化工设备设计基础课程设计计算说明书

《化工设备设计基础》

课程设计计算说明书

学生姓名：学号：

所在学院：

专业：

设计题目：

指导教师：

2011年月日

目录

一.设计任务书 (2)

二.设计参数与结构简图 (4)

三.设备的总体设计及结构设计 (5)

四.强度计算 (7)

五.设计小结 (13)

六.参考文献 (14)

一、设计任务书

1、设计题目

根据《化工原理》课程设计工艺计算内容进行填料塔（或板式塔）设计。

设计题目：

各个同学按照自己的工艺参数确定自己的设计题目：填料塔（板式塔）DNXXX设计。

例：精馏塔（DN1800）设计

2、设计任务书

2.1设备的总体设计与结构设计

（1）根据《化工原理》课程设计，确定塔设备的型式(填料塔、板式塔)；

（2）根据化工工艺计算，确定塔板数目(或填料高度)；

（3）根据介质的不同，拟定管口方位；

（4）结构设计，确定材料。

2.2设备的机械强度设计计算

（1）确定塔体、封头的强度计算。

（2）各种开孔接管结构的设计，开孔补强的验算。

（3）设备法兰的型式及尺寸选用；管法兰的选型。

（4）裙式支座的设计验算。

（5）水压试验应力校核。

2.3完成塔设备装配图

（1）完成塔设备的装配图设计，包括主视图、局部放大图、焊缝节点图、管口方位图等。

（2）编写技术要求、技术特性表、管口表、明细表和标题栏。

3、原始资料

3.1《化工原理》课程设计塔工艺计算数据。

3.2参考资料：

[1] 董大勤.化工设备机械基础[M].北京：化学工业出版社，2003.

[2] 全国化工设备技术中心站.《化工设备图样技术要求》2000版[S]．

[3] GB150-1998.钢制压力容器[S]．

[4] 郑晓梅.化工工程制图化工制图[M]．北京：化学工业出版社，2002.

[5] JB/T4710-2005.钢制塔式容器[S]．

4、文献查阅要求

设计说明书中公式、内容等应明确文献出处;装配图上应写明引用标准号。5、设计成果

1、提交设计说明书一份。

2、提交塔设备(填料塔、板式塔)装配图一张(A1)。

（精馏塔设计例题）

二. 设计参数与结构简图

1、设计参数

精馏塔设计的工艺条件由化工原理课程设计计算而得。

工作温度°C：120 设计温度°C：150 工作压力MPa：0.1 设计压力MPa：0.11 塔体内径mm：1800 塔板数块：38 介质：苯-甲苯混合物

2、结构简图（根据自己的设计题手画）

图1 精馏塔结构简图

三. 精馏塔的总体设计及结构设计

1、根据《化工原理》课程设计，确定塔设备的型式(填料塔、板式塔)。

本设计的精馏塔型式为板式塔

2、根据化工工艺计算，确定塔板数目(或填料高度)。

由化工工艺计算塔板数目为30块

3、根据介质条件的不同，拟定管口方位。

4、结构设计，设备法兰的型式及尺寸选用，管法兰等零部件选型。1）零部件材料的选取

根据精馏塔工艺条件（介质的腐蚀性、设计压力、设计温度）、材料的焊接性能、零件的制造工艺及经济合理性进行选材：

塔体：16MnR 封头：16MnR

接管：20 塔盘、底座：Q235-B

容器法兰：16MnR 管法兰：16MnII

（材料的许用应力按照《化工设备机械基础》表8-7查并列表）

（MPa）材料许用应力[]t

Q345R(16MnR) 170

Q235-B 113

16MnII 170

20 133

2）塔盘结构

根据工艺条件、塔体直径，塔盘结构选为单液流分块式塔盘，具体塔盘结构及尺寸的选取见第十七章第三节（p430-438）。（自选）

3）工艺接管

接管的选取根据介质流量，参照GB12771-91，接管的选取如下表：

4 ）压力容器法兰和接管法兰

压力容器法兰的选取按照《化工设备机械基础》选JB/T4700～4707-2000标准。（按照《化工设备机械基础》（p263）写出选取过程）

设计条件 ：

工作温度 °C ： 120 设计温度 °C ： 150 工作压力 MPa ： 0.1 设计压力 MPa ： 0.11 塔体内径 mm ： 1800 介质： 苯-甲苯混合物

（a ）法兰类型 DN=1800，p=0.11MPa ，表10-1选甲型平焊；

（b ）p=0.11MPa ，t=150℃，查表10-10

材料为16MnR ，定PN=0.25MPa ，150℃时

允许[p]=0.25MPa>p ，所以PN=0.25MPa 。

（c ）确定结构尺寸（p254）。

（d ）法兰标记

法兰－RF 1800－0.25 JB/T4701-2000

选取结果如下表： 设备法兰

MFM 1800-0.25 JB/T4703-2000 材料 Q345R(16MnR)

管法兰选取结果汇总： 进料管法兰

HG20594 法兰 SO80-1.0MFM 18 16MnII 塔顶回流管法兰

HG20594 法兰 SO80-1.0MFM 18 16MnII 塔顶蒸汽管法兰

HG20594 法兰 SO80-1.0MFM 18 16MnII 塔底出料管法兰

HG20594 法兰SO450-1.0MFM 28 16MnII 在沸器回流管法兰 HG20594 法兰SO500-1.0MFM 28 16MnII

5） 法兰密封垫片的选取

法兰密封垫片的选取参照《化工设备机械基础》表10-30

法兰密封垫片选非金属软垫片 PN=0.25MPa （JB/T4704-2000） P265 名称 进料管 塔顶回流管 塔底出料管 塔顶蒸汽管 再沸器回流管

公称直径（mm ）

80

80 80 450 500