1800整体锻焊式氨合成塔设计
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Keywords:ammonia;ammonia converter; technical design; structural design
任务书
摘要Ⅰ
ABSTRACTⅡ
第1章绪论1
1.1本次设计的要求1
1.2合成氨生产的概况1
1.3氨合成塔在合成氨生产中的作用1
1.4氨的性质和用途2
第2章氨合成塔工艺计算3
4.2.5螺母、螺栓及密封件材料的选择与论证24
4.3内件材料选择及论证25
4.3.1内件用材的基本要求25
4.3.2内件各零部件材料的选择及论证26
4.3.3内件焊接材料的选择27
4.3.4保温铁皮材料的选择27
4.3.5保温层材料的选择27
第5章触媒的选择及触媒筐设计29
5.1触媒的选择29
5.1.1触媒选择的基本要求29
摘 要
氨是重要的无机化工产品。氨合成塔是生产合成氨的关键设备。
本设计进行了氨合成塔的工艺设计，及其内件和筒体的选型、选材、结构设计，提出了氨合成塔的制造、安装、维护方法。根据操作工艺的要求，选用并流三套管式触媒筐，螺旋板式换热器，并对其焊接应力作了专题论证。
关键词：氨；氨合成塔；工艺设计；结构设计
ABSTRACT
This design has carried on the technical design ofammonia converter; it relates to the selection of type and material of the bowl and the internal part, and also shows the design of the whole structure of the process. On the basis of the theories stated above, thedesignbrings forward the methods for producing, setting and maintaining the ammonia converter. According to requirement of the operation methodology, this design adopts co-current flow tri-pipe catalyst basket, fixed spiral plate heat exchanger,andwritten a seminar to whose welding strain.
5.1.2触媒的类型选择29
5.1.3触媒颗粒大的选择31
5.2触媒筐设计31
5.2.1触媒筐工艺指标的选择31
5.2.2触媒筐的直径和高度32
5.2.3绝热层高度33
5.2.4冷管的选型和配置33
5.2.5中心管的选择33
5.2.6温度计套管的设计33
5.2.7折流头高度33
5.2.8保温型式及其厚度34
3.1氨合成塔的结构特点及基本要求15
3.2外筒结构型式的选择及论证16
3.3密封结构型式的选择及论证17
3.3.1高压容器的密封机理及结构分类17
3.3.2氨合成塔密封结构形式的选择及论证18
3.4触媒筐结构设计及论证19
3.4.1触媒筐设计的一般要求19
3.4.2触媒筐的分类19
3.4.3触媒筐的类型选择及论证20
5.2.9触媒筐筒体壁厚的计算34
第6章电加热器设计35
6.1电加热器的作用及其结构35
6.1.1电加热器设计的一般要求35
6.1.2电加热器结构型式选择35
6.2电加热器材料的选择36
6.2.1电热元件材料的一ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ要求36
6.2.2电加热器材料的选择36
6.3电加热器功率的确定37
6.4电热元件的电气计算39
Ammonia is one of important inorganic chemical industry product,And ammonia converter is the key equipment in the process of compound-ammonia production.
8.3.1双锥环结构尺寸51
8.3.2主螺栓的计算52
8.4筒体上下端部平盖设计54
8.4.1筒体下端部平盖设计54
8.4.2筒体下端部平盖设计56
8.5筒体端部法兰的设计计算57
8.5.1法兰型式及尺寸的确定57
8.5.2法兰强度校核58
8.6四通的结构设计60
8.7水压试验60
8.8热膨胀量计算61
6.4.1电加热器端电压的选择39
6.4.2电加热器相数的选择39
6.4.3电加热器的温度调节方式39
6.4.4电热元件的计算39
6.5电加热器端盖设计42
6.5.1主螺栓及主螺母的设计42
6.5.2端盖设计42
第7章换热器设计45
7.1氨合成塔内换热器的设计条件45
7.2设计方案选择45
7.2.1流程安排45
7.2.2物性数据的确定45
7.3换热器工艺结构设计47
7.3.1初算换热面积47
7.3.2工艺结构尺寸48
第8章氨合成塔的强度计算49
8.1筒体的设计计算49
8.1.1设计条件49
8.1.2筒体厚度计算49
8.2底部封头的设计计算50
8.2.1封头型式选择50
8.2.2封头厚度计算50
8.3密封件的设计计算51
3.5塔内换热器总体结构设计及论证22
3.5.1换热器设计的一般要求22
3.5.2换热器的类型选择及论证22
第4章主要设备材料的选择及论证23
4.1氨合成塔材料的选择原则23
4.2外筒材料的选择与论证23
4.2.1筒体材料的选择与论证23
4.2.2端部法兰材料的选择与论证24
4.2.3上下封头材料的选择与论证24
8.8.1触媒筒中心管热膨胀量估算61
8.8.2内件总膨胀量估算61
第9章典型零部件的制造安装工艺62
9.1原料的检验62
9.2原材料的矫形和净化62
2.1合成原理及典型工艺流程3
2.1.1合成原理3
2.1.2典型工艺流程3
2.2合成塔操作条件与说明4
2.3物料衡算6
2.3.1计算依据6
2.3.2物料衡算7
2.4能量衡算10
2.4.1全塔的总热量衡算10
2.4.2触媒筐热量衡算11
2.4.3热交换器热量衡算12
2.5工艺技术特性一览表14
第3章设备类型的选择及论证15
任务书
摘要Ⅰ
ABSTRACTⅡ
第1章绪论1
1.1本次设计的要求1
1.2合成氨生产的概况1
1.3氨合成塔在合成氨生产中的作用1
1.4氨的性质和用途2
第2章氨合成塔工艺计算3
4.2.5螺母、螺栓及密封件材料的选择与论证24
4.3内件材料选择及论证25
4.3.1内件用材的基本要求25
4.3.2内件各零部件材料的选择及论证26
4.3.3内件焊接材料的选择27
4.3.4保温铁皮材料的选择27
4.3.5保温层材料的选择27
第5章触媒的选择及触媒筐设计29
5.1触媒的选择29
5.1.1触媒选择的基本要求29
摘 要
氨是重要的无机化工产品。氨合成塔是生产合成氨的关键设备。
本设计进行了氨合成塔的工艺设计，及其内件和筒体的选型、选材、结构设计，提出了氨合成塔的制造、安装、维护方法。根据操作工艺的要求，选用并流三套管式触媒筐，螺旋板式换热器，并对其焊接应力作了专题论证。
关键词：氨；氨合成塔；工艺设计；结构设计
ABSTRACT
This design has carried on the technical design ofammonia converter; it relates to the selection of type and material of the bowl and the internal part, and also shows the design of the whole structure of the process. On the basis of the theories stated above, thedesignbrings forward the methods for producing, setting and maintaining the ammonia converter. According to requirement of the operation methodology, this design adopts co-current flow tri-pipe catalyst basket, fixed spiral plate heat exchanger,andwritten a seminar to whose welding strain.
5.1.2触媒的类型选择29
5.1.3触媒颗粒大的选择31
5.2触媒筐设计31
5.2.1触媒筐工艺指标的选择31
5.2.2触媒筐的直径和高度32
5.2.3绝热层高度33
5.2.4冷管的选型和配置33
5.2.5中心管的选择33
5.2.6温度计套管的设计33
5.2.7折流头高度33
5.2.8保温型式及其厚度34
3.1氨合成塔的结构特点及基本要求15
3.2外筒结构型式的选择及论证16
3.3密封结构型式的选择及论证17
3.3.1高压容器的密封机理及结构分类17
3.3.2氨合成塔密封结构形式的选择及论证18
3.4触媒筐结构设计及论证19
3.4.1触媒筐设计的一般要求19
3.4.2触媒筐的分类19
3.4.3触媒筐的类型选择及论证20
5.2.9触媒筐筒体壁厚的计算34
第6章电加热器设计35
6.1电加热器的作用及其结构35
6.1.1电加热器设计的一般要求35
6.1.2电加热器结构型式选择35
6.2电加热器材料的选择36
6.2.1电热元件材料的一ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ要求36
6.2.2电加热器材料的选择36
6.3电加热器功率的确定37
6.4电热元件的电气计算39
Ammonia is one of important inorganic chemical industry product,And ammonia converter is the key equipment in the process of compound-ammonia production.
8.3.1双锥环结构尺寸51
8.3.2主螺栓的计算52
8.4筒体上下端部平盖设计54
8.4.1筒体下端部平盖设计54
8.4.2筒体下端部平盖设计56
8.5筒体端部法兰的设计计算57
8.5.1法兰型式及尺寸的确定57
8.5.2法兰强度校核58
8.6四通的结构设计60
8.7水压试验60
8.8热膨胀量计算61
6.4.1电加热器端电压的选择39
6.4.2电加热器相数的选择39
6.4.3电加热器的温度调节方式39
6.4.4电热元件的计算39
6.5电加热器端盖设计42
6.5.1主螺栓及主螺母的设计42
6.5.2端盖设计42
第7章换热器设计45
7.1氨合成塔内换热器的设计条件45
7.2设计方案选择45
7.2.1流程安排45
7.2.2物性数据的确定45
7.3换热器工艺结构设计47
7.3.1初算换热面积47
7.3.2工艺结构尺寸48
第8章氨合成塔的强度计算49
8.1筒体的设计计算49
8.1.1设计条件49
8.1.2筒体厚度计算49
8.2底部封头的设计计算50
8.2.1封头型式选择50
8.2.2封头厚度计算50
8.3密封件的设计计算51
3.5塔内换热器总体结构设计及论证22
3.5.1换热器设计的一般要求22
3.5.2换热器的类型选择及论证22
第4章主要设备材料的选择及论证23
4.1氨合成塔材料的选择原则23
4.2外筒材料的选择与论证23
4.2.1筒体材料的选择与论证23
4.2.2端部法兰材料的选择与论证24
4.2.3上下封头材料的选择与论证24
8.8.1触媒筒中心管热膨胀量估算61
8.8.2内件总膨胀量估算61
第9章典型零部件的制造安装工艺62
9.1原料的检验62
9.2原材料的矫形和净化62
2.1合成原理及典型工艺流程3
2.1.1合成原理3
2.1.2典型工艺流程3
2.2合成塔操作条件与说明4
2.3物料衡算6
2.3.1计算依据6
2.3.2物料衡算7
2.4能量衡算10
2.4.1全塔的总热量衡算10
2.4.2触媒筐热量衡算11
2.4.3热交换器热量衡算12
2.5工艺技术特性一览表14
第3章设备类型的选择及论证15