Цель работы – рассчитать и подобрать кожухотрубчатый теплообменник для
замены импортного теплообменника.
Были произведены: технологический, конструктивный, механический,
гидравлический расчёты, а также расчёт тепловой изоляции.
В работе приведены разделы: финансовый менеджмент, ресурсоэффективность
и ресурсосбережение; социальная ответственность.
Основные характеристики: производительность - 200 т/сут; поверхность
теплообмена: 181 м2; теплоносители – водяной пар и азот; давление: 0,02 и
0,45МПа.
Введение
ООО «Томскнефтехим» - нефтехимическое предприятие в городе Томске,
входит в состав ОАО «CИБУР Холдинг». Предприятие выпускает
полипропилен, полиэтилен высокого давления (ПЭВД), а также бутиленбутадиеновую фракцию, тяжелую смолу пиролиза, жидкие продукты пиролиза.
Продукция предприятия имеет широкий спрос в России и за рубежом.
Остановимся на получении полипропилена.
Теплообменная аппаратура составляет весьма значительную часть
технологического оборудования в химической отрасли промышленности.
Удельный вес теплообменного оборудования составляет на предприятиях
химической промышленности в среднем 15-18%, в нефтехимической и
нефтеперерабатывающей промышленности – 50% . Это объясняется тем, что
почти все основные процессы химической технологии связаны с
необходимостью подвода или отвода теплоты. И совершенствование процесса
теплообмена теоретически и практически может уменьшить энерго- и
трудозатратность при производстве.
В ходе исследования было выявлено, что импортные теплообменники
имеют ряд недостатков:
Забивается твердыми отложениями, что приводит к необходимости частой
чистки и как следствие износу.
Нарушение герметичности.
Превышенный срок эксплуотации.
Решением упомянутых проблем является замена импортного
теплообменника на рассчитанный кожухотрубный теплообменник. Так как он
обладает следующими достоинствами:
Обладает большой поверхностью теплообмена:
Прост в использовании и ремонте.
Долговечен и надёжен.
В результате проделанной работы был проведен технологический расчёт,
целью которого явилось определение поверхности теплообмена.
Проведён конструктивный расчет, где был подобран стандартный
теплообменник, а также штуцера для входа и выхода теплоносителей.
Проведён механический расчёт, где были рассчитаны толщины стенок:
цилиндрической обечайки, эллиптических днищ. Также в механическом
расчёте были рассчитаны температурные деформации, подобраны фланцы и
прокладки для обечаек и днищ. Кроме того, была рассчитана толщина трубной
решетки, рассчитано развальцовочное соединения. Фланцевые соединения
были рассчитаны на прочность и герметичность, проведён расчет
необходимости укрепления отверстий.
Для аппарата были рассчитаны стандартные опоры.
Выбрана и рассчитана изоляция теплообменника. Произведен гидравлический
расчет данного теплообменника.
Кроме того, в дипломной работе представлены разделы: « Социальная
ответственность», «Финансовый менеджмент, ресурсоэффективность и
ресурсосбережение».
Павлов К. Ф., Романков П. Г., Носков А. А. Примеры и задачи по курсу
процессов и аппаратов химической технологии. Учебное пособие для вузов /
Под ред. чл.-корр. АН СССР П. Г. Романкова. - 10-е изд., перераб. и доп. - Л.:
Химия, 1987. - 576 с., ил
2. А.Г. Касаткин. Основные процессы и аппарты химичесткой технологии:
Учебник для вузов. -10-е изд. Стреотипное, доработанное. – М.: ООО ТИД
«Альянс», 2004. – 753с.
3. ГОСТ 15120-79. Холодильники кожухотрубчатые с неподвижными трубными
решётками и кожухотрубчатые с температурным компенсатором на кожухе.
Основные параметры и размеры. – Введ. 1981-01.01. – М.:Госуд. комитет
СССР по стандартам, 1981.-27 с.
4. Семакина О.К. Машины и аппараты химических производств. Учеб. Пособие.
Часть 1 /Том. политехн. ун-т. – Томск, 2003. – 118 с.
5. А. А. Лащинский, А. Р. Толчинский. Основы конструирования и расчет
химической аппаратуры. Л., «Машиностроение», 1970г., 752с.1.
6. ГОСТ 8732-78. Трубы стальные бесшовные горячедеформированные.
Сортамент. – Введ. 1979-01.01. – М.:Изд-во стандартов, 1988.- 11 с.
7. ГОСТ Р 52857.1-2007 Общие требования.- Введ. 2009-15.12. – М.:
Стандартинформ, 2011-38 с.
8. В.М.Беляев, В.М.Миронов В. В. Тихонов. Конструирование и расчёт
элементов оборудования отрасли. Часть I. Аппараты с механическими
перемешивающими. – Томск: Изд-во Томского политехнического
университета, 2009. – 95 с.
9. ГОСТ 31842-2012. Теплообменники кожухотрубчатые. Технические
требования. – Введ. 1979-01.01. – М.:Изд-во стандартов, 1988.- 11 с.
10.ГОСТ Р 52857.2-2007. Расчет обечаек и днищ. - Введ. 2009-27.12. – М.:
Стандартинформ, 2008-41 с.
11. ГОСТ 28759.2-90 Фланцы сосудов и аппаратов стальные плоские приварные.
- Введ. 1992-01.01. – М.:Госуд. комитет СССР по управлению качеством
продукции и стандартам. 1992.- 20 с.
12. ГОСТ Р 52857.4-2007 Расчет фланцевых соединений. - Введ. 2009-15.12. – М.:
Стандартинформ, 2011-40с.
13. ГОСТ Р 52857.3-2007. Укрепление отверстий. - Введ. 2009-15.12. – М.:
Стандартинформ, 2011-29 с.
14. Ю.И. Дытнерский. Основные процессы и аппараты химической технологии:
Пособие по проектированию/ Г. С. Борисов, В. П. Брыков, Ю. И. Дытнерский
и др. Под ред. Ю. И. Дытнерского, 2-е изд., перераб. и дополн. - М.:Химия,
1991. — 496 с.
15. ГОСТ 15118-79. Аппараты теплообменные с неподвижными трубными
решётками и кожухотрубчатые с температурным компенсатором на кожухе.
16. ГОСТ 52857.7-2007. Теплообменные аппараты. Сосуды и аппараты. Нормы и
методы расчёта на прочность. - Введ. 2009-15.12. – М.: Стандартинформ, 2011-
50с.85
17.Инженерный справочник [Электронный ресурс] / Таблицы. URL:
http://tehtab.ru/, свободный, - Загл. с экрана.— Яз. рус., англ. Дата обращения:
02.04.2016 г.
18. Каталог продукции [Электронный ресурс] / Таблицы. URL:
http://www.esbk.ru/, свободный, - Загл. с экрана.— Яз. рус., англ. Дата
обращения: 02.04.2016 г.
19.ГОСТ 12.0.003-74 Опасные и вредные производственные факторы.
Классификация[Текст]. – Сб. ГОСТов. - М.: ИПК Издательство стандартов,
2002.- 4с.
20. ГОСТ 12.2.003–91 ССБТ. Оборудование производственное. Общие
требования безопасности.
21. ГОСТ 12.1.012–90 ССБТ. Вибрационная болезнь. Общие требования.
22.Санитарные правила и нормы: СанПиН 2.2.4.548-96
Гигиенические требования к микроклимату производственных
помещений[Текст]. – утв. Постановлением Госкомсанэпиднадзора РФ от
01.10.1996 N 21: нормативно-технический материал. – Москва: [б.и.], 1996. –
12 с.
23. ГОСТ 12.1.003–83 ССБТ. Шум. Общие требования безопасности. [Текст]. –
официальное издание М.: Стандартинформ, 2007- 4с. ГОСТ 12.2.007.0-75
Изделия электротехнические. Общие требования безопасности (с
Изменениями N 1, 2, 3, 4) [Текст]. –официальное издание М.:
Стандартинформ, 2008-20 с.
24. Макаров Г.В. Охрана труда в химической промышленности.-
М.:Химия,1989-496с.
25. ГОСТ 12.2.007.0-75 Система стандартов безопасности труда. Изделия
электротехнические. Общие требования безопасности
26. Инструкция по охране труда по электробезопасности.
27. Экология и безопасность жизнедеятельности» Под редакцией доктора физ.-
мат. наук, чл.-корр. РЭА, профессора Л.А. Муравья.