El diseño del reactor es relativamente detallado. Muchos diseñadores pueden dibujar dibujos CAD, pero generalmente solo los hacen ellos mismos. Te dan algunos parámetros y puedes dibujarlos siempre que conozcas CAD.
Los contenidos principales del diseño del reactor incluyen: (1) Resistencia, rigidez, cálculo de estabilidad y diseño estructural del cuerpo de la caldera; (2) Resistencia, cálculo de rigidez y diseño estructural de la camisa; la estructura de conexión de la brida del cuerpo de la caldera, seleccione la boquilla y la brida de la tubería; (4) Selección de pozo y cálculo de refuerzo (5) Selección y verificación de soporte (6) Selección de mirilla (7) Diseño estructural y dimensional de soldaduras; (8) Selección de motores y reductores; (9) Diseño dimensional de ejes agitadores y hélices agitadoras tipo marco (10) Selección de acoplamientos (11) Diseño de la estructura del marco y Dimensiones; y dimensiones (13) Seleccionar la forma del sello del eje (14) Dibujar el plano de montaje general y el plano de las piezas del eje de agitación, etc. El proceso de diseño de la caldera de reacción es el siguiente: 1 Diseño del cuerpo de la caldera de reacción 1.1 Determinación del cuerpo de la caldera, (1) Determinación del cuerpo de la caldera El cuerpo de la caldera se considera un cilindro y toma. A partir de esto: , = 1,241 ( ), que se puede obtener después del redondeo. Por lo tanto, el cuerpo de la caldera (2) se determina porque la presión de funcionamiento = 0,52, según se puede ver en la Tabla 16-9 de la literatura [1]. : = 0,6 1,2 Espesor de la pared del cilindro del cuerpo de la caldera Diseño (1) Determinación de los parámetros de diseño Presión de diseño: = (1,05~1,1), tome =1,1 =1,1×0,52 =0,572Mpa Presión hidrostática: ≈; se puede ignorar; presión calculada: = = 1,1 × 0,52; temperatura de diseño: 145 ℃; coeficiente de soldadura: = 0,85 (prueba local no destructiva: según el material 0Cr18Ni10Ti, temperatura de diseño 145 ℃), se conoce de la literatura [1] Tabla 14-4 = 130; desviación negativa de la placa de acero: =0,25 (GB6654-96); (2) El diseño del espesor de la pared del cilindro se obtiene de la fórmula: Considere, luego = =4.64, y luego vaya a 1.3 después del redondeo. (1) Selección del cabezal del cuerpo de la caldera. debe ser del tipo elipsoide estándar Código EHA, norma JB/T4746-2002. (2) La determinación de los parámetros de diseño es la misma que la del cilindro (3) El diseño del espesor de pared de la cabeza se obtiene mediante la fórmula: Considerando la redondez, (4) La determinación del tamaño del lado recto, El volumen y el peso de la cabeza se basan en la literatura [1] Tabla 14-4: Altura del borde recto: 25 Volumen: 0,3208 Profundidad: 350. Área de superficie interior: 1.9304 1.4 Diseño de longitud del cilindro, = =0.889 ( ) =889, redondeado: =890 Revisión de la relación longitud-diámetro de la caldera: =0.954, por lo que cumple con los requisitos 1.5 Diseño de cilindro de presión externo espesor de la pared (1) Determinación de la presión externa de diseño Se puede saber a partir de la hoja de condiciones de diseño que la presión del medio en la camisa es presión normal y la presión externa de diseño = 0,1. (2) Diseñe el espesor de la pared del cilindro mediante el método de prueba y error. Suponiendo que el espesor de la pared del cilindro = 6, entonces: = =6-1,25 = 4,75, =1312 De esto: =1,17×1312× =25511,7 (. ) Longitud calculada del cilindro ′= h =890 (350-25)/3 25 = 1023,3 ( ) ∵ ′=1023,3 ＜ ＝25511,7, ∴El cilindro es un cilindro corto.
La presión crítica del cilindro es: = 0.469 ( ) De , =3, se obtiene: 0.469/3 =0.156 ( ) Porque = 0.1 lt = 0.156, se supone que = 6 cumple con los requisitos de estabilidad. Por tanto, el espesor de la pared del cilindro = 6. (3) Algoritmo gráfico para diseñar el espesor de pared del cilindro. Suponga que el espesor de pared del cilindro = 6, entonces: = =6-1.25 = 4.75 ( ) =1312 =276.2 Longitud calculada del cilindro: ′ = h =890. (350-25 )/3 25 =1023 ( ) =0.778 Encuentre el valor de 0.826 en las coordenadas de la Figura 15-4 en la literatura [1], dibuje una línea horizontal desde este punto para intersectar la línea correspondiente y dibuje una La línea vertical y la abscisa a lo largo de este punto se cruzan, y el valor correspondiente del punto de intersección es: ≈0,0004. Seleccione la Figura 15-7 de la literatura [1], encuentre el punto = 4 × 10-4 en las coordenadas horizontales, dibuje una línea vertical desde este punto para intersectarse con la línea de temperatura del material correspondiente y dibuje una línea horizontal a lo largo de este punto. a la derecha Las ordenadas se cortan y los valores de los coeficientes obtenidos son: ≈46, =1,79×105. Según =, obtenemos: = =0.166 ( ). Como =0,1 lt; =0,166, es razonable suponer =6 y tomar el espesor de la pared de la cabeza =6. Según la Tabla 16-5 de la literatura [1], la masa de la sección alta del cilindro de , =6 es aproximadamente 193, entonces la masa del cilindro es: 193×0.890=171.9 ( ) El área de la superficie interna de del cilindro: =4,09 1,6 Cabeza de presión externa Diseño del espesor de pared (1) Determinación de la presión externa de diseño La presión externa de diseño de la cabeza es la misma que la del cilindro, es decir, la presión externa de diseño = 0,1. (2) Cálculo del espesor de la pared de la cabeza Suponga que el espesor de la pared de la cabeza = 6, entonces: = – = 6-1,25 = 4,75 ( ), para la cabeza elipsoidal estándar = 0,9, = 0,9×1300 = 1170 (. ), = 1170/4,75 Coeficiente de cálculo: = 5,1×10-4 Seleccione la Figura 15-7 de la literatura [1], encuentre el punto = 4,7×10-4 en las coordenadas horizontales y dibuje una línea vertical y el material correspondiente Línea de temperatura desde este punto Se cruza, y luego se dibuja una línea horizontal a lo largo de este punto para que se cruce con la ordenada de la derecha, y el valor del coeficiente obtenido es: ≈55, =1.79×105 Según =, obtenemos: = =0.223. (). Debido a que =0,1 lt; =0,223, se supone que =6 es demasiado grande. Considerando la soldadura con el cilindro, el espesor de la pared de la cabeza debe ser consistente con el cilindro, por lo que se toma =6. La estructura del cabezal de la caldera se muestra en la Figura 1. Masa de la cabeza: 89,2 ( ) Figura 1 Estructura y dimensiones del cabezal de la caldera 2 Diseño de la camisa del reactor 2.1 Determinación de la camisa, (1) Determinación del diámetro nominal de la camisa Dado que el aceite térmico se utiliza para calentar, para mejorar el flujo de aceite térmico en la camisa, el diámetro interior de la camisa es: =1300 300=1600 ( ), y la camisa es =1600, entonces =1600 (2) La camisa está determinada por las condiciones de diseño del equipo. Se sabe que la presión de trabajo del medio en la camisa es <0,1, preferiblemente = 0,25 2.2 Diseño del cilindro con camisa (1) El espesor de pared del cilindro con camisa está diseñado para presión normal <0,3, por lo que el cilindro debe diseñarse de acuerdo con las condiciones de rigidez Espesor mínimo de pared. ∵ = 1600 <3800, tomar min = 2/1000 y no menos de 3 y sumar , ∴ min = 2×1600/1000 1 = 4,2 ( ), redondeado = 5. Para el espesor de la pared del cilindro de acero al carbono, tome =6.
(2) El diseño preliminar de la longitud del cilindro de la camisa se basa en =1300. De la Tabla 16-3, el volumen por metro de altura =1.327 3/, entonces el valor estimado de la altura del cilindro es: = =0.663 ( ) =663 de la literatura [1] La tabla 16-5 muestra que la masa de la sección alta del cilindro de , = 6 es 238 y el área de la superficie interna es 5,03. Entonces: la masa del cilindro de la camisa es 238 × 0,663 =. 157.8 ( ) 2.3 Diseño de abrazadera de la cabeza de la camisa La cabeza inferior de la manga debe ser del tipo elipsoide estándar y el diámetro interior debe ser el mismo que el del cañón (=1600). Código EHA, norma JB/T4746-2002. La cabeza superior de la chaqueta debe ser una cabeza cónica con bridas con ángulo de medio cono, diámetro del extremo grande = 1600 y diámetro del extremo pequeño = 1300. (1) Diseño del espesor de pared de la cabeza elipsoidal. Debido a que la presión normal es <0,3, el espesor mínimo de pared de la cabeza debe diseñarse en función de las condiciones de rigidez. ∵ = 1600 <3800, tomar min = 2/1000 y no menos de 3 y sumar , ∴ min = 2×1600/1000 1 = 4,2 ( ), redondeado = 5. Para el espesor de la pared del cabezal de acero al carbono, tome =6. (2) Determinación del tamaño de la estructura de la cabeza elipsoidal Altura del borde recto: 25 Profundidad: 425 Volumen: 0,5864 Masa: 137 (3) Diseño de la estructura de la cabeza elipsoidal La estructura inferior de la cabeza se muestra en la Figura 2. De las condiciones de diseño del equipo se sabe que el tamaño del puerto de descarga = 100, y las dimensiones estructurales principales de la estructura inferior del cabezal = 210. (4) El diseño del espesor de la pared del cabezal cónico con bridas tiene en cuenta la soldadura a tope del extremo grande del cabezal al cilindro de la camisa y la soldadura en ángulo del extremo pequeño al cuerpo de la caldera. de la cabeza está determinado por el espesor de la funda de la chaqueta. El espesor de la pared del cuerpo es el mismo, es decir = 6. La estructura y dimensiones se muestran en la Figura 3. Figura 2 Estructura del cabezal Figura 3 Estructura del cabezal cónico 2.4 Calibración del área de transferencia de calor = 1300 Área de superficie interna del cabezal debajo del cuerpo de la tetera = 1.9340 = 1300 Área de superficie interna del cilindro (1 altura) = 4.09 2 Envoltura de la chaqueta La superficie del cilindro = La temperatura aumenta. Para evitar que la temperatura en el hervidor sea demasiado alta, se instala un condensador encima del cuerpo del hervidor para el intercambio de calor, por lo que no es necesario comprobar el área de transferencia de calor. Si la reacción en la caldera es una reacción endotérmica, es necesario calibrar el área de transferencia de calor, es decir: comparar = 6.646 (2 procesos. Si ≥ , no hay necesidad de instalar otro tubo en espiral en la caldera; de lo contrario, un tubo en espiral Se requiere un tubo 3 Prueba de presión del cuerpo del reactor y la camisa 3.1 Prueba hidráulica del cuerpo de la caldera (1) Determinación de la presión de prueba hidráulica La presión de la prueba hidráulica: y no menos de (0,1), cuando >1,8, tome 1,8. , (0.1 ) = 0.672, tome =0.715 (2) La verificación de resistencia de la prueba hidráulica es: = = 98.2 ( ) ∵ = 98.2 <0.9 =0.9×200×0.85=153 ( ) ∴ La resistencia hidráulica del El manómetro es suficiente. Los requisitos para el rango de medición, la temperatura del agua y la concentración de agua. El rango máximo del manómetro: 2 = 2 × 0,715 = 1,430 o 1,073 ~ 2,860. Temperatura del agua ≥15 ℃, concentración de agua ≤25. Proceso de prueba de presión hidráulica: En el hervidor de agua, bajo la condición de que la superficie del cuerpo esté seca, primero drene el aire del hervidor con agua, luego aumente lentamente la presión del agua a 0,572 y mantenga la presión no inferior a 30, luego lentamente reduzca la presión a 0,572, mantenga la presión durante un tiempo suficiente y verifique todo Compruebe si hay fugas y deformaciones residuales obvias en soldaduras y piezas de conexión.
Si la calidad es calificada, reduzca lentamente la presión para drenar el agua en el hervidor y séquelo con aire comprimido. Si la calidad falla, repare y vuelva a probar la presión hasta que pase la prueba. Después de pasar la prueba de presión de agua, realice la prueba de presión de aire. 3.2 Prueba de presión de aire del cuerpo de la caldera (1) Determinación de la presión de prueba de presión de aire La presión de la prueba de presión de aire: =1,15×0,572×1=0,6578 ( ) (2) La verificación de resistencia de la prueba de presión de aire es: = =90,34 ( ) ∵ =90,34 < 0,8 =0,8×200×0,85=136 ( ) ∴ La presión del aire es suficiente. (3) Proceso de operación de la prueba de presión de aire: al realizar la prueba de presión de aire, aumente lentamente la presión del aire comprimido a 0,06578, manténgala durante 5 minutos y realice una inspección inicial. Después de pasar la prueba, continúe aumentando la presión a 0,3289 y luego aumente gradualmente la presión de prueba a 0,6578 de acuerdo con la diferencia de paso de 0,06578 para cada nivel, manténgala durante 10 y luego bájela a 0,572. durante el tiempo suficiente y realice inspecciones al mismo tiempo. Si hay alguna fuga, repárela antes de volver a realizar la prueba. Después de que el cuerpo de la caldera pasa la prueba de presión, se suelda la camisa y se lleva a cabo la prueba de presión. 3.3 Prueba hidráulica de la camisa (1) Determinación de la presión de prueba hidráulica La presión de la prueba hidráulica: y no menos de (0,1), cuando >1,8, tome 1,8. , (0.1)= 0.2, entonces =0.2 (2) La verificación de resistencia de la prueba hidráulica se obtiene de: = = 33.78 ( ) ∵ ＝33.78 <0.9 =0.9×235×0.85=179.7 ( ) ∴ La resistencia hidráulica es suficiente. (3) Requisitos para el rango del manómetro y la temperatura del agua: 2 = 2 × 0,2 = 0,4 o 0,3 ~ 0,8, temperatura del agua ≥5 ℃. (4) Durante el proceso de operación de la prueba hidráulica, bajo la condición de mantener seca la superficie de la chaqueta, primero use agua para evacuar el aire en la chaqueta, luego aumente lentamente la presión del agua a 0,2, mantenga la presión por no menos durante más de 30 minutos y luego aumente lentamente la presión. Reduzca la presión a 0,16, mantenga la presión durante un tiempo suficiente y compruebe todas las soldaduras y conexiones en busca de fugas y deformaciones residuales obvias. Si la calidad es calificada, reduzca lentamente la presión para drenar el agua de la chaqueta y séquela con aire comprimido. Si la calidad falla, repárela y vuelva a probar la presión hasta que pase la prueba. 4 Selección y diseño de tamaño de los accesorios del reactor 4.1 Diseño de la estructura de conexión de brida de la caldera El diseño incluye: diseño de brida, selección del tipo de superficie de sellado, diseño de junta y diseño de pernos y tuercas. (1) Diseño de brida De acuerdo con =1300 mm, =0,6, el tipo de brida se determina como brida de soldadura plana tipo B de la tabla 16-9 de la literatura [1]. Marca: Brida 1300-0.6 JB/T4702-2002, Material: 1Cr18Ni9Ti Especificaciones de pernos: 24 Número de pernos: 36 La estructura y las dimensiones principales de la brida se muestran en la Figura 4 Figura 4 Selección de la forma de la superficie de sellado de la brida de soldadura plana tipo B (2) Basado en =0,6 <1,6, temperatura del medio 155 °C y propiedades del medio, se sabe por la Tabla 16-14 en la literatura [1] que la superficie de sellado es una superficie lisa. (3) Diseño de la junta: Se utilizan juntas de amianto de caucho resistente al aceite. El material es un tablero de amianto de caucho resistente al aceite (GB/T539). La estructura y las dimensiones se muestran en la Figura 5. Figura 5 Junta blanda de brida del contenedor (4) Dimensiones y especificaciones de pernos y tuercas. Este diseño utiliza pernos de cabeza hexagonal (Grado C, GB/T5780-2000), tuercas hexagonales tipo I (Grado C, GB/T41-2000) y planas. arandelas (100HV, GB/T95-2002) Cálculo de la longitud del perno: La longitud del perno está determinada por el espesor de la brida ( ), el espesor de la junta ( ), el espesor de la tuerca ( ), el espesor. de la arandela ( ) y la longitud de extensión del perno.
Entre ellos =72, =3, =36, =4, y la longitud de extensión del perno se toma como =10. La longitud del perno es: = 2×72 3 36 2×4 10 = 201 ( ) se toma como =200. Marca de perno: GB/T5780-2000 Marca de tuerca: GB/T41-2000 Marca de arandela: GB/T95-2002 24-100HV (5) Los materiales de bridas, juntas, pernos, tuercas y arandelas se basan en las condiciones del tipo. Brida de soldadura plana B, temperatura de trabajo = 120 ℃, la selección del material se lleva a cabo de acuerdo con la tabla de coincidencia de materiales de bridas, juntas, pernos y tuercas en el Apéndice 8 de la literatura [2], y los resultados se muestran en la Tabla 1. Tabla 1 Materiales de bridas, juntas, pernos y tuercas Brida Junta Perno Tuerca Arandela 1Cr18Ni9Ti Caucho resistente al aceite Amianto 35 25 100HV