Проект теплообменного аппарата

Содержание

Задание…………………………………………………………………………………..3
Введение………………………………………………………………………………...4
1Расчет теплообменного аппарата……..……………………………………………...5
2 Сборка и монтаж…………………………………………………………………….13
3 Гидравлические испытания………………………………………………………...15
4 Заземление…………………………………………………...………………………18
5 Изоляция…………………………………………………………………..……......20
6 Заключение по патентному поиску………………………………………………..24
7 Запуск и эксплуатация теплообменного аппарата……………..………….…......25
8 Расчет вибраций пучка прямых труб…………………………………….………..28
Список использованных источников……………………………………………...…32
Спецификация на теплообменный аппарат………………………………….……..35
Приложение А. Патентный поиск

Введение
Кожухотрубчатые теплообменные аппараты широко применяются в нефтехимической, газовой отрасли промышленности для нагрева, охлаждения и конденсации и испарения жидкости, пара и из смесей. Особое место теплообменные аппараты занимают в нефтеперерабатывающей промышленности, в сумме составляя до 50% всего оборудования.
Теплообменные аппараты общего назначения делятся по конструкции на аппараты с неподвижными трубами решетками (тип Н), с температурным компенсатором на кожухе (тип К), с плавающей головкой (тип П) и с U– образными трубами (тип У). Кожухотрубчатые теплообменные аппараты с неподвижными трубными решетками и кожухотрубчатые с температурными компенсатором на кожухе применяются для теплообмена жидких и газообразных сред температурой от -70 до +350 °С. Теплообменники с U–образными трубами применяют для нагрева и охлаждения жидких или газообразных сред без изменения их агрегатного состояния.
...

1 Расчет теплообменного аппарата
Расчет на прочность выполнен по программе «Пассат 2.07 », разработанной ООО НТП «Трубопровод».
Расчет начинается с введения общих данных на аппарат (рисунок 1). Указываем тип испытаний и пробное давление. Вводим предварительные параметры среды.

Рисунок 1 – Общие данные
Далее вводятся исходные данные для расчета обечайки, перегородок и трубных решеток (рисунок 2). Указываем материал кожуха, тип крепления трубных решеток и параметры рабочей среды. В пункте свойства материала выбираем тип заготовки, в нашем случае это труба.
Окна уточняющих данных по свойствам материала и типу заготовки для обечайки (рисунок 3,4).

Рисунок 2 – Основные параметры

Область 1 содержит диалоговые окна, заполняемые при расчете прочности кожуха аппарата. Толщина стенки и максимальный пролет между перегородками выбран из пособия, исходя из заданных размеров аппарата.
...

2 Сборка и монтаж
На специальном стенде устанавливается верхняя трубная решетка. К ней крепятся стягивающие стальные стержни при помощи сварки (см. чертеж трубного пучка). Затем на стержни надеваются соответствующие конструкции дистанционные трубки и перегородки. Особенностью аппаратов с неподвижными трубными решетками является то, что трубы жестко соединены с трубными решетками, а трубные решетки приварены к кожуху, в связи с чем исключена возможность взаимного передвижения труб и кожуха (стр. 119 Поникаров). Следовательно, следующим шагом при сборки является установка верхней трубной решетки, а затем сварка ее с корпусом, а затем нижней трубной решетки.
При установке труб в трубные решетки сначала устанавливается 4-8 контрольных труб, а затем устанавливаются остальные трубы. После установки каждой трубы, она закрепляется в трубной решетке развальцовкой.
Проводим гидравлические испытания межтрубного пространства. В случае их успешного прохождения переходим к следующему этапу сборки.
...

3 Гидравлические испытания
Все испытания теплообменного аппарата проводим согласно «Правилам безопасной эксплуатации сосудов, работающих под давлением» [2].
Наиболее ответственной операцией при выявлении работоспособности теплообменника является испытание его на прочность и плотность. Ниже приводится схема (рисунок 9) и методика проведения гидравлического испытания межтрубного пространства теплообменника.
...

4 Заземление
Теплообменный аппарат работает в условиях накопления статических рядов. Опасность действия статического электричества должна устраняться тем, что специальными мерами создается утечка электростатических зарядов, предотвращающая накопление энергии заряда выше уровня 0,4 А мин или создаются условия, исключающие возможность образования взрывоопасной концентрации (например, вытеснение горючей смеси инертным газом).
Заземляющие устройства для защиты от опасных проявлений зарядов статического электричества должны объединяться со специальными устройствами заземления другого назначения или использовать естественные заземлители.
Сопротивление заземляющего устройства, предназначенного для стекания электростатических зарядов, не должно превышать 100 Ом.
Чтобы исключить в процессе эксплуатации возможность случайных обрывов и других повреждений цепей заземления, токоотводы должны быть механически прочными.
...

5 Изоляция
Расчет изоляции выполнен в программе «Изоляция 2.20», разработанной ООО НТП «Трубопровод».

Рисунок 11- Диалоговое окно «Параметры аппарата»
В области 1 выбираем тип аппарата. В область 2 вводим температуру продукта. Область 3 отвечает за расположение аппарата. В область 4 вводим необходимые размеры.
Следующими, выбираем критерии расчета изоляции и материал стенки аппарата.

Рисунок 12- Диалоговое окно «Параметры аппарата»
Далее нажимаем на кнопку «Расчет» и получаем результаты расчета.

Рисунок 13- Результат расчета изоляции

Аппарат изолируется от тепловых потерь [10]. Толщина изоляции 0,06 м, чтобы и втулки приваривают к поверхности аппаратов на предприятии изготовителе оборудования. Съемные детали устанавливают во время монтажа тепловой изоляции. Материал приварных деталей выбирают в зависимости от материала корпусов сосудов и аппаратов, к которым их приваривают.
...

6 Заключение по патентному поиску
В результате патентного поиска на тему: «Плотное соединение», на стадии курсового проектирования, с целью определения технического уровня и тенденций развития вариантов крепления узла выявлено множество патентов по России. Найденные патенты направлены на новые способы обеспечения высоких уплотнительных свойств материалов и прочных, простых и надежных способов осуществления плотного соединения на различное по конструктивному исполнению оборудование.
Проанализировав найденный материал по патентам можно судить, о развитии способов плотного соединения в России.
По количеству найденных патентов за последние девять лет можно судить о том, что данная тема очень актуальна и в её развитии заинтересованы.
Для патентного поиска была использована федеральная служба по интеллектуальной собственности, патентам и сварным знакам // URL:http://www1.fips.
...

7 Запуск и эксплуатация теплообменного аппарата
При пуске аппаратов типов Н [15] среду подавать следует первоначально в межтрубное пространство, а затем в трубное. При этом разность температур стенок кожуха и труб должна поддерживаться в пределах допустимых значений, указанных в технической документации на аппараты. При остановке аппаратов в начале следует удалять продукт из трубного пространства, затем из межтрубного с поддержанием допускаемой разности температур стенок кожуха и труб.
Подавать газ и жидкость в аппараты, работающие при давлении более 0,1 МПа, следует постепенно, во избежание возникновения статического электричества и гидравлических ударов.
Нагружение аппаратов давлением должно осуществляться с 15-минутными выдержками давлений на ступенях 0,25 Рраб.; ,0,5 Рраб.;,0,75 Рраб., если в технической документации нет других указаний. Скорость нагружения давлением не должна превышать 0,2 МПа в минуту.
...

Список использованных источников
1 Шишкин, Б.В. Теплообменная аппаратура: учебное пособие / Б. В. Шишкин. – Комсомольск-на-Амуре: Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Комсомольский-на-Амуре государственный технический университет», 2001.-94с.
2 ОСТ 26291-94. Сосуды и аппараты стальные сварные. Общие технические условия.- Введ.1996-01-01. Взамен ОСТ 2629.-М.: НПО ОБТ,1994.-77с.
3 Анурьев, В.И. Справочник конструктора-машиностроителя. В 3 т. Т. 1. – уч-е изд., перераб. и доп. Под ред. И. Н. Жестковой. / В. И. Анурьев – М. : Машиностроение, 2001. – 920 с.: ли.
4 Анурьев, В.И. Справочник конструктора-машиностроителя. В 3 т. Т. 1. – уч-е изд., перераб. и доп. Под ред. И. Н. Жестковой. / В. И. Анурьев – М. : Машиностроение, 2001. – 920 с.: ли.
5 Анурьев, В.И. Справочник конструктора-машиностроителя. В 3 т. Т. 3. – уч-е изд., перераб. и доп. Под ред. И. Н. Жестковой. / В. И. Анурьев – М. : Машиностроение, 2001. – 785 с.: ли.
6 Шишкин, Б.В. Анализ возможных вариантов применения материалов в нефтегазовом оборудовании: Методические указания к лабораторной работе №3. – Комсомольск-на-Амуре: ГОУВПО «КнАГТУ», 2003. – 16с.
7 Поникаров, И.И., Гануллин, М.Г. Машины и аппараты химических производств и нефтегазопереработки: Учебник. – Изд. 2-е, перераб. И доп. – М.: Альфа – М, 2006-608с.: ил.

8 Бабицкий, И.Ф. Расчет и конструирование аппаратуры нефтеперерабатывающих заводов. 2-е изд., перераб. и доп. / И.Ф. Бабицкий, Г.Л. Вихман, С.И. Вольфсон. – М.: Недра, 1965. – 905 с.
9 Лащинский, А.А., Толчинский, А.Р. Справочник: Основы конструирования и расчета химической аппаратуры. Издательство «Машиностроение», Ленинград, 1970. – 754с.
10 ГОСТ 17314-81. Устройства для крепления тепловой изоляции стальных сосудов и аппаратов. – Введ. 01.01.1982. – Межгосударственный стандарт: издательство стандартов, 1984. – 24с.
11 ТУ 5763-007-56864652-2009. Волокно минеральное. – Введ. 01.01.2009. – Межгосударственный стандарт: Издательство стандартов.
12 ГОСТ 14918-80. Сталь тонколистовая оцинкованная. – Введ. 01.01.1992. – М.: Госстандарт России: издательство стандартов, 1990. – 6с.
13 ВСН 009-88. Средства и установки электрохимзащиты. Введ. 13.01.1989. – ВНИИСТ Миннефтегазстрой, 1988. - 43с.
14ГОСТ 26589-94. Мастики кровельные и гидромзоляционные. – Введ. 13.01.1996. – Межгосударственный стандарт: Издательство стандартов, 1995. – 25с.
15 Шишкин, Б.В. Конструирование и эксплуатация теплообменных аппаратов: учебное пособие / Б. В. Шишкин. – Комсомольск-на-Амуре: Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Комсомольский-на-Амуре государственный технический университет», 2011.-128с.
16ГОСТ 17314-81. Устройства для крепления тепловой изоляции стальных сосудов и аппаратов. – Введ. 01.01.1982. – Межгосударственный стандарт: издательство стандартов, 1984. – 24с.
17 ПБ 03-576-03. Правила устройства и безопасной эксплуатации сосудов, работающих под давлением: утв. Постановлением Госгортехнадзором РФ от 11июля 2003г. №91.
18 ОСТ 26-2091-93. Опоры горизонтальных сосудов и аппаратов. Конструкция. – Введ. 1993-07-01. – М., 1993. – 38с.
19 ГОСТ Р 52630-2006. Сосуды и аппараты стальные сварные. Общие технические условия. – Введ. 01.12.2007. – Межгосударственный стандарт: издательство стандартов, 2007. – 77с.
20 Федеральная служба по интеллектуальной собственности, патентам и сварным знакам // URL:http://www1.fips.ru
21 Банк данных российских и зарубежных патентов // URL: http://mcx-consult.ru/bank_dannyh_rossiyskih_i_zarubezhny
22 Расчетный отдел энергетического машиностроения // URL: http://www.stresscalc.ru/stress/sigma_sosud.php?mat=10&get=1
23 Портал теплообменного оборудования // URL: http://www.teploobmenka.ru/oborud/art-shelltube