氯乙烯聚合釜的设计说明书+CAD图纸+答辩PPT(8)
冷却水出口 100 115 220 1.5
出料口 150 169 285 1.5
压缩气体口 20 27 105 1.5
冷却水入口 100 115 165 1.5
进料口 65 77 185 1.5
人孔 400 426 580 3
视镜 80 89 200 1.5
温度计管口 25 34 115 1.5
3 强度、稳定性计算
3.1 釜体、夹套的选材
(1) 釜体选材
根据《钢制化工容器设计HGJ150-89》[8]的选材原则，首先必须考虑设备的操作条件：设计压力1.54Mpa，介质特性：釜内为氯乙烯，考虑经济合理性原则，在刚度为主的场合下应选用普通碳素钢；在强度为主的条件下，应选用Q235、20R、16Mn等钢板。化工容器中经常使用的低碳、可焊的低合金结构钢如16Mn，因此釜体材料选择16MnR制造。
(2) 夹套选材
操作条件：夹套内的设计压力为0.33Mpa，工作温度-5~130℃，因为夹套承受内外压共同作用，又因为夹套内的介质为水蒸汽和冷冻盐水，综合强度、刚度和经济性，可选用16MnR材料。
查《化工设备设计手册》[1]P574表5-69压力容器用钢板许用应力如表3.1所示：
表3.1 钢板许用应力
材料 σb/Mpa σs/Mpa [σ]t/Mpa
16MnR(釜体) 510 345 170（100℃）
16MnR(夹套） 510 345 170（150℃）
3.2 按内压计算筒体及夹套厚度
已知：釜体的材料为16MnR，设计压力P釜体=1.54Mpa，设计温度T=80℃，夹套内的设计压力P夹套=0.33 Mpa；设计温度T=130℃，筒体直径Di =1800mm、Hi=2500mm，焊接形式采用相当于双面焊的全熔透对接接头、100%无损探伤，焊缝系数φ=1.0，设16Mn钢板的厚度在6~16mm之间，[σ]t =170Mpa，σs =345Mpa，壁厚附加量C=C1+C2，式中C1—钢板厚度负偏差，C2—腐蚀裕量。考虑双面腐蚀，且介质氯乙烯中Cl-的腐蚀性，取C2=2mm，根据《钢制压力容器设计规定》[8]表1-1钢板厚度负偏差C1表，厚度在8~25mm，取C1=0.8mm，ρ氯乙烯=910kg/m3。
表3.2 各压力汇总表
名称 设计压力/Mpa 计算压力/Mpa 外压校核/Mpa 水压试验压力/Mpa
16MnR(釜体) 1.54 1.54 0.45 1.925
16MnR(夹套） 0.33 0.36 0.45
3.2.1 筒体、封头壁厚计算及校核
(1) 筒体壁厚计算及校核
静液柱压力：P静=ρ氯乙烯gH=910×9.8×(2.5+0.475)=0.027Mpa
﹤5%
所以静液柱压力不计，Pc=P=1.54 Mpa。
根据《过程设备设计》[4]P112式4-13，计算厚度δ公式如式(3.1)
（3.1）
代入数据得计算厚度 mm；
设计厚度δd=δ+ C2=8.19+2=10.19mm；
名义厚度δn=δd+ C1=10.19+0.8=10.99mm；
圆整后取δn=11mm，查常用钢板厚度系列没有11mm，所以选择δn=12mm。