Разработка конструкции теплообменника для охлаждения влажного газа

Дипломная работа - Разное

Другие дипломы по предмету Разное

? газ с температурой 500С. В результате процесса теплообмена охлаждается влажный природный газ, который выходит из штуцера Б трубного пространства нижнего теплообменника, а осушенный газ- из штуцера Г межтрубного пространства верхнего теплообменника.

 

.2 Принципиальная схема, техническая характеристика изделия. Определение группы аппарата

 

А- вход влажного газа

Б- выход влажного газа

В- вход осушенного газа

Г- выход осушенного газа

Рисунок 1.1 Принципиальная схема

 

Таблица 1.1 Техническая характеристика

ПараметрыНаименование пространстваКорпусТрубное пространство123Рабочее давление, МПа (кг/см2)9,0 (90)16,0 (160)Расчетное давление, МПа (кг/см2)9,0 (90)16,0 (160)Максимально допустимая рабочая температура стенки, 0С5050Минимально допустимая отрицательная температура стенки, 0С -60 -60Расчетная температура стенки, 0С100100Наименование рабочей средыПриродный осушенный газПриродный влажный газХарактеристика рабочей среды: а) вредность- класс опасности по ГОСТ 12.1.007-76 б) пожароопасная в) взрывоопасная г) максимальная температура, 0С д) минимальная температура, 0С 4 да да 50 - 4 да да 50 -Внутренний объем, м38,38,4Поверхность теплообмена, м21390Максимальная масса аппарата при гидроиспытании, кг89650Максимально допустимая разность температур трубы- корпус, 0С 20Допустимая сейсмичность района установки аппарата, не более балл 6Срок службы, лет20Число циклов нагружения за весь срок службы1000Прибавка для компенсации коррозии(эрозии), мм24

Исходя из характеристики рабочей среды, а именно вредности, пожароопасности, взрывоопасности, присваиваем 1 группу аппарата по ОСТ 26-291-94, как для трубного, так и для межтрубного пространства [ 1] с.6.

 

.3 Выбор материала элементов изделия. Мероприятия по защите от коррозии

 

При выборе материалов для изготовления аппарата (сборочных единиц, деталей) должны учитываться: расчетное давление, температура стенки (минимальная отрицательная и максимальная расчетная), химический состав и характер среды, технологические свойства и коррозионная стойкость материалов. Также при выборе материалов для сосудов и аппаратов, устанавливаемых на открытых площадках или в не отапливаемых помещениях, необходимо учитывать:

абсолютную минимальную температуру наружного воздуха данного района, если температура стенки сосуда, находящегося под давлением, может стать отрицательной от воздействия окружающего воздуха;

б) среднюю температуру воздуха наиболее холодной пятидневки данного района с обеспеченностью 0,92, если температура стенки сосуда, находящегося под давлением, положительна.

Учитывая вышеизложенное и то, что проектируемый аппарат устанавливается в северных районах России, то для изготовления основных деталей (трубчатки, камер ) следует взять низколегированную сталь 09Г2С-8.

Сталь 09Г2С ГОСТ 5520-79.

Назначение - различные детали и элементы сварных металлоконструкций, работающих при температуре от -70 до +4250С под давлением [ 2] с.106.

 

Таблица 1.2 Химический состав 09Г2С, в процентах

СSiMnCrNiCuPSAsNНе болееНе более0.120.5-0.81.3-1.70.300.300.300.0350.0400.080.08

Таблица 1.3 Механическая свойства стали 09Г2С

Состояние поставкиСечение, ммs0,2sВd5(d4) %КСU, Дж/см2 при температуре испытании, 0СМПаНе менее+20-40-70листы и полосысв. 30 до 60 вкл285450215934-

Технологические свойства.

Температура ковки, 0С: начала 1250, конца 850.

Свариваемость - сваривается без ограничений. Способы сварки: РДС, АДС под флюсом и газовой защитой, ЭШС.

Обрабатываемость резанием- в нормализованном, отпущенном состоянии sВ=520 МПа.

Склонность к отпускной хрупкости- не склонна.

Для изготовления патрубков фланцев и труб трубчатки применяется сталь 10Г2.

Сталь 10Г2 ГОСТ 4543-71.

Назначение - крепежные и другие детали, работающие при температуре от -700С под давлением [ 2] с.168.

 

Таблица 1.4 Химический состав стали 10Г2, в процентах

С SiMnCrNiCuPSНе более0,07-0,150,17-0,371,2-1,60.300.300.300.0350.035

Таблица 1.5 Механическая свойства стали 10Г2

Состояние поставкиСечение, ммs0,2sВd5yКСU Дж/см2НВМПа%Не менееНе болееПоковкиДо100215430245354123-167Трубы бесшовные-26547021--197

Технологические свойства.

Температура ковки, 0С: начала 1250, конца 800-780. Заготовки сечением до 100мм охлаждаются на воздухе.

Свариваемость - сваривается без ограничений. Способы сварки: РДС, АДС под флюсом и газовой защитой, ЭШС.

Обрабатываемость резанием - в нормализованном, отпущенном состоянии sВ=520 МПа.

Склонность к отпускной хрупкости - не склонна.

Коррозия- это разрушение металлических материалов, происходящее под химическим воздействием окружающей среды. Уже известно множество способов защиты металлов от коррозии. В частности производят замену материалов, подвергаемых коррозии, на коррозионно-стойкие. Также применяются различные лакокрасочные покрытия, еще покрывают открытые части тонким слоем хрома или никеля.

В проектируемом аппарате среды в трубном и межтрубном пространствах не обладают коррозионной активностью по отношениям к низколегированным сталям. Поэтому для изготовления всех частей аппарата, в том числе и соприкасающихся с теплоносителями, можно применять стали марок 09Г2С и 10Г2.

Также в п.1.5 (проверочные расчеты) следует предусмотреть прибавки для компенсации коррозии. Так как в корпусе проходит осушенный природный газ , то прибавку принимаем 2мм (0,1 мм в год). В трубном пространстве находится влажный природный газ, коррозионная активность которого немного выше. Прибавку на коррозию принимаем 4 мм (по 0,2 мм в год).

Для защиты от атмосфе?/p>