Разработка теплообменного оборудования для охлаждения синтез-газа после стадии метанирования

ФГАОУ ВО НИ ТПУ

Расчет кожухотрубного теплообменника охлаждения синтез-газа от 100 оС до 40 оС
Производительность теплообменника G = 20 т/ч
Давление в трубном пространстве аппарата p_(тр.) = 0,44 МПа
Давление в межтрубном пространстве аппарата p_(межтр.) = 7,372 МПа

Цель работы: проектирование кожухотрубчатого теплообменника, применяемого для охлаждения синтез-газа при таких заданных параметрах, как температура теплоносителей на входе и выходе в аппарат, рабочее давление в трубном и межтрубном пространстве, расход по синтез-газу.
В процессе технологического расчёта выбран одноходовой горизонтальный теплообменник с поверхностью теплообмена 422,4 м2, длиной труб l = 7,4 м, внутренним диаметром кожуха D_(вн 1) = 1110 мм,
D_(вн 2) = 1360 мм, диаметром труб d = 20х2 мм и общим числом труб n = 1141. Рассчитаны плоские крышки, для их соединения с обечайкой рассчитаны стальные плоские приварные встык фланцы. Штуцера рассчитаны по диаметру условного прохода, их конструкции выбраны из типовых по АТК 24.218.06.90, диаметры штуцеров для подвода и отвода горячего теплоносителя – 400 мм, диаметры штуцеров для подвода и отвода холодного теплоносителя – 500 мм. Трубы закреплены в трубной решётке вальцовочным соединением с двумя канавками, толщина трубной решётки составляет 90 мм. Аппарат имеет 2 седловые опоры.

СОДЕРЖАНИЕ
РЕФЕРАТ 4
СОДЕРЖАНИЕ 5
ВВЕДЕНИЕ 8
ОСНОВНЫЕ УСЛОВНЫЕ ОБОЗНАЧЕНИЯ 13
1 ОПИСАНИЕ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОЙ СХЕМЫ 15
2 ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ РАССЧЕТ 18
2.1 Расчет тепловой изоляции 22
3 КОНСТРУКТИВНО-МЕХАНИЧЕСКИЙ РАСЧЕТ 25
3.1 Расчет толщины обечайки 25
3.1.1 Расчет цилиндрической обечайки 25
3.1.2 Расчет широкой цилиндрической части обечайки 26
3.1.3 Расчет конической части обечайки 28
3.1.4 Расчет обечайки распределительных камер 29
3.2 Укрепление соединения цилиндрической и конической частей 31
3.2.1 Соединение большей цилиндрической обечайки аппарата с коническим уклоном 31
3.2.2 Соединение меньшей цилиндрической обечайки аппарата с коническим уклоном 37
3.3 Расчет толщины крышек 43
3.3.1 Расчет фланца 43
3.3.2 Расчет крышки 48
3.4 Расчет трубной решетки 50
3.4 Расчет штуцеров и патрубков 52
3.5 Расчет опор аппарата 58
4 ФИНАНСОВЫЙ МЕНЕДЖМЕНТ 64
4.1 SWOT-анализ предприятия 66
4.2 Анализ конкурентных технических решений 68
4.3 Определение возможных альтернатив конструктивного исполнения оборудования 70
4.4 Этап планирования 71
4.5 Разработка этапов проектирования 71
4.6 Этап расчета затрат 76
4.7 Заработная плата исполнителей работы 76
4.8 Отчисления во внебюджетные фонды (страховые отчисления) 78
4.9 Расчет материальных затрат 78
4.10 Формирование бюджета затрат 79
4.11 Определение ресурсной (ресурсосберегающей), финансовой, бюджетной, социальной и экономической эффективности исследования 80
4.12 Выводы по разделу “Финансовый менеджмент” 82
5 СОЦИАЛЬНАЯ ОТВЕТСТВЕННОСТЬ 84
5.1 Производственная безопасность 86
5.2 Правовые и организационные вопросы обеспечения безопасности 87
5.3 Характеристика условий труда 88
5.4 Анализ вредных факторов, возникающих при эксплуатации проектируемого теплообменника 89
5.4.1 Вибрация 89
5.4.2 Повышенная температура воздуха рабочей зоны 90
5.4.3 Повышенный уровень шума 91
5.4.4 Недостаточное освещение рабочей зоны 93
5.4.5 Отклонение параметров микроклимата 93
5.5 Анализ опасных факторов, возникающих при эксплуатации проектируемого теплообменника 94
5.5.1 Электрический ток 94
5.5.2 Подвижные части оборудования 96
5.5.3 Пожаро- и взрывобезопасность 97
5.5.4 Утечка токсичных и вредных веществ в атмосферу 99
5.6 Экологическая безопасность 100
5.7 Безопасность в чрезвычайных ситуациях 100
5.8 Выводы по разделу “Социальная ответственность” 103
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 104
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ 105