简体脱水塔设计计划书

简体脱水塔设计计划书1.化工原理课程设计任务书
1.1.题目
脱水塔的设计
1.2.任务及操作条件
1.2.1处理介质：脂肪酸、水
1.2.2.设备形式：脱水塔
1.2.3.操作条件
(1).设计压力：-0.1MP
(2).最高工作压力：-0.1MP
(3).设计温度：150℃
(4).设备容积：1.87
1.3.列管式换热器的选择与核算
1.3.1.壁厚计算
1.3.
2.封头厚度计算
1.3.3.管板厚度计算
1.3.4.U形膨胀节计算（浮头式换热器除外）
1.3.5.管束振动
1.3.6.管壳式换热器零部件结构
1.4.绘制换热器装配图（见A1图纸另附）
2.概述
2.1.脱水塔概述
2.1.1 容器的结构
一般承受内压的容器，除球形容器外，大多是由筒体和封头组成。

筒体是圆筒形壳体，封头则有多种形式，高压容器多采用平板封头（近年来也有采用半球形封头的）；中、低压容器的封头除平板和半球形外，还有半椭圆形封头、碟形封头、锥形封头等。

中、低压容器的筒体大都用单层钢板卷焊而成。

对于高压容器多采用组合式筒体结构。

2.1.2 容器的分类
由于化工容器操作的特殊性，如果在选材、设计、制造、检验、实验中稍有疏忽，一旦发生安全事故，其后果不堪设想。

所以包括我国在内的各有关国家都对压力容器的设计、制造、检验工作通过各种途径采用取证管理及监察工作，必须持证设计、制造和检验。

各国对压力容器的取证管理及监察工作在原则上都是为了保证使用的安全性，都是根据容器一旦发生事故所可能造成的危害性划分等级或类别，但在具体划分上则有所不同。

我国国家质量技术监督局所制定即公布的《压力容器安全技术监察规程》根据设计压力的高低、在运行中可能发生危险的程度、所储介质的毒性和易燃性等级把压力容器划分为一、二、三等三个类别。

其要点如下：
按设计压力的高低，划分为低压、中压、高压、起高压四个压力等级。

低压：0.1Mpa≤p<1.6MPa
中压： 1.6Mpa≤p<10MPa
高压：10Mpa≤p< 10MPa
起高压：p≥100MPa
显然，压力越高，一旦发生事故而造成的危害越大，容器的类别越高。

2.1.3 课题研究方法
(1) 广泛查阅和收集国内外文献资料；
(2) 仔细阅读相关文献信息，进行吸收并总结，研究天然气的不同脱水方式，比较各种脱水方式的优缺点，使脱水更便捷，脱水成本达到最低；
(3) 在写好开题报告的基础上认真布置论文提纲，并完成论文主体部分，在检查的同时积极听取老师的意见和建议；
(4) 再次进行检查完善全部论文；
(5)交给老师审查验收。

2.2封头设计
封头又称端盖，按其形状可分为三类：凸形封头、锥形封头和平板形封头。

凸形封头包括椭圆形封头、碟形封头、无折边球形封头和球形封头。

锥形封头有无折边与带折边的两种。

平板封头根据它与筒体连接方式不同也有多种结构。

图3-1 椭圆形封头
本设计中采用椭圆形封头。

椭圆形封头由半椭球和高度为h的短圆筒（称为直边）两部分构成。

直边的作用是避免筒体与封头间的环向焊缝承受边缘应力。

2.3 法兰联接
法兰联接是由一对法兰，若干螺栓螺母和一个垫片所组成。

按照设备或管道的连接方法分为三类：
(1) 整体法兰法兰环与被连接体（筒体或管道）牢固地结成一体的法兰。

其中包括铸造法兰、对焊法兰、平焊法兰。

这类法兰的特点是法兰环与被连接件间的变形相互约束。

(2) 活套法兰法兰环在壳体或管道上并未牢固的连接，而是松动地套在连接件（壳、管）端部的支承环上。

这类法兰适用于某些有色金属（铜、铝），不
锈钢设备或不便于焊接的高压管道与设备上，其优点为：法兰不与介质接触，可以采用普通碳钢制造，从而节省了贵重金属；容易制造；对设备不产生附加弯曲应力，容易对中，便于装配。

按工作介质的压力方向划分:
(1) 内压法兰与内压容器或普通连接的法兰；
(2) 外压法兰与外压容器相连接的法兰；
按法兰盘的形状划分:
(1) 圆形法兰；
(2) 方形法兰；
(3) 椭圆形法兰；
按法兰接触面宽窄划分:
(1) 窄面法兰通过垫片仅在螺栓孔分布范围内相互接触的法兰；
(2) 宽面法兰在螺栓孔分布圆内和在螺栓分布圆都相互接触的法兰；
此外还有标准法兰和非标准法兰；设备法兰与管法兰等。

本设计中采用突面带颈平焊钢制管法兰，标准HGJ46-91，该标准适用于公称压力PN1.0MPa~10.0MPa的突面带颈平焊钢制管法兰。

法兰压紧面即使再光洁，依照微观方面依然存在凹凸不平之处，在无垫片的压紧面间只要存在百分之几微米的间隙，在压力作用下，介质照样会从中漏出，为阻塞截止流通，须在压紧面间放置一用半塑性材料制成的垫片，组装时在螺栓力压紧下垫片就会产生部分的屈服变形填充到压紧面的微小凹陷处。

垫片使用条件：
(1) 不同密封面法兰用垫片公称压力范围见表；
(2)最高工作温度小于等于350℃；
(3)垫片的工作压力p与工作温度t的乘积小于等于650；
垫片的形式和尺寸：
(1)全平面法兰用FF型垫片；
(2) 突面法兰用RF型垫片；
(3) 凹凸面法兰用MFM型垫片；
所以本设计中采用RF型垫片。

2.4 容器开孔与附件
2.4.1 容器的开孔与补强
在压力容器设计中，为了满足工艺操作，容器制造、安装、检修及维修等要求，开孔是不可避免的。

由于开孔以后，不仅削弱了容器的整体强度，而且还因开孔引起的应力集中以及接管和容器壁的连接造成开孔边缘的局部的高应力，这种高应力通常可达到容器筒体一次总体薄膜应力的3倍，某些场合甚至会达到5~6倍，再加上接管有时还会受到各种外加载荷的使用而产生的应力以及温差产生的热应力，使得开孔接管处的局部应力进一步提高。

又由于材质和制造缺陷等各种因素的综合作用，开孔接管附近就成为压力容器的破坏源—主要是疲劳破坏和脆性裂口。

因此，压力容器设计必须充分考虑开孔的补强问题。

容器开孔后，在开孔边缘的附近区域，其应力会达到很高的数值。

这种局部的应力增加，称为应力集中。

开孔边缘处的最大应力叫峰值应力。

因峰值应力比平均应力高出数倍，很多破坏都从开孔边缘开始。

为了降低峰值应力，需要在孔口边缘考虑补强，即用在开孔边缘附近增加金属截面的方法来分担这里的高应力。

(1) 开孔补强的结构实验得知，开孔应力集中的程度和孔口形状有关，圆孔的应力集中程度最低，因此容器筒体与封头上一般开圆孔。

考虑焊接方便，广泛采用的是把补强圈放在外面的单面补强。

补强圈材料一般与容器材料相同，其厚度一般也与容器壁厚度相等。

补强圈与器壁要很好焊接。

当补强圈厚度超过8mm时，一般采用全焊透结构，使其与器壁同时受力，否则不起补强作用。

为了检验焊缝的紧密性，补强圈上有一个M10的小螺栓孔。

从这里通入压缩空气，并在补强圈与器壁的联结焊缝处涂抹肥皂水，如果焊缝有缺陷，就会在有缺陷处吹起肥皂泡。

当筒体上开排孔或封头上开孔较多时，宜采用整体补强。

所谓整体补强就是增加整个筒壁或封头的壁厚以降低峰值应力，使之达到许可程度。

(2) 允许开孔的范围当采用局部补强时，筒体及封头开孔的最大直径，不允许超过以下数值：
①筒体内径D i≤1500mm，开孔最大直径d≤D i/2，且d≤500mm；
②筒体内径D i>1500mm，开孔最大直径d≤D i/3，且d≤1000mm；
③凸形封头和球壳的开孔最大直径d≤D i/2；
④锥形封头开孔的最大直径d≤D k/3，D k是开孔中心处的锥体内直径。

在椭圆形或碟形封头过渡部分开孔时，应尽量将孔开设在封头中心部位附
近，当需要靠近封头的边缘时，应使孔边与封头边缘之间的投影距离不小于0.1D。

若开孔超出上述规定，则补强结构需做特殊考虑，必要时还应作验证性水压实验，以校核其可靠性。

(3) 允许不另行补强的最大孔径并不是容器上所有的开孔都需要补强。

因为在计算壁厚时考虑了焊缝系数而使壁厚有所增加，又因为钢板具有一定规格，实际选用钢板厚度大于计算所需壁厚，同时由于容器材料有所增加，又因为钢板具有一定的塑性储备，允许承受不是十分过大的局部应力，所以当孔径不超过一定数值时，可不进行补强。

允许不另行补强的最大孔径如下：
①两相邻开孔中心的间距（曲面间距以弧长计算）应不小于两孔直径之和的两倍；
②壳体名义厚度大于12mm时，接管公称直径小于或等于80mm；当壳体名义厚度小于或等于12mm时，接管直径小于或等于50mm。

3、圆筒厚度的设计
3.1设计目的
设计一台真空脱水塔，内经取Di=1000mm，筒体总长度L=7000 mm
封头采取椭圆形封头，封头直径h为1000mm，曲面深度hi为258mm，设计压力取-0.1MPa，工作温度为150℃。

3.2参数确定
1、设计压力：P=-0.1MPa
2、设计温度：T=150℃
3、压力容器的内经：Di=1000mm
4、筒体总长度L=7000mm
5、封头直径：h=1000mm 曲面深度hi=258mm
3.3用图算法确定璧厚
3.3.1筒体材料的选择
外压容器筒体的材料：0Cr18NI10Ti
3.3.2用图算法计算璧厚
假设筒体名义厚度负偏差δn=12mm
查表3-10钢板的厚度负偏差 C1=0.8mm
考虑到精馏塔内有腐蚀，查表3-13得C 2=3mm
则筒体的有效厚度
δe =δn -C=δn -(C 1-C 2)=12-3.8=8.2mm
则外直径D 0=D i +2δn =1000+2×12=1024mm
L=7000mm
7000 6.81024
O L D == 010241258.2
e D σ==>20 用内插法插图：根据图13-6，
0L D 与0e D σ在图中交点处对应的A 值为0.00013
所以所用材料为0Cr18NI10Ti 钢，查图，在设计温度T=150℃下
E=1.86 510⨯所以许用外压力
[]p = 023()
e AE D σ= 520.00013 1.86103125⨯⨯⨯⨯=0.129MPa 因[]p ＞c p 且接近c p ，故假定璧厚符合计算要求。

故确定筒体璧厚为13mm 。

4.封头厚度的设计
4.1设计要求椭圆形封头。

4.2封头厚度的设计
假设风头名义厚度n σ=6mm
因为1C =0.6mm 2C =3mm
按δe =δn -C 得
δe =δn -（C 1+C 2）=6-3.6=2.4mm
封头高度h i =258mm 故：
h o =h i +δn =258+6=264mm 由0021026(2258) 1.99D h =⨯=
查表13-3知K 1=0.9计算可得
R 0=K 0D 0=0.9×1026=923.4mm 0923.42.4384.75e R == 又因为：00.1250.1250.0003384.75
e A R δ=== 查图4-7得系数B=40
所以许用外压力[]0400.104384.75
e B
p MPa R δ=== 因[]c p p >，且接近P c ，故假定封头璧厚符合要求。

故确定椭圆封头璧厚为6mm 。

4.3计算加强圈数目
4.3.1计算加强圈个数
前面计算的筒体名义厚度为13mm ，综合考虑须将筒体的厚度减小， 装置一些刚性构件来加强筒体以及提高其临界压力，单独增加璧厚的方法更家经济合理，因此，将筒体的名义厚度减至n δ=8mm 。

此时需要增加加强圈。

由公式得，加强圈的最大间距为：
2.500max 2.6()e c
ED D L mP δ= 查图4-7得：51.8610E MPa =⨯
已知：0.1c P MPa = 021026i n D D mm δ=+=
稳定系数：m=3 12()n n C C δδ=-+=8-3.8=4.2mm 所以5 2.5max 2.6 1.8610(4.21026)102630.1
L ⨯⨯⨯⨯=⨯=1773mm 计算加强圈数目n 设置n 个加强圈，将筒体分为n+1段
max 7000
11773
L n L +===3.95
故n=3
加强圈的间距s L 为：
7000
23333s L mm ==
4.3.2计算加强圈尺寸
选└40×40×4的等边角钢，查型钢规格表得 A s =3.09 2cm
44.6s I cm = 011.3I cm =
计算系数得：
020.11026
23.694.2(3.09102333)c e s s P D B A L δ⨯===++⨯
计算系数A 的值得：
51.5 1.523.69
0.000191.8610B
A E ⨯===⨯
计算加强圈与筒组合分段所需的惯性距I 得： 0s e s s
22()10.910262333(4.2 3.09102333)
0.00019
10.9D L A L I A
δ+=⨯⨯+⨯=⨯
=1854684mm
4.3.3计算组合截面积实际惯性距s I
加强圈两侧筒体起加强作用部分的宽度:
b
=
圆通有效段的截面积2A
为：
2e e =2b 2=213A δδ=⨯⨯
=19242mm
圆通有效段的惯性距为：
3
32e 2b 122 4.213I δ==⨯
=843.46
确定组合截面行心轴x-x 的位置a 为：
2s 2s 2 3.091030.89517.2a=8.33.0910843.461152.5
A C
A A ⨯⨯===+⨯+
d=c-a=22.5mm
计算组合截面实际惯性距s I 得：
2
22s 12=s I I A d I A a +++
42224.610 3.091022.5843.4619248.3=⨯+⨯⨯++⨯ =3358194mm
因：s I I >,故原选的└40×40×4等边角钢可用。

5塔体的强度与稳定性校核
对于增加加强圈后的筒体
()012210268 4.2i n e D D mm
c c mm δδ=+==--=
1026
244
4.2O
e D δ==
故仅需对塔进行稳定性校核，无需强度校核。

5.1计算长度L ：2333s L L mm ==
区别短圆筒和长圆筒的临界长度为：
1.171.179154.98cr L D mm
==⨯=
区别短圆筒和刚性圆筒的临界长度为：
因为'
cr L ＜L ＜cr L ，故此圆筒属于短圆筒。

5.2短圆筒的临界压力为：
252
0.465cr p MPa
=
=
= 许用外应力[]0.465
0.1553cr p P MPa m ==
= 0.1c P MPa = 因为c P ＜[]P
所以该塔稳定性符合要求。

6.椭圆封头弹性范围内的稳定性校核
承受外压凸形封头的稳定性计算是以外压球壳的稳定性计算为基础的。

椭圆形封头的当量球壳半径o R 为：
10.91026923.4o o R k D mm ==⨯= 钢制受均匀外压的球壳临界压力为：
2
52
0.25(
) 4.20.25 1.8610()923.4
0.96e
cr o
p E R MPa
δ==⨯⨯⨯= 取m=3，则许用压力[]P 为：
[]0.960.323
cr p P MPa m =
== 因为
c
p ＜[]P ，所以椭圆形封头稳定性符合要求。

7.支座的选取
7.1 溶解槽的总质量 4321m m m m m +++=
式中 1m —筒体质量，kg ； 2m —封头质量，kg ； 3m —脂肪酸的质量，kg ；
4m —附件质量，kg
7.2筒体质量
1000,13n DN mm mm δ== 的筒节，由《压力容器设计手册》查得
01810r C Ni Ni 的密度37930m kg =钢ρ 。

所以
12295i n m D L kg πδρ== 式中 i D —槽体内径，mm ； n δ—圆筒壁厚，mm ； L —圆筒长度，mm ；
ρ —材料密度，3
m kg
；
7.3封头质量
1000,6n DN mm mm δ==，直边高度0258h mm =的标准椭圆封头，其质量
，2m 为
()()2,3208.5124.71090i n i n n m D D h kg δδδ⎡⎤=+++⨯⨯⨯=⎣⎦
所以,
22m 290180m kg ==⨯=
式中n δ —封头壁厚，mm ；
0h —封头直边高度，mm ；
7.4脂肪酸质量
甲苯ραv m =3
式中 α —充料系数，取0.7；
v —溶解槽容积，3m ，（封桶V +=V V ）。

ρ—甲苯在100C ︒时的密度，3
kg
m
，（3
876m kg
=ρ）。

3202V 20.13090.7850.67i i V D D h ⎡⎤==+=⎣⎦，封封
2
3
3D V 0.67 6.1720.7 6.17867164.47i V V L m m kg
π⎛⎫
=+=+= ⎪⎝⎭
=⨯⨯=封桶 7.5附件质量
人控制量约为100 kg ，其他接管质量总和按150kg 计。

于是
kg m 2504=
所以设备总质量为kg m m m m m 32.22664321=+++=
7.6选取支座角钢厚度
查《压力容器设计手册》，根据DN=1200mm ，选用褪式支座A5，取垫板
厚度为4mm ，则角钢厚度为8mm 。

支座数目先选定为4个，每个支座允许载荷[]KN Q 22= 。

每个支座的实际载荷 KN mg Q 55.54
8
.932.22664=⨯==
可见，[]Q Q <，因此4个A5褪式支座 满足自身的承载要求。

因为封头的有效厚度为mm e 75.3=δ，由《压力容器设计手册》查得椭圆形
封头的允许垂直载荷[]KN F 8.23=。

由于[]F Q <，所以用4个A5褪式支座满足封头允许的垂直载荷要求。

故本溶解槽的支座选用T
JB
4713-1992，支腿,
A5-825 。

8.人孔的选择
(1) 人孔的分类与结构形式: 按压力分类有常压人孔与受压人孔；
按形状分类有圆形人孔和椭圆形人孔，有时也有矩形人孔； 按安装位置分类有垂直人孔和水平人孔； 按盖子的支承形式分类有回转盖人孔和吊盖人孔； 按盖子的结构形式分类有平盖人孔和拱形盖人孔； 按法兰的结构形式分类有平焊法兰人孔和对焊法兰人孔；
按开启的难易程度分类有快开人孔和一般人孔。

(2) 人孔的结构
人孔的结构形式主要决定于操作压力，操作介质和启闭的频繁程度。

8.1人孔N2的选取
根据溶解槽的设计温度、最高工作压力、材质、介质、及使用要求等条件，人孔M1选用公称压力为0.1MPa的垂直吊盖板式平焊法兰人孔（HG21502-2005）,人孔公称直径选定为500mm，采用突面密封（RF型）和石棉橡胶板垫片，人孔结构如图2-1所示，人孔各部件名称见表2-1。

该垂直吊盖板式平焊法兰人孔的标记为：
人孔RF(A G)500-0.6 280 HG21520-2005 表2-1 人孔PN0.6 DN500明细表
8.2.N2补强
本设计选用的人孔1M 筒节内径mm d i 610=，壁厚mm nt 10=δ，壁厚附加量mm C C 25.01==
（1）计算消去的承受应边所需的金属截面积由《压力容器设
计手册》查得补强圈开孔直径mm C d d i 5.61025.026102=⨯⨯=+=，内径mm D 6351=，外径mm D 9802=。

已知壳体的计算厚度
mm 06.3=δ
所以需要补强的金属面积为
213.186806.35.410mm d A =⨯==δ
（2）多余截面积
有效区范围mm d B 12215.61022=⨯== mm d h nt 13.78105.6101=⨯==δ 壳体多余截面积
()()2125.421)06.375.3)(5.6101221(mm d B A e =--=--=δδ 接管的计算长度 []mm p D p c
t
o
c t 6.12=+=
φσδ
接管多余截面积
21252.1273)(2mm f h A t t et =-=δδ 焊缝截面积不予考虑，于是截面积 22177.1694mm A A A p =+= （3）补强厚度 补强面积
236.173mm A A A D s =-= 所以补强圈厚度 mm D D A s
s 502.01
2=-=
δ
其中e δ—壳体的有效厚度，mm ； δ—壳体的计算厚度，mm; et δ—接管的有效厚度，mm ； e δ—接管的计算厚度，mm ； en δ—接管的名义厚度，mm
因为常用钢板的最下厚度为2mm ，所以去mm s 2=δ
9. 视镜的选择
视镜是用来观察设备内部物料化学和物理过程情况的装置。

视镜是除受工作压力外，还要承受高温、热应力和化学腐蚀的作用。

视镜的设计还需要考虑视镜玻璃的工作压力。

9.1 视镜的结构形式
多为圆形或为长宽形，而又以圆形视镜最为普遍。

玻璃表面多数是平面，有时为了特殊的目的，也用球面。

图3-3 视镜
9.2 圆形视镜的公称直径
一般为DN 50mm 、DN 80mm 、DN100mm 、DN 125mm 、DN 150mm 。

DN 50mm 一般为小容器。

DN 80mm 只能供一只眼睛窥视。

DN 125mm 可供两只眼睛窥视。

DN 150mm 则可供较大容器、反应器、塔设备之用。

不带颈视镜结构简单，不易结料，便于窥视，应优先选用，但接缘与筒体或封头焊接时，必须采取适当的措施以避免产生焊接变形，影响使用，故选不带颈视镜。

视镜玻璃材质为硼硅玻璃。

10.接管的选取及计算
接管是用来供物料进出的，可选用带法兰的短接管，接管应选取与筒体相似的材料，为了控制公益操作过程，在塔体上需设置温度计，可用内压管或外压管焊接在设备上。

假设取16Mn φ89×3螺旋焊接管，公称直径DN=83mm ，查表3-7得[]t
σ=159 MPa ，取ϕ=1 []0.11000
0.314215910.1
2i t
PD P
δσϕ⨯=
=
=<⨯⨯--成立
查表3-12钢管负偏差1C =0.15 服饰裕量2C =1 取保温层厚50mm
查表6-13得取外伸出长度150mm 内伸出长度25mm 接管的尺寸
保温层厚度50mm 接管公称直径89mm 外伸出长度150mm 壁厚3mm
10.1液压试验
假设液压用洁净水在25C 。

下试验 查表[]T σ=170a MP []345s a MP σ=
试验压力： []
1.25 1.250.210.125[]
T c a t
P P MP σσ==⨯⨯= 试验应力核对
()20.125(1000 4.2)
2 4.2
15.7T i e T e
a
P D MP δσδ+=
⨯+=
⨯=
0.90.90.8345248.4s T ϕσσ=⨯⨯=>
所以试验压力满足条件即试验压力为0.125a MP
10.2补强圈的选择
10.2.1确定是否需要补强
按照GB150规定，由于筒节的公称直径已经大于不另行补强的最大直径89mm ，故此开孔可能需要补强。

10.2.2人孔筒节选用6006φ⨯接管 接管伸出长度L=150mm
假设接管内伸出长度为25mm 10.2.3补强计算
① 计算开孔后被削弱的金属截面积A
查表3-11确定筒节负偏差为0.8mm ，得壁厚附加量为
C=C1+C2=0.8+3=3.8mm
开孔直径25882 3.8595.6i d d C mm =+=+⨯=
查表3-6和3-7得筒体在设计温度下材料的许用应力[]170t
MPa σ=，钢管的许用应力[]135t
t MPa σ=， 故强度削弱系数[][]
135
0.79170
t
t
t
f γ
σσ==
=
筒体开孔计算厚度δ
[]20.21000
21700.850.20.69c i t
c
P D P mm
δσϕ=
-⨯=
⨯⨯-=
接管有效厚度et δ
2
6 3.8 2.22(1)
595.60.6920.69 2.2(10.79)411.6et nt et C mm A d fr mm δδδδδ=-=-==+-=⨯+⨯⨯⨯-=
②确定有效补强范围
22595.61191.222595.62826623.6n nt B d mm
B d mm
δδ==⨯==++=+⨯+⨯=
故取大值：1191.2B mm = 外侧有效高度：
159.8h mm ===
接管实际内伸高度为25mm ，故内侧有效高度234.8h mm =
③计算有效范围内用来补强的金属面积e A
a.计算壳体多余金属面积1A 8 3.8 4.2e n C mm δδ=-=-=
1()()2()()(1)
e nt e A B d C
f γδδδδδ=------ 2
(1191.2595.6)(4.20.69)2(6 3.8)(4.20.69)(10.79)2087.3mm =-⨯---⨯-⨯-=
其中筒体开孔处有效厚度
8 3.8 4.2e n C mm δδ=-=-=
b.计算接管多余的管壁截面积2,A 2.2et mm δ=
[]20.2588213510.20.43i t t
t PD p
mm
δδσϕ==
-⨯=
⨯⨯-=
21222
2()2()259.8(2.20.43)0.79234.8(2.23)0.79123et t r et r
A h f h c f mm δδδ=-+-=⨯-⨯+⨯⨯-⨯= c. 计算焊缝金属截面积3A ，取焊角高度为8mm ，
故焊缝截面积为：2
3282
A ⨯=
64=2mm
用来补强的金属面积为
123
2
2087123642274.3Ae A A A mm =++=++=
因为Ae A >故不需另行补强。

11标准法兰的选取
初步选定法兰的类型
根据DN=1000mm ，设计压力0.1MPa ，初步选取甲型平焊法兰。

选定法兰的公称压力
根据法兰的材料、容器设计压力及操作温度，查表6-1可知
公称压力为0.1MPa ，法兰的材料为16MnR 板件，校核时cr P =0.278MPa ，
故选压力容器管法兰公称压力级别为0.6 MPa 。

验证初步选取法兰的适用性
根据以上选取的法兰公称压力和设备内径，再查表6 -1可知初步选择的甲型平焊法兰满足要求。

选择密封面
给据要求选择凸凹密封面。

由表6-3查取法兰部分的尺寸为：
法兰外径 D=1130mm
螺旋孔中心圆直径 1D =1090mm
凹面密封面外径
D=1055mm
2
凹面密封面内径
D=1045mm
3
凸面密封面外径
D=1042mm
4
法兰盘厚度 =48mm
螺栓孔直径 D=23mm
螺栓数量 36
螺纹 M=20
法兰标记
法兰-RF 1000 0.6 JB/T4701-2000
12.符号说明
——罐内径，mm
——罐长度，mm
——计算压力，MPa
——圆筒材料在设计温度下的许用应力，MPa
——钢板厚度的负偏差，mm
——腐蚀裕量，mm
——试验压力
——圆筒的有效厚度
——圆筒的名义厚度
——圆筒材料在设计温度下的计算应力，MPa
——容器的总质量
——封头内壁曲面高度
——设计压力
——容器的体积
F——每一支座承受的负荷
——钢材的标准抗拉强度G——重力加速度
——圆筒的外径
——接管有效厚度C——厚度附加量
——圆筒的计算厚度
——圆筒设计厚度——焊接接头系数
——强度消弱系数B——有效宽度，mm d——开孔直径，mm
13.参考文献
[1] 喻建良主编．化工设备机械基础[M]. 大连：大连理工大学出版社，2009.7
[2] 魏崇光，郑晓梅. 化工工程制图[M]. 北京：化学工业出版社,1998
[3] 娄爱娟,吴志泉. 化工设计[M].上海：华东理工大学出版社，2002
[4] 华东理工大学机械制图教研组. 化工制图[M]. 北京：高等教育出版社，1993
[5] 王静康. 化工设计[M]. 北京：化学工业出版，1998
[6] 傅启民. 化工设计[M]. 合肥：中国科学技术大学出版社，2000
14. 化工原理课程设计之心得体会
经过连续一周紧锣密鼓的奋战，化工原理课程设计终于告一段落。

经过这次化工原理课程设计，我充分认识到以下几点：
（1）.实践来自理论，又高于理论
这次专业性较强的课程设计，让我认识到：课堂上理论知识掌握的再好，没有落实到实处，是远远不够的。

换热器的设计，从课本上简单的理论计算，到根据需求满足一定条件的切实地进行设计，不再仅仅包括呆板单调的计算，还要根据具体要求选择、区分和确定所设计的换热器的每一个细节，我觉得这是最大的一个挑战。

（2）.化工制图，要一丝不苟
初次见到往届学生的课程设计所绘的图纸，我感到很震惊！那么大的一个图，还要仔细标注每一个细枝末节，还要有很多的剖开或放大的局部零件，这得需要多大的工作量啊！
当我落实到图纸上的时候，我再一次遇到挫折感，零件尺寸的确定、绘制的简洁美观、局部细节的准确性，还有眼力、笔力、精力的多重考验，真的，既是体力活，又是脑力活啊。

当我看到参考书上的准确、美观的设计图的时候，我总会告诉自己：化工制图，一丝不苟。

（3）.图书馆的作用大，在资料的海洋里不再害怕
课程设计动员会一结束，我就跑到本部图书馆，借了三本超厚的换热器的设计相关的图书，当我把它们塞进书包的时候，我很担心：我啥时候能把这么厚的书给翻完呢？
没想到啊没想到，最后不仅看完了这三本里和设计相关的部分，而且还抢着看了其他同学借的好几本书。

当我完成报告，再回头看我看过的书的时候，一种成就感油然而生。

图书馆的作用大，在资料的海洋中不再害怕。

（4）. 实践报告，计算、打字都很辛苦
这次实践报告，统一要求用电子稿打印装订。

这对没有电脑的我来说，实在又是一个挑战，不仅仅是硬件条件的缺乏，更是打字熟练程度的限制让我痛苦不堪。

我连续一周跑到电子阅览室，将做好的草稿，输入word文档。

还记得第一天回寝室的时候，我的手指好累，脑子也很乏很困，这考验忒大了点。

（5）. 老师指导，团队合作，是胜利的催化剂
课程设计的前、中、后，指导老师多次给我们释疑答惑，老师还花了一个上午的时间给我们解决问题，还打开机房给我们用，同学们虽然口头上没说什么，
但是心里挺感动的，感谢老师。

还有一点我觉得非常重要，那便是团队合作。

虽然我们是一人一个设计，但是，设计过程中，遇到的一些来不及问老师的小疑问，经同学间的相互点醒和帮助，真的是“山重水复疑无路，柳暗花明又一村”。

于是，我觉得，那句老生常谈还是有道理的：团结就是力量。

这次课程设计真的收获良多。

吕亚娜
2012-12-27。