Разработка кожухотрубного теплообменника рекуперации тепла для колонны синтеза аммиака

ФГАОУ ВО НИ ТПУ
Разработка кожухотрубного теплообменника рекуперации тепла для колонны синтеза аммиака

Основные конструктивные, технологические и технико-эксплуатационные характеристики: выбран одноходовый горизонтальный теплообменник с поверхностью теплообмена 1246 м2, длиной труб l = 9 м, внутренним диаметром кожуха D_(вн ) = 1400 мм, диаметром труб d =20х2 мм и общим числом труб n = 2443. Толщина обечайки – 140 мм.
Степень внедрения: рекуперация тепла для установки синтеза аммиака.
Область применения: химическая промышленность.
В результате расчётов было подтверждено, что рассчитанный теплообменник соответствует всем предъявляемым технологическим характеристикам.

Исходные данные:
Длина обечайки, м H1 := 5.260
Длина конического перехода, м H2 := 0.570
Длина расширительной камеры, м H3 := 1.300
Длина распределительных камер, м H4 := 1.440
Внутренний диаметр корпуса, м D1 := 1.400
Максимальный внутренний диаметр конического перехода, м D2 := 1.600
Внутренний диаметр расширительной камеры, м D3 := 1.600
Внутренний диаметр распределительной камеры, м D4 := 1.400
Рабочее давление, МПа P := 15.5
Температура среды, оС tс := 300
Плотность среды, кг/м3 ρ := 46.5
Скорость коррозии, мм/год
Срок эксплуатации, лет
Коэффициент сварных швов
Количество труб, шт.
Количество ходов
П := 0.12
tэ := 25
φ := 1
n := 2443
z := 1

СДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ 5
ОСНОВНЫЕ УСЛОВНЫЕ ОБОЗНАЧЕНИЯ 6
1 ОПИСАНИЕ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОЙ СХЕМЫ 8
2 РАСЧЁТ КОЖУХОТРУБНОГО ТЕПЛООБМЕННИКА 10
2.1 ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ РАСЧЕТ 10
2.1.1 Тепловой расчёт 10
2.1.2 Расчет тепловой изоляции 14
2.2 КОНСТРУКТИВЫЙ РАСЧЕТ 16
2.2.1 Расчет количества труб и внутреннего диаметра аппарата 16
2.2.2 Расчет и подбор штуцеров и патрубков 16
2.3 МЕХАНИЧЕСКИЙ РАСЧЕТ 19
2.3.1 Расчет толщины стенки обечайки 19
2.3.2 Расчет толщины стенки расширительной камеры 21
2.3.3 Расчет толщины стенки распределительной камеры 23
2.3.4 Расчет толщины сферической крышки 25
2.3.5 Расчет и подбор фланца для люка-лаза 26
2.3.6 Расчет и подбор плоской крышки для люка-лаза 28
2.3.7 Расчет толщины трубной решётки 30
2.3.8 Расчет укрепления отверстий технологических патрубков 31
2.4 РАСЧЕТ И ПОДБОР ОПОР 32
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 36
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ 37