課程設(shè)計(jì)---酒精回收設(shè)備中的蒸餾釜設(shè)計(jì)

1、<p><b>　　能源與安全工程學(xué)院</b></p><p><b>　　課程設(shè)計(jì)說明書</b></p><p>　　課 程 名 稱: 酒精回收設(shè)備中的蒸餾釜設(shè)計(jì)</p><p>　　年級(jí)/專業(yè)/班: 09安全工程2班</p><p>　　報(bào) 告 人： </p>&l

2、t;p>　　開 始 時(shí) 間: 2012年 6 月 1 日</p><p>　　完 成 時(shí) 間: 2012年 6 月20日</p><p><b>　　指導(dǎo)教師簽名：</b></p><p>　　課 程 設(shè) 計(jì) 任 務(wù) 書</p><p>　　系 專業(yè) 班

3、 學(xué)生 </p><p>　　課程設(shè)計(jì)題目： </p><p>　　課程設(shè)計(jì)工作自 2012 年 6 月 4 日起 2012 年 6 月 17 日止</p><p>　　課程設(shè)計(jì)的內(nèi)容及要求：</p><p>　　一）基本工藝參

4、數(shù) 主要設(shè)計(jì)參數(shù)</p><p><b>　　二）學(xué)生完成的工作</b></p><p>　　總裝備圖一張（1號(hào)圖紙）</p><p>　　要求：圖面布局合理，表達(dá)清晰，字跡工整，有標(biāo)題欄、技術(shù)要求、技術(shù)特性表、管口表</p><p>　　由指導(dǎo)老師指定零件圖一張（要

5、求同上）</p><p><b>　　設(shè)計(jì)說明書一份</b></p><p>　　（1）根據(jù)工藝參數(shù)選定容器及夾套尺寸（包括直徑、厚度、夾套與容器間距及連接尺寸，保證有足夠的傳熱面積）。</p><p>　?。?）容器的強(qiáng)度設(shè)計(jì)</p><p>　　a.筒體強(qiáng)度及穩(wěn)定性設(shè)計(jì)</p><p>　　b

6、.封頭強(qiáng)度及穩(wěn)定性設(shè)計(jì)</p><p>　　（3）夾套罐壁厚設(shè)計(jì)</p><p><b>　　a.筒體部分設(shè)計(jì)</b></p><p><b>　　b.封頭部分設(shè)計(jì)</b></p><p>　?。?）夾套折邊焊逢強(qiáng)度校核</p><p><b>　?。?）開孔補(bǔ)強(qiáng)設(shè)

7、計(jì)</b></p><p>　?。?）水壓力試驗(yàn)設(shè)計(jì)</p><p>　　夾套罐使用說明書一份</p><p><b>　　四、參考資料</b></p><p>　　1、《壓力容器設(shè)計(jì)手冊(cè)》</p><p>　　2、《壓力容器與化工設(shè)備實(shí)用手冊(cè) 上冊(cè)》</p><p

8、>　　3、《壓力容器與化工設(shè)備實(shí)用手冊(cè) 下冊(cè)》</p><p>　　4、《鍋爐壓力容器》</p><p>　　5、《壓力容器標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范匯編》</p><p>　　指導(dǎo)教師： </p><p>　　負(fù)責(zé)教師： </p><p>　　學(xué)生簽

9、名： </p><p><b>　　目 錄</b></p><p><b>　　一、前言1</b></p><p>　　二、設(shè)計(jì)參數(shù)選取1</p><p>　　2.1工藝參數(shù)確定1</p><p>　　2.1.1設(shè)計(jì)壓力1&l

10、t;/p><p>　　2.1.2設(shè)計(jì)溫度2</p><p>　　2.1.3材料選取2</p><p>　　2.2幾何參數(shù)確定2</p><p>　　2.2.1罐體及封頭參數(shù)2</p><p>　　2.2.2罐體高度及體積3</p><p>　　2.2.3夾套選取及高度計(jì)算3</p&

11、gt;<p>　　2.2.4法蘭借口尺寸確定4</p><p>　　三、容器強(qiáng)度設(shè)計(jì)6</p><p>　　3.1釜體強(qiáng)度計(jì)算6</p><p>　　3.1.1釜體內(nèi)壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)7</p><p>　　3.1.2釜體外壓穩(wěn)定性設(shè)計(jì)8</p><p>　　3.2夾套強(qiáng)度計(jì)算9</p>

12、<p>　　3.2.1夾套筒體強(qiáng)度設(shè)計(jì)9</p><p>　　3.2.2夾套封頭強(qiáng)度設(shè)計(jì)10</p><p>　　3.2.3設(shè)計(jì)壁厚校核10</p><p>　　四、罐體與夾套連接處的剪切強(qiáng)度設(shè)計(jì)11</p><p>　　4.1罐體負(fù)荷計(jì)算11</p><p>　　4.1.1罐體質(zhì)量11<

13、/p><p>　　4.1.2介質(zhì)質(zhì)量11</p><p>　　4.1.3法蘭及其他附件質(zhì)量11</p><p>　　4.2焊縫連接處剪切應(yīng)力校核11</p><p>　　五、開孔補(bǔ)強(qiáng)設(shè)計(jì)11</p><p>　　5.1攪拌器連接口補(bǔ)強(qiáng)面積計(jì)算12</p><p>　　5.2進(jìn)料口、出料口補(bǔ)

14、強(qiáng)面積計(jì)算13</p><p>　　5.3冷凝出口補(bǔ)強(qiáng)面積計(jì)算14</p><p>　　5.4視鏡補(bǔ)強(qiáng)面積計(jì)算15</p><p>　　六、水壓試驗(yàn)設(shè)計(jì)16</p><p>　　6.1釜體水壓試驗(yàn)校核16</p><p>　　6.2夾套水壓試驗(yàn)校核16</p><p><b&g

15、t;　　七、支座選取17</b></p><p><b>　　八、結(jié)束語18</b></p><p><b>　　一、前言</b></p><p>　　酒精工業(yè)是基礎(chǔ)的原料工業(yè)，酒精作為一種良好的容積，廣泛的應(yīng)用在化工、制藥、輕工等行業(yè)中。中國酒精工業(yè)的發(fā)展已有近百年的歷史，但工業(yè)基礎(chǔ)十分薄弱，建國后，隨著

16、國民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和白酒液態(tài)法生產(chǎn)法的推廣，酒精工業(yè)進(jìn)入嶄新的發(fā)展階段。</p><p>　　近幾年，隨著制藥行業(yè)突飛猛進(jìn)的發(fā)展，生產(chǎn)規(guī)模不斷擴(kuò)大，由于在中藥成藥的生產(chǎn)過程中，經(jīng)常利用酒提或水煮醇沉提取其中的有效成分，所以乙醇的用量也在不斷上升，然而酒精使用后其濃度往往由原來的95％降低到20-80％，且含有多種雜質(zhì)，難以直接回用。這些廢酒精若直接排放，則會(huì)造成危險(xiǎn)和環(huán)境污染；若將它們回收精制，則會(huì)變廢為寶，產(chǎn)生巨大

17、的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。然而多數(shù)藥廠利用的酒精回收裝置技術(shù)落后，排放廢液中酒精含量依然在5-10％，甚至高達(dá)30％，造成的環(huán)境污染和浪費(fèi)依然非常嚴(yán)重。對(duì)此，國內(nèi)外專家采用新型高效化工分離技術(shù)設(shè)計(jì)了高效酒精回收塔，在實(shí)際應(yīng)用中達(dá)到了很高的技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)。</p><p>　　本課程設(shè)計(jì)就針對(duì)高效酒精回收塔中的蒸餾釜（夾套罐）進(jìn)行設(shè)計(jì)，該裝置罐體上設(shè)置有進(jìn)料口、出料口、攪拌器孔、觀察孔、溫度計(jì)口、壓力表口、安全閥等工藝接

18、口，在夾套上部設(shè)置有兩個(gè)蒸氣進(jìn)口，夾套底部設(shè)置一個(gè)冷凝水出口。高溫水蒸氣通過進(jìn)口進(jìn)入夾套后，對(duì)罐體內(nèi)含酒精的廢液進(jìn)行加熱，使沸點(diǎn)比較低的酒精先從溶液中蒸發(fā)，進(jìn)行提純，夾套內(nèi)的蒸氣冷凝成水后經(jīng)冷凝水出口流出。</p><p><b>　　二、設(shè)計(jì)參數(shù)選取</b></p><p><b>　　2.1工藝參數(shù)確定</b></p><

19、p><b>　　2.1.1設(shè)計(jì)壓力</b></p><p>　　設(shè)計(jì)壓力是指設(shè)定的容器頂部的最高壓力，與相應(yīng)的設(shè)計(jì)溫度一起作為設(shè)計(jì)載荷條件。設(shè)計(jì)壓力不同于容器的工作壓力，工作壓力由工藝過程決定，將容器正常操作情況下容器頂部可能出現(xiàn)的最高工作壓力稱為容器的最大工作壓力，用pw表示。裝有安全閥的容器，其設(shè)計(jì)壓力不得低于安全閥的開啟壓力，安全閥的開啟壓力pk是根據(jù)容器最大工作壓力pw調(diào)定的，

20、據(jù)此，容器的設(shè)計(jì)壓力可取。</p><p>　　設(shè)計(jì)中取，求得罐內(nèi)和夾套內(nèi)的設(shè)計(jì)壓力分別為：</p><p><b>　　2.1.2設(shè)計(jì)溫度</b></p><p>　　設(shè)計(jì)溫度是指容器在正常操作情況，在相應(yīng)設(shè)計(jì)壓力下，設(shè)定的受壓元件的金屬溫度，其值不得低于容器工作時(shí)器壁金屬可能達(dá)到的最高溫度。</p><p>　　根據(jù)

21、容器罐內(nèi)的介質(zhì)確定罐內(nèi)的工作溫度大約為100℃；正常工作時(shí)夾套內(nèi)水蒸氣的絕對(duì)壓力，查表得夾套內(nèi)的工作溫度約為167.4℃；圓整后確定蒸餾釜的設(shè)計(jì)溫度為200℃。</p><p><b>　　2.1.3材料選取</b></p><p>　　雖然該蒸餾釜內(nèi)的介質(zhì)為酒精和水，其腐蝕性不是很大，但考慮到設(shè)備的使用年限，因此選用SUS304（0Cr18Ni9）號(hào)不銹鋼，該號(hào)鋼材

22、厚度為2～60mm，鋼板標(biāo)準(zhǔn)為GB 4237，σb=520MPa，σs=205MPa，鋼板在100℃時(shí)的許用應(yīng)力σb=114MPa，在200℃時(shí)的許用應(yīng)力為σb=96MPa。</p><p><b>　　2.2幾何參數(shù)確定</b></p><p>　　該蒸餾釜有罐體和夾套兩部分組成，底部采用支撐式支座。罐體由豎直圓筒和上下兩個(gè)封頭組成；罐體外面有一個(gè)比罐體稍大的夾套容

23、器，與罐體形成500mm左右的間隔，上部在適當(dāng)高度采用圓弧過渡機(jī)構(gòu)與罐體連接。</p><p>　　2.2.1罐體及封頭參數(shù)</p><p>　　為了便于收集與卸除設(shè)備中的蒸餾廢液，設(shè)計(jì)中罐體下封頭選取廣泛應(yīng)用于許多化工設(shè)備(如蒸發(fā)器、噴霧干燥器、結(jié)晶器及沉降器等)底蓋的帶折邊錐形封頭；上封頭選取應(yīng)力分布比較勻稱的標(biāo)準(zhǔn)橢球形封頭。</p><p>　　每次操作需要填

24、裝的物料量稱為裝料量，用V0表示，確定筒體全容積V應(yīng)以V0為基礎(chǔ)，，其中η為裝料系數(shù)，η的大小取決于物料的性質(zhì)。由于容器內(nèi)介質(zhì)含有多種雜質(zhì)，蒸餾過程中可能會(huì)產(chǎn)生泡沫，因此裝料系數(shù)取η=0.7。對(duì)于反應(yīng)物料為液-液類型的設(shè)備，筒體高度與直徑比為1.0～1.3，設(shè)計(jì)中綜合考慮攪拌器功率和傳熱效果等因素，釜體的長徑比取</p><p><b>　　則容器的全容積</b></p>&l

25、t;p><b>　　筒體直徑為</b></p><p>　　根據(jù)圓筒的內(nèi)徑標(biāo)準(zhǔn)系列圓整后，取公稱直徑Di=1300mm。</p><p>　　由已知筒體的內(nèi)徑，選定封頭的尺寸如表2-1所示：</p><p><b>　　表2-1 封頭尺寸</b></p><p>　　注：封頭的總深度已包含直邊

26、高度h0=25mm。</p><p>　　由封頭的尺寸可確定筒體的實(shí)際高度為：</p><p>　　2.2.2罐體高度及體積</p><p>　　罐體的高度（體積）包括筒體的高度（體積）和兩個(gè)封頭的高度（體積），其中筒體的體積；則：</p><p><b>　　罐體的高度</b></p><p>

27、<b>　　罐體的體積</b></p><p>　　2.2.3夾套選取及高度計(jì)算</p><p>　　考慮到傳熱充分，且夾套直徑必然大于筒體直徑，選取圓筒內(nèi)徑標(biāo)準(zhǔn)系列中公稱直徑Di=1400mm的夾套進(jìn)行設(shè)計(jì)，其夾套封頭的尺寸如表2-2所示：</p><p>　　表2-2 夾套封頭尺寸</p><p>　　根據(jù)罐體內(nèi)溶液

28、的高度來確定夾套的高度，實(shí)際的夾套位置略低于罐內(nèi)溶液高度10～20mm，設(shè)計(jì)中選取20mm。</p><p>　　罐體內(nèi)酒精的高度；則夾套高度。</p><p>　　校核傳熱面積（其中為筒體封頭內(nèi)表面積），符合傳熱面積不小于5.34m2的工藝要求。</p><p>　　2.2.4法蘭借口尺寸確定</p><p>　　設(shè)計(jì)中采用板式平焊管法蘭連

29、接，則其連接管的壁厚應(yīng)按管道的壁厚等級(jí)SCH確定，對(duì)于釜體法蘭，圓整后取Sch=5s；夾套法蘭，圓整后取Sch=10s。</p><p>　　（1）攪拌器法蘭孔尺寸</p><p>　　根據(jù)釜體公稱直徑選擇相應(yīng)的攪拌器及規(guī)格，攪拌器的形式選漿式直葉。則攪拌器直徑，根據(jù)HG20593-1997取法蘭公稱通徑DN350mm，公稱壓力PN0.6MPa；如表2-3所示。</p>&l

30、t;p>　　表2-3 攪拌器法蘭規(guī)格</p><p>　　確定接管外徑為377mm，根據(jù)Sch=5s查得，壁厚為4mm，然而該外徑下的無縫鋼管最小壁厚為9mm，因此設(shè)計(jì)選用壁厚為9mm，設(shè)計(jì)長度為100mm的無縫鋼管，理論質(zhì)量為81.67Kg。</p><p><b>　?。?）視鏡規(guī)格尺寸</b></p><p>　　由于釜體內(nèi)工作溫度

31、為100℃，設(shè)計(jì)壓力為0.44MPa，設(shè)計(jì)選用公稱壓力PN10MPa，公稱直徑DN100的帶頸視鏡；其尺寸如表2-4所示。</p><p>　　表2-4 帶頸視鏡尺寸</p><p>　　注：dH×S=103×4。</p><p><b>　?。?）安全閥規(guī)格</b></p><p>　　選擇安全閥時(shí)

32、應(yīng)考慮釜體失效時(shí)夾套中的飽和蒸氣泄漏到釜體中的情況，由此計(jì)算安全閥的排放量，其中d為夾套罐蒸氣入口內(nèi)徑82mm，ρ為飽和蒸氣的密度為7.864Kg/m3。</p><p><b>　　蒸氣流量：</b></p><p>　?。ㄆ渲姓魵庾畲罅魉偌僭O(shè)為20m/s）</p><p>　　初步選擇A48Y-16C用法蘭連接的不封閉帶扳手微啟的彈簧式安全

33、閥，其參數(shù)如表2-5所示。</p><p>　　表2-5 安全閥規(guī)格</p><p>　　注：該安全閥公稱直徑(mm)/喉徑(mm)為80/50。</p><p><b>　　安全閥的排放量</b></p><p>　?。ㄆ渲校?；顯然安全閥的排放量大于蒸氣流量，因此選擇A48Y-16C安全閥符合設(shè)計(jì)要求。</p&g

34、t;<p>　　表2-6 安全閥法蘭尺寸</p><p>　　（4）其他孔口法蘭尺寸</p><p>　　表2-7 其他孔口法蘭規(guī)格</p><p>　　表2-8 連接管參數(shù)</p><p><b>　　三、容器強(qiáng)度設(shè)計(jì)</b></p><p><b>　　3.1釜體強(qiáng)度計(jì)

35、算</b></p><p>　　根據(jù)設(shè)計(jì)壓力容器的實(shí)際情況，容器筒體的縱向焊接接頭和封頭的拼接接頭都采用雙面焊或相當(dāng)于雙面焊的全焊透的焊接接頭，且焊接接頭的無損檢測可采用局部無損探測，因此焊縫系數(shù)φ=0.85。</p><p>　　對(duì)于腐蝕裕度C2，按照有關(guān)規(guī)范規(guī)定：碳素鋼和低合金鋼材料的腐蝕裕量取值不小于1mm，用不銹鋼材料且介質(zhì)的腐蝕性極微時(shí)腐蝕裕量取值可為零。雖然該設(shè)備為

36、不銹鋼材料且介質(zhì)的腐蝕性極微，但使用年限較久（12年），因此腐蝕裕度取C2=1mm。</p><p>　　根據(jù)有關(guān)文獻(xiàn)的試驗(yàn)結(jié)果并參考了國外現(xiàn)行的有關(guān)規(guī)范，對(duì)于內(nèi)壓下的壓力容器，只要加工減薄量未超過壁厚的15%，可以不考慮加工減薄量的影響。因此設(shè)計(jì)加工減薄量C3不予考慮。</p><p>　　3.1.1釜體內(nèi)壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)</p><p>　　釜體內(nèi)的設(shè)計(jì)壓力為0.44

37、MPa，設(shè)計(jì)溫度（200℃）下鋼材的許用應(yīng)力為96MPa。</p><p>　　釜體筒體壁厚計(jì)算如下：</p><p><b>　　計(jì)算壁厚：</b></p><p><b>　　設(shè)計(jì)厚度：</b></p><p>　　名義厚度：（其中C1為鋼板負(fù)偏差）；圓整后，取</p><p

38、><b>　　有效厚度：</b></p><p>　?。?）釜體封頭（標(biāo)準(zhǔn)橢球形封頭）壁厚計(jì)算如下：</p><p>　　計(jì)算壁厚：（其中Y為橢球形封頭的形狀系數(shù)，由于設(shè)計(jì)選用標(biāo)準(zhǔn)橢球形封頭，故其形狀系數(shù)取1）；顯然該封頭的設(shè)計(jì)厚度、名義厚度、有效厚度均與筒體相同。</p><p>　?。?）釜體封頭（錐形封頭）壁厚計(jì)算如下：</p

39、><p>　　由于該錐形封頭的小端直徑不超過大端直徑的四分之一，且整個(gè)封頭取同一厚度，因此封頭的計(jì)算壁厚：</p><p>　　（其中f為橢球形封頭的形狀系數(shù)，）</p><p><b>　　設(shè)計(jì)厚度：</b></p><p>　　名義厚度：（其中C1為鋼板負(fù)偏差）；圓整后，取</p><p><

40、;b>　　有效厚度：</b></p><p>　　3.1.2釜體外壓穩(wěn)定性設(shè)計(jì)</p><p>　?。?）筒體外壓穩(wěn)定性設(shè)計(jì)</p><p>　　假設(shè)筒體的名義厚度，查表得鋼板的負(fù)偏差C1=0.5mm，腐蝕裕度C2=1mm，則筒體外徑。</p><p><b>　　有效厚度</b></p>

41、<p><b>　　筒體的計(jì)算長度</b></p><p><b>　　于是；</b></p><p>　　根據(jù)外壓或軸向受壓圓筒幾何參數(shù)計(jì)算圖可得系數(shù)A=0.00031；再由外壓圓筒、管子和球殼厚度計(jì)算圖查得系數(shù)B=38；則筒體的許用壓力為：</p><p>　　，故須重新假設(shè)壁厚δn。</p>

42、<p>　　重新假設(shè)，按照上述計(jì)算，可得：</p><p>　　，（其中負(fù)偏差C1=0.8mm）；</p><p>　　，；查表得A=0.0013，B=70MPa，故，依然不符合要求，考慮到經(jīng)濟(jì)成本條件，設(shè)計(jì)采用在此基礎(chǔ)上設(shè)置一個(gè)加強(qiáng)圈（如右圖），則計(jì)算長度L=468mm。</p><p><b>　　于是；</b></p&g

43、t;<p>　　查表并用直線內(nèi)插法計(jì)算得到A=0.0028，B=90MPa</p><p>　　故許用外壓力，大于設(shè)計(jì)壓力p=0.66MPa，且兩者較接近；因此，外壓筒體名義厚度按設(shè)計(jì)，并設(shè)置加強(qiáng)圈。</p><p><b>　　封頭外壓穩(wěn)定性設(shè)計(jì)</b></p><p>　　為保證封頭與筒體連接處的穩(wěn)定性，在封頭大端和小端分別設(shè)

44、置加強(qiáng)圈。將外壓錐形封頭轉(zhuǎn)化為“當(dāng)量圓筒”，則當(dāng)量圓筒的外徑為：</p><p>　　當(dāng)量圓筒的當(dāng)量長度為：（其中，DS為夾套小端與筒體連接圓的直徑，取350mm）</p><p>　　按照筒體的外壓穩(wěn)定性設(shè)計(jì)，假設(shè)封頭的名義厚度，查表得鋼板的負(fù)偏差C1=0.8mm，腐蝕裕度C2=1mm，則當(dāng)量筒體外徑。</p><p><b>　　有效厚度</b&

45、gt;</p><p><b>　　于是；（其中）</b></p><p>　　根據(jù)外壓或軸向受壓圓筒幾何參數(shù)計(jì)算圖可得系數(shù)A=0.0084；再由外壓圓筒、管子和球殼厚度計(jì)算圖查得系數(shù)B=100；則筒體的許用壓力為：</p><p>　　，大于設(shè)計(jì)壓力p=0.66MPa，且兩者較接近。</p><p>　　綜上可得：設(shè)計(jì)

46、時(shí)釜體筒體名義厚度取，并設(shè)置加強(qiáng)圈；釜體封頭名義厚度。</p><p><b>　　3.2夾套強(qiáng)度計(jì)算</b></p><p>　　3.2.1夾套筒體強(qiáng)度設(shè)計(jì)</p><p>　　夾套內(nèi)的設(shè)計(jì)壓力為0.66MPa，設(shè)計(jì)溫度（200℃）下鋼材的許用應(yīng)力為96MPa。夾套筒體壁厚計(jì)算如下：</p><p><b>

47、　　計(jì)算壁厚：</b></p><p><b>　　設(shè)計(jì)厚度：</b></p><p>　　名義厚度：（其中C1為鋼板負(fù)偏差）；圓整后，取</p><p><b>　　有效厚度：</b></p><p>　　3.2.2夾套封頭強(qiáng)度設(shè)計(jì)</p><p>　　夾套錐形

48、封頭壁厚計(jì)算如下：</p><p>　　計(jì)算壁厚：（其中f為橢球形封頭的形狀系數(shù)，）</p><p><b>　　設(shè)計(jì)厚度：</b></p><p>　　名義厚度：（其中C1為鋼板負(fù)偏差）；圓整后，為了便于筒體和封頭的連接，取</p><p><b>　　有效厚度：</b></p>&

49、lt;p>　　3.2.3設(shè)計(jì)壁厚校核</p><p>　　設(shè)計(jì)中夾套筒體和夾套封頭名義厚度都設(shè)置為，對(duì)壁厚進(jìn)行應(yīng)力校核：</p><p><b>　　夾套筒體：</b></p><p><b>　　夾套封頭：；</b></p><p>　　由此，夾套筒體和夾套封頭的名義厚度都取，符合設(shè)計(jì)要求。

50、</p><p>　　四、罐體與夾套連接處的剪切強(qiáng)度設(shè)計(jì)</p><p><b>　　4.1罐體負(fù)荷計(jì)算</b></p><p><b>　　4.1.1罐體質(zhì)量</b></p><p>　　罐體質(zhì)量包括筒體和上下封頭及夾套和封頭。根據(jù)有關(guān)資料可得，公稱直徑為1300mm，壁厚為12mm的圓筒體鋼板的

51、理論質(zhì)量為385.5Kg/m。</p><p>　　罐體的質(zhì)量=G筒體+G封頭=1.117×385.5+300+186.1=916.7kg</p><p>　　夾套質(zhì)量==276×0.854+403.9=639.6kg</p><p><b>　　4.1.2介質(zhì)質(zhì)量</b></p><p>　　釜體內(nèi)

52、介質(zhì)質(zhì)量按全部被水充滿來計(jì)算，則釜體內(nèi)溶液質(zhì)量</p><p><b>　　夾套內(nèi)水蒸氣總質(zhì)量</b></p><p>　　4.1.3法蘭及其他附件質(zhì)量</p><p>　　由表2-3～表2-7可得法蘭及其他付檢的總質(zhì)量為106.8Kg。</p><p>　　綜上可得，罐體的總負(fù)荷為4612.6Kg。</p>

53、<p>　　4.2焊縫連接處剪切應(yīng)力校核</p><p>　?。?）焊縫連接處環(huán)形面積計(jì)算</p><p>　　環(huán)形面積（其中，焊縫高度取夾套厚度的2倍為16mm）</p><p>　?。?）焊縫連接處剪切應(yīng)力校核</p><p><b>　　焊縫連接處剪切應(yīng)力</b></p><p&g

54、t;　　最大許用應(yīng)力；顯然；故校核通過。</p><p><b>　　五、開孔補(bǔ)強(qiáng)設(shè)計(jì)</b></p><p>　　按照有關(guān)規(guī)定，容器在如下要求時(shí)可以不進(jìn)行補(bǔ)強(qiáng)：</p><p>　　a.設(shè)計(jì)壓力≤2.5MPa;</p><p>　　b.兩相鄰開孔的中心間距（對(duì)曲面間距以弧長計(jì)算）應(yīng)不小于兩孔直徑之和的兩倍；</p

55、><p>　　c.接管公稱外徑≤89mm；</p><p>　　d.接管最小壁厚滿足表5-1的要求：</p><p>　　表5-1 接管最小壁厚條件（mm)</p><p>　　綜合以上條件并結(jié)合實(shí)際設(shè)計(jì)，攪拌器連接口、視鏡、進(jìn)料口、出料口、冷凝水出口需要進(jìn)行補(bǔ)強(qiáng)計(jì)算。</p><p>　　5.1攪拌器連接口補(bǔ)強(qiáng)面積計(jì)算&

56、lt;/p><p>　　筒體名義厚度，SUS304鋼板在100℃時(shí)許用應(yīng)力</p><p>　?。?）因開孔而削弱的金屬截面積(A)</p><p><b>　　筒體計(jì)算壁厚</b></p><p><b>　　接管直徑</b></p><p>　　罐體內(nèi)徑，設(shè)計(jì)壓力為0.44M

57、Pa，工作溫度為100℃，因殼體與接管采用相同的材料故，其中接管壁厚</p><p><b>　　需要補(bǔ)強(qiáng)面積</b></p><p><b>　?。?）補(bǔ)強(qiáng)面積</b></p><p>　　a.筒體的富裕金屬截面積為：</p><p>　　b.接管的富裕金屬截面積為：</p><

58、;p>　　其中，接管計(jì)算壁厚：</p><p><b>　　外側(cè)有效高度：</b></p><p><b>　　內(nèi)側(cè)有效高度：</b></p><p>　　c.焊縫金屬截面積：</p><p><b>　　d.補(bǔ)強(qiáng)面積</b></p><p>　　

59、因?yàn)?，所以該孔可以不進(jìn)行補(bǔ)強(qiáng)。</p><p>　　5.2進(jìn)料口、出料口補(bǔ)強(qiáng)面積計(jì)算</p><p>　?。?）因開孔而削弱的金屬截面積</p><p>　　筒體計(jì)算壁厚；接管直徑，接管壁厚4.5mm。</p><p><b>　　需要補(bǔ)強(qiáng)的面積：</b></p><p><b>　?。?/p>

60、2）補(bǔ)強(qiáng)面積</b></p><p>　　筒體的富裕金屬截面積為：</p><p>　　接管的富裕金屬截面積為：</p><p>　　其中，接管計(jì)算壁厚：</p><p><b>　　外側(cè)有效高度： </b></p><p><b>　　內(nèi)側(cè)有效高度： </b>&

61、lt;/p><p><b>　　焊縫金屬截面積：</b></p><p><b>　　補(bǔ)強(qiáng)面積</b></p><p>　　因?yàn)椋栽摽卓梢圆贿M(jìn)行補(bǔ)強(qiáng)。</p><p>　　5.3冷凝出口補(bǔ)強(qiáng)面積計(jì)算</p><p>　　（1）因開孔而削弱的金屬截面積</p>&

62、lt;p><b>　　夾套名義厚度；</b></p><p><b>　　夾套計(jì)算壁厚；</b></p><p><b>　　接管直徑</b></p><p><b>　　需要補(bǔ)強(qiáng)面積：</b></p><p><b>　　（2）補(bǔ)強(qiáng)面積&

63、lt;/b></p><p>　　夾套的富裕金屬截面積為：</p><p>　　接管的富裕金屬截面積為：</p><p>　　其中，接管計(jì)算壁厚：</p><p><b>　　外側(cè)有效高度：</b></p><p><b>　　內(nèi)側(cè)有效高度： </b></p>

64、;<p><b>　　焊縫金屬截面積：</b></p><p><b>　　補(bǔ)強(qiáng)面積：</b></p><p>　　因?yàn)?，所以該孔需要補(bǔ)強(qiáng)。</p><p><b>　　則需要補(bǔ)強(qiáng)的面積</b></p><p>　?。?）確定補(bǔ)強(qiáng)圈結(jié)構(gòu)尺寸</p>

65、<p>　　取補(bǔ)強(qiáng)圈厚度與夾套筒體壁厚相同，由可知補(bǔ)強(qiáng)圈外徑D=241.05mm。</p><p>　　5.4視鏡補(bǔ)強(qiáng)面積計(jì)算</p><p>　?。?）因開孔而削弱的金屬截面積</p><p>　　筒體計(jì)算壁厚，結(jié)構(gòu)直徑，接管壁厚。</p><p><b>　　需要補(bǔ)強(qiáng)面積：</b></p>&

66、lt;p><b>　?。?）補(bǔ)強(qiáng)面積</b></p><p>　　筒體的富裕金屬截面積為：</p><p>　　接管的富裕金屬截面積為：</p><p>　　其中，接管計(jì)算壁厚：</p><p><b>　　外側(cè)有效高度：</b></p><p><b>　　

67、內(nèi)側(cè)有效高度：</b></p><p><b>　　焊縫金屬截面積：</b></p><p><b>　　補(bǔ)強(qiáng)面積：</b></p><p>　　因?yàn)椋栽摽卓梢圆贿M(jìn)行補(bǔ)強(qiáng)。</p><p>　　綜上所述，攪拌器連接口、進(jìn)料口、出料口、視鏡都不需要補(bǔ)強(qiáng)，只有冷凝水出口需要補(bǔ)強(qiáng)。<

68、/p><p><b>　　六、水壓試驗(yàn)設(shè)計(jì)</b></p><p>　　6.1釜體水壓試驗(yàn)校核</p><p>　　根據(jù)有關(guān)規(guī)定，壓力容器進(jìn)行液壓試驗(yàn)的壓力為，釜體水壓試驗(yàn)的壓力（其中，為容器元件材料在試驗(yàn)溫度下的許用應(yīng)力，=114MPa）。</p><p>　?。?）釜體筒體水壓試驗(yàn)校核</p><p&

69、gt;　　由于筒體水壓試驗(yàn)壓力（其中筒體的許用應(yīng)力已在3.1.2中算得），因此釜體筒體在水壓試驗(yàn)壓力下的穩(wěn)定性校核通過。</p><p>　　（2）釜體封頭（橢球形）水壓試驗(yàn)校核</p><p>　　由于橢球形封頭在水壓試驗(yàn)下的應(yīng)力</p><p>　　因此釜體封頭（橢球形）在水壓試驗(yàn)壓力下的穩(wěn)定性校核通過。</p><p>　?。?）釜體封

70、頭（錐形）水壓試驗(yàn)校核</p><p>　　由于錐形封頭在水壓試驗(yàn)下的應(yīng)力</p><p>　　因此釜體封頭（錐形）在水壓試驗(yàn)壓力下的穩(wěn)定性校核通過。</p><p>　　6.2夾套水壓試驗(yàn)校核</p><p>　　夾套水壓試驗(yàn)的壓力（其中，為容器元件材料在試驗(yàn)溫度下的許用應(yīng)力，=96MPa）。</p><p>　　（

71、1）夾套筒體水壓試驗(yàn)校核</p><p>　　由于夾套筒體在水壓試驗(yàn)下的應(yīng)力</p><p>　　，因此夾套筒體在水壓試驗(yàn)壓力下的強(qiáng)度不符合要求，需重新設(shè)定夾套筒體名義厚度以達(dá)到強(qiáng)度要求。</p><p>　　假設(shè)夾套筒體名義厚度，則：</p><p>　　，因此夾套筒體名義厚度為12mm時(shí)水壓試驗(yàn)強(qiáng)度符合要求。</p><

72、;p>　?。?）筒體封頭（錐形）水壓試驗(yàn)校核</p><p>　　為使夾套筒體和夾套封頭方便連接，現(xiàn)將筒體封頭的名義厚度設(shè)置為12mm與筒體一致。則，夾套錐形封頭在水壓試驗(yàn)下的應(yīng)力為：</p><p>　　，因此夾套封頭（錐形）在水壓試驗(yàn)壓力下的穩(wěn)定性校核通過。</p><p><b>　　七、支座選取</b></p>&l

73、t;p>　　由罐體的總負(fù)荷4612.6Kg，可確定支座的載荷。設(shè)計(jì)采用結(jié)構(gòu)簡單、輕巧、安裝方便，且在容器下面有較大的操作維修空間的AN型腿式支座（其參數(shù)如表7-1所示）。</p><p>　　表7-1 AN型腿式支座安裝尺寸（mm）</p><p>　　注：δ取圓筒或封頭名義厚度二者中較大值。</p><p><b>　　八、結(jié)束語</b>

74、;</p><p>　　課程設(shè)計(jì)是我們專業(yè)課程知識(shí)綜合應(yīng)用的實(shí)踐訓(xùn)練，這是我們邁向社會(huì)，從事職業(yè)工作前一個(gè)必不少的過程。“千里之行始于足下”，通過這次課程設(shè)計(jì)，我們深深體會(huì)到這句千古名言的真正含義。今天我們認(rèn)真的進(jìn)行課程設(shè)計(jì)，學(xué)會(huì)腳踏實(shí)地邁開這一步，就是為了明天能穩(wěn)健地在社會(huì)大潮中奔跑打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。在對(duì)酒精回收裝置蒸餾釜的設(shè)計(jì)過程中，不僅檢驗(yàn)了所學(xué)習(xí)的知識(shí)，也培養(yǎng)了如何去把握一件事情，如何去做一件事情，又如何完

75、成一件事情。在設(shè)計(jì)過程中，與同學(xué)分工設(shè)計(jì)，和同學(xué)們相互探討，相互學(xué)習(xí)，相互監(jiān)督。學(xué)會(huì)了合作，學(xué)會(huì)了運(yùn)籌帷幄，學(xué)會(huì)了寬容，學(xué)會(huì)了理解，也學(xué)會(huì)了做人與處世。</p><p>　　通過這次壓力容器設(shè)計(jì)，我們感覺在多方面都有所提高。綜合運(yùn)用本專業(yè)所學(xué)課程的理論和生產(chǎn)實(shí)際知識(shí)所進(jìn)行的酒精回收裝置蒸餾釜設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)工作的實(shí)際訓(xùn)練培養(yǎng)和提高了我們能獨(dú)立工作學(xué)習(xí)的能力，鞏固與擴(kuò)充了鍋爐壓力容器安全課程所學(xué)的內(nèi)容，掌握壓力容器設(shè)計(jì)的

76、方法和步驟，了解系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu)，提高了計(jì)算能力，繪圖能力，熟悉了規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)，同時(shí)各科相關(guān)的課程都有了全面的復(fù)習(xí)。</p><p>　　本次課程設(shè)計(jì)是在xx老師的精心指導(dǎo)下，由本組成員相互配合完成的。此設(shè)計(jì)也是我們對(duì)鍋爐壓力容器安全及材料力學(xué)課程所學(xué)知識(shí)的回顧與總結(jié)。在此感謝我們的xx老師，老師嚴(yán)謹(jǐn)細(xì)致、一絲不茍的作風(fēng)一直是我們工作、學(xué)習(xí)中的榜樣；老師循循善誘的教導(dǎo)和不拘一格的思路給予我們無盡的啟迪；這次課程設(shè)計(jì)的

77、每個(gè)步驟都離不開老師您的細(xì)心指導(dǎo)。</p><p>　　最后，由于我們的設(shè)計(jì)能力都很有限，在設(shè)計(jì)過程中難免出現(xiàn)錯(cuò)誤，懇請(qǐng)老師多多指教,我們對(duì)于你的批評(píng)與指正，將萬分感謝。</p><p><b>　　參考文獻(xiàn)：</b></p><p>　　1.劉欣中,李建梅等. 壓力容器、管道元件的公稱壓力和公稱直徑(尺寸)術(shù)語解讀[J].吉林化工學(xué)院學(xué)報(bào),2

78、011,28(5):1-4.</p><p>　　2.劉湘秋.常用壓力容器手冊(cè)[M].北京:機(jī)械工業(yè)出版社,2004.</p><p>　　3.董大勤,袁鳳隱.壓力容器設(shè)計(jì)手冊(cè)[M].北京:化學(xué)工業(yè)出版社,2006.</p><p>　　4.劉清方,吳孟嫻.鍋爐壓力容器安全[M].北京:首都經(jīng)濟(jì)貿(mào)易大學(xué)出版社,2000.</p><p>