Рассчитать и спроектировать абсорбер с ситчатыми тарелками

 м

Число болтов находим по формуле:

где Fб – площадь сечения выбранного болта по внутреннему диаметру резьбы, м2;

σД – допускаемое напряжение в болтах, МН/м2.

Рассчитанное число болтов округляем до ближайшего числа, кратного четырём. Наружный диаметр фланца определяем по формуле

 м

Для определения высоты плоского фланца предварительно находим следующие величины:

приведенную нагрузку на фланец при рабочих условиях (в МН):

 МН

вспомогательную величину Ф при рабочих условиях (в м2):

где - предел текучести материала фланцев при рабочей температуре, МН/м2 (для стали Х18Н10Т принимаем = 240 МН/м2),

ψ1 – коэффициент, зависящий от соотношения .

 м2

вспомогательную величину А (в м2):

где δ – толщина обечайки, соединяемой фланцем, м;

ψ2 – коэффициент, зависящий от соотношения .

Поскольку , то высоту фланца определяем по формулам

 м

 м

Из двух значений выбираем большее, h = 0,071 м.

 

4.4 Расчёт опор аппаратов

Выбор типа опоры зависит от ряда условий: места установки аппарата, соотношения высоты и диаметра аппарата, его массы и т.д. Расчёт опоры колонного аппарата, устанавливаемого на открытой площадке, проводим, исходя из ветровой и сейсмической нагрузок. При расчёте лап определяем размеры рёбер. Отношение вылета к высоте ребра l/h принимаем равным 0,5. Толщину ребра определяем по формуле:

где G - максимальный вес аппарата, МН (во время испытания, когда весь аппарат заполнен водой);

n - число лап (не менее двух);

z - число ребер в одной лапе (одно или два);

σС.Д. – допускаемое напряжение на сжатие (принимаем равным 100 МН/м2);

l - вылет опоры, м; коэффициент κ принимаем вначале 0,6, а затем уточняем по графику зависимости κ от l/δ.

Прочность сварных швов должна отвечать условию

 

 

где Lш – общая длина сварных швов, м;

hш – катет сварного шва, м (hш = 0,008 м);

τш.с. – допускаемое напряжение материала шва на срез, МН/м2 (τш.с. = 80 МН/м2 ).

Определим максимальный вес аппарата:

 кг

 кг

 кг

 кг

Р = т·g = 77012,82 · 9,8 = 754725,654 Н = 0,754725 МН

Примем число лап n = 4, конструкцию лап – двухреберную, вылет лапы l = 0,2 м. Высота лапы h = l / 0,5 = 0,4 м. Толщину ребра при κ = 0,6 определяем по формуле:

 м

Отношение l/δ = 0,2/0,02 = 10. По графику зависимости κ от l/δ.  проверяем коэффициент κ. Он принимает значение, близкое первоначально принятому, поэтому персчёт толщины ребра не требуется. Общая длина сварного шва

 м

Проверяем выполнение условия для прочности сварных швов

0,1886 МН < 0,75264 МН

т.е. прочность обеспечена.

Рисунок 4.2 – Опора аппарата

 

 

5. ТЕХНОЛОЛОГИЧЕСКАЯ БЕЗОПАСНОСТЬ

 

Сосудами, работающими под давлением, называются герметически закрытые емкости, предназначенные для ведения химических и тепловых процессов, а также для хранения и перевозки сжатых, сжиженных и растворенных газов и жидкостей под давлением.

Основная опасность при эксплуатации таких сосудов заключается в возможности их разрушения при внезапном адиабатическом расширении газов и паров (физический взрыв). При физическом взрыве энергия сжатой среды в течение малого промежутка времени реализуется в кинетическую энергию осколков разрушенного сосуда и ударную волну.

Особенно опасны взрывы сосудов, содержащих горючую среду, так как осколки резервуаров даже большой массы (до нескольких тонн) разлетаются на расстояние до нескольких сот метров и при падении на здание, технологическое оборудование, емкости вызывают разрушение, новые очаги пожара, гибель людей.

При взрывах сосудов развиваются большие мощности, приводящие к большим разрушениям. Так, мощность, выделяемая при разрыве сосуда емкостью 1 м3, содержащего воздух под давлением 1,2 МПа (12 кгс/см2) при длительности разрыва 0,1 с составляет 28 МВт.

Наиболее частые причины аварий и взрывов сосудов, работающих под давлением - несоответствие конструкции максимально допустимому давлению и температуре; превышение давления сверх предельного; потеря механической прочности аппарата (коррозия, внутренние дефекты металла, местные перегревы); несоблюдение установленного режима работы.

Конструкция сосудов и аппаратов должна быть надежной, обеспечивать безопасность при эксплуатации и предусматривать возможность осмотра, очистки, промывки, продувки и ремонта сосудов. В частности, предъявляются требования к устройству и изготовлению лазов и люков, днищ сосудов, к сварным швам и их расположению и др. Электрическое оборудование и заземление должны отвечать Правилам устройства электроустановок (ПУЭ).

Сосуды, с внутренним диаметром более 800 мм снабжаются достаточным для их осмотра и ремонта количеством лазов, расположенных в местах, доступных для обслуживания.

Сосуды, с внутренним диаметром 800 мм и менее должны иметь в доступных местах стенок сосудов круглые или овальные люки.

Сварные швы сосудов выполняются только стыковыми. Сварные соединения в тавр допускаются для приварки плоских днищ, фланцев, трубных решеток, штуцеров. Пересечение сварных швов при ручной сварке не допускается: они должны быть смещены по отношению один к другому не менее чем на 100 мм.

Отверстия для люков располагаются вне сварных швов.

Сварные швы должны быть доступны для контроля при изготовлении, монтаже и эксплуатации сосудов.

Контроль качества сварных соединений сосудов и их элементов должен производиться:

а) внешним осмотром и измерением;

б)  ультразвуковой дефектоскопией, просвечиванием, рентгеновскими или гамма-лучами или этими методами в сочетании;

в) механическими испытаниями;

г) металлографическим исследованием;

д) гидравлическим испытанием;

е) другими методами (стилоскопированием, замерами твердости, травлением, цветной дефектоскопией и т.д.). Результаты контроля сварных соединений фиксируются в соответствующих документах (журналах, картах и др.). Качество сварных соединений считается неудовлетворительным, если в них при любом виде контроля будут обнаружены внутренние или наружные дефекты, выходящие за пределы норм, установленных правилами, техническими условиями на изготовление изделия и инструкциями по сварке и контролю сварных соединений.

Материалы, применяемые для изготовления сосудов, должны обладать хорошей свариваемостью, а также прочностными и пластическими характеристиками, обеспечивающими надежную и долговечную работу сосудов в заданных условиях эксплуатации.

Материалы, предназначенные для изготовления или ремонта сосудов, должны иметь сертификаты, подтверждающие, что качество материала соответствует требованиям Ростехнадзора, а также специальным техническим условиям.

 

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

 

В курсовом проекте рассчитывалась абсорбционная колонна тарельчатого типа. По результатам технологического расчета диаметр абсорбера составил 0,8м, высота колонны 21,9 м, число тарелок 36.

В ходе гидравлического расчета рассчитано сопротивление всей колонны 23184Па и выбран центробежный насос  Х20/31.

В конструктивном расчете определяется толщина стенки корпуса и днища аппарата, расчет фланцевого соединения, а также опоры абсорбера.

 

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ

 

1. Основные процессы и аппараты химической технологии. Пособие по проектированию/ Под ред. Ю.И. Дытнерского. - М.: Химия, 1983-272с., ил.

2. Павлов К.Ф., Романков П.Г., Носков А.А. Примеры и задачи по курсу ПАХТ: Учебное пособие для вузов/ Под редакцией чл-корр. АН СССР П.Г. Романкова. -9-е изд., перераб. и доп. -Л.: Химия, 1981. - 560с., ил.

2. Лащинский А.А., Толчинский А.Р. Основы конструирования и расчёта химической аппаратуры. Л.: Машиностроение, 1970. - 752 с.

3. Основные процессы и аппараты химической технологии. Пособие по проектированию/ Под ред. Ю.И. Дытнерского. - М.: Химия, 1983-272с., ил.

4. Рамм В.М. Абсорбция газов. М. : Химия, 1975. 655 с.

5. Дытнерский Ю.И. Процессы и аппараты химической технологии: Учебник для вузов. Изд. 3-е. В 2-х кн.: Часть 2. Массообменные процессы и аппараты. М.: Химия, 2002. - 368с.: ил.

6. Общий курс процессов и аппаратов химической технологии: Учебник: в 2 кн./ В.Г. Айнштейн, М.К. Захаров, Г.А. Носов и др.; Под ред. В.Г. Айнштейна. М.: Логос; Высшая школа, 2003. Кн. 2. 872 с.: ил.

7. Касаткин А.Г. Основные процессы и аппараты химической технологии. М.: Химия, 1971.-784 с.

8. Расчёт и конструирование машин и аппаратов химических производств: Примеры и задачи: Учебное пособие для студентов втузов/М.Ф. Михалёв, Н.П. Третьяков, А.И. Мильченко, В.В. Зобнин; Под редакцией М.Ф. Михалёва. Л.: Машиностроение, 1984. - 301с., ил.

9. Справочник химика. Т. 1, 2-е изд. М. -Л., Химия, 1968, 1072 с.