设计32反应器说明书

1、I目录概述1主反应机理及动力学3反应机理3动力学方程3催化剂特性、失活及再生方法6催化剂特性6催化剂失活6水热老化6硫沉积6硫酸盐化7催化剂的再生方法8反应器内再生8反应器外再生8反应器类型选择10固定床反应器概述10本项目反应器选择10反应器参数设定11进出料物流参数11反应物性数据分析12气体比热容12反应热13催化剂用量确定13反应器尺寸计算15反应器床层压降16反应温度和反应压力的优化17反应温度的选择17反应压力的选择18各级反应器设计参数汇总18反应器结构设计20第一章第二章2.12.2第三章3.13.23.3第四章4.14.2第五章5.15.25.35.45.55.65.7第六章

2、反应器管口设计20进口管设计20出口管设计20气体预分布器20反应器换热方式21第七章 控制系统23第八章 反应器校核258.1 概述25SW6-2011 反应器机械强度校核25反应器计算及校核小结30II第一章 概述反应器是化工生产过程中一系列设备中的设备。化工技术过程开发的成功与否很大程度上取决于反应器内流体的温度、浓度、停留时间及温度分布、停留时间分布的控制水平和控制能力。化工生产的工艺过程决定了反应器的结构型式，反应器的结构型式对工艺过程又有一个促进和完善的作用，同时反应器的结构型式在某种程度上也决定着产品的质量和性能。因此，化学反应器的选型、设计计算和选择最优化的操作条件是化工生产中

3、极为重要的课题。Claus 工段的流程大致为由深度脱硫工段解吸出富集的二氧化硫气体与总厂硫化氢废气混合预热，进入一级 Claus 催化反应器，一级硫冷凝器，急冷塔，冷凝下来的液硫进入硫池；混合气再经过预热，进入二级反应器，二级硫冷凝器，冷凝后进入硫池，最后混合气再进入三级反应器，三级硫冷凝器，冷凝后进入硫池。反应后的尾气进入 SCOT 尾气处理工段。具体流程图如图 1-1 所示：图 1-1Claus 工段流程图本反应器是一级 Claus 催化反应器，主要针对 SO2 气体与 H2S 气体的反应，该反应的高效反应温度在 210左右，反应压力为 1.4atm。在本工艺流程中，该反应器设计两个最大的

4、特点是：（1）本工艺流程中是以深度脱硫工段解吸出的 SO2 气体与总厂 H2S 废气直接进行 Claus 催化反应，没有经过 Claus 的热反应阶段，所以不需考虑 COS，CS2 等其他含硫化合物在催化剂床层上发生水解反应。（2）反应为可逆放热的平衡反应，最大转化率为平衡转化率，所以需要在每一级 Claus 反应器后设置硫冷凝器，起到降温和冷凝硫的作用，以提高反应的转化率。除此之外，项目组创新性地在一级硫冷凝器后增设了循环冷却水急冷塔以分离一级反应器中生成的水蒸气，提高硫磺回收率。1图 1-2反应器结构示意图2第二章 主反应机理及动力学该反应器主要利用 Claus 法以二氧化硫与硫化氢为原料

5、可逆放热的平衡反应，具体过程如下反应式所示：硫磺，该反应是2H2 S SO2 0.5S 62H2O2.1 反应机理反应生成的硫蒸气是硫聚合物的混合物，S2-S8，一般以 S2，S4，S6，S8 形式大量存在，为了处理这个复杂的气体混合物的反应速率方程，跟据文献，可假设该反应温度下大量存在的 S6 为产物进行反应速率的计算，这一平衡假设并不会过多影响计算，因为在 Claus 催化反应器中硫蒸气的总压变化量不会超过 1%（mol）。其机理与其它气固催化反应一样，Claus 反应主要包括以下 5 个步骤：(1)反应物(H2S 和 SO2)向催化剂颗粒表面扩散； (2)反应物吸附在催化剂表面；在催化剂

6、表面上进行反应；反应产物(S6 和 H2O)从催化剂表面上脱附； (5)反应产物扩散离开催化剂颗粒。2.2 动力学方程关于 Claus 反应的动力学在国内外已经有较多。因此文献动力学方程形式各不相同。 Tong， Shimin； Dalla Lana， Ivo G.； Chuang， Karl T等人研究了 SO2 气体与 H2S 气体的 Claus 催化反应反应，研究，对 Claus 反应动力学的是建立在下列一系列假定的基础上：催化剂本身是不发生化学反应的稳定物质；不会因所研究的催化剂材料不同而影响 Claus 反应级数；反应系统内不存在温度梯度； (4)反应速度与温度有关；(5)通过转化器

7、的气体大致呈层流状，因为湍流模型有可能改变催化剂与反应气体之间的有效接触负荷；边壁效应可以忽略不计；不受其它副反应的干扰。3实验能够较好地揭示反应的本征动力学规律。提出了本征动力学方程为：1P0.5P0.25）k（P-PH2 SSO2H2O S6Kpr (1 K-30770)2PH2O H2Ok= 6.91eRTkmolkg-1hr-1kPa-1.5-5550其中：kPa-0.251/Kp=1025.87eTKH2O=0.338 kPa-1换算、数据整合最终得到动力学数据方程：通过推动力项：Forward reaction：Reverse reaction：吸附项：4Adsoptionexpr

8、esexponent2ComponentExponentS60.25H2O1Coefficient A6.9333Coefficient B-5550ComponentExponentH2S1SO20.5动力学因子6.91kmolkg-1hr-1kPa-1 5活化能30770J/kmol5ComponentTerm no. 1Term no. 2H2O01Term no.12Coefficient A0-1.08471Coefficient B00Coefficient C00Coefficient D00第三章 催化剂特性、失活及再生方法3.1 催化剂特性本反应选择 Kaiser 201 催

9、化剂，组成为纯 Al2O3，载体和活性组分均为 Al2O3。分布在催化剂表面的大量活性中心吸附 H2S 和 SO2 进行反应生成 S6。催化剂的比表面积为 325 m2/g。颗粒密度为 1240 kg/m3，堆密度为 620 kg/ m3，床层空隙率为 0.5。催化剂的孔径与表面积分布如表 3-1：表 3-1 催化剂的孔径与表面积分布3.2 催化剂失活根据研究，Kaiser 201 催化剂失活机理分两类：一类是水热老化、烧结和磨耗等造成表面损失，引起催化剂基本结构变化，这些变化不可逆，但在正常操作条件下很缓慢；另一类失活是由碳、硫和硫酸盐化引起。无论是通过化学反应还是某种物质沉积阻碍反应气体的

10、通路，都会使催化剂活性中心大量损失。这里需要特别说明的是，由于本工艺中未涉及热反应，是直接由 SO2 气体与 H2S气体经 Claus 催化反应硫磺，避免了催化剂发生热老化的失活现象。3.2.1 水热老化活性氧化铝催化剂在高水蒸气分压条件下，催化剂会慢慢转变为水和氧化铝物相。如果在 175以下注人水蒸气，Claus 催化剂比表面积会快速下降。为了获得较高的 Claus 转化率，应避免这类情况发生。3.2.2 硫沉积6催化剂孔径nm孔容cm3/g孔径分布%表面积分布%Kaiser20120.000020100.010752.570.381050.029136.972.06540.018864.5

11、12.22430.048511.607.34320.15537.0832.86210.15637.3255.12尽管反应器在硫以上操作，但仍有部分硫沉积在催化剂上。反应在催化剂的表面发生，硫的实际沉积量取决于操作温度下气流中硫含量和催化剂的表面积与结构。硫蒸气沉积不可避免，它对催化剂活性无显著影响。若反应器温度降低，液硫沉积在催化剂上，催化剂完全失活，除非提高温度使硫解吸。Alcoa 公司在早期的研究中，曾将用过的 Claus 催化剂置于氮气氛中进行程序升温脱附，用微分热重分析方法测定样品的失重和增重，用质谱仪采样分析出口吹扫气，得到的结果可用下列公式解释：2rVD RTIn( p / p0

12、)式中D孔径;r元素硫的表面张力; F元素硫的摩尔体积； R理想气体常数；T绝对温度；p元素硫在的分压;P0元素硫的饱和蒸气压。该公式说明温度与催化剂中含有凝聚硫的最大细孔孔径之间的关系。Claus 催化剂的硫冷凝是一可逆过程，冷凝的硫可以通过热浸泡脱除，对催化剂没有不利影响。热浸泡包括以下步骤：根据不同的操作温度，将反应器温度提高 1535，对于第一级反应器，其温度应高于 340；H2S 气体与 SO2 气体之比应保持在正常水平。（3）热浸泡需 12 一 36h，时间长短依据催化剂定。硫磺冷凝的严重程度而3.2.3 硫酸盐化催化剂表面硫酸盐化造成催化剂活性降低是最主要的失活原因。在反应最初阶

13、段 SO2 吸附在催化剂表面，随着 SO2 不断地不可逆性被化学吸附，自然会产生一定的硫酸盐化。硫酸盐化造成的实际失活程度取决于催化剂表面积，因此比表7面积小的催化剂会迅速失活。3.3 催化剂的再生方法的 Claus 催化剂再生工艺有反应器内再生和反应器外再生。3.3.1 反应器内再生此工艺是将催化剂保留在反应器内，在原位就地再生。具体步骤为：将操作温度提高到硫的以上，维持 24 一 36h，同时使低浓度的 H2S/SO2 通过反应器，以驱除催化剂上吸附的元素硫，接着去除积碳。在上述氧化气氛条件下，吸附在催化剂上的少量残余硫将成为硫酸盐。为了减少硫酸根含量，用 4：l 的H2S/SO2 混合气

14、通过反应器，硫酸铝还原成为氧化铝。这种原位就地再生技术大约耗用 15 天时间，再生效果不很理想。表 3-2 为催化剂果：和再生后的分析结表 3-2 催化剂和再生后的分析结果3.3.2 反应器外再生将催化剂从反应器内卸出，装入焙烧设备进行氧化焙烧，驱除元素硫和积碳。焙烧后的催化剂再与氢氧化钠溶液接触，提高催化剂的活性，降低硫酸盐的含量。试验表明，再生的 Claus 催化剂活性接近新鲜催化剂。经过上述步8项目样再生样总硫（以硫酸根计）3.21.1水溶性硫酸根，%2.2/碳，%59.1微量氧化铝，%8890.8比表面积/m2*g-10.1158孔容积/mL*g-120.20.4烧失，%20.27.3

15、骤再生后的催化剂中碳和硫的含量大幅度下降，比表面积随之增加。图 3-1 为中毒催化剂再生工艺流程图。Kaiser 201 催化剂氧化焙烧NaOH 室温吸附100干燥再生催化剂空气图 3-1催化剂再生工艺流程图9第四章 反应器类型选择4.1 固定床反应器概述固定床反应器，又称填充床反应器。将催化剂填充于反应器内，制成稳定的柱床，然后，通入反应溶液，在一定的反应条件下实现催化剂催化反应，以一定的流速，收集输出的转化液（含产物）。与其它类型的反应器相比，固定床反应器有如下优点：（1）高效率、易操作、结构简单等，因而，固定床反应器是目前工业生产及研究中应用最为普遍的反应器。（2）它适用于各种形状的催化

16、剂和不含固体颗粒、黏度不大的反应物溶液，以及有产物抑制的转化反应。（3）返混小，高转化率时催化剂用量少，催化剂不易磨损但固定床反应器也有一些缺点：传热控温不易，催化剂装卸麻烦。传质系数和传热系数相对较低。当反应物溶度含固体颗粒或黏度很大时，不宜采用固定床反应器。但本实验实在气相条件下反应，因此不存在含有固体颗粒或黏度太大。而对于气固相的固定床反应器，也分为如下种类：1、绝热式固定床反应器2、列管式固定床反应器3、自热式反应器4.2 本项目反应器选择由于固定床反应器具有以上的优缺点，所以针对该反应体系选择绝热固定床反应器。在 ASPEN 中，使用 RPLUG 模型模拟绝热固定床反应器。10第五章

17、 反应器参数设定5.1 进出料物流参数进料物流参数表如下：表 5-1进料物流参数表由于反应是在气相条件下进行，所以在实际操作时，应严格控制温度与压力，防止气相出现液化，H2S 和 SO2 均为有害的物质，因此，进出料的还应设置保护装置，预防发生的事故。出料物流参数表如下：表 5-2 出料物流参数表11参数数值温度579.8压力atm1.4总质量流率kg/h2212.379总体积流率kmol/h2279.789热焓Gcal/h-1.548参数数值温度210压力atm1.4总质量流率kg/h2212.379总体积流率kmol/h1417.918热焓Gcal/h-1.548原料配比（H2S:SO2）

18、/2:1物料摩尔流率 kmol/h摩尔分率SO215.3400.306CO24.1830.083H2S30.6770.611反应物性数据分析气体比热容 a bT cT 2 dT 3 eT 4CPi表 5-3 物质比热容参数表反应器的进口温度为 210，出口温度为 579.8，由计算气体的平均比热容如下：此温度区间内579.8(a bT cT 2 dT 3 eT 4 )dTCP 39.2701-1 210579.8 - 210J * mol*H2S12物料abcdeH2S34.031.241-200.5SO238.913.9-3.18.610S636.77-0.00421-710H2O33.46

19、0.690.76-3.590CO236.114.23-2.887.460物料摩尔流率 kmol/h摩尔分率H2O18.270.4SO26.2050.136CO24.1830.092H2S12.4070.272S64.5680.1579.8(a bT cT 2 dT 3 eT 4 )dT1CP 49.784-1 210579.8 - 210J * mol*SO2579.8(a bT cT 2 dT 3 eT 4 )dTCP 41.431-1 210579.8 - 210J * mol*S6579.8(a bT cT 2 dT 3 eT 4 )dTCP 41.4301-1 210579.8 - 2

20、10J * mol*H2O579.8(a bT cT 2 dT 3 eT 4 )dTCP 37.1891 210579.8 - 210-1J * mol*CO25.2.2 反应热25反应的反应热为：H2 S 0.5SO2 0.25S6 H2 O5.3 催化剂用量确定r H 31000J /(molH2 S)主反应 S6 生成反应动力学方程为：-307705550P0 5 -1025.87eP0 25 P6.91eRT（P）Tr H2 S S 02S6H2O (1 0.338P)2H2O为了在误差允许的范围下简便计算反应速率过程，本项目组在查阅大量文献后得出，Claus 催化反应器的床层压降很小

21、，因此在该反应器的设计中可忽略床层压降带来的影响。计算步骤如下：以 H2S 为关键物质 A惰性组分 CO2 以 I 表示反应式简化为：13A 0.5B 0.25C Dr H 31000J /(molA)根据公式 dm FA0 进行物料dxrA，x *（- H (T ) ） * CP *TRCPi *T0 进行热量根据公式T ，rRi * x * iCPiCP式中：30 .677 12 .407x 0 .5955630 .677 CP 0.25* C CC 0.5* CPPPPCDAB * CCFFI 0A0iCPiPB0CPPFFABIA0 39.270 0.5*49.784 0.1364*4

22、8.568 70.7845J *mol-1 * -1TR=298K利用 polymath 进行模拟：d(m)/d(x)=fao/rr=k*(pa*pb0.5-K1*pd*pc0.25)/(1+K2*pd)2) k=6.91*exp(-30770/R/T)K1=1025.87*exp(-5550/T)K2=0.338pa=0.001*cao*R*To*(1-x)/(1-0.1528*x) pb=0.001*0.5*cao*R*To*(1-x)/(1-0.1528*x) pc=0.001*cao*R*To*0.25*x/(1-0.1528*x) pd=0.001*cao*R*To*x/(1-0.1

23、528*x)T=(30584.6125*x To=483.15 R=8.314 fao=30.677cao=21.635.76)/(70.7845-16.6155*x)+273.1514m(0)=0 x(0)=0 x(f)=0.59556由图 5-1 得催化剂填充量：363kg图 5-1 polymath 模拟结果5.4 反应器尺寸计算V反应器总体积，m3VR催化剂填充量，m3VON原料气体体积流量，m3/hSV体积空速，h-1273 1 .4V 1417 .92 1122m 3.0/ hON210 2731催化剂填充量， kg363kgV 0.58m 3R催化剂堆密度， kg/m 3620k

24、g/m3 VON 1934.5h-1SVVR15催化剂一般装填整个反应器的 50%-70%，此处选取 50%装填量：反应器总体积为：V VR 1.160.5m3通过参考大量文献，发现该类反应器长径比为3：1，于是取反应器长径比为3：1，：D（ ）3D 1.1622D=0.79m，圆整到：D=0.8m则L=3D=2.4m5.5 反应器床层压降p压力，Pafm修正的摩擦系数流体密度， kg/m3b 床层空隙率H床层高度，m流体绝对黏度，pasu0空塔线速 m/sdp催化剂颗粒直径，mma，b系数，采用 Ergun值，a=1.75，b=150pHu02 1b=fm()dpbfm=a+b( 1b )R

25、eRe dpu0S 3* 0.6 1.8m2H 0.58 1.8 0.32m16 0.006*1.56* 0.22105.6Re1.95*1051 0.5) 2.46f 1.75 150*(105.6m1.56* 0.2221- 0.5p 0.32* 2.46*） 10.0Pa*（0.0060.5反应温度和反应压力的优化反应温度的选择利用 Aspen Plus 做 H2S 的转化率对反应器温度灵敏度分析，设置温度范围为 100300，到分析结果：图 5-2反应温度与 H2S 转化率的关系由于 Claus 催化反应为主要生成硫的可逆放热反应，从热力学角度考虑降低操作温度，对平衡转化率有利，由图

26、5-2 可知，当反应器温度为 125时，H2S 的转化率最高，随着反应温度的上升，H2S 的转化率逐渐下降，但是考虑到硫的温度为 160，通常催化剂上沉积元素硫会降低催化剂活性。所以目前普遍认同，操作温度要保证在硫以上至少 30，另外，Claus 反应受催化剂上的活性中心的扩散控制，从动力学角度出发，又不能使温度太低。通常，在 Claus 催化反应中，还需要提高温度以促使反应炉内生成的有机硫化物（主要为 COS、CS2）水解，所以为了提高总硫收率，第一级反应器的温度一般取 250，第二、三级反应器取 210，而在本工艺流程中是以深度脱硫工段解吸出的 SO2 气体与总厂 H2S 废气直接进行 C

27、laus 催化反应，没有经过17Claus 的热反应阶段，所以不需考虑热反应阶段的副产物COS，CS2 等其他有机硫化物在催化剂床层上发生水解反应。综上所述，选择反应器温度为 210。5.6.2 反应压力的选择根据 Aspen Plus 做 H2S 的转化率对反应器压力的灵敏度分析，设置压力范围为 1-10atm，到分析结果：图 5-3反应压力与 H2S 转化率的关系由图 5-3 可知，随着反应压力的增加，H2S 的转化率先增后减，在 4.8atm 处，转化率达到最大，但是考虑到：（1）减小酸性气的性，减缓设备的腐蚀速度，增大对设备的控制性，应降低硫磺回收工段的系统压力。（2）无论在煤化工还是

28、石油化工装置中，Claus 硫磺回收装置都属于下游装置，自总厂来的 H2S 酸性气经 MDEA 溶液解吸后的再生压力本来就很低（大1atm 左右），若是增压至 4.8atm，则会增大空气鼓风机的动能消耗。不利于节约。综上所述，反应器的操作压力选择为 1.4atm。5.7 各级反应器设计参数汇总1819项目符号含义数值一级 反应器Wcatkg催化剂装填总质量316.2catkg / m3催化剂颗粒密度1240/床层空隙率0.5VONm3 / h进料体积流率1122.0Dm内径0.8Lm2.4二级 反应器Wcatkg催化剂装填总质量316.2catkg / m3催化剂颗粒密度1240/床层空隙率0

29、.5VONm3 / h进料体积流率528.6Dm内径0.8Lm2.4三级 反应器Wcatkg催化剂装填总质量3924.7catkg / m3催化剂颗粒密度1240/床层空隙率0.3VONm3 / h进料体积流率443.0Dm内径1.6Lm4.8第六章 反应器反应器管口设计进口管设计结构设计根据基础数据可知进料流量为 0.394m3/s，根据化工原理一书得常见原料气体管内常用的流速范围见表 6-1：表 6-1 某些流体在管中所用流速范围由于进料是 H2S 和 SO2 的混合气体，且压力为 1.4 个大气压，所以取流速为10m/s，由公式知0.394 4 3.1410d 0.224m对于计算出来的

30、管径为 0.224m，因此采用 DN250 的6.1.2 出口管设计作为进料管。根据基础数据可知进料流量为 0.633m3/s，再根据0.633 43.1410d 0.284m对于计算出来的管径为 0.284m，因此采用 DN300 的6.2 气体预分布器本反应器是卧式固定床绝热反应器，对于气体分布装置的性能要求较高，由作为出料管。于气体流速随流通截面的变化而改变，如果气体分布器的设计不够理想，则气流分布不均匀，催化剂的利用便不充分。本项目采用一个低压降的半管式气体分布器，如图 6-1 所示，该气体分布器包括进料主管、分布环管和多个分布支管，进料主管的直径为 80mm，其上端用于连接固定床反应

31、器的进口管，进料主管的下204Vu4Vu流体及类型流速范围（m/s）水及低浓度液体（1105Pa1106Pa)1.53.0工业供水（81105Pa 以下）1.53.0饱和蒸汽2040低压空气1215一般气体（0.3MPa）812一般气体（0.30.6MPa）1020端封闭，管壁上设置有沿其间隔布置的多个出料口，分布环管呈围绕所述进料主管的中心轴线设置的圆环形，其直径为 420mm，壁上设置有多个进料口，每个分布支管的一端连接于一个出料口，另一端连接于对应的一个进料口，能够实现气体更均匀地分配。图 6-1 半管式气体分布器6.3 反应器换热方式Claus 工段的换热方式主要是在每一级 Claus

32、 催化反应器前设置一个预热器，在每一级 Claus 催化反应器后设置一个硫冷凝器，流程大致可表述为由深度脱硫工段解吸的富集的 SO2 气体与总厂 H2S 废气混合预热，进入一级 Claus 催化反应器，一级硫冷凝器，急冷塔，冷凝下来的液硫进入硫池；混合气再经过预热，进入二级反应器，二级硫冷凝器，冷凝后进入硫池，最后混合气再进入三级 Claus反应器，三级硫冷凝器，冷凝后进入硫池。项目组创新性地在第一级 Claus 反应器后还增设了急冷塔以分离反应过程中生成的水蒸气，提高硫磺回收率。模拟结果如下：（按流程顺序列出）21项目数值一级反应器进口温度21022一级反应器出口温度579.8一级硫冷凝器出

33、口温度160急冷塔出口温度36.1二级反应器进口温度210二级反应器出口温度540.7二级硫冷凝器出口温度163.2三级反应器进口温度185三级反应器出口温度366.4三级硫冷凝器出口温度144.7第七章 控制系统一级 Claus 反应器是一个卧式绝热固定床反应器。进料气体其一为前一工段富集净化后的高纯度二氧化硫气体，其二为镇海炼化总厂提供的硫化氢废气。反应器进料温度为 210、出口温度为 580，反应器为绝热控制，只需要开车时提供反应温度，稳定后该反应自身放热，无需外加热源供热。最优床层温度为350，最佳反应压力为 0.14MPa。一级 Claus 反应器总体控制方案如图 7-1 所示：图

34、7-1 一级 Claus 反应器总体控制图a、反应器进料气流量及温度控制对于 Claus 工艺，两种所需要的原料气均为有害气体，对环境有危害，因此要严格控制其比例，使得原料气能按照设计比例进行充分反应，减少由于原料配比不合理而造成的二次废气产生。由于二氧化硫原料气是第一工段的产物，因此其流量不便于控制，同时另一种原料硫化氢气体是一种排放标准更为严格的气体。基于上述特点，在设计 Claus 反应器的原料配比控制方案时，本项目采用了单闭环比值控制。同时，为了满足催化剂床层到达最优反应温度，需要将原料气预热到 210，采用流股间换热，使用二级 Claus 反应器后的高温气体为一级 Claus反应器原

35、料气预热。具体如图 7-2 所示：23图 7-2 反应器进料气流量及进口温度控制示意图b、反应器压力及出口气体流量控制反应器具有最优压力 0.14MPa，因此需要控制反应器压力，以反应器出口气体流量作为被控变量，调节反应器出口气量，维持反应器处于最优操作压力。具体如图 7-3 所示：图 7-3 反应器进料气温度控制示意图24第八章 反应器校核8.1 概述本项目选用卧式绝热固定床反应器，主反应是可逆放热反应，所以不需使用外置夹套，只需做好普通保温即可，故在此不作夹套的机械强度设计及校核，以下校核以一级反应器为例。8.2 SW6-2011 反应器机械强度校核25Claus 一级反应器计算浙江工业大

36、学 Duckd 团队计算条件简图设计压力p0.2MPa设计温度t700筒体材料名称S30408封头材料名称S30408封头型式椭圆形筒体内直径 Di800mm筒体长度L2400mm筒体名义厚度 n10mm支座垫板名义厚度 rnmm筒体厚度附加量C2.3mm腐蚀裕量C12mm筒体焊接接头系数1封头名义厚度hn10mm封头厚度附加量Ch2.3mm鞍座材料名称鞍座宽度bmm鞍座包角支座形心至封头切线距离Amm鞍座高度 Hmm烈度度26内压圆筒校核计算浙江工业大学 Duck计算所依据的标准GB 150.3-2011计算条件筒体简图计算压力 Pc0.20MPa设计温度 t700.00C内径 Di800.

37、00mm材料S30408( 板材 )试验温度许用应力 137.00MPa设计温度许用应力 t27.00MPa试验温度下屈服点 s205.00MPa钢板负偏差 C10.30mm腐蚀裕量 C22.00mm焊接接头系数 1.00厚度及重量计算计算厚度Pc Di = 2t Pc= 2.97mm有效厚度e =n - C1- C2= 7.70mm名义厚度n =10.00mm重量479.40Kg压力试验时应力校核压力试验类型试验试验压力值PT = 1.25P =0.2500(或由用户输入)tMPa压力试验允许通过的应力水平 TT 0.90 s =184.50MPa试验压力下圆筒的应力T = pT .( Di

38、 e ) = 13.112e .MPa校核条件T T校核结果合格压力及应力计算最大允许工作压力2e t Pw=( Di e ) = 0.51480MPa设计温度下计算应力Pc ( Di e )t =2= 10.49eMPat27.00MPa校核条件tt结论合格27左封头计算计算浙江工业大学 Duckd计算所依据的标准GB 150.3-2011计算条件椭圆封头简图计算压力 Pc0.20MPa设计温度 t700.00C内径 Di800.00mm曲面深度 hi225.00mm材料S30408(板材)设计温度许用应力 t27.00MPa试验温度许用应力 137.00MPa钢板负偏差 C10.30mm腐

39、蚀裕量 C22.00mm焊接接头系数 1.00压力试验时应力校核压力试验类型试验试验压力值PT = 1.25Pc = 0.2500(或由用户输入)tMPa压力试验允许通过的应力tT 0.90 s =184.50MPa试验压力下封头的应力T = pT .(KDi 0.5e ) = 11.232e .MPa校核条件T T校核结果合格厚度及重量计算形状系数K = 1 D 2 = 0.86012 i 6 2h i 计算厚度KPc Dih = 2t 0.5 Pc= 2.55mm有效厚度eh =nh - C1- C2= 7.70mm最小厚度min = 2.00mm名义厚度nh = 10.00mm结论满足最小厚度要求重量62.59Kg压 力 计 算最大允许工作压力2tePw=KDi 0.5e = 0.60094MPa结论合格28右封头计算计算浙江工业大学 Duckd计算所依据的标准GB 150.3-2011计算条件椭圆封头简图计算压力 Pc0.20MPa设计温度 t700.00C内径 Di800.00mm曲面深度 hi225.00mm材料S30408(板材)设计温度许用应力 t27.00MPa试验温度许用应力 137.00MPa钢板负偏差 C10.30mm腐蚀裕量 C22.00mm焊接接头系数 1.00压力试验时应力校核