2. Конструирование и расчет штуцеров выпарного аппарата.

Штуцер служит для присоединения к аппарату трубопроводов, трубопроводной арматуры, КИП и т.д.

Штуцер состоит из патрубка (короткого отрезка трубы) и присоединенного к нему фланца. Патрубок крепится к отверстию в корпусе аппарата.

Диаметр штуцера определяется по уравнению расхода

где G – массовый расход среды, протекающей через штуцер, кг/ч;

 - плотность среды, кг/м³;

d_вн - внутренний диаметр штуцера (расчетный), м;

 - допустимая скорость среды, протекающей через штуцер, м/с.

Штуцера нормализованы по соответствующим условным давлениям P_у и диаметрам условного прохода D_у .

Длина штуцера (расстояние от привалочной поверхности фланца до стенки аппарата в месте крепления штуцера) l должна быть минимальной и обеспечивать удобство монтажа фланцевого соединения.

Ввод греющего пара .

Т₁ =179 С ₁ =5,0418 кг/м³ D₁ = 7121,22 кг/ч

Т₂ =146,474 С ₂ =2,33 кг/м³ D₂ = 6751,63 кг/ч  =25 м/с

Т₁ =111,58 С ₁ =0,8696 кг/м³ D₃ = 7961,08 кг/ч

Принимаем d = 400 мм.

Выход конденсата.

T_{вп 1} =156,551 С _{в 1} =912,25 кг/м³ W₁ =6751,63 кг/ч

t_{вп 2} =125,209 С _{в 2} =936,7 кг/м³ W₂ =7961,08 кг/ч  =1 м/с

t_{вп 3} =60,7 С _{в 3} =981,75 кг/м³ W₃ =8971,5 кг/ч

Принимаем d = 60 мм.

Вход раствора.

₁ =2 м/с t^ _к1 =160,91 С x_н =8 % _р1 =1074 кг/м³

₂ =1 м/с t^ _к2 =132,96 С x_к1 =10,32 % _р2 =1094 кг/м³

₃ =1 м/с t^ _к3 =94,117 С x_к2 =15,7 % _р3 =1149 кг/м³

Принимаем d = 100 мм.

Выход раствора.

₁ =1 м/с t^ _к1 =160,91 С x_к1 =10,32 % _р1 =1094 кг/м³

₂ =1 м/с t^ _к2 =132,96 С x_к2 =15,7 % _р2 =1149 кг/м³

₃ =1 м/с t^ _к3 =94,117 С x_к3 =38 % _р3 =1378,13 кг/м³

Принимаем d =100 мм.

Вторичный пар.

₁ =25 м/с t_{вп 1} =156,551 С _{п 1} =3,009 кг/м³

₂ =25 м/с t_{вп 2} =125,209 С _{п 2} =1,423 кг/м³

₃ =75 м/с t_{вп 3} =60,7 С _{в 3} =0,1345 кг/м³

Принимаем d = 600 мм.

2. Укрепление отверстий.

Наибольший допустимый диаметр отверстия в обечайке, не требующего укрепления (без учета наличия при­вариваемого штуцера), определяем по формуле (18.6)

Греющая камера.

Сепарационная камера.

Укрепление отверстий в греющей камере.

Штуцер А, диаметр – 600 мм.

Номинальную расчетную толщину стенки штуцера, считая коэффициент прочности продольного сварного шва в нем = 0,95 , определяем по формуле (15.3)

Длину части штуцера, участвующей в укреплении отверстия, определяем по формуле (18.11)

Проверим, достаточно ли укрепление отверстия в обе­чайке штуцером по условию (18.17)

0.00113 > 0.0003

Поскольку правая часть условия меньше левой, укре­пление отверстия не обеспечено.

Рассмотрим укрепление накладкой. Накладку выбираем из той же марки стали, что и обечайка , толщиной 5 мм.

Расчетную ширину накладки определяем по формуле (18.14)

Проверим, достаточно ли укрепление отверстия по условию (18.22)

0,00113 >0.00108

Правая часть условия меньше левой и, следовательно, укрепле­ние отверстия не обеспечено.

Обеспечим укрепление отверстия за счет увеличения толщины накладки, для чего решим условие (18.22) относительно S_н.

Согласно предыдущему имеем

или

Принимаем S_н = 6мм

Вход циркуляционной трубы , диаметр 500мм.

Номинальную расчетную толщину стенки штуцера, считая коэффициент прочности продольного сварного шва в нем = 0,95 , определяем по формуле (15.3)

Длину части штуцера, участвующей в укреплении отверстия, определяем по формуле (18.11)

Проверим, достаточно ли укрепление отверстия в обе­чайке штуцером по условию (18.17)

0.0008928 > 0.000436

Поскольку правая часть условия меньше левой, укре­пление отверстия не обеспечено.

Рассмотрим укрепление накладкой. Накладку выбираем из той же марки стали, что и обечайка , толщиной 6 мм.

Расчетную ширину накладки определяем по формуле (18.14)

Проверим, достаточно ли укрепление отверстия по условию (18.22)

0,0008928 < 0.00139 условие обеспечино

толщина накладки S_н = 6мм.

Штуцер , диаметр 800 мм.

Номинальную расчетную толщину стенки штуцера, считая коэффициент прочности продольного сварного шва в нем = 0,95 , определяем по формуле (15.3)

Длину части штуцера, участвующей в укреплении отверстия, определяем по формуле (18.11)

Проверим, достаточно ли укрепление отверстия в обе­чайке штуцером по условию (18.17)

0.00161 > 0.000471

Поскольку правая часть условия меньше левой, укре­пление отверстия не обеспечено.

Рассмотрим укрепление накладкой. Накладку выбираем из той же марки стали, что и обечайка , толщиной 5 мм.

Расчетную ширину накладки определяем по формуле (18.14)

Проверим, достаточно ли укрепление отверстия по условию (18.22)

0,00161 >0.001257

Правая часть условия меньше левой и, следовательно, укрепле­ние отверстия не обеспечено.

Обеспечим укрепление отверстия за счет увеличения толщины накладки, для чего решим условие (18.22) относительно S_н.

Согласно предыдущему имеем

или

Принимаем S_н = 8мм

Укрепление отверстий в сепарационной камере.

Штуцер вторичного пара , диаметр 800 мм.

Номинальную расчетную толщину стенки штуцера, считая коэффициент прочности продольного сварного шва в нем = 0,95 , определяем по формуле (15.3)

Длину части штуцера, участвующей в укреплении отверстия, определяем по формуле (18.11)

Проверим, достаточно ли укрепление отверстия в обе­чайке штуцером по условию (18.17)

0.00332 > 0.00042

Поскольку правая часть условия меньше левой, укре­пление отверстия не обеспечено.

Рассмотрим укрепление накладкой. Накладку выбираем из той же марки стали, что и обечайка , толщиной 6 мм.

Расчетную ширину накладки определяем по формуле (18.14)

Проверим, достаточно ли укрепление отверстия по условию (18.22)

0,00332 >0.00183

Правая часть условия меньше левой и, следовательно, укрепле­ние отверстия не обеспечено.

Обеспечим укрепление отверстия за счет увеличения толщины накладки, для чего решим условие (18.22) относительно S_н.

Согласно предыдущему имеем

или

Принимаем S_н = 12 мм

Штуцер соединения греющей камеры с сепарационной камерой, диаметр 800 мм.

Аналогично штуцеру вторичного пара. S_н = 12 мм

Люк, диаметр 600 мм

Номинальную расчетную толщину стенки штуцера, считая коэффициент прочности продольного сварного шва в нем = 0,95 , определяем по формуле (15.3)

Длину части штуцера, участвующей в укреплении отверстия, определяем по формуле (18.11)

Проверим, достаточно ли укрепление отверстия в обе­чайке штуцером по условию (18.17)

0.0024 > 0.000414

Поскольку правая часть условия меньше левой, укре­пление отверстия не обеспечено.

Рассмотрим укрепление накладкой. Накладку выбираем из той же марки стали, что и обечайка , толщиной 6 мм.

Расчетную ширину накладки определяем по формуле (18.14)

Проверим, достаточно ли укрепление отверстия по условию (18.22)

0,0024 >0.00184

Правая часть условия меньше левой и, следовательно, укрепле­ние отверстия не обеспечено.

Обеспечим укрепление отверстия за счет увеличения толщины накладки, для чего решим условие (18.22) относительно S_н.

Согласно предыдущему имеем

или

Принимаем S_н = 9 мм

Циркуляционная труба , диаметр 800 мм.

Номинальную расчетную толщину стенки штуцера, считая коэффициент прочности продольного сварного шва в нем = 0,95 , определяем по формуле (15.3)

Длину части штуцера, участвующей в укреплении отверстия, определяем по формуле (18.11)

Проверим, достаточно ли укрепление отверстия в обе­чайке штуцером по условию (18.17)

0.0019 > 0.0004

Поскольку правая часть условия меньше левой, укре­пление отверстия не обеспечено.

Рассмотрим укрепление накладкой. Накладку выбираем из той же марки стали, что и обечайка , толщиной 6 мм.

Расчетную ширину накладки определяем по формуле (18.14)

Проверим, достаточно ли укрепление отверстия по условию (18.22)

0,0019 >0.0017

Правая часть условия меньше левой и, следовательно, укрепле­ние отверстия не обеспечено.

Обеспечим укрепление отверстия за счет увеличения толщины накладки, для чего решим условие (18.22) относительно S_н.

Согласно предыдущему имеем

или

Принимаем S_н = 7 мм

Гидроиспытание :

Греющая камера:

Р_гидр =(1,25 Р + g_жН)10^-6 = (1,25109,810⁴ + 9,810004,5)10^-6 = 1,27 Мпа  1,3 МПа

Сепарационная камера

Р_гидр =(1,5 Р + g_жН)10^-6 = (1,55,669,810⁴ + 9,810001,5)10^-6 = 0,85 Мпа  0,9 МПа