Курсовая работа: Выпарная установка для выпаривания раствора NaNO3

Давление воздуха:

Зная объемную производительность вакуум-насоса и остаточное давление Рбк, по ГОСТ 1867-57 подбираем вакуум-насос типа ВВН-3 мощностью на валу N=6,5 кВт.

3. Механический расчет

3.1 Расчёт толщины трубной решётки

Толщина трубной решётки (плиты) h определяется по уравнению

,

где dН- диаметр греющей камеры, м; P - расчётное давление в 1-ом корпусе, равное разность P = PГ1-PВ, м; σд - допускаемое напряжение материала трубной решётки, Мн/м2; φ - коэффициент ослабления трубной плиты отверстиями,

,

где ∑d – сумма диаметров отверстий в трубной плите [м] на диаметре dК,

∑d = ( dК/t – 1)∙dН,

где t – шаг разбивки отверстий по ГОСТу; dН – наружный диаметр труб, м.

P = 3,9959 – 3,192 = 0,8039Мн/м2

∑d = (1,0/0,048 – 1)∙0,038 = 0,7536м.

0,0728м

Принимаем толщину трубной решётки 73 мм

3.2 Расчет толщины стеки обечайки

Расчетная толщина стенки обечайки определяется по формуле:

Допускаемое напряжение для стали Х17 при температуре 142,9˚С составляет 150 МПа. Коэффициент прочности сварных швов 0,9

Действительное значение толщины стенки учитывает коррозионный износ:

Прибавка на коррозию к расчетной толщине стенки аппарата:

Коррозионная проницаемость стали Х17 в среде 27% NaNO3 не превышает 0,1 мм/год. Амортизационный срок службы выпарного аппарата составляет 20 лет.

Принимаем толщину стенки обечайки равной 6мм.

Допускаемое внутренне избыточное давление в аппарате:

3.3 Расчет толщины днища

Расчетная толщина днища:

Действительное значение толщины днища:

Принимаем толщину днища равной толщине стенки обечайки, Sдн=6мм.

3.4 Подбор штуцеров, фланцев, прокладок

Подбор штуцеров для барометрического конденсатора с концентрическими полками Dвн=500мм

Для разъемного присоединения труб, арматуры и измерительных приборов используют штуцера фланцевые или резьбовые. Наибольшим распространением пользуются фланцевые штуцера для присоединения труб, арматур и приборов с Dy>10мм, а резьбовые штуцера – с Dy≤32мм.

Подбираем штуцер из двухслойной стали с приварными фланцами и направленной уплотнительной поверхностью на р=0,4МПа (по МН 4579-63-МН 4584-63) Dy=300мм, dн=325мм, Н=200мм, l=270мм, s=10мм, количество болтов М20 – 12.

Фланцы являются деталями массового изготовления. С помощью фланцев осуществляются разъемные соединения аппаратов и трубопроводов. Фланцы, подобранные по ГОСТу или нормали, в расчете не нуждаются, их размеры таковы, что обеспечивается прочность и плотность соединения.

Подбираем приварные фланцы для крепления крышки к обечайке аппарата по следующим данным: давление в аппарате P=0,4МПа; температура стенок t=140°С; внутренний диаметр аппарата ДВ=1000мм; толщина стенок обечайки Sст=6мм, толщина стенок днища Sдн=6мм. В аппарате находится не токсичная, не обладающая взыво-, пожароопасностью среда – раствор NaNO3.

По ОСТ 26-427-70 подбираем размеры приварных фланцев с уплотнительной поверхностью выступ-впадина, которые имеют утолщенную шейку, придающую фланцам большую жесткость .

Выбираем размеры фланцев при Py=0,4МПа: ДВ=1000мм; Дф=1130мм; Дб=1090мм; smin=6; h=48мм; количество болтов М20 – 40.

Прокладки обеспечивают герметичность фланцевого соединения. При низких температурах и давлениях для воды и других нейтральных сред применяют картон. ДВ=1000мм; Д1=1065мм; Д2=1037мм; mп=0,244кг - масса прокладки, а≈3,6

В данной курсовой работе представлен расчет процесса выпаривания раствора NaNO3 по следующим исходным данным:

Производительность по сырью – 10 т/ч

Концентрация раствора: начальная – 10%, конечная – 27%

Число корпусов – 3

Давление греющего пара – 4 ата

Давление в последнем корпусе – 0,2 ата

Температура воды на входе в конденсатор – 8оС

Начальная температура раствора – tкип=101,5 оС

В результате проведенных расчетов были выбраны по каталогу следующие аппараты:

-  Выпарной аппарат с естественной циркуляцией, соосной греющей камерой, солеотделением.

Номинальная поверхность теплообмена Fн=100 м2,

Общая высота аппарата На=13000 мм,

Масса аппарата Ма=8500 кг

-  Барометрический конденсатор

Диаметром D=0,5м

Высота трубы Н=8,83м.

Расход охлаждающей воды G=8,54кг/ч

-  Вакуум-насос типа ВВН-3 мощностью на валу N=6,5 кВт.