Данные модернизируемой колонны
Ректификационная колонна выделения фракции 105-120 °С К-2. Диаметр – 5000 мм Высота - 67300 мм Объём – 1293 м3 Число тарелок – 81 шт. клапанные четырёхпоточные. Ррасч = 0,85Мпа Трасч верха = 200 °С Трасч низа = 250 °С Среда : Верх – фракция 105 - 120 °С Низ – фракция 120 - 180 °С
Технологический расчет Определение расчетных параметров Для получения нужных данных воспользуемся программой HYSYS Aspentech. Введём начальный состав поступающего сырья, далее мы создаем входящий поток, назовём его К-1 и вводим в состав нужные значения, согласно действующей схеме установки (рис.1). Далее создаем колонну (Рис 2) и задаем в ней давление и температуру, входящие и выходящие потоки, флегмовое число, количество тарелок 81-практическое количество(58 теоретических) согласно текущим параметрам.
Рис. 1
Рис. 2 Рис. 3 Обоснование выбора насадки После того, как мы ввели рабочие параметры, согласно нормам технологического режима: расход пара, плотность пара, приступаем к выбору насадок, для этого произведём расчёты четырёх насадок: ПР-125У; ПР-160У; ПР-250У; ПР350У и узнаем, какую насадку использовать дешевле. Показание колонны при 58 теоретических тарелках с питанием на 28 и флегмовым числом 3. Таблица 2.1
Согласно полученным данным произведём расчёты насадок: ПР-125У, ПР-160У, ПР-250У, ПР-350У. И выберем наиболее экономичную по стоимости. Обозначения в формулах: F – Фактор скорости, W – Скорость , –Объёмный расход, S – Площадь сечения насадки, d –Диаметр насадки, H – Высота насадки, V- Объём насадки, P- Плотность пара, m – Расход пара, R – Радиус насадки.
Используемые формулы для расчётов:
; ; ; ; ; ; R= .
Стоимость определим умножив V * Расчёт для насадки ПР-125У: Я тарелка 1. F=2,8 /( ) 2. = = =0,9 м/с 3. = =19401 = 5,39 4. = =6м 5. ; d= =2.8 м 6. =21,5 м 7. 8. Я тарелка 1. F=2,8 /( ) 2. = = =0,96 м/с 3. = =23831,7 = 6,62 4. = =6,9 м 5. ; d= =3 м 6. =23,08 м 7. 8.
Расчёт для насадки ПР-160У Я тарелка 1. F=2.5 /( ) 2. = = =0.8 м/с 3. = =19401 = 5.39 4. = =6.74 м 5. ; d= =3 м 6. =17.5 м 7. 8. Я тарелка 1. F=2,5 /( ) 2. = = =0.85 м/с 3. = =23831,7 = 6.62 4. = =7.8 м 5. ; d= =3.2 м 6. =18,8 м 7. 8. Расчёт для насадки ПР-250У Я тарелка 1. F=2,3 /( ) 2. = = =0,72 м/с 3. = =19401 = 5,39 4. = =7.5 м 5. ; d= =3.2 м 6. =10.8 м 7. 8.
Я тарелка 1. F=2,3 /( ) 2. = = =0,79 м/с 3. = =23831,7 = 6,62 4. = =8.4 м 5. ; d= =3.4 м 6. =11,6 м 7. 8. Расчёт для насадки ПР-350У Я тарелка 1. F=1.9 /( ) 2. = = =0,6 м/с 3. = =19401 = 5,39 4. = =9 м 5. ; d= =3.4 м 6. =7.8 м 7. 8.
Я тарелка 1. F=1.9 /( ) 2. = = =0,65 м/с 3. = =23831,7 = 6,62 4. = =10.2 м 5. ; d= =3.6 м 6. =8,4 м 7. 8. Из полученных данных, делаем вывод: насадка ПР-125Y самая выгодная по стоимости. Теперь высчитаем стоимость корпуса аппарата с данными насадками, для этого воспользуемся формулами: для расчёта боковой площади колонны Sбок=2Пrh ; площади основания Sосн=П ; площади поверхности цилиндра Sp=2 Sосн+ Sбок. ; Также рассчитаем приблизительную толщину стенки с прибавкой на коррозию 2 мм. Рассчитаем по формуле: Где: P= 0,85 D= Диаметр насадки = 162 = 1 Зная массу стали в кубе 7850 кг и стоимость кубометра стали 100 тыс. руб. вычислим итоговую массу и стоимость корпуса.
Расчет итоговой массы и стоимости корпуса для насадки ПР-350Y: Тар. ПР-350У Sосн=3,14* =3,14*2,89=9,08 Sбок=2*3,14*1,7*7,8=83,3 Sp=2*9,08+83,3=101,5 V1=83,3*0,012=1 = = =8,9+2 = 10,9 мм округляем до 12мм
Тар. ПР-350У Sосн=3,14* =3,14*3,24=10,2 Sбок=2*3,14*1,8*8,4=94,6 Sp=2*10,2+94,6=115 V2=94,6*0,012=1,14 Vрасч= V1+ V2=1+1,14=2,14 = = =9,5+2 = 11,5 мм округляем до 12мм
Итоговая масса: 2,14*7 850=16,799 тонн Итоговая стоимость: 100 000*16 799=1,68 млн. руб. Расчет итоговой массы и стоимости корпуса для насадки ПР-125Y: Тар. ПР-125У Sосн=3,14* =3,14*1,96=6,15 Sбок=2*3,14*1,4*21,5=189,03 Sp=2*6,15+189,03=201,4 V1=189,03*0,012=2,3 = = =7,4+2 = 9,6 мм округляем до 10мм
Тар. ПР-125У Sосн=3,14* =3,14*2,25=7,07 Sбок=2*3,14*1,5*23,08=217,4 Sp=2*7,07+217,4=231,6 V2=217,4*0,012=2,61 Vрасч= V1+ V2=2,3+2,61=4,91 = = =7,9+2 = 9,9 мм округляем до 10мм Итоговая масса: 4,91*7850=38,5 тонн Итоговая стоимость: 100000*38,5=3,85 млн. руб. Расчет итоговой массы и стоимости корпуса для насадки ПР-160Y: Тар. ПР-160У Sосн=3,14* =3,14*2,25=7,07 Sбок=2*3,14*1,5*17,5=164,9 Sp=2*7,07+164,9=179,1 V1=164,9*0,012=2 = = =7,9+2 = 9,9 мм округляем до 10мм Тар. ПР-160У Sосн=3,14* =3,14*2,56=8,04 Sбок=2*3,14*1,6*18,8=188,9 Sp=2*8,04+188,9=205 V2=188,9*0,012=2,3 Vрасч= V1+ V2=2,3+2=4,3 = = =8,4+2 = 10,4 мм округляем до 12мм
Итоговая масса: 4,3*7850=33,8 тонн Итоговая стоимость: 100000*33,8=3,38 млн. руб. Расчет итоговой массы и стоимости корпуса для насадки ПР-250Y: Тар. ПР-250У Sосн=3,14* =3,14*2,56=8,04 Sбок=2*3,14*1,6*10,8=108,52 Sp=2*8,04+108,52=124,6 V1=108,52*0,012=1,3 = = =7,9+2 = 9,9 мм округляем до 10мм Тар. ПР-250У Sосн=3,14* =3,14*2,89=9,08 Sбок=2*3,14*1,7*11,6=123,9 Sp=2*9,08+123,9=142,1 V2=123,9*0,012=1,5 Vрасч= V1+ V2=1,3+1,5=2,8 = = =8,9+2 = 10,9 мм округляем до 12мм
Итоговая масса: 2,8*7850=21,98 тонн Итоговая стоимость: 100000*21980=2,2 млн. руб. Из расчетов видно, что использование насадки ПР-350У будет более приемлемо, несмотря на то что насадка ПР-125У выходит самой экономичной на первый взгляд, однако колонна с данной насадкой будет значительно выше и тяжелее, нежели использование насадки ПР-350У, которая будет стоить немного дороже, но при этом будет значительно легче и ниже по высоте, что заметно упростит и ускорит процесс строительства данной колонны. Поэтому принято решение использовать насадку ПР-350У. Так как есть разница в диаметрах нижней и верхней частей, принято решение сделать единый диаметр 3,6 м без переходов, для этого рассчитаем нижнюю часть колонны с новым диаметром. Тар. ПР-350У Sосн=3,14* =3,14*3,24=10,2 Sбок=2*3,14*1,8*7,8=88,2 Sp=2*10,2+88,2=108,6 V1=88,2*0,012=1,06 Vрасч= V1+ V2=1,06+1,14=2,2 = = =9,5+2 = 11,5 мм округляем до 12мм
Итоговая масса: 2,2*7850=17,270 тонн Итоговая стоимость: 100000*17,270=1,73 млн. руб.
Теперь после всех расчётов составляем таблицу предварительной стоимости насадок с учётом стоимости корпуса. Таблица предварительной стоимости колонны с насадками. Таблица 2.2
После того, как мы определились с насадкой, можно приступать к прочностному расчету колонны.
3. Прочностной расчёт аппарата
Прочностной расчет данного проекта включает в себя прочностной расчет основных элементов аппарата, проверка прочности стенки аппарата в местах крепления строповых устройств, выбор опоры аппарата, расчёт ветровой нагрузки. Расчет проводится в соответствии с требованиями ГОСТов.
Популярное: Модели организации как закрытой, открытой, частично открытой системы: Закрытая система имеет жесткие фиксированные границы, ее действия относительно независимы... Почему стероиды повышают давление?: Основных причин три... ©2015-2024 megaobuchalka.ru Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав. (1001)
|
Почему 1285321 студент выбрали МегаОбучалку... Система поиска информации Мобильная версия сайта Удобная навигация Нет шокирующей рекламы |