«Спроектировать кожухотрубный теплообменник для конденсации паров аммиака в составе холодильной установки» (стр. 1 из 5)
РЕФЕРАТ
Пояснительная записка: 56 с., 8 рис., 5 табл.,
1 приложение, 7 источников.
Графические материалы: технологическая схема установки, сборочный чертёж аппарата, сборочные чертежи узлов – всего 4 листа формата А1.
Тема проекта: «Спроектировать кожухотрубный теплообменник для конденсации паров аммиака в составе холодильной установки».
Приведены теоретические основы и особенности процесса теплообмена, выполнены технологические, проектные и прочностные расчеты, расчет гидравлического сопротивления, обоснован выбор материалов для изготовления аппарата.
Расчетами на прочность и герметичность показана надёжность работы запроектированного аппарата.
Ключевые слова: АППАРАТ, УСТАНОВКА, АММИАК, КОНДЕНСАТОР, ТРУБНЫЙ ПУЧОК, РАСЧЁТ, ОПОРА.
СОДЕРЖАНИЕ
Введение 5
1 Технологическая часть 6
1.1 Описание технологической схемы установки 6
1.2 Теоретические основы процесса 8
1.3 Описание разрабатываемого объекта, выбор
материала в разрабатываемом объекте 10
2 Технологические расчеты процесса и аппарата 15
2.1 Тепловые балансы и расчеты 15
2.2 Материальные балансы и технологические расчеты 17
2.3 Конструктивные расчеты аппарата 22
2.4 Гидравлическое сопротивление аппарата 23
2.5 Выбор вспомогательного оборудования 24
3 Расчеты аппарата на прочность и герметичность 27 3.1 Расчет толщины стенки обечайки трубного пучка 27
3.2 Расчет толщины стенки распределительной камеры 29
3.3 Расчет толщины крышки аппарата 31
3.4 Расчет фланцевого соединения 33 3.5 Расчет опоры аппарата 42
4 Монтаж и ремонт аппарата 49
4.1 Монтаж разработанного аппарата 49 4.2 Ремонт аппарата 50 Литература 56 Приложение
ВВЕДЕНИЕ
Современная химическая промышленность характеризуется весьма большим числом разнообразных производств, различающихся условиями протекания технологических процессов и многообразием физико-химических свойств перерабатываемых веществ и выпускаемой продукции. Вместе с тем технологи-ческие процессы различных производств представляют собой комбинацию сравнительно, небольшого числа типовых процессов (нагревание, охлаждение, фильтрование и т.д.). Теоретические основы этих процессов, методы их расчёта и принципы наиболее рационального аппаратурного оформления составляют предмет и содержание курса процессов и аппаратов химических производств.Задачей данного курсового проекта является разработка теплообменного аппарата для конденсации паров аммиака в составе холодильной установки.
Массообменное и теплообменное оборудование составляет основу аппаратного парка большинства химических и нефтехимических производств. Поэтому рациональное проектирование этого типа оборудования и установок в целом с применением современных методов технологических расчётов и расчётов на прочность и надёжность существенно скажется на технико-экономических показателях производства в целом.
В период работы над курсовым проектом студент приобрел навыки самостоятельной работы по выполнению расчетов химической аппаратуры и графическому оформлению объектов проектирования, познакомился с действующей нормативно – технологической документацией, справочной литературой, приобрел навыки выбора аппаратуры и технико-экономических обоснований.
Целями и задачами курсового проекта является:
- систематизация, закрепление и углубление теоретических и практических знаний из общетехнических и специальных дисциплин по направлению специальной подготовки;
- формирование знаний применение приобретенных в вузе знаний во время решения конкретных практических и научно – технических задач;
- приобретение навыков выполнения технологических и конструкционных расчетов во время проектирования химики – технологической установки и конкретного аппарата;
1 Технологическая часть
 |
1.1 Описание технологической схемы установки
Принципиальная схема холодильной установки представлена на рисунке 1.1.
Для отвода тепла в окружающую среду обычно применяют систему оборотного водоохлаждения. В целом централизованная система хладоснабжения обеспечивает высокую степень надежности при меньшем резерве оборудования и меньшей численности обслуживающего персонала.
При небольших тепловых нагрузках, существенной разбросанности объектов охлаждения, а также при непосредственном включении элементов холодильного цикла в схему основного производства, например при газоразделении, целесообразно использование локальной системы получения холода с непосредственным охлаждением объектов рабочим теплом холодильной машины. При этом несколько снижаются энергетические затраты.
В холодильных установках, применяемых в химической промышленности, используют почти все типы холодильных машин, но наибольшее распространение получили паровые компрессионные.
Схема холодильной установки включает три контура: контур промежуточного хладоносителя для отвода тепла от охлаждаемых технологических объектов; аммиачный контур холодильной машины; систему оборотного водоохлаждения для передачи тепла атмосферному воздуху.
Аппараты установлены в помещениях основного производства и связаны коммуникациями хладоносителя с машинно – аппаратным отделением холодильной установки, размещенной в специальном здании.
Для приобретения полной версии работы перейдите по ссылке.
http://diplomrus.ru/raboti/29158
В трубное пространство аппарата подаётся оборотная вода, где она нагревается, отбирая тепло у аммиака. Теплообменник состоит из трубчатки - пучка труб закреплённого в двух трубных решётках, данный пучок и составляет основную поверхность теплообмена; распределительной камеры для подвода и отвода охлаждающей воды, камера имеет разделительную перегородку, предотвращающую смешивание охлаждённой и подогретой воды и крышки.
Выбор материала необходимо начинать с уточнения рабочих условий: температуры, давления, концентрации обрабатываемой среды. При выборе материала для изготовления аппарата или
машины необходимо учитывать следующее: механические свойства материала - предел прочности, относительное удлинение, твердость и т. п.; технологичность в изготовлении (в частности, свариваемость); химическую стойкость против разъедания; теплопроводность и др. Например, механические свойства материалов, из которых изготовлена работающая аппаратура, существенно изменяются при низких и высоких температурах. Хорошая свариваемость металлов также является одним из необходимых условий их применения, так как при современной технологии химического аппаратостроения основной способ выполнения неразъемных соединений - сварка.
Главным же требованием для материалов химических аппаратов в большинстве случаев является их коррозионная стойкость, так как она определяет долговечность химического оборудования. Для изготовления химической аппаратуры, должны использоваться конструкционные материалы, скорость коррозии которых не превышает 0,1 -0,5 мм/ год; чаще применяются материалы стойкие (скорость коррозии 0,01 -трубного пучка теп-0,05 мм/год). Под скоростью коррозии металлов в 10-балльной шкале следует понимать проникновение коррозии в глубину металла, которая рассчитывается из данных потери массы после удаления продуктов коррозии. Выбор конструкционного материала, определяемый условиями эксплуатации
проектируемого теплообменного аппарата (температура и характер агрессивного воздействия среды и т.д.), выполняем так, чтобы при низкой стоимости и не дефицитности материала обеспечить эффективную технологию изготовления элемента (изделия).
Благодаря широкому спектру свойств, определяемых составом и химико-термической обработкой, сталь - наиболее распространенный конструкционный материал.
При выборе конструкционных материалов к ним предъявляются следующие требования:
а) достаточная общая химическая и коррозионная стойкость в агрессивной среде;
б) достаточная механическая прочность при заданных давлении
и температуре технического процесса;в) наилучшая способность материала свариваться с обеспечением высоких механических свойств сварочных соединений и их коррозионной стойкости;
г) низкая стоимость материала и освоенность его промышленностью.
По рекомендации [2] для аммиака рекомендуется коррозионностойкая сталь 12Х18Н10Т ГОСТ 5632-72.
Проницаемость П = 0,10 мм/год. При работе – точечная коррозия.
Сталь 12Х18Н10Т – коррозионностойкая сталь аустенитного класса.
Модуль упругости Е=1,98×105 МПа.
Таблица 1.1 - Химический состав, % ( ГОСТ 5632-72)
| С | Si | Mn | Cr | Ni | Ti | S | P | Cu |
| не более | не более | |||||||
| 0,12 | 0,8 | 2,0 | 17¸19 | 9¸11 | 0,9¸1,1 | 0,02 | 0,03 | 0,3 |
Механические свойства при t = 20 oС.
Предел текучести sи = 225 ¸315 МПа.
Временный предел прочности sв = 550¸650 МПа.
Относительное удлинение d= 46 ¸74 %.
Относительное изменение поперечного сечения y = 66¸80 %.