NaCl废水蒸发工艺及设备设计

1、目录1 引言 21.1 文献综述 21.2 存在的问题： 22 实施方案及主要研究手段 43 蒸发工段物料衡算与热量衡算 53.1 物料衡算 53.2 热量衡算 54 管径的选择 104.1 I效接管直径 104.2 U效接管直径 114.3川效接管直径 125.1 第一次预热 145.2 第二次预热 146 蒸发器的机械设计 166.1 加热室的设计 166.2 分离室的设计 227 大气冷凝器的设计 357.1 需用冷却水量 357.2 直接冷凝器的筒体直径 357.3 各管口直径 357.4 冷凝器的安装高度 357.5 淋水板的设计 358 泵的选择 379 其它主要部件一览表 38结

2、 论 40参 考 文 献 41致 谢 421 引言1.1 文献综述1.1.1 国内发展情况：废水处理是利用物理、 化学和生物的方法对废水进行处理， 使废水净化， 减少污染，以至达到废水回收、复用，充分利用水资源。我国目前的废水处 理主要分为物理处理法、化学处理法和生物处理法 3 类。蒸发（或称浓缩） 是指将含有非挥发性溶质和挥发性溶剂组成的溶液进行蒸 发浓缩的过程， 主要是利用加热作用使溶液中一部分溶剂汽化而获得。 所以，将 废水用蒸发工艺处理， 不仅废水得到了处理， 而且通过蒸发作用后原料达到一定 的浓度还可以回收利用，是目前国内废水处理比较常用的方法。1.1.2 国外发展情况： 污水处理是

3、经济发展和水资源保护不可或缺的组成部分， 其在发达国家已有 较成熟的经验。如英国、德国、芬兰、荷兰等欧洲国家均已投巨资对因工业革命 和经济发展带来的水污染进行治理，日本、新加坡、美国、澳大利亚等国家也对 污水处理给予了较大投资， 特别是新加坡并没有走先污染后治理的道路， 而是采 取经济与环境协调发展的政策， 使该国不仅在经济上进入了发达国家的行列， 而 且还是一个绿树成荫、碧水蓝天、环境优美的国家。国外污水处理厂建设和发展的主要特点为污水处理厂趋向于大型化。 国内外 对城市污水是集中处理还是分散处理的问题已经形成共识，即污水的集中处理 （大型化） 应是城市污水处理厂建设的长期规划目标。 结合不

4、同的城市布局、 发 展规划、地理水文等具体情况， 对城市污水处理厂的建设进行合理规划、 集中处 理，不仅能保证建设资金的有效使用率、 降低处理能耗， 而且有利于区域或流域 水污染的协调管理及水体自净容量的充分利用。1.2 存在的问题：含有NaCI废水蒸发工艺及设备设计中存在的问题有：（1）能耗问题：由于 废液中含氯化钠的浓度较低， 要回收氯化钠就必须先去掉大量的水分因而能耗较 大，成本过高；（ 2）腐蚀问题：氯化钠溶液对设备的腐蚀性极强，其设备采用 一般金属材料是不行的， 需要使用钛材等特殊材料， 这又加重了氯化钠的回收成 本；（ 3）结垢问题：在蒸发回收氯化钠的过程中，蒸发室和加热管极易结垢

5、， 这将使加热管的传热系数降低，增加能源的消耗；（ 4）在蒸发回收氯化钠的过 程中的二次汽中含 3- 氯丙烯、氯仿、丙烯，这三种有机物随二次汽进入冷凝水中 可导致冷凝水的二次污染。2 实施方案及主要研究手段从操作方式可分为单效蒸发、 多效蒸发和直接接触蒸发； 按流体循环方式可 分为不循环型蒸发、 自然循环型蒸发、 强制循环型蒸发、 刮膜式蒸发及离心式薄 膜蒸发。设计时针对不同的物料用不同的蒸发器。 正确的应用不仅能提高产品的 质量，又能节能降耗、降低生产成本、提高经济效益。本次设计选择外加热式蒸 发器。大气冷凝器和真空泵使得蒸发系统为真空蒸发，这样降低了各效蒸发器内 溶液的沸点，使其在100C

6、以下沸腾，因而可以减轻氯化钠溶液对设备的腐蚀。 由于真空度提高后， 溶液的沸点随之下降， 水分更容易由液相转变为汽相， 当加 热温度一定时， 真空蒸发的蒸出速度就会提高。 同时真空蒸发降低了料液的饱和 温度，这样在很大程度上减轻了氯化按在蒸发的过程中的挥发程度， 也就是减少 了随着二次蒸汽的凝结而进入冷凝水中的氨氮含量。 此外蒸发的温度降低也有利 于3-氯丙稀、氯仿、丙烯物质的挥发，这样使得冷凝水中含氯化钠的量有很大程 度的降低。溶液的流程可以是并流、逆流、平流和错流。并流是溶液与蒸气成并流， 不需要泵， 成本低， 但对粘度随浓度迅速增加的溶液不适宜； 逆流是溶液与蒸气 成逆流， 适用于粘度随

7、浓度变化较大的溶液， 但热敏性溶液应有相应措施； 平流 是每效都加入原料液， 适用于蒸发过程中伴有结晶析出场合； 错流是溶液与蒸气 在有些效成并流，而在有些效间则成逆流，操作复杂，实际很少应用。本次设计 选择并流，并流加料的优点是：（1 ）由于后一效蒸发室的压力较前一效为低，故溶液在效间的输送勿需用 泵，就能自动从前效进入后效。（2）由于后一效溶液的沸点较前一效为低， 故前一效的溶液进入后一效时， 会因过热自行蒸发。因而可产生较多的二次蒸汽。（3）由末效引出完成液，因其沸点最低，故带走的热量最少，减少了热量损失。3蒸发工段物料衡算与热量衡算3.1物料衡算已知条件:采用三效并流加料蒸发流程，进料

8、液浓度为10%处理量3万吨/年，年工作7200小时，加热生蒸汽表压为 0.6 MPa，真空度0.085MPa总蒸发水量W F 1 X0X341672679 kg. h。总蒸发水量W进料量：F 30000000 4167kg h 7200根据氯化钠的溶解度，三效出料浓度取28%则X0=10% X3=28%3.2热量衡算3.2.1各效浓度估算因为没有引出额外蒸汽，可假设各效的水分蒸发量相等，故有:w w2 W3 W 2679 893kg h33则各效中的溶液浓度为：X1Fx处312.73%F W1 4167 893X2Fx4167 0.1F W1 W24167 893 89317.50%X3Fx。

9、F W1 W2 W34167 0.14167893 893 89328%3.2.2各效沸点和有效传热温差的计算（1）等压降分配设蒸汽压力按等压降分配，取R=0.6MPa（绝压），Pa=0.02MPa（绝压），则每效压降为： P06 0020.193MPa33可据此求得各效二次蒸汽压，并查得各有关参数列于下表:表3-1 各效蒸汽参数I效U效川效加热蒸汽压力P, MPa0.60.4070.214加热蒸汽饱和温度Ti，C158.7143121加热蒸汽的汽化热，kJ/kg2113.22139.92199.2二次蒸汽压力P，MPa0.4070.2140.021二次蒸汽的饱和温度ti，C14412261.

10、1考虑蒸汽管路的阻力，此温度比前效的二次蒸汽温度下降 1.0 C(2) 各效蒸发器中的传热温差取效中的溶液浓度等于该效的出口浓度，因此以出口浓度来确定溶液的沸点 下面用表列出各相应数据表3-2各效参数I效U效川效溶液浓度Xi，%12.7317.5028.00溶液密度，kg/m3109111281204蒸发压力P，MPa0.4070.2140.0021p 二一1 g, M Pa0.00540.00560.00592P =P+ P,MPa0.41240.21960.0259在P下的水的饱和温度144.5125.263.9t p，C沸点升高，C2.348溶液的平均温度tim，C146.8129.27

11、1.9有效传热温差t Ti tim， C11.913.849.1有效总传热温差，C74.8沸点升高是根据图2-2查出蒸发器内液层高度取2.5m。323水分蒸发量的初步计算(1) 求取各效的蒸发系数i和自蒸发系数i ,其中热利用系数i取0.98 ,其中进料氯化钠溶液温度取80 CHi C由表中数据代入上式得：2113 2,0.988，20.973，20.9342139.9ti i 1tj 1 tji Hi C ti F由表中数据代入上式得:80 146.82139.90.031，20.008，30.024(2)将各效的i代入式 WiiDi (F c C W1C*Wi 1) i iW=0.988D

12、+(4167 X 3.601) x( -0.031 ) X 0.98W=0.982W1+(4167 X 3.601 4.187 W” X 0.008 X 0.98W=0.934W2+ (4167X 3.601 4.187W 4.187W2) X 0.024 X 0.98W+W+V3=2679由上面四式联立，可解出得:w 856.7kg/hW,930.9kg/hW3890.9kg/h相对偏差：S19 34a 1 Smin 157%3%，应进行复算。Smax45.09S3D 1371kg/hQ1D 131371 2113.2 10K1 t1K1 t11500 3600 11.9Q2W1 1856.

13、7 2139.9 103K 2 t2K 2 t21000 3600 13.8Q3W2 2930.9 2199.2 103K3 t3K3 t3700 3600 49.1(3)传热面积S1S219.34m2236.90m45.09m2(4) 各效有效温差的分配列表如下:表3-3各效有效温差分配I效U效川效加热蒸汽量D， kg/h1371856.7930.9蒸汽的蒸发热j，kJ/kg2113.22139.92199.2热负荷Q=D，kJ/h8.98 X 1066.12 X 1066.60 X 106传热系数Ki，W(m2 K/ K i， m2 K536.5509.2947.

14、8有效传热温差20.1319.1035.56tiQ，Wi3.2.4初设值的复核(1) 由各效水分蒸发量反算各效溶液浓度XiFxo皿空12.59%F W14167 856.7X2Fxo4167 0.1F W1 W24167856.7 930.917.51%X3Fxo4167 0.1F W1 W2 W34167 856.7 930.9 890.9 27.99%(2) 反推各效蒸发压力由于各效的有效传热温差与初设值有差异， 各效的溶液浓度也与初设值不同，所以各效操作压力与等压差的设定值不同，反推后的结果列于下表：表3-4设定值与复算值比较I效U效川效设定值反推结果设定值反推结果设定值反推结果溶液浓度

15、Xi，%12.7312.5917.5017.5128.0027.99加热蒸汽温度T,C158.7158.7143133.2121103.9溶液沸点升高，C2.02.043.188有效传热温差 ti11.92013.82049.131因液柱静压引起的沸点0.50.52.82.83.23.2升高，c管路阻力的蒸汽降1.01.01.01.01.01.0温，C二次蒸汽的温度t i，c144134.2122104.961.161.1(3)各效蒸发器传热面积的计算表3-5结果总汇I效U效川效加热蒸汽量D，kg/h1371856.7930.9加热蒸汽饱和温度 Ti ,C158.7133.2103.9加热蒸汽

16、压力R，MPa0.60.30.117蒸汽的蒸发热i，kJ/kg2113.22170.22248.3传热系数Ki，W /(m2 K效传热温差 ti，c202031传热面积S=Q/( K ti)，26.8325.8226.792m相对偏差：A 1 血1 2679 0.15% 3%,符合要求。Smax26.83各效传热面积比较接近，考虑到 20%勺安全系数，则传热面积取为1.2 26.83 32.2m2，圆整后取 S=35m2。4管径的选择4.1 I效接管直径4.1.1加热室按公式一di2u Vs4式中Vs :体积流量，m3.s;u :流速，m/s。(1) 料液进口直径F:

17、质量流量，F=4167 kg. h u :料液流速，取u=1.5 m/sP：料液密度,p =1040.5 kg/m 3 (80C时溶液的密度)di4F 3600 u:4 41673600 3.14 1.5 1040.50.031m 31mm管子规格： 38x3mm管法兰：HG20592-97 法兰 PLDN32-0.6 RF(2) 生蒸汽进口直径u :生蒸汽流速，取u=18 m/sD:生蒸汽流量，D=1371 kg/hp:生蒸汽密度，p =3.1686 kg/m 3 (158.7 C时的蒸汽密度)di.36004du4 13713600 3.14 3.1686 180.092m 92mm管子规

18、格： 108X 4mm管法兰：HG20592-97 法兰 PLDN100-0.6 RF(3) 冷凝水排出口直径生蒸汽在饱和温度下冷凝，故冷凝水温度取158.7 Cu :水的流速，取u=1.0 m/sD:冷凝水流量，D=1371 kg/hdi4 1371.3600 3.14 908.6 1.0P：水的密度，P =908.6kg/m3 (158.7 C时的密度)0.028m 28mm管子规格： 38x3mm管法兰：HG20592-97 法兰 PLDN25-0.6 RF4.1.2 分离室(1) 出汽口直径u :二次蒸汽流速，取u=18 m/sW:二次蒸汽流量，W1 856.7 kg/hdi4 856

19、.7.3600 3.14 1.6796 18P： 二次蒸汽密度，p =1.6796 kg/m 3 (134.2 C时的蒸汽密度)0.100m 100mm管子规格： 133x 4mm管法兰：HG20592-97 法兰 PLDN125-0.6 RF出料口直径u :料液流速，取 u=1.5 m/sF-W:料液流量，F-W=4167-856.7=3310.3 kg/hP：料液密度,p =1046.3 kg/m 3 (134.2 C时的密度)di0.027 m 27mm4 3310.33600 3.14 1046.3 1.5管子规格： 38x3mm管法兰：HG20592-97 法兰 PLDN32-0.6

20、 RF4.2 H效接管直径4.2.1加热室(1) 料液进口直径取值与I效分离室出料口直径相同。(2) 加热蒸汽进口直径H效的加热蒸汽即为I效的二次蒸汽，故进口直径与I效二次蒸汽出口直径相 同。（3）冷凝水排出口直径u :水的流速，取u=1.0 m/sW:冷凝水流量，VW856.7 kg/hP：水的密度，P =954.8 kg/m 3 （104.9 C时的密度） dj 856.7 0.018m 18mm.3600 3.14 954.8 1.0管子规格： 25x2mm管法兰：HG20592-97 法兰 PLDN20-0.6 RF4.2.2分离室(1)出汽口直径u :二次蒸汽流速，取u=18 m/s

21、W:二次蒸汽流量，W=930.9 kg/hP：二次蒸汽密度，P =0.7015 kg/m 3 (104.9 C时的蒸汽密度)di4W2 3600 u4 930.93600 3.14 0.7015 180.162m 162mm管子规格： 219x4mm管法兰：HG20592-97 法兰 PLDN200-0.6 RF出料口直径u :料液流速，取u=1.5 m/sF-W-W :料液流量，F-W-W=4167-856.7-930.9=2379.4 kg/hP：料液密度,p =1097.8 kg/m 3 （104.9 C时的密度）diJ4 2379.4V 3600 3.14 1097.8 1.50.02

22、3m 23mm管子规格： 32x3mm管法兰：HG20592-97 法兰 PLDN25-0.6 RF4.3皿效接管直径4.3.1加热室(1)料液进口直径取值与U效分离器出料口直径相同(2) 加热蒸汽进口直径川效的加热蒸汽即为U效的二次蒸汽，故进口直径与U效二次蒸汽出口直径相 同。(3) 冷凝水排出口直径u :水的流速，取u=1.0 m/sW:冷凝水流量，W=930.9 kg/hP：水的密度,p =982.6 kg/m 3 (60.1 C时的密度)di0.018m 18mm4 930.9V3600 3.14 930.9 1.0管子规格： 25x2mm管法兰：HG20592-97 法兰 PLDN2

23、0-0.6 RF4.3.2分离室(1)出汽口直径u :二次蒸汽流速，取u=18 m/sW:二次蒸汽流量，W=890.9 kg/hp:二次蒸汽密度，p =0.13068 kg/m 3 (60.1 C时的蒸汽密度)di 3600 u4 890.9 3600 3.14 0.13068 180.366m 366mm管子规格： 426x8mm管法兰：HG20592-97 法兰 PLDN400-0.6 RF(2) 出料口直径u :料液流速，取 u=1.5 m/sF-W-W2-W3 :料液流量，F-W/-W2-W3=1488.5 kg/hp:料液密度,p =1175.2 kg/m 3 (60.1 C时的密度

24、)di0.017m 17mm4 1488.53600 3.14 1175.2 1.5管子规格： 25x2mm管法兰：HG20592-97 法兰 PLDN20-0.6 RF5预热器的设计5.1第一次预热用川效产生的二次蒸汽对原料液进行第一次预热，使原料液从20C预热至55C。Q cp F t 3.65 416755 205.32 105kJ h假设 K 800 W (kg C)则 $ Q 532 105 103 5.28m2K t 800 35 3600JB/T4715-92选择固定管板式换热器换热管25 2.5表5-1预热器参数表公称直径 DN/mm公称压力PN/MPa管程数管子根数n中心排管

25、数管程流 通面积2m换热管长度mm计算换热面积m24000.6476110.006015008.45.2第二次预热用I效产生的冷凝水进行第二次预热，使原料液从55C预热至80C设 K 600W . (kg C)Q cp F t 3.68 4167 80 55 3.83 105KJ h由能量守恒知F CptW2 CpH2OtH 2O3.68 416780 551371 4.342 158.7 t?j切 94.30Ctmt1t2158.7 8094.30 5556 74C7t_158.7 80InInt294.30 55S2533.83 1010800 56.74 36003.13m2JB/T47

26、15-92选择固定管板式换热器换热管25 2.5表5-2预热器参数表公称直径 DN/mm公称压力PN/MPa管程数管子根数n中心排管数管程流 通面积2m换热管长度mm计算换热面积m24000.6476110.006015008.46蒸发器的机械设计6.1加热室的设计6.1.1加热室中换热管的排布及壳体内径的计算本设计采用25 2.0的管子，全管长3米，上下管板大概占0.1米，故换热管的有效换热长度为：I 2.9m。每根管子的面积为： ad0I 3.14 0.025 2.9 0.173m2所需管子总数大概为：n 虫乞201根a 0.173本蒸发器中换热管按正六边形排列，通过查 GB151-199

27、9并为了获得较大 的操作弹性，选择所需管子总数最大为241根的排列方式，其正六边形的数目为 8,对角线上换热管数为17, 六角形内管数为217,弓形部分的管数为24。取管间距 t 1.25d0 1.25 19 23.75mm,圆整后取 25mm。最外层管子的中心到壳体内壁的距离 e 2d。2 19 38mm壳体内径 D t nc 1 2e 2 (17 1) 2 38 476mm，圆整后D=500mm6.1.2加热室壁厚计算及水压试验校核(1)1效设计条件表6-1设计条件表名称管程壳程工作介质NaCl蒸汽，冷凝水工作压力KPa200500进口80工作温度C出口134.2158.7设计压力KPa2

28、20550设计温度C134.2158.7传热面积m235(2)蒸发器壁厚计算及水压试验校核所选材料为TA21) 筒体壁厚计算筒体承受内压Pc Di2 tPc式中：计算厚度mmPc :计算压力MPa:焊接接头系数=1:设计温度下的材料许用应力MPa ,158.7 C下材料的许用应力为 137MPaDi :筒体内径 mmPcDiPc0.55 5002 137 1 0.551.006mm因 min 2mm ,所以 2mm。负偏差，G 0.8mm腐蚀裕量，C2 2mm名义厚度为nC1 C2 4.8mm，做换热设备时综合考虑取 n 8mm.2) 封头壁厚计算采用标准椭圆形封头PcDit20.5 Pct:

29、设计温度下的材料许用应力 MPa , 158.7 C下材料的许用应力为137MPaPc Di2 t0.5pc0.55 5002 137 1 0.5 0.551.005mm因 min 2mm,所以 2mm。名义厚度为C1 C24.8m m,标准椭圆形封头壁厚与筒体的壁厚取为相同，n 8mm ,由化工设备机械基础表 8-12查得，直边高度为h 25mm(3) 水压试验压力及强度校核壳程水压试验压力及强度校核FT 1.25p一f式中FT：内压容器的试验压力，MPap :设计压力，MFa:试验温度下材料许用应力，MPat :设计温度下材料许用应力，MPaPt 1.25pt 1.25 0.55 10.6

30、875MPa试验压力下的筒体薄膜应力T 09 s式中e :有效厚度,e nC1C28 0.825.2mms :常温下材料的屈服极限,MPa，s 205MPaP Dj e 0.6875500 5.222 5.233.28MPa0.9s 0.9 1 205 184.5 T所以水压试验安全。管程水压试验压力及强度校核式中R：内压容器的试验压力，MPap :设计压力，mr：设计温度下材料许用应力，MPaP 1.25pt 1.25 0.22 10.275MPa试验压力下的筒体薄膜应力FT Di e0.9式中e :有效厚度,n G C28 0.825.2mm:常温下材料的屈服极限,MPa，s 205MPa

31、0.9P Di e0.275500 5.22 5.20.9 1 205184.5 13.36MPa所以水压试验安全。6.1.3管板的确定管板厚度为32 mm 0材料为TA2管板兼做法兰。根据JB/T4701-2000查得，法兰外径D=615mmD=580mm d=18mm 螺柱选用 M166.1.4折流板设计折流板形式为单弓形，根据 GB151-1999中表41和表42,取板间距为500mm , 共5块，厚度为10mm。折流板名义外直径为DN 4.5 500 4.5 495.5mm缺口弦高 h 0.25Di 0.25 500125mm弓形高度500 125 375mm6.1.5拉杆、定距管设计

32、根据GB151-1999中表43和表44查得，拉杆直径为12mm，共4个，均布在管 束的外边缘。6.1.6补强计算川效加热室蒸汽进口219 4的开孔补强计算(1)补强方法判别：开孔直径 d di 2 C 2072 2.8212.6mm本筒体开孔直径d 2126令25。叫且520mm满足等面积发开孔补强计算的适用条件，故可用等面积法进行开孔补强计(2)开孔所需补强面积AAd 2 et 1 fr式中 ：筒体计算厚度，2mmnt :接管厚度et:接管有效厚度,etnt C 62.83.2mmfr :强度削弱系数,A d 2 et1 fr212.6 2 2 2 3.21 1425.2 mm(3) 有效

33、补强范围a.有效宽度B2d 2 212.6 425.2mmd 2 n 2 nt 212.6 2 8 2 6240.6mm取大值故 B 425.2mmb.有效高度外侧有效高度hh1,d nt 212.6 635.72mm150mm实际外伸高度故 h135.72mm内侧有效高度h2h2. d nt 212.6 6 35.72mmh2 0实际内伸高度故h20(4) 有效补强面积a.圭寸头多余金属面积封头有效厚度 e n C 5.2mm圭寸头多余金属面积A2 et e1 fr425.2 212.65.2 202680.32mmb.接管多余金属面积接管计算厚度Pcdit2 n pc0.55 2072 1

34、37 10.550.416mm接管多余金属面积AA22h1etC2 fr2 35.723.2 0.4161 02198.89mmc. 接管区焊缝面积(焊脚取6.0mm )1 2 A 2 - 6.0 6.0 36.00mm22d. 有效补强范围Ae A1 A2 A3680.32 198.89 36.002915.21mmAe A开孔后不需另行补强因最大开孔不需要补强，所以所有接管都不需另行补强6.1.7支座的选取采用B型悬挂式支座，四个考虑水压试验时设备总重量M 1500kg支座承受载荷Q也 10 3k n据 JB/T4725-92 表 3 选 B21500 9.810.80 210 310.1

35、9KN螺栓分布圆直径b2 2 2*QO.500 2 8 2 6100 2 62180 40800mm6.2分离室的设计6.2.1川效分离室(1)分离室直径的确定通过查表可得压强为0.02 MPa时蒸汽的密度为0.13068 kg/m 3,溶液的密度 为1204 kg/m3,所以二次蒸汽的体积流量为 Vs 89091.900m3 s 。0.13068 3600取 kv 0.017 m sUv kv0.5lv0.0170.0170.512040.1306812041.64m. s1 Di2UvVsDi4 1.9.3.14 1.644 1.215m圆整为1300 mm筒体高度H 1.6Di 2080

36、mm，圆整为2100mm(2)分离室壁厚计算选材料TA2设计压力0.1MP设计温度 60.1 C1) 椭圆形封头壁厚计算采用标准椭圆形封头因承受外压，假设其名义厚度 n 8mm，有效厚度e 8 2.8 5.2mmR 0.9Di 0.9 1300 1170mm5 2于是 A 0.1250.1250.00056R11701.09 105 0.000840.3MPaP咗402）锥形封头设计5.211700.178MPa 0.1,且接近。故 n 8mm。取 ri=0.15Di，贝U ri=195mm 查表8-30得，H0.906D30 。1177.8mm当量圆筒的当量厚度ceCOS4.5mm当量长度L

37、c r sinLx 1 Ds2Dl其中DlDi 12-1 cos)i13001 21951 cos301300Lx1 Dl2Ds ctg112472200 ctg 30907mmLc 195sin 30907200121247552mm820.85.2mm于是假设n 8mm， e1247mmLc.D。55213200.46 ,D。僭2934.59-7 得,22B EA -33查图0.000581.09 105 0.00058 42MPa43.64 5上50.14MPa 0.11320，且接近。所以，假设的厚度合格。3）筒体壁厚因承受外压，初设筒体的名义厚度10mm，查表知，负偏差C10.8mm

38、。腐蚀裕度 C2 2mm。有效厚度e 10 2.8 7.2mm。筒体外径D0 q 2 n 1320mm。4筒体的计算长度 L 1177.8 25 1 325 25 2080 3416mm 3D。劈183 20属于薄壁圆筒。LD0竺 2.591320查图89-7 得，A 0.000262 25B EA 1.09 105 0.000253 3i9MPa0.1,且接近。p B 19 丄20.104MPaDo1320所以，假设的厚度合格。综合考虑，筒体与封头取相同壁厚n 10mm。(3) 水压试验校核试验压力：Pt 1.25 p 一F 1.250.1 10.125 MPa试验压力下的筒体薄膜应力PT

39、Di e 0.9 s式中e :有效厚度,e n G C210 0.8 27.2mms：常温下材料的屈服极限,MPa，s 205MPaPtDi e 0.12513007.2T72 7.211.35MPa0.90.9 1 205184.5MPa0.9 s,所以水压试验安全。(4)开口补强计算蒸汽出口 426 8的开孔补强计算1) 补强方法判别:开孔直径 d di 2 C 410 2 2.8415.6mm本筒体开孔直径d 415.6 D 650mm，且52mm满足等面积发开孔补强计算的适用条件，故可用等面积法进行开孔补强计2）开孔所需补强面积AAd 2 et1 fr式中 ：筒体计算厚度，2mmnt

40、:接管厚度et:接管有效厚度,etnt C 62.83.2mmfr :强度削弱系数,A d 2 et 1 fr415.6 2 2 2 7.21 12831.2mm3）有效补强范围a.有效宽度B2d 2 173.6 d 2 n 2 nt831.2mm415.6 2 10 2 8取大值451.6mm故 B 831.2mmb.有效高度外侧有效高度hh1415.6 860.11mm250mm实际外伸高度取小值故 060.11mm内侧有效高度h2h2 d nt415.6 860.11mm 取小值h2 0实际内伸高度故h204）有效补强面积a.圭寸头多余金属面积封头有效厚度e n C 7.2mm圭寸头多余

41、金属面积AAlB d e2 et e 1 fr831.2 415.67.2 202161.12mm2b.接管多余金属面积接管计算厚度Pcdi2 n Pc0.1 4102 137 10.10.15mm接管多余金属面积A2h1etC2 fr2 60.115.2 0.151 0607.11mm2c. 接管区焊缝面积（焊脚取6.0mm ）1 2A 26.0 6.0 36.00mm22d. 有效补强范围Ae A A2 A32161.12 607.11 36.0022804.23mmAe A 开孔后不需另行补强因最大开孔不需要补强，所以所有接管都不需另行补强（5）支座的选择采用B型悬挂式支座，四个考虑水压

42、试验时设备总重量M支座承受载荷Q也 10 3k n据 JB/T4725-92 表 3 选 B4螺栓分布圆直径3500kg3500 9.81 10 30.80 221.46KN2.Di 2 n 2 31300 2 12 2 81772.67mm(6)视镜的选择b2 22 l2Sl160 2 102 290 70根据 HGJ501-86-20,选视镜 U Pg10, Dg100 , 2 个6.2.2 U效分离室(1)分离室直径的确定通过查表可得压强为0.117 MPa时蒸汽的密度为0.682 kg/m 3,溶液的密度 为1128 kg/m3,所以二次蒸汽的体积流量为 Vs 93090.3792m3

43、 s。0.682 3600取 kv 0.017 m sUv kv0.5lv0.0170.0170.51128 0.68211280.69 m, s2Di UvVsDi4 0.3792 3.14 0.694 0.836m圆整为900 mm筒体高度H 1.6Di 1440mm，圆整为1500mm(2)分离室壁厚计算选材料TA2设计压力0.1MP设计温度103.9 C1)椭圆形封头壁厚计算采用标准椭圆形封头因承受外压，假设其名义厚度n 8mm,有效厚度e 8 2.8 5.2mmR 0.9Di 0.9 900810mm5 2于是 A 0.1250.1250.0008R810B 2 * *EA - 1.

44、09 105 0.0008 58MR335 2B 580.37MPaR 810假设其名义厚度6mm，有效厚度 e 6 2.83.2mmR 0.9Di 0.9 900 810mm3 2于是 A 0.1250.1250.00049R8102 25B EA 1.09 105 0.00049 35.6MR3 33 2p B 350.14MPa 0.1，且接近。故 n 6mm。R 8102）锥形封头设计取 ri=0.15Di，贝U ri=135mm30假设n 6mm，e6 20.83.2mm当量圆筒的当量厚度ce cos2.77mm当量长度Lc r sinLx1 Ds2Dl其中DlDi 1 2-r1 c

45、os9001 2135彳1 cos30900Lx2DLDs ctg12864 200 ctg 30575mm575200Lc135sin 301422mm2864查表 8-30得，H 0.906D 815.4mm于是864mm亘4220.46匹巡Do 912 c 2.77查图9-7得，A 0.0006B 2EA3-1.09 105 0.0006343.6MPa所以，假设的厚度合格。3) 筒体壁厚因承受外压，初设筒体的名义厚度n 6mm,查表知，钢板负偏差C1 0.8mm腐蚀裕度C2 2mm。有效厚度e 6 2.8 3.2mm筒体外径D0 Di 2 n 912mm 012389mm筒体的计算长度

46、L 1440 25 1 250 25 815.43D。薯285 20属于薄壁圆筒。LD。摯 2.629129-7得，A22B EA 1.0933查图0.00015105 0.00015 11MPa10.88MPa0.9s0.9 1 205184.5MPa3 2P B D0 11 玩 .04MPa P所以，假设的厚度不合格，需重新计算。经计算8mm满足要求。(3) 水压试验校核试验压力：PT 1.25p一1.25 0.1 10.125 MPa试验压力下的筒体薄膜应力Pt Di-0.9 s式中e :有效厚度,e nC1C28 0.8 25.2mms :常温下材料的屈服极限,MPa，s 205 MP

47、aPtDj e 0.125900 5.22 e2 5.20.9所以水压试验安全(4) 支座的选择采用B型悬挂式支座，四个考虑水压试验时设备总重量M 1500kg支座承受载荷Q 吐卫10 31500 9.81 10 310.19KNk n0.80 2据 JB/T4725-92 表 3 选 B2螺栓分布圆直径22 3 L鸟2 2 2 2 12 S1,900 2 8 2 6 2 100 2 6 2 2 180 40 1203.8mm(5) 视镜的选择根据 HGJ501-86-20,选视镜 U Pg10, Dg100 , 2 个。6.2.3 I效分离室(1)分离室直径的确定各效分离室中蒸汽速度uv可按

48、下式估算0.5Ivv式中Uv:蒸发室中蒸汽平均上升速度msl、 v :溶液和蒸汽的密度kg m3kv :雾沫携带因子，对于水溶液取为0.017 ms通过查表可得压强为0.3 MPa时蒸汽的密度为1.6501 kg/m3,溶液的密度为1074 kg/m3,所以二次蒸汽的体积流量为 Vs856.71.6501 36000.1442m3 s。Uv kv0.5lv0.510741.65010.43 m . s1 D2Uv Vs4Di4 0.1442；3.14 0.430.654m圆整为700 mm筒体高度H 1.6Di 1120mm，圆整为1200mm(2)分离室壁厚计算选材料TA2设计压力 1.1 (0.3-0.1)0.22MP设计温度133.2 C1)筒体壁厚计算筒体承受内压Pc Di2 tPc式中：计算厚度mmPc :计算压力MPa:焊接接头系数=1t :设计