9. Конструктивно – механический расчет установки
В задачу конструктивно-механического расчета входит определение необходимых геометрических размеров отдельных деталей и узлов, которые определяют конструкцию колонны, ее механическую прочность и геометрические размеры.
Расчет толщины обечайки
Толщина обечайки рассчитывается по формуле:
(6.1)
где
- наружное давление,
Т.к.
среда является агрессивной и токсичной,
то принимаем материал стали 12х18Н10Т, для
которой
.
-
прибавка к расчетной толщине,
где
- скорость коррозии или эрозии, мм/год,
примем
;
-
срок эксплуатации аппарата,
КП ФЮРА.360000.000.ПЗ
(6.2)
К2=0,35;
(6.3)
где
- поправочный коэффициент, учитывающий
вид заготовки (листовой прокат).
КП ФЮРА.360000.000.ПЗ
Принимаем
.
Для обечаек с диаметром больше 200мм должно выполняться условие:
-
условие выполнено.
Расчет толщины крышки и днища
Наиболее рациональной формой для цилиндрических аппаратов является эллиптическая. Эллиптические днища и крышки изготавливаются из листового проката штамповкой и могут использоваться в аппаратах с избыточным давлением до 10 МПа. Крышки и днища подбирают стандартными по таблицам из справочной литературы.
Принимаем
толщину крышки и днища равной толщине
обечайки S=12
мм.
Подбираем стандартные стальные отбортованные днище и крышку по ГОСТ 6533-78 [4] с Dк=2400.
Рис. 14. Днище колонны
Х
КП ФЮРА.360000.000.ПЗ
арактеристика днища:
h = 60 мм – высота борта днища;
Масса днища mд = 638,4кг.
Объем днища Vд 2,0727м3.
Расчёт и подбор штуцеров
Для расчета штуцеров все данные берутся из расчета HYSYS:
(6.4)
где
- скорость движения жидкости или пара,
принимаем скорость движения жидкости
равную 1,5 м/с, для пара – 20 м/с.
Штуцер для ввода исходной смеси:
Принимаем =5 м/с
По
АТК 24.218.06-90 принимаем штуцер с
.
Штуцер для вывода паров дистиллята:
По
АТК 24.218.06-90 6 принимаем штуцер с
.
Штуцер
для ввода флегмы:
По
АТК 24.218.06-90 принимаем штуцер с
.
Ш
КП ФЮРА.360000.00.ПЗ
туцер для отвода кубового остатка:
По
АТК 24.218.06-90 принимаем штуцер с
.
Штуцер для ввода паров кубовой смеси:
По
АТК 24.218.06-90 принимаем штуцер с
.
Фланцевое соединение опоры
Общая
высота колонны (без опоры) рассчитывается
с учетом вышеприведенных замечаний.
Для колонн данного типа, как правило,
применяется опора цилиндрическая с
наружными стойками под болты, стандартная
высота которой зависит от 
рассчитанной
общей высоты колонны и ее диаметра.
Ориентировочная масса аппарата.
Масса обечайки:
где Dн = 2,424 м – наружный диаметр колонны;
Dвн = 2,4 м – внутренний диаметр колонны;
Ноб = 13,88 м – высота цилиндрической части колонны
ρ = 7900 кг/м3 – плотность стали
Масса
тарелок:
m
КП ФЮРА.360000.00.ПЗ
= 435 кг – масса одной тарелки
Общая масса колонны:
Принимаем, что масса вспомогательных устройств (штуцеров, измерительных приборов, люков и т.д.) составляет 10% от основной массы
колонны, тогда
Масса колонны заполненной водой при гидроиспытании:
Масса воды при гидроиспытании:
Максимальная масса колонны:
mmax = mк + mв = 28316,8+65857,4 = 94174,2 кг
Вес колонны G = mmax *g =94174,2*9,8=992907,16 Н = 0,99 МН
Выбираем опору вертикальных цилиндрических аппаратов (тип I по ОН 26-01-69 - 68) с G·102 =10 MH.
Рассчитаем толщину ребра [9, с. 677]:
где
- максимальный вес аппарата при
гидроиспытании, МН;
- число опор, используем 6 опор;
- число ребер в опоре, принимаем 4;
- допускаемое напряжение на сжатие
(примем равным 100 МН/м2);
- вылет опоры, м;
- коэффициент, примем равным 0,6.
Принимаем толщину ребра опоры, равную 12 мм.