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1、毕业设计毕业设计(论文)题 目 100m2双管板废热锅炉设计 学院名称 机械工程学院 指导教师 职 称 讲 师 班 级 过控班 学 号 学生姓名 2009年X月X日XX大学本科生毕业设计（论文）开题报告设计（论文）题目100m2双管板合成氨废热锅炉设计（论文）题目来源自选设计（论文）题目类型工程设计起止时间20XX 1.10 6.5一、 设计（论文）依据及研究意义：1.设计依据：根据老师提供的设计任务书的规定，结合自己所学知识，参照国家标准、行业标准，查阅相关资料，科学合理地完成设计。2.研究意义：（1）巩固学习的内容，是各科知识之间相互贯通。（2）综合运用所学知识。（3）培养动手能力，创新能
2、力，达到理论实践相结合的目的。（4）了解新科技进展，了解自己所学知识的优势，不足，为以后的学习打好基础。（5）促使毕业生做好论文的准备工作保证论文质量。二、 设计（论文）主要研究的内容、预期目标（技术方案、路线）：本次设计的是100 m2合成氨废热锅炉。设计包括的主要内容：废热锅炉的工艺设计（锅炉内径、筒体和封头的设计、法兰设计和开孔补强、进出口接管及支座）等，并对其进行强度计算及校核，绘制图纸等。技术方案及路线：首先进行物料衡算和热量衡算，然后进行锅炉的尺寸计算，最好进行强度计算和校核。三、设计（论文）的研究重点及难点：重点是：双管板废热锅炉的尺寸计算和确定以及强度计算和校核。难点是：（1）
3、由于合成氨过程比较复杂以及现有理论的不完备，其难点突出在对其进行比较准确的计算。（2）由于本次设计的锅炉要求在2.5Mpa的壳程压力和31.4Mpa的管程压力及较高操作温度下的生产，其难点是对废热锅炉内径以及壁厚等进行比较优化的设计。（3）由于本次设计的锅炉考虑了各种因素，其难点是对锅炉以及一些附件的强度计算及校核。四、设计（论文）研究方法及步骤（进度安排）：1月10日至1月14日：了解我们所要设计的试验装置，为进行设计做准备； 1月15日至1月25日：查阅资料，找设计依据，理出设计思路； 1月25日至3月25日：算数据，求得设计的各种依据； 3月26日至5月10日：设计，画出设计图纸； 5月
4、11日至5月26日；整理图纸，进行打印。写出设计说明书并校核。 5月27日至5月30日：准备答辩。五、进行设计（论文）所需条件：完成本次设计不仅要有基本的设计绘图能力（包括手工绘制与电脑绘制）以及相应的材料力学、理论力学知识；还应会查阅相关的各种机械设计手册，熟悉GB150-1998钢制压力容器、GB151-1999管壳式换热器、压力容器安全技术监察规程、HG2058020585-1998等现行国家法规标准规范。同时需要指导老师的悉心指导，加上自己的努力和一丝不苟的工作态度。六、指导教师意见： 签名： 年 月 日 摘要：本设计为一个换热面积为100m2的合成氨废热锅炉，论文首先介绍了废热锅炉的
5、设计改进，即双管板废热锅炉与其前身联箱式废热锅炉的比较，在联箱式废热锅炉基础上进行优化设计，然后进行双管板废热锅炉的选型，最后重点进行主要受压元件的强度计算和厚度选择，详细论述具体的设计过程，并且对主要受压元件进行强度校核。设计的重点主要包括筒体、封头的设计、汽包、支座、平盖、管板和法兰的设计等等，设计的难点体现在优化设计和强度计算上。关键词：双管板废热锅炉；优化设计；强度计算Abstract:The design for a heat transfer area of 100m2 of ammonia waste heat boiler.The article firstly describ
6、es the improvement in waste heat boiler design,that the double-tubesheet waste heat boiler compared with its predecessor box-type waste heat boiler in conjunction. And based on the box-type waste heat boiler to optmize the design.Then was selection for double-tubesheet waste heat boiler,finally was
7、the strength calculation and thickness selection of major pressure components,detailed description of design steps.And check strength of the main components of the compression.The focus of the design were mainly cylinder and head of design ,drum,support,top,tube plate and flange design and so on .Di
8、fficulties in the design embodied in the optimization of design and strength calculation .Key Words:double-tubesheet waste heat boiler; optimal design; strength calculation目 录引 言11. 废热锅炉的设计改进21.1 联箱式废热锅炉21.1.1联箱式废热锅炉设计参数21.1.2联箱式废热锅炉的基本结构和工作原理21.1.3联箱式废热锅炉的结构特点21.2 双管板废热锅炉31.2.1双管板废热锅炉设计参数31.2.2双管板废
9、热锅炉的基本结构和工作原理31.2.3双管板废热锅炉的结构特点31.2.4双管板废热锅炉的优越性42. 双管板废热锅炉的设计52.1废热锅炉的选型与结构设计52.1.1.废热锅炉的选型52.1.2.废热锅炉的结构设计53. 主要受压元件的强度计算和厚度选择63.1壳程主要受压元件的强度计算和厚度选择73.1.1基本参数的确定及计算73.1.2筒体的强度计算和厚度选择83.1.3椭圆封头的强度计算和厚度选择(大封头)93.1.4椭圆封头的强度计算与厚度选择(小封头)113.1.5偏锥体的强度计算和厚度选择123.1.6接管a和b的强度计算和厚度选择133.1.7汽包主要受压元件的强度计算和厚度选
10、择173.2管程主要受压元件的强度计算和厚度选择233.2.1 U形管b型（管板与管壳程筒体都有焊接）管板的计算233.2.2端部强度计算及校核274 . 总 结40外文文献翻译41参考文献60谢 辞61引 言废热锅炉是利用工业生产中的余热来生产蒸汽的一种换热设备，简称锅炉。目前，废热锅炉在化工、石油、冶金及其他工业部门中得到广泛地应用。在石油、化工工业中，存在大量高温烟气与工艺气余热，采用废热锅炉回收余热，生产压力蒸汽用作工厂动力，可取得重大的经济效益，从而提高热能总利用率，节约一次能源消耗。另外，废热锅炉也是工艺流程中不可缺少的设备，如在合成氨系统中，工艺气在进入下一个工段设备中时需要控制
11、工艺气体温度，就可以利用废热锅炉来完成降温过程。为了适应余热的特点，满足工艺生产的要求，有效地回收余热，出现了各种各样的废热锅炉。按结构形式，废热锅炉可分为管壳式废热锅炉和烟道式废热锅炉。双管板废热锅炉就是现在使用较为广泛的管壳式废热锅炉中的一种。本设计论文按设计顺序共分为三章：第一章，废热锅炉的设计改进；第二章，双管板废热锅炉的设计；第三章，主要受压元件的强度计算和厚度选择；第四章，结论。由于本人水平有限，本论文中难免有错误和不当之处，敬请各位老师、专家批评指正。设计者2008年5月第1章 废热锅炉的设计改进双管板废热锅炉是一种新型高效的废热锅炉，为了设计双管板废热锅炉，我们先对它的前身联箱
12、式废热锅炉作一大致的了解，然后，进行对比设计双管板废热锅炉，并阐述其优越性。1.1 联箱式废热锅炉1.1.1联箱式废热锅炉设计参数表1.1 设计技术参数表容器类别三类壳程管程设计压力 Mpa2.531.4设计温度 225400操作介质脱氧软水 蒸汽H2 N2 NH3 CH4主要受压元件材质16MnR 1Cr18Ni9Ti换热管规格 mm换热面积 m21001.1.2联箱式废热锅炉的基本结构和工作原理联箱式废热锅炉的基本构成：联箱，小封头，设备法兰，偏锥体，汽包，筒体，大封头，支座，管束。联箱式废热锅炉的工作原理：高温工艺气体自联箱进气口进入管束，在壳体中降温后，由联箱出气口输出；管束泡在壳程里
13、的软水里进行热交换，从而使管程高温工艺气体降温至需要的温度，同时壳程中的软水也被加热成压力蒸汽；偏锥体的作用是保证足够的液体蒸发表面积和气相空间，以使壳程中的水更好地吸收管程工艺气的热量，产生更多的压力蒸汽；壳程压力蒸汽进入汽包，经汽包里的丝网除沫器除沫后，由蒸汽出口输出。1.1.3联箱式废热锅炉的结构特点联箱式废热锅炉的结构特点：设备内直径，进出口集气管为的联箱，材质为1Cr18Ni9Ti的级锻件。壳体育管束部件连接用的设备法兰密封面为凹凸面，垫片为内填石棉缠绕式不锈钢垫片。换热管为 1Cr18Ni9Ti的U型管，数量为192根，换热面积。汽包上的设备法兰组焊在锥形筒体上部的筒体上，高压管与
14、联箱的焊接形式为填角焊接，角焊缝在焊后须进行着色检测。1.2 双管板废热锅炉合成氨生产中，经合成塔触媒筐反应后的反应气由合成塔底部换热器换热后进入废热锅炉，利用反应气热量副产蒸汽。以往的废热锅炉大搜为联箱式，随着市场的需求，设备向着大型化方向发展，联箱式废热锅炉已不能满足生产能力的需要，因此，在联箱式废热锅炉基础上加以改进，设计制造出一种新型高效的废热锅炉双管板废热锅炉，同联箱式废热锅炉相比较，换热面积提高了18，气体流通截面积提高了16。1.2.1双管板废热锅炉设计参数表1.2 设计技术参数表容器类别三类壳程管程设计压力 Mpa2.531.4设计温度 225400操作介质脱氧软水 蒸汽H2 N2 NH3 CH4主要受压元件材质16MnR 10MoWVNb换热管规格 mm换热面积 m21001.2.2双管板废热锅炉的基本结构和工作原理
