Теплообменный аппарат блока стабилизации бензина установки "ЖЕКСА"

t_{рас кор}= max{t_раб;20 ⁰С}= max{145 ;20 ⁰С}= 145⁰С

Коэффициент прочности сварного шва

=1

Допускаемое напряжение кожуха в рабочих условиях при расчетной температуре t_{рас кор}, МПа

[у]_tкор=з·у^*_t, = 1·171=171МПа

(з =1 для сварных аппаратов -поправочный коэффициент к допускаемым напряжениям у^*_t - нормативное значение допускаемого напряжения при расчетной температуре t_{рас кор} )

Расчетное внутреннее избыточное давление для рабочих условий, МПа

= 1,61 МПа

Расчетная толщина стенки цилиндрической обечайки без учета суммы прибавок С,

S^ц _рас , мм

=

Таблица 4.3 - Значения прибавок к расчетной толщине

Таблица 4.4 - Результаты определения исполнительной толщины стенки цилиндрической обечайки для рабочих условий

Таблица 4.5 - Определение толщины стенки трубной решетки

4.2 Подбор штуцера (вход продукта в кожух теплообменного аппарата)

Присоединение трубной арматуры к аппарату, а также технологических трубопроводов для подвода и отвода различных жидких и газообразных продуктов производится с помощью штуцеров или вводных труб, которые могут быть разъемными и неразъемными. По условию ремонтопригодности применяются разъемные соединения (фланцевые штуцера). Неразъемные соединения (на сварке) применяются при блочной компоновке аппаратов в кожухе, заполненном тепловой изоляцией, где длительное время не требуется осмотра соединения.

Стальные фланцевые штуцера стандартизированы и представляют собой трубки из труб с приваренными к ним фланцами или кованные заодно с фланцами. В зависимости от толщины стенок патрубки бывают тонкостенные и толстостенные, что вызывается необходимостью укрепления отверстия в стенке аппарата патрубком с разной толщиной его стенки.

Конструкция штуцера зависит от Р_y и Д_у , где Р_у - условное давление,

Д_у - условный диаметр. Условное давление выбирается по данным таблицы Б.1 приложения Б в зависимости от температуры среды и наибольшего рабочего давления, затем по условному давлению Р_у и условному диаметру Д_у выбирается тип штуцера.

Условный диаметр штуцеров в теплообменном аппарате можно определить по объемному расходу жидкой фазы по формуле

,(4.1)

гдеV- объемный расход паровой или жидкой фазы, м³/с;

скорость движения паровой или жидкой фазы, м/с.

Скорость движения = 1 м/с.

Общий расход газосырьевой смеси теплообменного аппарата =18,5 кг/с. Плотность газосырьевой смеси = 666,02 кг/ м³. Отсюда объемный расход равен

м³/с.

Определим диаметр штуцера

.

Величина условного прохода штуцера по ГОСТ =200 мм.

Условное давление Р_y = 2,5 МПа.

Таким образом, выбираем штуцер с фланцем стальным приварным в стык D_у=200 мм на Р_у=2,5 МПа, типа 2 исполнения 1,с длиной патрубка 180 мм, фланец из стали 16ГС, патрубок из 16ГС: Штуцер 200-2,5-2-1-180-16ГС АТК 24.218.06-90

4.2.1 Подбор и обоснование выбора типа фланцевого соединения

В химических аппаратах для разъемного соединения составных корпусов и отдельных частей применяются фланцевые соединения преимущественного круглой формы. На фланцах присоединяются к аппаратам трубы, арматура и т.д. Фланцевые соединения должны быть прочными, жесткими, герметичными и доступными для сборки, разборки и осмотра. Фланцевые соединения стандартизированы для труб и трубной арматуры и отдельно для аппаратов.

Рисунок 4.1 - Конструкция штуцера с приварным встык фланцем

Конструкция фланцевого соединения принимается в зависимости от рабочих параметров аппарата: плоские приварные фланцы - при , и числе циклов нагружения за время эксплуатации до 2000; приварные встык фланцы - при , и . В связи с указанными условиями выбираем приварные встык фланцы. Размеры приведены в таблице 4.6

Таблица 4.6 - Параметры фланцевого соединения типа «гладкие»

Условное обозначение стального плоского приварного встык фланца с D_у = 200 мм на P_у = 2,5 МПа: Фланец 1-200-2,5 16ГС ГОСТ 12821-80

Выбираем конструкцию и материал прокладки по рекомендациям по выбору прокладок, ОСТ 26-373-78.

Выбираем прокладку плоскую, которая рассчитана на Р_у > 2,5 МПа, и температуры от -200 до 300.

Материал прокладок ? паронит ПОН ГОСТ 481-80.

Прокладка устанавливается между уплотненными поверхностями и позволяет обеспечивать герметичность при относительно небольшом усилии затяжки болтов.

Прокладка должна отвечать следующим основным требованиям: при сжатии с возможно малым давлением заполнять все микронеровности уплотнительных поверхностей сохранять герметичность соединения при упругих перемещениях элементов фланцевого соединения (для этого материал прокладки должен обладать упругими свойствами); сохранять герметичность соединения при его длительной эксплуатации в условиях воздействия коррозионных сред при высоких и низких температурах; материал прокладки не должен быть дефицитным.

В качестве крепежных элементов применяем болты, так как Р_у< 4МПа и температура t < 300 ⁰С. Для отверстия диаметром d = 26 мм подбираем болты и гайки к ним М24, в количестве 12 штук. Чтобы предотвратить срыв резьбы болтов, для них необходимо материал выбирать прочнее, чам у гаек, поэтому болты из стали 35Х, а для гаек - стали 25.

4.3 Сводная таблица по результатам расчетов

Таблица 4.7 - Результаты расчетов

Вывод

В данном разделе мы произвели выбор конструктивных и расчетных параметров теплообменного аппарата типа ХП, определили материальное исполнение - М1, форму (сегментные) и диаметр поперечных перегородок (795мм), число перегородок (11) и их толщину (12мм), расстояние между ними (390мм), также необходимое число стяжек для закрепления поперечных перегородок (6 шт.) и их диаметр (16 мм), рассчитали параметры отбойника, размещенного при входе среды в межтрубное пространство (его диаметр - 230 мм), определили размеры плавающей головки. Кроме того, мы рассчитали толщину стенки кожуха S, она составила 8 мм, а также толщину трубной решетки S_тр.реш= 65 мм. Нами были выбран штуцер на входе продукта в межтрубное пространство с параметрами: D_у=200 мм на условное давление Р_у=2,5МПа, с длиной патрубка 180 мм, с фланцем стальным приварным в стык из стали 16ГС и материал патрубка из 16ГС. К фланцевому соединению были подобраны прокладка паронитовая плоская ПОН с шириной 15мм и крепежные элементы: болты М24х90 и гайки М24х21,5 по 12 штук.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В ходе выполнения курсового проекта были систематизированы, закреплены, расширены и углублены практические знания, полученные при изучении дисциплины «Машины и аппараты нефтегазопереработки» и ряда предшествующих общеобразовательных дисциплин, а также применены полученные знания и навыки для решения конкретных технических задач.

В данной работе объектом проектирования явился теплообменный аппарат E-510 технологического блока стабилизации бензина, входящего в состав установки гидроочистки дизельных фракций и каталитического риформинга бензина «ЖЕКСА». Назначение аппарата заключается в переработке бензиновых фракций на блоке риформинга и дизельной фракции на блоке гидроочистки.

Был произведен расчет и выбран тип теплообменного аппарата. В результате расчетов был выбран тип теплообменника по каталогу - теплообменный аппарат с плавающей головкой 800 ХПГ-1-2,5-М1/25Г-6-К-4-У-И по ТУ 3612-023-00220302-01, Холодильник с плавающей головкой горизонтальный (ХПГ), с диаметром кожуха D = 800 мм, на условное давление в трубах P_у = 1 Мпа и в кожухе P_у = 2,5 Мпа материального исполнения М1, с гладкими теплообменными трубками диаметром d = 25мм, длиной L = 6м, расположенными по вершинам квадратов, 4-х ходовой по трубному пространству, умеренного климатического исполнения, с креплениями для теплоизоляции, у которого поверхность теплообмена составляет F = 163 м², площадь проходного сечения одного хода по трубам f_тр=0,027 м², площадь проходного сечения по межтрубному пространству f_мтр=0,135 м². Также был составлен эскиз выбранного аппарата.

Кроме того были рассчитаны основные конструктивные и расчетные параметры теплообменного аппарата, подобран штуцер на входе продукта в межтрубное пространство, а также прокладка и крепежные элементы к фланцевому соединению.

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ

1. Технологический регламент. Установка переработки газа-2. Установка низкотемпературной конденсации и наружное оборудование. Реконструкция на промышленной площадке ОАО «Губкинский ГПК» г. Губкинский. ТР-530-2010

2 Ахметов С.А., Сериков Т.П., Кузеев И.Р., Баязитов М.И. Технология и оборудование процессов переработки нефти и газ. - СПб.: Недра, 2006. - 868 с.

3. Каталог выпускаемого оборудования ОАО «Уралтехнострой-Туймазыхиммаш». - Изд. 2-е, перераб. и доп. - Уфа, 2005.- 343 с.

4. Баязитов М.И., Хайрудинова С.С., Тукаева Р.Б., ., Хайрудинова Г.И. уч.-метод.указания к выполнению курсового проекта по МАХП. - Уфа: Изд-во УГНТУ, 2009. 104 с.

5. Поникаров И.И., Поникаров С.И., Рачковский С.В. Расчеты машин и аппаратов химических производств и нефтегаопереработки (примеры и задачи). - М.: Альфа - М, 2008. - 720 с.

6. Поникаров И.И., Гайнуллин М.Г. Машины и аппараты химических производств и нефтегазопереработки. - Изд. 2-е, перераб. и доп. - М.: Альфа- М, 2006. - 608 с.

7. Лащинский А.А. Конструирование сварных и химических аппаратов: Справочник. - Л.: Машиностроение. Ленингр. отд-ние, 1981.- 382

8. Тимонин А.С. Основы конструирования и расчета химико-технологического и природоохранного оборудования: Справочник в 3-х томах.- Калуга: Изд. Н.Бочкаревой, 2002.

ПРИЛОЖЕНИЕ А

Рисунок А.1 - Принципиальная схема технологической установки

Размещено на Allbest.ru