化工机械课程设计说明书

1、、八、-前言化工反应釜的设计是化工设备机械基础的主要设计 之一，通过化工反应釜的设计来掌握化工设备机械基础 的基本理论和选用机械标准件的基本知识。同时在教师的指导下，通过课程设计，培养学生独立运用所学到的基本理论 并结合生产实际综合的分析和解决生产实际问题，最终达到具有典型化工压力容器的设计能力。为了能达到熟练掌握化工容器的设计能力，在化工容器设计中要着重培养以下能力： 能够熟练掌握查阅文献资料、收集相关数据、正确 选择公式，当缺乏必要的数据时，尚需要自己通过实验测定 或到生产现场进行实际查定的能力。 能够在兼顾技术先进性、可行性、经济合理的前提 下，综合分析设计任务要求，确定化工工艺流程，进

2、行设备 选型，并提出保证过程正常、安全可行所需的检测和计量参 数，同时还要考虑改善劳动条件和环境保护的有效措施的能 力。能够准确而迅速的进行过程计算及主要设备的工艺 设计计算及选型的能力。能够用精炼的语言、简洁的文字、清晰地图表来表达自 己的设计思想和计算结果的能力。化工反应釜的课程设计是化工设备机械基础课程中综合性和实践性较强的环节，是理论联系实际的桥梁，是学生体 察工程实际问题复杂性的重要途径。化工设计不同于平时的作业，在设计中需要同学独立自主的解决所遇到的问题、自 己选择方案、自己做出决策，不但要自己查取数据、进行过 程和设备的设计计算， 同时也要求对自己的选择做出论证和 核算，经过反复

3、的比较分析，择优选定最理想的方案和合理 的设计。化工容器设计是一项很繁琐的设计工作，在设计中除了要考虑各种设计要求因素外，还要考虑诸多的政策、法规和经济 环保等因素，因此在课程设计中除了注重多学科、多专业的 综合因素的相互协调，更要有耐心，并保持严谨的科学态度， 最终做出完美的科技作品。课程设计任务书设计目的：把所学化工设备机械基础及相关知识，在课程设计中 综合运用，把化工工艺条件与化工设备设计有机地结合起 来，巩固和强化有关机械课程的基本理论和基本知识。设计要求：设计时要有较精确的设计内容和步骤，一份设计计算说明 书，（设计计算说明书是图纸设计的理论依据，是设计计 算的整理和总结，是审核设计

4、的技术文件之一。主要内容 有：1.前言2.目录；3.设计任务书；4.设计方案的分 析和拟定；5.各部分结构尺寸的确定和设计计算；6.设 计汇总；7.结束语8.参考资料。）手工图纸一张，用A2纸 作图。设计内容：设计一张带有搅拌装置的夹套反应釜。设计任务设计参数要求容器内夹套内工作压力，Mpa设计压力，Mpa0.22.5工作温度，C设计温度，C<200250介质氯乙烯单体蒸汽全容积，m36操作容积，m33.6焊缝系数1腐蚀情况（轻微腐蚀）推荐材料16MnR搅拌器型式浆式搅拌轴转速,r/min85轴功率.KW28设计方案的分析和拟定:根据任务书的要求，一个夹套反应釜的设计，主要在于釜体（内

5、筒、封头、夹套）及附件（人孔、支座、工艺接管、视镜、法兰、填 料孔、测温系统、搅拌装置、传动装置、轴封装置等）的设计及选择。 第一部分容器的设计 7.1.1确定筒体的直径和高度7.1.1.1筒体直径的确定7.1.1.2筒体高度的确定8.1.2确定夹套的直径和高度81.3确定夹套的材料和壁厚 9.1.3.1确定夹套圆筒部分的壁厚 91.3.2夹套椭圆封头部分厚度的确定 101.4确定内筒的材料和壁厚101.4.1确定圆筒部分的壁厚1.11.4.2确定筒体椭圆封头的壁厚 .131.5水压试验及其强度校核 13第二部分釜体法兰的选取142.1釜体法兰.42.2法兰的选择152.3密封面选取152.4

6、垫片尺寸及材质162.5螺栓、螺母的尺寸规格 16第三部分 传动装置设计 173.1传动装置173.2选择凸缘法兰1.73.3选择安装底盖1.83.4选择机架193.5选择搅拌器、搅拌轴 203.6选择电机223.7选择减速机223.8选择联轴器223.9选择传动轴253.10反应釜的轴封装置设计 25第四部分 附件的设计 254.1人孔的选择254.2设备接口 264.2.1物料进出口 264.2.2蒸汽管道274.3视镜尺寸274.4温度计的选择284.5支座的选择29第五部分计算传热面积 31第六部分人孔补强31资料汇总33结束语35夹套反应釜设计夹套反应釜的总体结构带搅拌的夹套反应釜是

7、化学、医药及食品等工业中常用的典型反应设 备之一。它是一种在一定压力和温度下，借助搅拌器将一定容积的两 种（或多种）液体以及液体与固体或气体物料混匀，促进其反应的设 备。一台带搅拌的夹套反应釜。它主要由搅拌容器、搅拌装置、传动装置、 轴封装置、支座、人孔、工艺接管和一些附件组成。搅拌容器分罐体和夹套两部分，主要由封头和筒体组成，多为中、低 压压力容器；搅拌装置由搅拌器和搅拌轴组成，其形式通常由工艺设 计而定；传动装置是为带动搅拌装置设置的，主要由电机、减速器、 联轴器和传动轴等组成；封头装置为动密封；它们与支座、人孔、工 艺接管等附件一起，构成完整的夹套反应釜。罐体和夹套的设计夹套式反应釜是由

8、罐体和夹套两大部分组成。罐体和夹套的设计主要 包括其结构设计，各部件几何尺寸的确定和强度的计算与校核。罐体在规定的操作温度和操作压力下，为物料完成其搅拌过程提供了一定 的空间。夹套传热是一种应用最普遍的外部传热方式。 它是一个套在 罐体外面能形成密封空间的容器，既简单又方便。罐体和夹套的结构设计罐体一般是立式圆筒形容器，有顶盖、筒体和罐底，通过支座安装在 基础或平台上。罐底通常为椭圆形封头，对于常压或操作压力不大而直径较大的设备，顶盖可采用薄钢板制造的平盖，并在薄钢板上加设 型钢制的横梁，用以支承搅拌器及其传动装置。顶盖与筒体的连接形 式分为可拆和不可拆两种筒体内径 D1< 1200mm

9、,宜采用可拆连接。 当要求可拆时做成法兰连接。夹套的形式与罐体相同。第一部分容器的设计1.1确定筒体的直径和高度111筒体直径的确定对于直立的反应釜来说，釜体的设备容积通常是指圆柱形筒体及下封头所包含的容积，现估算筒体直径。选取反应釜装料系数 =°.6，由' 二，可得设备体积n3.60.6c 3=6m对于汽一液相类型选取H Di，由公式估算筒体的内径为Di4h/ Di33.14 1.2=1.853m = 1853mm将计算直径圆整至公称直径标准系列，选取筒体直径D 1800mm查附录，DN=1800mm时的标准椭圆封头曲面高度h厂450mm，直 边高度h 25mm，封头容积h

10、 =0-827m，表面积Fh =3.65術2。3由手册和计算得每一米高的筒体容积为 2545m ,表面积公称直径曲面咼度直边高度内表面积容积厚度质量822510262123391800450253.6540.827143961645418512205712F1 = 5.66m1.1.2筒体高度的确定082/2033mm2.545筒体高度圆整为H=2000 mm。于是H.D二20001800 '.11，复核结果基本符合原定范围12确定夹套的直径和高度由以上计算筒体公称直径为1800m m根据下表，查得夹套内径。Di/mm500600700180020003000Dj/mmDi+50Di+

11、100Di+200Dj 7100 = 1900由于筒体内径Di =700goo mm,估算夹套的内经mm,符合公称直径系列。按公式估算夹套的高度为H i-；：、0 - h3.6 - 0.8271 .089 m V1D225454i选取夹套咼度Hj =1200mm，贝卩 H0 二 H - H j = 2000 -1200 = 800mm，这样是便于筒体法兰螺栓装拆的1.3确定夹套的材料和壁厚对于夹套来说，其内部压力为 2.5MPa,外部为大气压，所以夹套的厚 度计算方法是外压容器的计算方法。131确定夹套圆筒部分的壁厚由于设计要求介质为蒸汽，介质对材料的腐蚀轻微，故选用16MnR为夹套材料，设计

12、温度为250 0C时，16MnR的许用应力 U "47 MPa，由已知夹套设计压力p=2.5MPa，夹套筒体与内筒的 环焊缝因无法双面焊和作相应的探伤检查，从安全考虑，夹套上所有焊缝均与焊缝系数=1，取厚度附加量中的钢板厚度负偏差C1mm，双面腐蚀取腐蚀余量 C2 =1mm。夹套的壁厚计算如下：pDi2 一.丨-p2.5 19002 147 12.52 = 18.3mm1.3.2夹套椭圆封头部分厚度的确定夹套椭圆封头部分厚度的计算符合椭圆封头厚度的计算方法，根据公,pDi；nt 一C式、0.5p ，计算封头壁厚。凸形封头的厚度附加量也只考虑C1和C2，加工成型的减薄量由 制造厂根据加

13、工条件来确定，以保证壁厚符合图纸要求，设计计算时 可以不作考虑。取G" mm，mm,标准椭圆形夹套封头的壁 厚为pDi2匕 b -0.5p2.5X9002 147 1 -0.5 2.52 =18.225mm圆整至钢板规格厚度并查阅封头标准，选取夹套的筒体和封头厚度均为 n =20 mm。1.4确定内筒的材料和壁厚根据设计要求，筒体内部压力为 0.2MPa,夹套内部压力为 2.5MPa, 筒体内部温度为200摄氏度，夹套内部温度为250摄氏度，因此确定 筒体部分的厚度计算采用外压容器的计算方法， 其具体步骤如下：（1）D0=20对的圆筒和管子假设合n，令合广合厂C，定出比值7d

14、6;和e在化工设备机械基础第六版，第132页图5-5左方找到将此点沿水平方向向右移与e线相交（与中间值用内插法）。若D0>5O则用D0=5O查图,D°<0.05,则用D0=0.05 查图过此交点沿垂直方向下移在图5-5的下方得到系数A,根据所用材料选用在化工设备机械基础第六版，第 136图5-9, 在图的下方找到由3）所得的系数A，在图的右方得到系数B。按下BD07列计算许用外压力P= e比较计算外压力PC与P,若PC >P则需再假设厚度n 141确定圆筒部分的壁厚筒体材料也选用16MnR，筒体受内压力取设计压力为P= 0.2 MPa，设计 温度为2500C，设计外

15、压P =2.5 MPa，所得壁厚大于内压设计的壁厚， 则按外压稳定设计的壁厚，一定能满足内压设计要求，可以不再作内 压设计校核。考虑到内筒筒体按外压设计，且受双面腐蚀作用，可以初选筒体壁厚-36mm ，并取C1mm ， C2 =1 2mm ，筒体有效厚度D° 1800 =52.94、e=36 3 =33mm ， e 33内筒受外压作用的计算长度 L为被夹套包围的筒体部分加凸形封头高的13，则h450L : Hi h2=1200 251375mm33空73D01872查教材化工设备机械基础（大连理工大学出版社，第六版）表 5D。1800= 52.945，由 乜 33和丄枠"7

16、3D01872，可以查的系数A =5.8 103,再查该书表5 9,由系数A查的系数B=14°MPa筒体的许用外压为:小 D。三曙=2.59MPa>p = 2.5MPa因为lp>p，且比较接近，所以取筒体、34mm，此外外压稳定和内丄=1375 = 0.73単=58.25压强度均能满足要求，（若选、：n =34mm ，D0 1868，'飞，和上面方法一样，求得P丄2.38MPavP =2.5MPa，不满足要求。）142确定筒体椭圆封头的壁厚其方法与圆筒部分计算步骤类似，现计算如下：选取筒体下封头壁厚“二36mm，壁厚附加量C 1mm，C 1 2 mm，所以筒体下封

17、头的有效厚度 飞“n -C =36-3 = 33mm ；标准椭圆 封头的外压计算当量球面半径 =KD0 = 0.9 1868 = 1681.2mm，= 49.45mm，所以计算系数A为、e0.125R e0 12530.00253 =2.53 1049.45查教材化工设备机械基础（大连理工大学出版社，第六版）表 5 9,由系数A查的系数B=125MPa，许用外压为B125Ip2.53MPa . 2.5MPaRo、e 49.25取筒体下封头壁厚、：n =36mm符合外压稳定和内压强度要求。筒体的上封头只受内压作用，并不受外压作用，为了便于制造上圭寸头壁厚与筒体下圭寸头壁厚相同最为合适。1.5水压

18、试验及其强度校核壁厚确定以后需对其进行校验,由于气压试验较危险，一般不采用，顾此处选择水压试验。内筒体水压试验压力为Pt =1.25p =1.25 0.2 =0.25MPaPT =0.25MPa； 夹 套 水压 试 验 压 力pTj =1.25p =1.25p =1.25 2.5 =3.125MPa,取內=3.13Mpa进行校核:Dnc O.251800 36 =6.74MPa2 36 1二I250.9 1800 0.5 36 =6.98MPa2 36 12-C_夹套水压试验时壁内应力为j呼=丄咛冷=89轴2 20 1jTjkDj 0.5 亠I3.13 盟啰。0.5 20 =79.49MPaj

19、2-c由于16MnR在常温时的屈服强度为;325MPa ,牌号钢板厚度抗拉强度屈服点16MnR 616510640345下表>1636490620325列出16MnR的抗拉>3660470600305强度和屈服点：八、>60100460590285>1001204505802750.9、s =292.5MPa可见水压试验时内筒、夹套壁内应力都小于0.9 s，水压试验安全。 当夹套作水压试验时，釜体将受外压作用。因夹套的试验压力为 內=3J3MPa，而筒体的许用外压为'P1 = 2.59MPa，故在夹套水压试验时， 筒体内需要充压才能保持筒体稳定。第二部分釜体法兰

20、的选取2.1釜体法兰法兰：法兰连接结构是一个组合件，一般是由连接件、被连接件、密 封原件组成。法兰（Flange）又叫法兰盘或突缘。法兰是使管子与管 子相互连接的零件，连接于管端。法兰上有孔眼，螺栓使两法兰紧连。 法兰间用衬垫密封。法兰分螺纹连接（丝接）法兰和焊接法兰。法兰连接是由一对法兰、数个螺栓和一个垫片（圈）所组成。法兰在 螺栓预紧力的作用下，把处于法兰密封表面上的凹凸不平处填满，这样就为阻止介质泄漏形成了初始密封条件。 压力容器法兰从整体看有 三种形式：甲型平焊法兰；乙型平焊法兰；长颈对焊法兰。现根据设 计条件对其进行选型：2.2法兰的选择由设计要求釜体内压力 P=0.2MP，所以选择

21、甲型平焊法兰公称直径 DN=1800MP，公称压力 PN=0.25MP参考董大勤编著的化工设备机械基础（化学工业出版社）第 254页，表10-2，法兰的选型：甲型平焊法兰 法兰标准类型：法兰 RF 1800-0.25 JB/T4700-2000法兰材料;Q235-A 所选公称直径1800所对应的参数:191818181818003090554138公称直D D1 D2 D3 D4 a径DN厚质螺栓数a1 d度量规格量165238.M2052622.3密封面选取容器法兰密封面有三种形式：平面型密封面；凹凸型密封面；榫槽型 密封面，因凹凸型、榫槽型密封面适用，于PN 1.016.0MPa的法兰,

22、且0.2 MPa < 0.25MPa，温度小于200C，可选取突面密封面，型 号代号为RF。2.4垫片尺寸及材质垫片是构成密封的重要元件，适当的垫片变形和回弹能是形成密封的必要条件。最常用的垫片可分为非金属垫片、 金属垫片以及非金属混 合制的垫片。考虑到操作介质的有毒性、易燃性、易爆性，操作压力 0.2MPa,温度小于200C，选择密封垫片为耐油橡胶石棉垫。垫片标记：垫片 1800-0.25 GB/T539主要尺寸如下：内径（d/mm）外径（D/mm）宽（b/mm）厚度（§）180018402032.5螺栓、螺母的尺寸规格（1）螺栓、螺母的选型六角头螺栓A级I型六角螺母A级（2

23、）螺栓、螺母的尺寸标准号六角头螺栓A级数量：52螺纹规格amax emin K （公称） rmin SminM201033.5312.7150.829.67I型六角螺母A级（摘自GB/T41-2000 等效ISO4031:1999）螺纹规格emin mmax mmin Smax Smin螺距M2032.951816.93029.162.5螺栓长度的计算：L=2S 法兰 +S 垫片 +S 螺母=2 58+3+30+23 10%=154.9mm圆整 L=150mm第三部分传动装置设计3.1传动装置传动装置的组成：安装在釜盖上的凸缘法兰、安装底盖支承着机架和 密封箱，传动轴则吊装在机架上的轴承箱内、

24、穿越密封箱体深入釜内， 再利用釜内联轴器与搅拌轴相连。在机架的顶部连接板上安装着电动 机与减速机，减速机的输出轴通过带短节的联轴器与传动轴上端的轴 径相连。现针对其组成对其中每一个部件进行选型：3.2选择凸缘法兰凸缘法兰：焊在釜体封头上，整个传动装置就装在它的上边，它还可以兼作釜体维修的检查孔用。参考董大勤编著的化工设备机械基础（化学工业出版社）第 463 页，由传动轴轴径50，容器公称直径DN1800查得凸缘法兰、安装底盖公称直径为400。确定凸缘法兰型号为HG21564-95表：法兰、安装底盖、机架的公称直径与传动轴轴径的搭配凸缘法兰传动轴轴径容器公称安装底盖304050607080直径

25、的公称直机架公称直径径700,80025025025025012,001,40300200200300300300025016,001,80400200200250(300 3003000)表:凸缘法兰的尺寸公称直径200250300400500700900DND3403954455656708301045K295350400515620780990Di200245280410430530720h6565658590100110500,600200200 2003.3选择安装底盖安装底盖；其作用主要是安装机架和密封箱体， 在对传动系统维修时 还可以临时搁置传动轴。由安装底盖公称直径400，安装

26、底盖是上装式凸面，选择安装底盖型号为 HG21565-95 RS表:安装底盖形式代号传动轴安装形密封面形式整体衬里（L）整体衬里（L）上装式（S）RSLRSMSLMS下装式（X）RXLRXMXLMX表;安装底盖尺寸公称直径DN200250300400500700外径D340395445565670830螺柱中心圆直径K295350400515620780式凸面（R）凹凸面（M）3.4选择机架机架：是用来支承减速机和传动轴的，轴承箱也归属于机架。查表18-33,得机架的公称直径为250再查表18-35所以选择机架型号为HG21566-95 A,其主要参数如下表机架公称直径传动轴轴径HHDNd25

27、0507502683.5选择搅拌器、搅拌轴 搅拌器：搅拌器又称搅拌桨或叶轮。它的功能是提供工艺过程所需要 的能量和适宜的流动状态，以达到搅拌目的。工艺过程对搅拌的要求可以分为混合、搅动、悬浮、分散四种。各种形式的搅拌器的桨叶形状可归纳为三类： 平直桨叶、斜桨叶和螺 旋面桨叶。这些桨叶的搅拌器在液体中搅拌时产生不同的流动状态：基本流向有环向流、径向流和轴向流。（1）根据工艺设计要求，设计功率P=2.8KW,转速n=85r/min,计算d =搅拌轴直径 ：n ,选择搅拌器材料为45号钢查过程设备机械基础表3-11，得45号钢许用应力为 J=3040MP,计算系数a=118107，则搅拌器直径为表：

28、材料计算系数表Q2,35,235,1Cr140Cr,35SiM n, 42SiM n,40MnB轴的材料08Ni9Ti45,3Cr13/Mpa12202030304040521351111810A1601358710798d 二 A3 p3 2.8 ： (37.8 34.3)n 二(118107)85由于设计要求搅拌器直径需增加 5%15%还要增加24的腐蚀裕量, 还考虑键槽对舟强度的削弱和对物料的腐蚀，再圆整得到 d=50mm. 根据设计需要选择浆式搅拌器，参考董大勤化工设备机械基础表18-47搅拌器的形式主要尺寸特性参数，其选型原则是= 0.35 0.8之间;= 0.1 0.25之间Dj

29、搅拌器直径Di内筒内直径取搅拌器直径Di =900mm,计算搅拌器搅拌轴长度=2* hi +H-L(0.81.5)Di带入数值得搅拌轴长=2*450+2000-350-900=1650mmb=90mm(2)对搅拌器进行强度校核Mnj=KMn二 95502 83145N m95Wp3二 d=24531163mm所以d=50mm符合强度要求3.6选择电机由于I反应釜里的物料具具有易燃性和一定的腐蚀生，p异步电机(防爆标志d H AT4)。根据设计要求，故选用隔爆型三相功率为2.8KW，转速为85r/min,由电动机型号参数表选择电机型号为Y112M-2具体型号功率马力电流type(kw)（A）Y

30、80M10.7511.8-2Y 80M21.11.52.5-2Y90S-21.523.4Y90L-22.234.8Y100L-346.42Y112M45.58.2-2参数如下表:来自百度转速效率功率因重量(r/mi n)数2825750.84172825770.86182840780.8522284080.50.86272880820.8734289085.50.87463.7选择减速机减速机是一种动力传达机构，利用齿轮的速度转换器，将电机（马达） 的回转数减速到所要的回转数，并得到较大转矩的机构。在目前用于 传递动力与运动的机构中，减速机的应用范围相当广泛。几乎在各式 机械的传动系统中都可以

31、见到它的踪迹，从交通工具的船舶、汽车、 机车，建筑用的重型机具，机械工业所用的加工机具及自动化生产设 备，到日常生活中常见的家电，钟表等等。其应用从大动力的传输工 作，到小负荷，精确的角度传输都可以见到减速机的应用，且在工业 应用上，减速机具有减速及增加转矩功能。因此广泛应用在速度与扭 矩的转换设备。参考李多民化工过程设备机械基础（中国石化出版社），选择减速器摆线针轮减速机型号为 BLD4.0-3-17，减速比=85/14403.8选择联轴器联轴器是连接轴与轴并传递运动和扭矩的零件， 其种类很多，在搅拌 传动装置系统中采用的有：凸缘联轴器（包括带短节联轴器） 、夹壳 联轴器和块式弹性联轴器。1

32、）由设计需要，选择C型凸缘联轴器。C型凸缘联轴器是由两个带凸 缘的半轴联轴器组成，并用螺栓将二者连成一体。用于釜外时在两个 半联轴器中间加一个短节，用于传动轴和减速机输出的轴的连接或传 动轴与机架中间短轴连接，联轴器的短节拆卸后，其留出的空间可供 在机架的侧向空间内拆卸或安装下半联轴器，机架中间轴承箱及传动轴密封装置。联轴器的结构如下图所示：作，到小负荷，精确的角度传输都可以见到减速机的应用，且在工业 应用上，减速机具有减速及增加转矩功能。因此广泛应用在速度与扭 矩的转换设备。参考李多民化工过程设备机械基础（中国石化出版社），选择减速器摆线针轮减速机型号为 BLD4.0-3-17,减速比二85

33、/14403.8选择联轴器联轴器是连接轴与轴并传递运动和扭矩的零件， 其种类很多，在搅拌 传动装置系统中采用的有：凸缘联轴器（包括带短节联轴器） 、夹壳 联轴器和块式弹性联轴器。1）由设计需要，选择C型凸缘联轴器。C型凸缘联轴器是由两个带凸 缘的半轴联轴器组成，并用螺栓将二者连成一体。用于釜外时在两个 半联轴器中间加一个短节，用于传动轴和减速机输出的轴的连接或传 动轴与机架中间短轴连接，联轴器的短节拆卸后，其留出的空间可供 在机架的侧向空间内拆卸或安装下半联轴器， 机架中间轴承箱及传动 轴密封装置。联轴器的结构如下图所示：轴是传动运动和动力的重要零件、 工作时既受弯曲、又承受扭矩的轴 称为转轴

34、，如减速器中的齿轮轴；只传递扭矩的轴称为传动轴，只受 弯曲不受扭矩作用的轴称为心轴，如自行车上的前轴。参考董大勤编著的化工设备机械基础（化学工业出版社）第 463 页，由传动轴轴径50，容器公称直径DN1800，由表18-33,查得机 架公称直径为250。选择 HG21568-95 ASC400/350-453.10反应釜的轴封装置设计反应釜的轴封装置的选型反应釜中应用的轴封结构主要有两大类， 填料箱密封和机械密封。考 虑到釜内的物料具有易燃性和一定的腐蚀性， 因此选用机械密封。所 以机械密封型号为径向双端面平衡性密封，适用温度为 -20300摄氏 度，压力=<1.6MPa,适用介质：易

35、燃易爆有毒物质型号为2002第四部分附件的设计4.1人孔的选择人孔的作用：为了安装、拆卸、清洗和检修设备内部的装置。查表11-2选择人孔HG20594带颈平焊法兰人孔 公称压力为1MPa,公称直径450mm主要参数如下表：公称压公称直dw*sDD1螺栓规螺栓数总质量回力径格量转盖1400426*826515M2416103/113450480*828565M2420125/135500530*828620M2420153/1631.6400426*1032525M2716134/144450480*1034585M2720171/181500530*1034650M30*220235/2454

36、.2设备接口化工容器及设备，往往由于工艺操作等原因，在筒体和封头上需要开 一些各种用途的孔4.2.1物料进出口出料管结构设计主要从物料易放尽、阻力小和不易堵塞 等因素考虑。另外还要考虑温差应力的影响。公称直径DN接管长度（保温设备）适用公称压力<=15130<=4.02050150<=1.670350200<=1.670500200<=1.0物料进出口公称直径 DN=100mm 长度200壁厚8mm法兰选型：HG20593 法兰 PL100- 2.5RF 16MnR 4.2.2蒸汽管道蒸汽管道公称直径 DN=25nn 长度130mm 壁厚3mm法兰选型：HG205

37、93 法兰 PL25-0.25 RF 16MnR根据化工原理教材附表查得3）液位计管：5 = 8 D外 二57 L = 130管法兰D =:165B1 :=59m= 6kg4）温度计接妾管：5 =:8D外=57L = 130管法兰D =:165B1 :=59m= 6kg4.3视镜尺寸视镜主要用来观察设备内物料及其反应情况，也可作为料面指示镜, 一般成对使用，当视镜需要斜装或设备直径较小时， 采用普通不带颈视镜HGJ501-86 公称压力为0.98MPa公称直径50.主要参数如下表：公称直径公称压力DD1b1b2螺柱数量螺柱直径质量5010(0.98124.716(1.

38、57)19010034246M124.925(2.45125.18010(0.98)16013036248M126.816(1.5716013036268M127.1)25(2.4516013036288M127.4)66Z4.4温度计的选择根据工艺要求选择HGJ516-87铜-康铜热电偶检测元件名称分度号测量范围镍铬-镍硅热电偶K负 200 到 1300镍铬-康铜热电偶E负200到900铁-康铜热电偶J负200到800铜-康铜热电偶负200到4004.5支座的选择 1）总体重量的计算33查化工原理课本 附录五 知道钢的密度 二7.85 10kg/m故: 计算筒体的体

39、积33已知 Do =1800mm：o=36mm H =200 0）7.85 10 kg/m由v二°。二H、： 0联立可得m= - dH、 = 7.85 103kg/m3 1.8m 3.4m 2m 36 10m=3194.5 kg2.计算封头的质量查 董大勤vv化工设备机械基础 >>课本（p196）得°0 =1800封头 表面积S=3.654 ；0 =36mm钢材与筒体相同故得mM = ：v = s-0332_3= 7.85 10 kg/m 3.65m36 10 m=1032.6kg3夹套质量计算夹套底部质量的计算查 董大勤 << 化工设备机械基础&g

40、t;>课本（p196）得 D2000mm 的封头的表面积 S=4.493m2 又 H=1200mm、0 =19mm&0332= 7.85 10 kg/m 4.493m0.019m=670.2 kg夹套直体部分质量的计算m2 = ： v = Do H o33= 7.85 10 kg/m 3.14 1.9m 1.2m 0.019m=1067.8 kg叫套=m 十口2 = 1067.8kg 十 670.2kg = 1738kgm、二 m m封 m套二 31945kg 10326kg 1738cg 二 59651kg估算传动装置及电机的质量为400Kg内筒中充满的氯乙烯单体的质量为m=3

41、.6*89仁3207.6kg所选择的支座应做够支持以上这些质量因此选择支座 TB/4725-92，耳座A 4材料：Q235-AF夹套反应釜多为立式安装，当设备外有保温层宜选用 A型耳式支座。 查附表24知（单位：mm）;支座数：4个；允许载荷Q =60 KN支座质量：11.1Kg地脚螺栓：M24 d=30、k1、<咼度H=250底板：11=200b1 = 1401 胡4s仁70筋板：12=160b2=160垫板：13=315b3=250e=40董大勤化工设备机械基础，化学工业出版社，第346页表13-5 第五部分传热面积计算已知：夹套公称直径DN=1900mm夹套高度H=1200mm参考

42、董大勤 化工设备机械基础第 457页表18-27知其传热面积为11.23m2公称直径、k1、<咼度内筒筒体部分的夹套0.60.70.80.911.11.219007.648.248.849.4310.0310.6311.23第六部分人孔补强人孔补强的计算童二PcKD=2“ - 0.5巳P =0.2MPaK 0.9（ K1 =0.9为标准椭圆形封头）=170MPa=1Di = 1600mm代入得' 二0.42mmB二MAX 2d, d+22 玳 =900mmh1 = min d nt，接管实际外伸高度 =65.4mm hmin dt，接管实际内伸高度 =65.4mmAi= (B-d) m ) -2t We6 ) (1-fr)fr TA = 3450(33 - 0.42) - 2 7.5(33 - 0.42) (1 - 1)2=14661 mmA2 = 2h1Cett)fr 2人2(飞-5甘2=2X 67 (7.5-0.27) +2X 67 (7.5-2)2=1701.8mmdi Pct 2 L：- pc=41692=2 170-0.2=0.27mmA= d=(461+2X 2)X 0.422=195.3mm则N A, A3>A所以不用补强参考文献:1化工设备机械基础董大勤 化学工业出版社，20032 化工设备机械基础刁玉玮大连理工出版社，20063 化工设备