ИЗПЪЛНЕНИЕ НА ОБЩИЯ ЧЕРТЕЖ НА ХИМИЧЕСКИЯ АПАРАТ

Виктор Валуев преди 2 години Преглеждания:

1 A B L B O M НА ПРИМЕРИ ПРИ ИЗПЪЛНЕНИЕТО НА ЧЕРТЕЖА НА ОБЩ ИЗГЛЕД НА ХИМИЧЕСКИ АПАРАТ Иваново 2009 г.

2 Федерална агенция за образование Държавна образователна институция за висше професионално образование Ивановски държавен химико-технологичен университет Смирнов Г.Д. Демидова Е.В. Миронов Е.Ю. Куваева Е.В. Таланов В.В. Яшков Н.Ю. Смирнова Иваново 2009г

3 Съставител: Н.Ю. Смирнов, Г.Д. Демидова, Е.В. Миронов, Е.Ю. Куваева, Е.В. Таланов, В.В. Яшков; Изд. Н.Ю. Смирнова UDC 744.4: (084) Албум с примери за изготвяне на общ изглед на чертеж на химически апарат / Comp. Н.Ю. Смирнов, Г.Д. Демидова, Е.В. Миронов и др.; под. изд. Н.Ю. Смирнова. Иваново, с. Иван. състояние химико-технологични un-t. Албумът с примери за изпълнение на чертеж на общ изглед на химически апарат съдържа образци на чертежи с общ изглед на топлообменници и изпарители със степен на обучение, съответстваща на обхвата на задачите както за технологични, така и за механични специалности. Попълнените примери ще улеснят процеса на работа на учениците върху общи чертежи по отношение на: разполагане на графична и текстова информация върху чертежа, изграждане на изображения, оразмеряване. Албумът е предназначен за използване от студенти първа година от технологични и механични специалности в дисциплината "Инженерна графика", а също така може да се използва от студенти при изпълнение на графичната част на курсовия проект по дисциплината "Процеси и апарати на химическото производство". Рецензент кандидат на техническите науки E.A. Козловски (Ивановски държавен химикотехнологичен университет) Подписано за печат Формат 60x84 1 / 8. Хартия за писане.Реал. фурна л.1.17 Уч.-изд. л. 1.29 Тираж 800 бр. Заповед GOU VPO Ивановски държавен химикотехнологичен университет Отпечатан на печатното оборудване на катедрата по икономика и финанси GOU VPO "IGKhTU", Иваново, pr.f. Engels, 7.

4 СЪДЪРЖАНИЕ 1. ПРИМЕР ЗА СТРУКТУРНО РАЗВИТИЕ НА ХОРИЗОНТАЛЕН КОРПУСНО-ТРЪБЕН ТОПЛООБМЕННИК F = 158 m 2 4 Стр. 2. ОБЩ ИЗГЛЕД ЧЕРТЕЖ ПРИМЕР НА ВЕРТИКАЛЕН КОРПУСНО-ТРЪБЕН КОНДЕНЗатор F = 110 m ОБЩ ИЗГЛЕД ЧЕРТЕЖ ПРИМЕР НА ВЕРТИКАЛЕН КОРПУСНО-ТРЪБЕН ТОПЛООБМЕННИК F = 115 m АПАРАТ С ЕСТЕСТВЕНА ЦИРКУЛАЦИЯ F = 25 m

5 1. ПРИМЕР ЗА РАЗРАБОТВАНЕ НА ДИЗАЙН НА ХОРИЗОНТАЛЕН КОРПУСНО-ТРЪБЕН ТОПЛООБМЕННИК F = 158 m 2 По-долу е даден пример за проектно развитие (техническо задание, последователност и обхват на изследване на конструктивните елементи, общ чертеж) на хоризонтален кожухотръбен топлообменник, извършено на етапа на техническия проект. Примерът предвижда разделянето на топлообменника на три монтажни единици: корпус, десен и ляв капак. Не са разработени чертежи на общия изглед на монтажните единици, което съответства на обхвата на задачата от студенти по технологични специалности. СПЕЦИФИКАЦИИ Проектирайте хоризонтален кожухо-тръбен нагревател, предназначен за нагряване на етилен с димни газове. Направете чертеж на общ изглед на устройството на етапа на техническия проект. Фигурата показва схематично представяне на устройството. Етилен Етиленова пещ Фиг. 14

6 УСТРОЙСТВО НА АПАРАТА Нагревателят представлява набор от монтажни единици: тяло 1, капак ляв 2, капак десен 3. Тяло 1 се състои от заварена цилиндричначерупка, вътре в която е поставен сноп от тръби. Тръбите се фиксират чрез навиване в тръбни листове, заварени към краищата на корпуса. Корпус 1 е снабден с два фитинга за вход в пръстена на апарата и изход от него на нагрят етилен. Нагревателят е разположен на две опори, които, подобно на фитинги, са прикрепени към корпуса чрез заваряване. Капаци 2 и 3 се състоят от цилиндрични черупки, към краищата на които са заварени дъна и фланци. Формата на дъната на капаци 2 и 3 се избира в зависимост от налягането в нагревателя. Капак 2 е снабден с фитинг за подаване на димни газове към нагревателя, а капак 3 с фитинг за отвеждане на димните газове от него. Фитингите са свързани към капаците чрез заваряване. Покривните фланци 2 и 3 са прикрепени към тръбните листове на тялото на нагревателя 1 с болтове. ПРИНЦИП НА РАБОТА НА АПАРАТА Етиленът непрекъснато навлиза в пръстена на нагревателя през фитинг в корпус 1 и, обикаляйки поставените в него тръби, се нагрява, след което в загрято състояние се отстранява от апарата през изходния фитинг в корпус 1. Етиленът се нагрява чрез пренос на топлина от тръбите, през които преминават димните газове. Димните газове се подават към апарата през фитинг в капак 2 и се отвеждат от него през фитинг в капак 3. ТЕХНИЧЕСКИ ХАРАКТЕРИСТИКИ НА АПАРАТА 1. Топлообменна повърхност F 158 m Налягане на етилена в междинното пространство P m 0,9 MPa. 3. Средната температура на етилена t m 80 C. 4. Налягането на димните газове в тръбното пространство P t 0,2 MPa. 5. Средна температура на димните газове t t 200 C. 5

7 6. Топлообменни тръби - външен диаметър на тръбите d n 20 mm; - дължина на тръбата l 6000 mm; - брой тръби 439 бр. 7. Номинален проход на етиленови фитинги d y1 125 мм. 8. Номинален проход на димоотводна арматура d y2 150 mm. ПРОЦЕДУРА НА РАБОТАзадание, след като сме разбрали устройството и принципа на работа на апарата, ние го изчисляваме в следната последователност: 1. Определяме структурните материали на елементите на химическия апарат съгласно [ 1. Таблица. 4.23], като се фокусира върху най-евтините материали, приемливи за тези условия на работа. В същото време условията на работа на тези елементи (контактна среда, температура, налягане) се вземат от техническите спецификации. В нашия случай вземаме въглеродна стомана с обикновено качество St.3sp GOST Определяме основния (вътрешен) диаметър на тялото на апарата. За това: 2.1. Съгласно [1. Таб. 4.13] определете стъпката между топлопреносните тръби t t = 26 mm Съгласно [ 1. Табл. 4.15] определяме броя на тръбите n по диаметъра на устройството n = 23. От същата таблица определяме, че има 397 тръби в шестоъгълника, освен това един ред е запълнен в сегментите, всеки от които съдържа 7 тръби.Определяме разстоянието L между външните повърхности на най-външните тръби на диаметралния ред [фиг. 2]: L = (n-1) t + d n = (23-1) = 586 mm Определете минималната допустима междина между външните тръби на тръбния сноп и корпуса: = t d n = = 6 mm Определете минималния допустим вътрешен диаметър на корпуса: D min = L + 2 = = 590 mm. 6

8 Приемаме вътрешния диаметър на обвивката на тялото като най-близката голяма стойност от стандартната серия до D min [ 1. Табл. 4.1]. D vn = 600 mm. 3. Съгласно [ 1. табл. 4.3] определяме дебелината на стената на обвивката на корпуса S 1, както и размерите на стените на черупките на корпуса: ляво S 2 и дясно S 3. При избора на дебелината на стената проектното налягане се приема като най-близката голяма таблична стойност до налягането върху този елемент на топлообменника. S 1 = 10 mm; S 1 \u003d S 3 \u003d 8 mm. 4. Начертаваме предварително разположение на топлообменните тръби в топлообменника (разположение на тръбния лист).Препоръчваме тази работа да се извърши в мащаб 1:2 или 1:4 (най-малко) с най-голяма точност както по отношение на ъглови, така и на линейни размери, по-специално, оставете ъгъла 60, като разделите кръга на шест равни части с компас: линейните размери (стъпка t) оставете настрана с помощта на измервателен компас. Разположението на тръбите в тръбния лист е показано на фиг. 2. Фиг.2. Разположение на тръбите в тръбния лист (M 1: 4) 7

9 5. Избираме дизайна на дъната на капаците на топлообменника. Критерий за избор: приемаме технологично най-простото за производство (най-евтиното) дъно, което удовлетворява работните параметри на този елемент в топлообменника. В нашия случай избираме сферично дъно без перли със следните параметри: D in = 600 mm; R = 600 mm; S d = 8 mm. D на фиг. 3. Проектиране на избраното сферично неразширено дъно 6. Избор на фланци за закрепване на капаците на топлообменника към тялото му („хардуерни” фланци). Критерият за избор е подобен на критерия за избор на дъното. Избираме плоски заварени фланци със следните параметри: D in = 600 mm; Р = 0,3 MPa (най-близката по-голяма стойност до Р t = 0,2 MPa); D f = 720 mm; D b = 680 mm; D 1 = 644 mm; D 2 = 616 mm; H = 25 mm; d = 23 mm; n = 20 броя; Болтове (шпилки) M20 Фиг. 4. Дизайнът на фланеца, избран за закрепване на капака към тялото 8

10 7. Капаците на топлообменника се свързват с избраните в т. 5 фланци към тръбните листове на корпуса с фланцови краища с размери, равни на тези на капаците. Предварително дебелината на тръбния лист се изчислява по формулата: H h + S 1 = = 35 mm. Приемаме дебелината на тръбния лист, равна на най-близката по-голяма стойност от стандартната серия от дебелини на ламарината [ 1. Таблица. 4.1]. H = 38 mm. H h Фиг.5. Дизайнът на фланцовата връзка на капака към тялото на апарата 8. Като материал за уплътнения зауплътнения на капаци с тялото приемаме азбестов картон, произведен в съответствие с GOST [ 1. Tab. 4.23], работещи при температури до 475 C. Дебелина на уплътнението S = 2 mm. Вътрешният диаметър на уплътнението е равен на D in = 600 mm, външен D 1 = 644 mm (взет според размерите на свързващите повърхности на фланеца). 9. Определете приблизителната дължина на болтовете l b, закрепващи капаците към корпуса на топлообменника (виж фиг. 5). L b \u003d 2h + S + m + 0,25d mm, където h \u003d 25 mm височина на фланцовата плоча; S = 2 mm дебелина на уплътнението; m = 16 mm височина на гайката M20 съгласно GOST *; d = 20 mm номинален диаметър на болта. L b \u003d, 25 20 \u003d 73 mm. 9

11 Очакваната дължина на болта се закръгля до най-близката стойност в съответствие с GOST *. Ако се окаже, че изчислената дължина на болта надвишава максималната стандартна дължина на болтовете с даден диаметър, е необходимо да се използват шпилки за закрепване на капаците. В нашия случай l b = 75 mm. По този начин прилагаме: Болт M20x75.58 GOST *. 10. Изберете обхвата на топлопреносните тръби съгласно [ 1. Таблица и 4.17]. В същото време, в допълнение към зададения външен диаметър на тръбите, ние вземаме предвид: налягането на средата върху тръбата (взимаме голяма стойност от вътрешното и външното налягане), корозивната активност на средата. В нашия случай P = 0,9 MPa, средата не е корозивна. Приемаме: Тръба 20x2 GOST Параметрите на развалената тръба (камбана) се определят от съотношенията [ 1. Фиг. 4.17а]. Когато d n \u003d mm; d \u003d (1,02 1,16) d n; d = 1,02 20 = 20,4 mm 6. Конструкцията на "камбаната" 12. Определете параметрите на фитингите на топлообменника: Обхватът на тръбите за фитинги се определя [ 1. Таблица и 4.17] в зависимост от номиналния диаметър на фитингите, налягането и корозивността на средата. В нашия случай: монтаж на тялото на устройството d y = 125 mm; монтажни капаци d y \u003d 150 mm; P m = 0,9 MPa; P m = 0,2 МРа; среден неагресивен среден неагресивен Тръба 133x6 GOST Тръба 159x6.5 GOST

12 12.2. Конструкцията и размерите на фланците на фитингите се определят в зависимост от условното налягане на средата P y [1. Раздел 4.4]. При P y до 2,5 MPa използваме плоски заварени фланци, чиито размери се определят съгласно [1.Таблица. 4.19]. Номинален диаметър Р, MPa D f, mm D b, mm D 1, mm D 2, mm Фиг. 7. Конструкция на монтажни фланци h, mm h 1, mm d, mm n, mm Диаметър на болтовете или шпилките d y, mm 125 1, M , M 4.18] в зависимост от номиналния проход на фитинга d y и налягането в тръбопровода P. Липсата на фланци K в зависимост от дебелината на стената на тръбата S. Разстоянието на фитингите от тръбните листове a според зависимостта: d = (1,5 1,7) d n. D y, mm P, MPa Тръба (d n S), mm l 1, mm K, mm a, mm 125 0,9 133x,2 159x6, Дължините на черупките на левия и десния капак се определят от условието, че минималното разстояние между най-близките точки на заваръчните шевове на дъното и фитинга (размер "B" на фиг. 1) трябва да бъде mm. единадесет

13 Изчислена от това условие, дължината на черупката се закръглява до най-близката по-висока стойност от стандартните дължини на черупките съгласно [ 1. Табл. 4.2], т.е. до 450 мм. 14. Проектираме опорите на топлообменника в съответствие с препоръките [1. Раздел 4.6], като определяме размерите на опорите на седлото според съотношенията, намалени до вътрешния диаметър на апарата: L = 0, = 522 mm 520 mm, H = 0, = 400 mm, L 1 = = 562 mm 560 mm, l 0, = 391,5 mm 392 mm , в 0,2 600 = 12 0 mm. Ориз. 8. Конструкция на седловата опора на апарата В този случай опорите са разположени в средната част на тялото на апарата с разстояние между тях равно на ½ от дължината на тялото му. Диаметърът на фундаментните болтове M30 и отворите за тях 35 се избират съгласно [ 1. Табл. 4.22]. Чертеж на общ изглед на топлообменника, направен съгласно разглобената задача и изчисление, е представен на страница

14 2. Пример за чертеж на общ изглед на вертикален кожухотръбен кондензатор F =110 m 2 По-долу (страница 16) е чертеж на общ изглед на вертикален кожухотръбен кондензатор F = 110 m 2, направен на етап технически проект. Кондензаторът е разделен на три монтажни единици: тяло, горен и долен капак. Не са разработени чертежи на общия изглед на монтажните единици, което съответства на обхвата на задачата от студенти по технологични специалности. 3. Пример за чертеж на общ изглед на вертикален кожухотръбен топлообменник F = 115 m 2 По-долу (стр. 17) е чертеж на общ изглед на вертикален кожухотръбен топлообменник F = 115 m 2, направен на етап технически проект. Топлообменникът е разделен на три монтажни единици: тяло, горна и долна камера. Не са разработени чертежи на общ изглед на монтажни единици, което съответства на обхвата на задачата от студенти по технологични специалности. 4. Пример за чертеж на общ изглед на изпарител с естествена циркулация F = 25 m 2 По-долу (стр. 18) е даден чертеж на общ изглед на изпарител с естествена циркулация и външна нагревателна камера F = 25 m 2, направена на етапа на технически проект. В таблицата на компонентите изпарителят е разделен на основни монтажни единици и свързващите ги части. На страница 19 има чертеж на нагревателната камера на този изпарител, разделен на части в таблицата на компонентите. Такова изпълнение на задачата съответства на обема на работата, извършена от студентите по механични специалности. 5. Пример за чертеж на общ изглед на изпарител с отдалечена зона на кипене F = 77 m 2 В таблицата на компонентите изпарителят е разделен на основнимонтажни единици и техните свързващи части. На страница 21 има чертеж на нагревателната камера на този изпарител, разделен на части в таблицата на компонентите. Такова изпълнение на задачата съответства на обема на работата, извършена от студентите по механични специалности. 13