换热器毕业设计（含外文翻译）

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1、南华大学机械工程学院毕业设计引言本次毕业设计是在现有工业在用氧化器的基础上进行改进设计，以提高生产效率，降低能耗。此设计氧化器高度大，设备重，在满足工艺过程要求的前提下，换热器应达到安全与经济的目标。此设计以氧化系统中需回收需要冷却的化学工艺气甲醛混合气的余热以及JB4708-200《压力容器安全监察规程》和本专业所学为依据，氧化器具有氧化效果好、高效率等特点，由于氧化器的换热管和管板的设计独特性，使氧化器的使用寿命可达八年以上，生产遇停电停车后，不用处理即可开车生产，产量高。自身带废锅，不需另配汽包。在工业生产中，尤其是化

2、工行业具有重要地位。本次设计氧化器为平板氧化器，有反应室和两个管壳式换热器组成。它将反应热通过第一段即急冷段的换热段将反应汽温度从650℃下降到200℃左右，把热能转化为蒸汽，并用于生产上。第二段工艺上称为热水段，将200℃左右的反应汽冷却到140℃。带走的反应热用于加热甲醇蒸发器或用于产生热水供给锅炉。这种结构使得氧化器余热利用相当充分，设计合理。设计要求有基本的设计绘图能力以及相应专业知识，还应会查阅相关的各种设计手册，熟悉GB150-1998《钢制压力容器》、GB151-1998《管壳式换热器》、《压力容器安全技术监察

3、规定》等现行国家法规标准规范。同时需要指导老师的悉心指导，更需要有认真负责，一丝不苟的研究态度。限于水平，虽经努力，设计中不妥甚至错误之处在所难免，还望指导老师加以指正。第62页共62页南华大学机械工程学院毕业设计1总体方案设计已知装配参数：壳程管程工作压力(MPa)：0.40.02操作温度(℃)：140650物料名称：水汽甲醛混合气腐蚀余量(mm)10换热面积(m2)210圆筒内径D=1400mm帽体内径=1600mm图1.1总装图第62页共62页南华大学机械工程学院毕业设计2主要零部件材料确定由新标准GB713-2008

4、氧化器壳程不与甲醛混合汽接触的部分设计材料选用Q245R，与三元混合汽接触的筒体材料选用0Gr18Ni9。3设备零部件设计3.1氧化器筒体设计3.1.1壳体计算由新标准GB713-2008氧化器壳程设计材料选用Q245R最小壁厚不得小于8mm查GB150-1998得：[σ]=132Mpa，C=0mm，=1.0mm，氧化器壁厚：φ－焊缝系数，φ=0.85=1.50mm取=8mm有效厚度取=8mm时，设备的最大工作压力：能够保证设备正常工作，故=8mm满足设计要求。第62页共62页南华大学机械工程学院毕业设计3.1.2筒节和帽体

5、的材料选择及壁厚计算由于筒节和帽体与三元混合气直接接触，故材料选用0Gr18Ni9本次设计氧化器属内压容器，壳程工作压为P=-0.4Mpa取设计压力P=1.05×0.4=0.42MPa壳程工作温度为t=140℃,可取设计温度在150℃下设计计算筒体能保证设备正常运行。采用双面焊，并且局部进行探伤。初取a．对于筒节则有D=1410mm取C=0mm腐蚀余量：C=1.0mm故设计温度下筒节的许用应力=137MPa则[P]>P且接近，故所取δ=5mm合适。b．对于帽体则有D=1610mm取C=0mm腐蚀余量：C=1.0mm故设计温度

6、下筒节的许用应力=137MPa则第62页共62页南华大学机械工程学院毕业设计[P]>P且接近，故所取δ=5mm合适3.2封头计算封头采用标准椭圆形封头图3.1标准椭圆封头3.2.1上封头：由于筒体上封头只受内压作用，为了便于制造、安装，可取上封头壁厚与下封头相同，材料均为0Cr18Ni9，设计温度下的许用应力均为=137Mp。查JB/T4746-2002《钢制压力容器用封头》标准得相关参数如下：公称直径：D=D=1600mm总深度：H=425mm内表面积：A=2.90m容积：V=0.586m；h=25mm；；K=1.0封头计

7、算厚度取厚度负偏差=0，圆整后取名义厚度=6mm,当量厚度，第62页共62页南华大学机械工程学院毕业设计强度校核从而取=6mm满足要求；3.2.2下封头：查JB/T4746-2002《钢制压力容器用封头》标准得相关参数如下：公称直径：D=D=1400mm总深度：H=375mm内表面积：A=2.23m容积：V=0.398m；h=25mm；=6mm3.3筒节高度确定选取D=1400mm的标准椭圆封头，有关数据如下：公称直径：D=1400mm曲面高度=350mm直边高度：=25mm内表面积：A=2.2346m容积V=0.3977m

8、查《压力容器与化工设备实用手册》表2-1-2得每一米圆筒容积V=1.539mH==由于筒节上开有接管孔377故取筒节高度=535mmi==选取=1600mm的标准椭圆封头，有关数据如下：第62页共62页南华大学机械工程学院毕业设计公称直径：=1600mm曲面高度=400mm直边高度：=25