生产能力为4200Nm3h甲醇制氢生产装置设计冷凝器设计..pdf

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1、机械与动力工程学院 过程装备与控制工程专业课程设计 设计题目：生产能力为4200m 3/h 甲醇制氢生产装置设计 设 计 人：邱宏伟 指导教师： 班级：过程装备与控制工程07 班 组号： 7（21） 设计时间： 2016年 12 月 20 日2017 年 1 月 14 日 前言 氢气是一种重要的工业用品， 它广泛用于石油、 化工、建材、冶金、电子、医药、 电力、轻工、气象、交通等工业部门和服务部门，由于使用要求的不同，这些部 门对氢气的纯度、 对所含杂质的种类和含量也有着不同的要求。近年来随着中国 改革开放的进程，随着大量高精产品的投产， 对高纯氢气的需求量正在逐渐扩大。 烃类水蒸气转化制氢气

2、是目前世界上应用最普遍的制氢方法，是由巴登苯胺公司 发明并加以利用，英国ICI公司首先实现工业化。这种制氢方法工作压力为 2.0-4.0MPa, 原料适用范围为天然气至干点小于215.6的石脑油。近年来，由 于转化制氢炉型的不断改进。 转化气提纯工艺的不断更新， 烃类水蒸气转化制氢 工艺成为目前生产氢气最经济可靠的途径。 甲醇蒸气转化制氢技术表现出很好的技术经济指标，受到许多国家的重视。 它具 有以下的特点： 1、与大规模天然气、轻油蒸气转化制氢或水煤气制氢比较，投资省，能耗低。 2、与电解水制氢相比，单位氢气成本较低。 3、所用原料甲醇易得，运输储存方便。而且由于所用的原料甲醇纯度高，不需

3、要在净化处理，反应条件温和，流程简单，故易于操作。 4、可以做成组装式或可移动式的装置，操作方便，搬运灵活。 摘要 本次课程设计是设计生产能力为4200m 3/h 甲醇制氢生产装置。 在设计中要 经过工艺设计计算， 典型设备的工艺计算和结构设计，管道设计， 单参数单回路 的自动控制设计，机器选型和技术经济评价等各个环节的基本训练。 在设计过程中综合应用所学的多种专业知识和专业基础知识，同时获得一次 工程设计时间的实际训练。课程设计的知识领域包括化工原理、过程装备设计、 过程机械、 过程装备控制技术及应用、 过程装备成套技术等课程。 本课程设计是 以甲醇制氢装置为模拟设计对象，进行过程装备成套技

4、术的全面训练。 设计包括以下内容和步骤： 1、工艺计算。 2、生产装置工艺设计。 3、设备设计。分组进行。 4、机器选型。 5、设备布置设计。 6、管道布置设计。 7、绘制管道空视图。 8、设计一个单参数、单回路的自动控制方案。 9、对该装置进行技术经济评价。 10、 整理设计计算说明书。 设计任务书 一、题目：生产能力为4200 Nm 3/h 甲醇制氢生产装置。 二、设计参数：生产能为4200Nm 3/h 。 三、计算内容： 1、工艺计算：物料衡算和能量衡算。 2、机器选型计算。 3、设备布置设计计算。 4、管道布置设计计算。 四、图纸清单： 1、物料流程图 2、工艺流程图 3、换热器总装图

5、 4、换热器零件图 5、管道布置图 6、管道空视图 目录 第一章工艺设计 1 1.1. 甲醇制氢物料衡算. . 1 1.1.1依据 . 1 1.1.2投料量计算 1 1.1.3 原料储液槽(V0101). 1 1.1.4换热器 (E0101), 汽化塔 (T0101) 、过热器 (E0102) 1 1.1.5转化器 (R0101) . 1 1.1.6吸收和解析塔. 1 1.2 热量恒算 . 2 1.2.1气化塔顶温度确定 . 2 1.2.2转化器 (R0101) . 2 1.2.3过热器 (E0102) . 3 1.2.4汽化塔 (T0101) . 3 1.2.5换热器 (E0101) . 3

6、 1.2.6冷凝器 (E0103) . 4 2.1. 冷凝器的计算与选型 5 2.1.1.设计任务 . 5 2.1.2.总体设计 . 5 2.1.3.热工计算 . 5 2.1.4 详细结构设计与强度设计 . 11 2.2 结构设计 11 2.2.1 筒体 12 2.2.2封头 . 12 2.2.3管程接管补强计算（按照GB150-1998 等 面 积 补 强 法） 13 2.2.4 壳程接管补强计算（按照GB150-1998 等 面 积 补 强 法） 13 2.2.5 换热管（ GB151-1999 ） 14 2.2.6 折流板（ GB151-1999 ） 14 2.2.7 拉杆（ GB151

7、-1999 ） 15 2.3SW6 软件校核 . 15 2.3.1 固定管板换热器设计计算 15 2.3.2 前端管箱筒体计算 15 2.3.3 前端管箱封头计算 . 15 2.3.4 后端管箱筒体计算 15 2.3.5 后端管箱封头计算 . 15 2.3.7 开孔补强计算 15 2.3.8 延长部分兼作法兰固定式管板 15 第三章机器选型及管道设计 37 3.1 计量泵的选型 37 3.1.1纯水计量泵P0101 选型 37 3.1.2甲醇计量泵P0102 选型 37 已知条件： 37 3.1.6吸收液用泵P0106 选型 38 3.2 管子选型（确定几种主要管道尺寸的方法如下）. 38 3

8、.2.1材料选择 38 3.2.2管子的规格尺寸的确定及必要的保温层设计. 39 3.3 主要管道工艺参数汇总一览表 52 3.4 各部件的选择及管道图 53 3.4.1管道上阀门的选型 . 53 3.4.2管道法兰选型. 54 3.4.3管件选型 54 3.4.4管道仪表流程图. 55 3.4.5管道布置图 55 3.4.6管道空视图 55 第四章自动控制方案设计 . 55 4.1 选择一个单参数自动控制方案 55 4.2 流量控制系统流程图及其控制系统方框图 55 4.3 如何实现控制过程的具体说明 55 第五章经济评价 56 5.1 甲醇制氢装置的投资估算 56 5.1.1 单元设备价格

9、估算 56 5.1.2 总投资估算 . 57 5.2 总成本费用估算与分析 . 57 参考文献 错误！未定义书签。 1 第一章工艺设计 1.1. 甲醇制氢物料衡算 . 1.1.1 依据 甲醇蒸气转化反应方程式： CH3OHCO + 2H2 CO + H2O CO2 + H2 CH3OHF 分解为 CO,转化率 99,CO变换转化率 99, 反应温度 280, 反应压力 为 1. 5 MPa, 醇水投料比 1:1.5(mol)。 1.1.2 投料量计算 代如转化率数据 CH3OH 0.99 CO + 1.98 2H2 +0.01 CH3OH CO + 0.99 H2O 0.99 CO2 + 0.

10、99 H2 + 0.01 CO 合并得到 CH3OH + 0.9801 H2O 0.9801 CO2 + 2.9601 H2 + 0.01 CH3OH+ 0.0099 CO 氢气产量为 : 4200m 3 /h=187.5kmol/h 甲醇投料量为 : 120.536/2.960132=2027.5 kg/h 水投料量为 : 2027.5/321.5 18=1710.3kg/h 1.1.3原料储液槽(V0101) 进 : 甲醇 2027.5 kg/h , 水 1710.3 kg/h 出: 甲醇 2027.5 kg/h , 水 1710.3kg/h 1.1.4 换热器 (E0101), 汽化塔

11、(T0101) 、过热器 (E0102) 没有物流变化 1.1.5 转化器 (R0101) 进 : 甲醇 2027.5kg/h , 水 1710.3 kg/h , 总计 2402.489kg/h 出 : 生成 CO 2 2027.5/320.980144 =2732.032kg/h H 2 2027.5/322.96012 =375.071kg/h CO 2027.5/320.009928 =17.688kg/h 剩余甲醇 2027.5/320.0132 20.271kg/h 剩余水 1710.3-2027.5/320.980118=590.067 kg/h 总计 3737.64kg/h 1.

12、1.6 吸收和解析塔 2 吸收塔的总压为 15MPa, 其中 CO 2 的分压为 0.38 MPa ,操作温度为常温 (25). 此时,每 m 3 吸收液可溶解CO 2 11.77 m 3 .此数据可以在一般化工基础数据手册 中找到，二氯 化碳在碳酸丙烯酯中的溶解度数据见表1 一 l 及表 12。 解吸塔操作压力为0.1MPa, CO 2溶解度为 2.32,则此时吸收塔的吸收能力为 : 11.77-2.32 =9.45 0.4MPa压力下 2 co =pM/RT=0.444/ 0.0082(273.15+25) =7.20kg/ m 3 CO 2 体积量V 2 CO =2732.032/ 7.

13、20=379.89m 3 /h 据此,所需吸收液量为379.89/9.45=39.68 m 3 /h 考虑吸收塔效率以及操作弹性需要,取吸收量为39.68m 3 /h3=119m 3 /h 可知系统压力降至0.1MPa 时,析出 CO 2量为 520m 3 /h=2732kg/h. 7、PSA 系统略. 8、各节点的物料量 综合上面的工艺物料衡算结果,给出物料流程图及各节点的物料量, 1.2 热量恒算 1.2.1 气化塔顶温度确定 要使甲醇完全汽化， 则其气相分率必然是甲醇40%,水 60%(mol), 且已知操作压力 为 1.5MPa,设温度为 T,根据汽液平衡关系有： 0.4p 甲醇 +

14、0.6 p水=1.5MPa 初设 T=170 p 甲醇=2.19MPa; p 水 =0.824MPa p 总 =1.3704MPa 图 25) C “ 0.006052 系数(查图 26) “ 0.0001598 旋转刚度 “ h “ f 12 1 EK 2.677 MPa 注： 28 壳 体 法 兰 材料名称16MnDR壳体法兰厚度 f 0 mm 管板延长部分凸缘外直径Df0 mm 管板延长部分凸缘宽度 bDD ffi () / 20 mm 比值 si / D0.007833 比值 fi / D0 系数C (按s /Di,f”/Di) 查图 25) 0.004741 系数(查图 26)8.6

15、79e-05 旋转刚度 2 2 12 1 s 3 i fi f f f E DbD bE K f 1.463 MPa 系 数 计 算 旋转刚度 ( c 型结构 Kf “ 0) KKK fff “ 4.14 MPa 旋转刚度无量纲参数 K K K f f t 4 0.001593 膨胀节总体轴向刚度 Kex2 N/mm 管板第一弯矩系数m1,(按 K,Kf 查图 27) 0.02527 系数 m KK 1 f 6.018 系数 (按 KtK f 查图 29) G2 1.884 换热管束与不带膨胀节壳体刚度之Q ss t AE naE 2.969 换热管束与带膨胀节壳体刚度之比Q ex E na

16、E AK L E A K L tssex ssex () 6.122e+05 管板第二弯矩系数m2,按K,Q(或Qex) 查 图 28(a) 或 (b) 5.133e+05 管 板 参 数 管板开孔后面积Al A- 0.25 nd 2 2.091e+05 mm 2 管板布管区面积 (三角形布管 ) d 2 t 866.0AnSA (正方形布管 ) d 2 t AnSA 1.827e+05 mm 2 管板布管区当量直径 /4 tt AD482.3 mm 系 系数AA / l 0.7396 系数 l / Ana0.1268 29 数 计 算 系数 s 04 0 6 1. . ()Q3.62 系数(

17、带膨胀节时Qex代替 Q) t04 1 06 1. () . ()Q8.278e+05 管板布管区当量直径与壳体内径之比 itt / DD0.8038 管板周边不布管区无量纲宽度k=K ()1 t 0.5205 30 仅有壳程压力Ps作用下的危险组合工况(Pt = 0) 不计温差应力计温差应力 换热管与壳程圆筒热膨胀变形差 = t (t t-t0)-s(t s-t 0) 0.0 0 当量压力组合PP cs 1.5 1.5 MPa 有效压力组合 tssaEPP 5.43 5.43 MPa 边界效应压力组合 sb PCP0.007111 0.007111 MPa 边界效应压力组合系数 a b b

18、P P M 0.001771 0.001771 管板边缘力矩系数MM b 0.001771 0.001771 管板边缘剪力系数 M0.01066 0.01066 管板总弯矩系数 1 21 mm m 5412 5412 系数G e1 仅用于m0时 KmG e 3 1 2465 2465 系数G i 1 当m 0时 ,按 K 和m 查图31(a) 实线 当m0时,按 K 和 m 查图 31(b) 5961 5961 系数G1 m 0, G1=max(,)GG ei11 , m0, G1=max(,)GG ei11 ; m0, G1=Gi 1 0.6459 0.6459 管 板 径 向 应 力 系数

19、 带膨胀节Q 为 r= 2 1 )1( 4 1 GQ G 2.637e-07 2.637e-07 33 Q ex 管 板 布 管 区 周 边 处 径 向 应 力 系 数 r = 3 4 1 2 m K QG () ()2.548e-08 2.548e-08 管 板 布 管 区 周 边 处 剪 切 应 力 系 数 p = 2 1 4 1 GQ4.083e-07 4.083e-07 34 计算值许用值计算值许用值 管板径向应力 r r a i P D 2 12.57 1.5 r t =213.3 12.57 3 r t =426.6 MPa 管 板 布 管 区 周 边 处 径 向 应力 r a r

20、 i PD 2 1 2 2 2 k m k m m()6.237 1.5 r t =213.3 6.237 3 r t =426.6 MPa 管板布管区周边剪切应力 p a p i PD -1.535 0.5 r t =71.1 -1.535 1.5 r t =213.3 MPa 换热管轴向应力 tca P GQ QG P 12 23.251 t t = 122.6 cr = 77.88 3.251 3 t t = 367.8 cr = 77.88 MPa 壳程圆筒轴向应力 c s ta A A P QG P () () 1 2 1.44e-05 c t = 173.4 1.44e-0 5 3

21、 c t = 520.2 MPa 换热管与管板连接拉脱应力q = dl a t 2.09 q= 61.3 2.09 3q 焊接 q 胀接 183.9 MPa 计算结果 管板名义厚度 n 60 mm 管板校核通过 35 换热管内压计算计算单位南京工业大学 计算条件换热管简图 计算压力Pc0.30 MP 设计温度t230.00 C 内径Di20.00 mm 材料20(GB9948) ( 管材) 试验温度许用应力152.00 MP 设计温度许用应力 t 122.60 MP 钢板负偏差C10.00 mm 腐蚀裕量C20.00 mm 焊接接头系数1.00 厚度及重量计算 计算厚度 = P D P ci

22、t c 2 = 0.02mm 有效厚度 e =n - C1- C2= 2.50 mm 名义厚度 n = 2.50mm 重量6.24 Kg 压力及应力计算 最大允许工作压力Pw= 2 e t ie ()D = 27.24444 MPa 设计温度下计算应力 t = PD cie e () 2= 1.35 MPa t 122.60 MPa 校核条件 t t 结论换热管内压计算合格 36 换热管外压计算计算单位南京工业大学 计算条件换热管简图 计算压力Pc-1.50MPa 设计温度t230.00 C 内径Di20.00mm 材料名称20(GB9948) (管材 ) 试验温度许用应力152.00 MPa

23、 设计温度许用应力 t 122.60 MPa 钢板负偏差C10.00 mm 腐蚀裕量C20.00 mm 焊接接头系数1.00 厚度及重量计算 计算厚度 = 0.43mm 有效厚度 e =n - C1- C2= 2.50mm 名义厚度 n = 2.50 mm 外压计算长度L L=4500.00mm 外径Do Do= Di+2 n = 25.00 mm L/Do3.95 Do/e10.00 A 值A= 0.0124446 B 值B= 145.08 重量6.24kg 压力计算 许用外压力 P= B Do e / = 23.57495 MPa 结论换热管外压计算合格 37 第三章机器选型及管道设计 整

24、个系统有五处需要用泵 : 原料水输送计量泵P0101、原料甲醇输送计量泵 P0102、混合原料计量泵 P0103、冷却水用泵 P0104 、吸收液用泵 P0106、导热油 用泵 p0105 3.1 计量泵的选型 3.1.1 纯水计量泵 P0101选型 已知条件： 水的正常投料量为1710.326kg/h 。温度为 25。密度为 0.997kg/L ； 操作情况为泵从纯水储槽中吸入水，送入原料液储罐，与甲醇混合 工艺所需正常的体积流量为：1669.526/0.997 1715L/h 泵的流量 Q 1.05 17151800L/h 工艺估算所需扬程10m,泵的扬程 H1.1 1011m 折合成计量

25、泵的压力： P=gh=9979.81 11/10 6=0.108MPa 泵的选型：查表得， 选用 JD-1850/1.0 型计量泵，流量为 400L/h， 压力 0.8MPa ， 转速 126r/min ，电机功率 1.1KW ，满足要求 3.1.2 甲醇计量泵 P0102选型 已知条件： 甲醇正常投料量为2027.5kg/h ，温度为 25，密度为 0.807kg/L ， 泵从甲醇储槽中吸入甲醇，送入原料液储罐，与水混合 工艺所需正常的体积流量为：2027.5/0.807 2512 L/h 泵的流量： Q 1.05 2512 2637.6L/h 工艺估算所需扬程10m,泵的扬程 1.1 10

26、11m 折合成计量泵的压力： P=gh=8079.81 11/10 6=0.087MPa 泵的选型：查表 6-27 得，选用 JD-3000/0.6型计量泵，流量为3000L/h， 压力 0.6MPa ，转速 150r/min ，电机功率 4KW ，满足要求。 3.1.3 混合原料计量泵 P0103选型 已知条件： 原料的正常投料量为3737.64kg/h 温度为 25 密度为 0.860kg/L ； 操作情况为泵从原料液储槽V0101中吸入原料，送入预热器E0101 工艺所需正常的体积流量为：3737.64/0.860 4346.1L/h 泵的流量 Q 1.05 4346.14563.4L/

27、h 工艺估算所需扬程10m,泵的扬程 H1.1 1011m 折合程计量泵的压力： P=gh=8609.81 11/10 6=0.093MPa 泵的选型：查表得， JD-5000/0.5 型计量泵 , 流量为 5000L/h，压力 0.5MPa ， 转速 115r/min ，电机功率 3.2KW ，满足要求。 3.1.4 冷却水用泵 P0104选型 38 已知条件 : 水的输送温度 25, 密度 997Kg/m 3. 泵的正常流量为 201000kg/h 操作情况 , 泵从水槽中吸入水 , 送入冷凝器 E0103中换热，再冷却送回水槽， 循环使用。 工艺所需的正常体积流量为2010000/997

28、=201.6 m 3/h 泵的流量取正常流量的1.05 倍:Q=1.05201.6=211.685m 3/h 所需工艺泵的扬程估算: 因水槽和冷却器液面均为大气压, 故估算扬程只需 考虑最严格条件下的进出管道阻力损失和位高差，约为35m. 泵的扬程取 1.1 倍的安全裕度： H=1.135=38.5m 水泵选型，选用离心式水泵 查表得， IS125-100-250 型水泵 最佳工况点：流量为 240m 3/h ，扬程 72 m ，转速 2900r/min ，汽蚀余量 2.5m， 泵效率 75% ，轴功率为 62.8kw，电机功率为 75kw,满足要求。 3.1.5 导热油用泵 P0105选型

29、已知条件 : 导热油的输送温度320, 密度 796Kg/m 3. 泵的正常流量为 218000kg/h 操作情况 , 泵从水槽中吸入水 , 送入汽化塔 T0101处理，再经 E0102过热器换 热，循环使用。 工艺所需的正常体积流量为218000/796=273.869 m 3/h 泵的流量取正常流量的1.05 倍:Q=1.05273.869=287.56m 3/h 所需工艺泵的扬程估算: 因水槽和冷却器液面均为大气压, 故估算扬程只需 考虑最严格条件下的进出管道阻力损失和位高差，约为35m. 泵的扬程取 1.1 倍的安全裕度： H=1.135=38.5m 泵的选型：查表得， 200Y75A

30、,流量为 300m 3/h ，转速 2950r/min ，扬程 75m ， 电机功率 22KW ，满足要求。 3.1.6 吸收液用泵 P0106选型 已知条件 : 吸收液的输送温度25, 密度 760kg/m 3. 泵的正常流量为 39.68m3/h 。 操作情况 , 泵从吸收液储槽中吸入吸收液, 送入 T0102中， 再回解析塔解析出 CO2 ，循环使用 . 工艺所需的正常体积流量为119.570m 3/h 泵的流量取正常流量的1.05 倍:Q=1.05119.570=125.549 m 3/h 所需工艺泵的扬程估算: 因水槽和冷却器液面均为大气压, 故估算扬程只需 考虑最严格条件下的进出管

31、道阻力损失和位高差，约为35m. 泵的扬程取 1.1 倍的安全裕度： H=1.135=38.5m 泵的选型：查表得，选用IS125-100-315 型离心泵 最佳工况点： 流量为 200m 3/h ，扬程 125 m ，转速 2900r/min ，汽蚀余量 3.0m， 泵效率 75% ，轴功率为 90.8kw，电机功率为 110kw,满足要求。 3.2 管子选型（确定几种主要管道尺寸的方法如下） 3.2.1 材料选择 39 综合考虑设计温度、压力以及腐蚀性（包括氢腐蚀），本装置主管道选择20 g 无缝钢管，理由如下： 腐蚀性本生产装置原料甲醇、导热油对材料无特殊腐蚀性； 产品氢气对 产品可能产

32、生氢腐蚀，但研究表明碳钢在220以下氢腐蚀反应速度极慢，而且 氢分压不超过 1.4MPa时，不管温度有多高，都不会发生严重的氢腐蚀。本装置 中临氢部分最高工作温度为300，虽然超过220，但转化气中氢气的分压远 低于 1.4MPa 。所以 20g 无缝钢管符合抗腐蚀要求。 温度 20g无缝钢管的最高工作温度可达475，温度符合要求。 经济性 20g无缝钢管属于碳钢管，投资成本和运行维护均较低。 3.2.2 管子的规格尺寸的确定及必要的保温层设计 导热油管道的规格和保温结构的确定 流量 v q 218000kg/h218000/(796*3600)=0.0761m 3/s 流速范围 0.5 2.

33、0m/s 取吸油管中流速 u1=2m/s，出油管中流速 u2=2m/s。 则管径： 壁厚： 则： 查表吸油管和出油管都应选用Sch.10 系列的管子 选择吸油管 RO0101 DN250管道规格273x8.0 无缝钢管 选择出油管 RO0102 、RO0103 、RO0104 、RO0105 DN250管道规格273x8 无 mmm u q D v i 22022. 0 2 0761. 044 1 , mm p Dp t i t ii 714.0 55.085.01002 22055. 0 2 2, 2 mm p Dp t i t ii 142.0 11.085.01002 22011.0 2

34、 1 , 1 5 .5 100 55. 0 1000 p 1000=Sch.x2 t 1. 1 100 11.0 1000 p 1000=Sch.x1 t mmm u q D v i 22022. 0 2 0761. 044 2, 40 缝钢管 流速校正： 合格 合格 保温层计算 : 管道外表面温度 T0=320, 环境年平均温度 Ta=20, 年平均风速为 2m/s，采 用岩棉管壳保温，保温结构单位造价为750 元/m 3，贷款计息年数为 5 年，复利 率为 10% ，热价为 14.186 元/10 6kJ。 设保温层外表面温度为30，岩棉在使用温度下的导热系数为 .K)0.0609W/(m

35、70 2 30320 00018.0042.0, 表面放热系数为 .K) W/(m50.122610163.1610163. 1 2 s 保温工程投资偿还年分摊率 S= 11 .01 1 .011. 0 5 5 =0.264 计算经济保温层经济厚度 Do,1=273mm=0.0273m Do,2=273mm=0.0273m 即 O D D D 1 1ln =0.383 解上式得 D1,1=0.485m=485mm D1,2=0.485m=485mm sm D q u v /47. 1 257.0 0761. 044 22 1 1 3830. 21.5 0.06092 0.264750 2032

36、080000.0609186.41 103.795 a 2 SP TTtp 103.795 D D lnD 3 ST a0E31 1 o sm D q u v /47. 1 257.0 0761. 044 22 1 1 41 保温层厚度为： 1=0.5(D1-D0)=0.5 (485-273)=106mm 2=0.5(D1-D0)=0.5 (485-219)=106mm 根据 GB 50264-97 的 5.2.8.1节“绝热总厚度 80mm 时应分层敷设” 及 GBJ 126-89 的规定， “当采用一种绝热制品，保温层厚度大于100mm 时，应分为两层 或多层，逐层施工， 各层的厚度宜接近

37、。”取保温层为两层， 吸油管内层取 54mm ， 外层取 54mm ，总厚度为 1084mm ，出油管内层取54mm ，外层取 54mm ，总厚度为 108mm 。 计算保温后的散热量 D2,1=0.273+2x0.106=0.485m D1,1=0.273+2x0.054=0.381m D2,2=0.273+2x0.106=0.485m D1,2=0.273+2x0.054=0.381m 2 1 ,1 1 ,21 ,2 1 ,0 1 ,11 ,2 0 1 W/m49.128 5 .21 1 381.0 485.0 ln 0609.02 485.0 273.0 381.0 ln 0609.02

38、 485.0 )20320( 1 ln 2 ln 2 )( S a D DD D DD TT Q 2 1 , 1 1 ,21,2 1 ,0 1 , 11,2 0 2 W/m49.128 5.21 1 381.0 485.0 ln 0609.02 485.0 273.0 381.0 ln 0609.02 485.0 )20320( 1 ln 2 ln 2 )( S a D DD D DD TT Q 最大允许热损失量，查GB 50264-97 附录 B:T0=300时为 186W/m 2,320 时 的最大允许热损失量Q允错误！未找到引用源。 Q1=128.49W/m 2,Q 允错误！未找 到引用

39、源。 Q2=128.49W/m 2, 满足要求。 计算保温后表面温度 97.2520 5.21 5 .128 1 1 ,a s s T Q T 97.2520 5 .21 5.128 2 2,a s s T Q T 42 计算出来的表面温度略低于最初计算导热系数时假设的表面温度30, 故 保温层可以满足工程要求。 醇原料管道的规格 流量vq 2027.5kg/h 2027.5/(807*3600)=0.0006978m 3/s 流速范围 0.5 2.0m/s 取吸水管中流速 错误！未找到引用源。 =1m/s，出水管中流速 错误！未找到 引用源。 =1.6m/s。 则管径： 壁厚： 则： 查表吸

40、水管和出水管都应选用Sch.10 系列的管子 选择吸水管 PL0101 DN32管道规格42x3 无缝钢管 选择出水管 PL0102 DN25管道规格34x3 无缝钢管 流速校正： mmm u q D v i 801.29029801.0 1 0006978.044 1, mmm u q D v i 567.23023567.0 6. 1 0006978.044 2, mm p Dp t i t ii 0127.0 11.085.01522 801.2911.0 2 1, 1 mm p Dp t i t ii 0503.0 55.085.01522 567.2355. 0 2 2, 2 62.

41、3 152 55. 0 1000 p 1000=Sch.x2 t 72. 0 152 11.0 1000 p 1000=Sch.x1 t sm D q u v /685.0 036. 0 0006978. 044 22 1 1 43 合适。 盐水原料管道的规格 流量 qv=1710.3kg/h 1710.3（9973600）0.0004765 m 3/s 流速范围 0.5 2.0m/s 取吸水管中流速 错误！未找到引用源。 =1m/s，出水管中流速 错误！未找到 引用源。 =1.8m/s。 则管径： 壁厚： 则： 查表吸水管和出水管都应选用Sch.10 系列的管子 选择吸水管 DNW0101

42、DN25 管道规格34x3 无缝钢管 mmm u q D v i 631.24024631.0 1 0004765.044 1, mmm u q D v i 36.1801836.0 8.1 0004765.044 2, mm p Dp t i t ii 0627.0 88.085.01522 36.1888.0 2 2, 2 mm p Dp t i t ii 0105.0 11.085.01522 631.2411.0 2 1 , 1 79. 5 152 88.0 1000 p 1000=Sch.x2 t 72. 0 152 11.0 1000 p 1000=Sch.x1 t sm D q

43、u v /133.1 028.0 0006978.044 22 1 1 44 选择出水管 DNW0102 DN20 管道规格27x2.5 无缝钢管 流速校正： 合适。 醇水混合后原料管道的规格 流量 v q 4346.1L/h =0.00121m 3/s 流速范围 0.5 2.0m/s 取吸水管中流速 错误！未找到引用源。 =1m/s，出水管中流速 错误！未找到 引用源。 =1.8m/s。 则管径，壁厚： 则： 查表吸水管和出水管都应选用Sch.10 系列的管子 选择吸水管 PL0103 DN32管道规格42x3 无缝钢管 sm D q u v /774. 0 028. 0 0004765.

44、044 22 1 1 sm D q u v /224.1 022.0 0004652.044 22 2 2 mm p Dp t i t ii 0413.0 352.085.01522 26.29352.0 2 2, 2 mm p Dp t i t ii 0167.0 11.085.01522 25.3911.0 2 1, 1 mmm u q D v i 25.3903925.0 1 00121.044 1, mmm u q D v i 26.2902926.0 8 .1 00121.044 2, 32.2 152 352.0 1000 p 1000=Sch.x2 t 72. 0 152 11.

45、0 1000 p 1000=Sch.x1 t 45 选择出水管 PL0104 ，PL0105 DN25管道规格34x3 无缝钢管 流速校正： 合适。 收液碳酸丙烯酯管道的规格 流量 qv119m 3/h = 119/3600=0.0331m3/s 流速范围 0.5 2.0m/s 取吸水管中流速 错误！未找到引用源。 =1.8m/s，出水管中流速 错误！未找 到引用源。 =1.8m/s。 则管径： 壁厚： mmm u q D v i 153153. 0 8.1 0331.044 1 , mmm u q D v i 153153. 0 8. 1 0331. 044 2, mm p Dp t i t

46、 ii 0652.0 11.085.01522 15311.0 2 1, 1 mm p Dp t i t ii 9833.0 65.185.01522 15365. 1 2 2, 2 sm D q u v /188. 1 028.0 00121. 044 22 1 1 sm D q u v /965.1 028. 0 00121. 044 22 2 2 46 则： 查表吸水管应选用Sch.10 系列的管子 , 出水管应选用 Sch.20 系列的管子 选择吸水管 PL0106 DN150管道规格168x5 无缝钢管 选择出水管 PL0107 、PL0108 DN150管道规格168x5 无缝钢管

47、 流速校正： 合适。 却水管道的规格 流量 v q 201000Kg/h201000（9973600）0.056m 3/s 流速范围 0.5 2.0m/s 取吸水管中流速 错误！未找到引用源。 =1.8m/s，出水管中流速 错误！未找 到引用源。 =1.8m/s。 则管径： 壁厚： 86.10 152 65.1 1000 p 1000=Sch.x2 t 72. 0 152 11.0 1000 p 1000=Sch.x1 t sm D q u v /688. 1 158.0 0331.044 22 1 2 sm D q u v /688.1 158. 0 0331.044 22 1 1 mmm

48、u q D v i242.1971977242.0 8.1 056.044 1 , mmm u q D v i 242.197197242.0 8 .1 056.044 2, 47 则： 则： 查表吸水管和出水管都应选用Sch.10 系列的管子 选择吸水管 CWS0101 DN200 管道规格219x6 无缝钢管 选择出水管 CWS0102、CWS0103 DN200 管道规格219x6 无缝钢管 流速校正 ： 合适。 PG0101 、PG0102 、PG0103 、PG0104 混合气管道的规格 流量： qv3737.64kg/h 3737.64/ （36004.593 ）0.2260 m 3/s 流速范围 1530m/s 取为 15m/s 则管径： mm p Dp t i t ii 0840.0 11.085.01522 242.19711.0 2 2, 2 mm p Dp t i t ii 0840.0 11.085.01522 242.19711. 0 2 1 , 1 72.0 152 11. 0 1000 p 1000=Sch.x1 t 72.0 152 11. 0 1000 p 1000=Sch.x2 t sm D q u v /634.1 207.0 056.044 22 1 1 48 壁厚： 则： 查表选用 Sch