为1700mmo3搪玻璃罐附件的选型及尺寸设计1.2 工艺接管的设计本装置设有以下接管：(1)导热油进口采用无缝钢管，罐内的接管与夹套内表面磨平。配用突面板式平焊管法兰:HG20592法兰PL50-0.25RF,接管选用RF58。(2)测温接口采用无缝钢管，伸入罐体内一定长度。配用突面板式平焊管法兰：HG20592法兰PL40-0.25RFOCr18NiIOTi,接管选用RF450(4)工艺物料进口采用无缝钢管，管的一端切成斜面，伸入罐内一定长度。配用的突面板式平焊管法兰：HG20592法兰PL80-0.25RFOCrlSNilOTi,接管选用RF89。(5)放料口采用无缝钢管，接管与封头内表面磨平。配用突面板式平焊管法兰：HG20592法兰PLlOO-O.25RFOCr18NiIOTi,接管选用RFlO8。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.(6)导热油出口采用无缝钢管，接管与封头内表面磨平。配用突面板式平焊管法兰：HG20592法兰PL50-0.25RF20,接管选用RF57。(7)安全阀接口采用无缝钢管，接管与封头内表面磨平。配用突面板式平焊管法兰：HG20592法兰PL25-0.25RFOCr18NiIOTi0(8)测压接口采用无缝钢管，接管与封头内表面磨平。配用突面板式平焊管法兰：HG20592法兰PL40-0.25RFOCrlSNilOTio(9)人孔接口采用无缝钢管，连接尺寸及标准HG21596-1999-1,RF450-0.25,Hl=150mmO采用无缝钢管，接管与封头内表面磨平。配用突面板式平焊管法兰：HG20592法兰PL125-0.25RFOCr18NiIOTio1.3 管法兰、接管及密封面尺寸设计（1） HG20593标准适用的钢管外径包括A、B两个系列，A系列为国际通用系列（俗称英制管），B系列为国内沿用系列（俗称公制管），本设计中采用的接管其公称直径和钢管外径，如表3-1所示。表3-1公称通径和钢管外径Tab.3-1Nominaldiameterandsteelpipediameter公称直径DN405080100125400钢管外径A48.360.388.9114.3139.7406.4B455789108133426（2）法兰的公称压力选为0.25MPa（2.5bar）,板式平焊法兰的压力等级范围PNO.250.6例&,DN2000mm,故选用板式平焊法兰，如图3-1所示。图37板式平焊法兰Fig.3-1Plateflatweldingflange3. 3法兰密封面的确定表3-2法兰密封面形式选用表Tab.3-2Flangesealingsurfaceintheformselectiontable1使用工况类型一般易燃易爆高危介质10.0MPa配用铸铁法兰整体法兰RFRFMFRFRJFF板式平焊法兰RFFF因此设计中的板式平焊法兰选用凸面RF密封形式,板式平焊法兰密封面形式，如图3-2所示。表3-3法兰类型与密封面形式Tab.3-3Flangetypeandsealsurfaceform法兰类型密封面形势压力等级PN(