年產(chǎn)10萬噸啤酒廠糖化車間煮沸鍋的設(shè)計(jì)

生物工程工廠設(shè)計(jì)概論課程設(shè)計(jì)題目專業(yè)生物工程班級(jí)姓名學(xué)號(hào)目錄TOC\o"1-3"\h\u27686目錄 -2-8450第一章緒論 -4-15980第二章工藝計(jì)算 -5-208352.1物料平衡計(jì)算 -5-146682.1.1啤酒生產(chǎn)的物料衡算 -5-142942.1.2工藝技術(shù)指標(biāo)及基礎(chǔ)數(shù)據(jù) -5-3930糖化物料計(jì)算 -6-280562.2熱量衡算 -8-189252.2.1糖化用水耗熱量Q1 -8-80452.2.2第一次米醪煮沸耗熱量Q2 -9-123842.2.3第二次煮沸前混合醪升溫到70℃的耗熱量Q3 -10-57322.2.4第二次煮沸混合醪的耗熱量Q4 -11-292372.2.5洗糟水耗熱量Q5 -11-276072.2.6麥汁煮沸過程耗熱量Q6 -11-295992.2.7糖化一次總耗熱量Q總 -12-272472.2.8糖化一次耗用蒸汽量D -12-222612.2.9糖化過程每小時(shí)最大蒸汽量Qmax -12-276932.2.10蒸汽單耗 -13-294672.3耗水量的計(jì)算 -13-178582.3.1糖化用水 -13-97072.3.2洗糟用水量 -13-45512.3.3糖化室洗刷用水量 -13-110362.3.4沉淀槽冷卻用水量 -14-657 -14-90272.3.6麥汁冷卻器冷卻用水 -14-224462.3.7麥汁冷卻器沖刷用水 -14-50772.3.8酵母洗滌用水(無菌水) -14-154472.3.9發(fā)酵室洗刷用水 -14-123812.3.10貯酒室洗刷用水 -15-159562.3.11清酒罐洗刷用水 -15-323242.3.12過濾機(jī)用水 -15-187292.3.13洗瓶機(jī)用水 -15-122412.3.14裝酒機(jī)用水 -15-121632.3.15殺菌機(jī)用水 -15-14425 -15-23875第三章重點(diǎn)設(shè)備的設(shè)計(jì)選型 -15-273133.1容積 -16-242123.2尺寸 -16-154503.3排氣管：排氣管的截面積與鍋底面積 -16-33043.4麥汁進(jìn)口管d -16-233103.5蒸氣進(jìn)口管 -17-309453.6冷凝管出口管計(jì)算 -17-285503.7排料管管徑計(jì)算 -17-82973.8進(jìn)水管管徑計(jì)算 -18-327013.9筒體部分計(jì)算 -18-149733.9.1鍋體材料選擇 -18-133053.9.2鍋體壁厚的計(jì)算 -18-282913.9.3鍋底厚度 -19-75143.9.4夾套壁厚 -20-15138鍋體重量計(jì)算 -20-209433.10電動(dòng)機(jī)功率計(jì)算 -20-125253.11煮沸鍋加熱面積的計(jì)算 -22-4238第四章煮沸鍋附屬設(shè)備 -22-18984.1電動(dòng)機(jī) -22-316284.2減速器 -23-18424.3聯(lián)軸器 -23-55184.4人孔 -23-第一章緒論啤酒是以麥芽為主要原料，添加酒花，經(jīng)酵母發(fā)酵釀制而成的，是一種含二氧化碳、起泡、低酒精度的飲料酒。由于其含醇量低，清涼爽口，深受世界各國的喜愛，成為世界性的飲料酒。我國近代啤酒是從歐洲傳入的，據(jù)考證在1900年俄羅斯技師在哈爾濱建立了第一家啤酒作坊。第一家現(xiàn)代化啤酒廠是1903年在青島由德國釀造師建立的英德啤酒廠。1915年在北京由中國人出資建立了雙合盛啤酒廠。從1905年到1949年的40多年中，中國只有在青島、北京、哈爾濱、上海、煙臺(tái)、廣州等地建立了不到10年工廠，年產(chǎn)啤酒近一萬噸，從1949年到1993年，我們用43年的時(shí)間，發(fā)展成為世界啤酒第二生產(chǎn)大國，這樣的發(fā)展速度舉世矚目。中國啤酒行業(yè)向集團(tuán)化、規(guī)模化，啤酒企業(yè)向現(xiàn)代化、信息化邁進(jìn)；除產(chǎn)品制造外，品牌和資本越來越顯現(xiàn)其重要性；外資對(duì)中國啤酒行業(yè)的影響已經(jīng)向縱深發(fā)展，表現(xiàn)出積極的作用，使中國啤酒業(yè)加快和國際接軌的步伐。2012年至2015年，啤酒行業(yè)面臨著較好的發(fā)展際遇：國民經(jīng)濟(jì)持續(xù)快速發(fā)展和城市化水平的提高，給行業(yè)發(fā)展創(chuàng)造了巨大的需求空間；西部大開發(fā)、振興東北地區(qū)等老工業(yè)基地、促進(jìn)中部崛起和建設(shè)社會(huì)主義新農(nóng)村等重大發(fā)展戰(zhàn)略，為啤酒行業(yè)創(chuàng)造了新的發(fā)展機(jī)遇；全球經(jīng)濟(jì)和區(qū)域經(jīng)濟(jì)一體化進(jìn)程的加快，為中國啤酒行業(yè)在更大范圍內(nèi)配置資源、開拓市場創(chuàng)造了條件。未來啤酒市場的發(fā)展前景依然看好。國內(nèi)油價(jià)下調(diào)提高行業(yè)盈利空間；2008年11月國家提出的四萬億拉動(dòng)內(nèi)需計(jì)劃及擴(kuò)大內(nèi)需十條政策將對(duì)啤酒行業(yè)產(chǎn)生有利影響，等等利好因素成為拉動(dòng)啤酒市場發(fā)展的強(qiáng)勁動(dòng)力。隨著世界的發(fā)展，啤酒的生產(chǎn)技術(shù)逐步成為重點(diǎn)。當(dāng)今，純生啤酒的生產(chǎn)技術(shù)，膜過濾技術(shù)，微生物檢測和控制技術(shù)，糖漿輔料的使用逐步發(fā)展起來。相信不久的將來，中國的啤酒業(yè)將以嶄新的面貌躋身于世界啤酒先進(jìn)領(lǐng)域。第二章工藝計(jì)算2.1物料平衡計(jì)算2圖2-1糖化車間工藝流程示意圖2表2-1工藝技術(shù)指標(biāo)及基礎(chǔ)數(shù)據(jù)項(xiàng)目名稱百分比（%）項(xiàng)目名稱百分比（%）定額指標(biāo)無水麥芽浸出率75原料配比麥芽70大米30無水大米浸出率95啤酒損失率（對(duì)熱麥汁）冷卻損失5發(fā)酵損失原料利用率98.5過濾損失1麥芽水分5裝瓶損失1大米水分11總損失2糖化物料計(jì)算1.100Kg混合原料中含浸出物的重量（E）麥芽：Gm=m×(1-Wm)×Em=70×(1-5%)×75%=kg大米：Gn=n×(1-Wn)×En=30×(1-11%)×95%=kg其中：m為100Kg混合原料中麥芽的質(zhì)量;n為100Kg混合原料中大米的質(zhì)量Wm為麥芽的含水量:Em為麥芽的污水浸出率;En為大米的污水浸出率則E=Gm+Gn=+=kg混合原料的收得率=×98.5%÷100=%其中：98.5%為原料的利用率100kg原料產(chǎn)12度熱麥汁量為:×100÷12=kg12度麥汁在20℃時(shí)的相對(duì)密度為熱麥汁體積=84=L冷麥汁量=5)=L發(fā)酵液量=15)=L濾過酒量=×(1-0.01)=L成品酒量=×(1-0.01)=L÷540.7）×0.2%×19kg12度淡色啤酒的物料計(jì)算100kg原料生產(chǎn)成品酒L生產(chǎn)100L10度啤酒需用混合原料為100×(100÷540.7)=kg麥芽耗用量=×70%=kg大米耗用量==kg酒花耗用量÷×100×kg熱麥汁量=100×÷=L冷麥汁量=100×÷=L成品酒量=100L10萬噸12度淡色啤酒的物料計(jì)算每年生產(chǎn)300天，旺季170天，每天糖化6次，占生產(chǎn)任務(wù)的70%。12度淡色啤酒的旺季產(chǎn)量：100000×70%÷170=411.76（噸/天）設(shè)每年旺季糖化次數(shù)為6次，則總糖化次數(shù)為1020次成品啤酒量=÷6=68.62（噸/天）麥芽耗量=×70%=kg×1000÷（1-1.5%）÷1.084=64266L濕酒花糟32133÷100×0.657=4200kg熱麥汁量=32133÷×592.5=7022L冷麥汁量=32133×÷發(fā)酵液量=32133÷×554.5=65906L濾過酒量=32133÷×548.9=65240L成品酒量=計(jì)算方法同上，這里不再重述。表2-2啤酒廠車間物料衡算表物料名稱單位對(duì)100Kg混合原料100L10°度淡色啤酒糖化一次定額量10萬噸每年啤酒生產(chǎn)混合原料Kg1005943×106大麥Kg704160×106大米Kg30783×106酒花Kg×105熱麥汁L35211×107冷麥汁L33452×107發(fā)酵液L32953×107過濾酒L32620×107成品啤酒L540732133×107×107/1.012=100790噸(備注：10度淡色啤酒的密度為1012kg/m3)2.2熱量衡算糊化鍋糊化鍋大米：2640kg麥芽：528kg50℃、20min糖化鍋麥芽粉：5632kg35℃、30min自來水，20℃回旋沉淀槽煮沸30min熱水50℃70℃、20min煮沸鍋T（℃）55℃、50min68℃、60min78℃、10min糖化結(jié)束過濾麥汁酒花麥糟薄板冷卻器酒花槽熱凝固物冷凝固物15min去發(fā)酵冷麥汁15min冷卻15min15min15min圖2-2二次煮出糖化法糖化工藝流程圖2.2.1糖化用水耗熱量Q1根據(jù)工藝，糊化鍋加水量為:G1＝（1783+356.6）×式中：1336.8kg為糖化一次的大米粉量，267.36kg為糊化鍋中加入的麥芽粉量(大米的20％)而糖化鍋中的加水量為：G2×綜上所述，糖化總用水量為：Gw＝G1＋G2自來水平均溫度取t′＝18℃，而糖化配料用水溫度t″＝50℃，比熱容Cw故耗熱量Q1＝GwCw(t″－t′××(50－18)＝3068468kJ2.2.2第一次米醪煮沸耗熱量Q2t0加熱至100℃，耗熱量:Q2′＝G米醪.C米醪(100－t0)(1)計(jì)算米醪的比熱容：C米醪由經(jīng)驗(yàn)公式C谷物＝0.01[（100－W）C0＋4.18w]進(jìn)行計(jì)算，式中w為含水百分率，C0為絕對(duì)谷物比熱容，去C0C麥芽×[(100－5)××C大米×[(100－11)××C米醪＝(G大米C大米＋G麥芽C麥芽＋G1Cw)/(G大米＋G麥芽＋G1)＝(1783×××4.18)÷（1783＋356.6＋9628.2）(2)米醪的初溫t0設(shè)原料初溫為18℃，而熱水為50℃，則G米醪＝G大米＋G麥芽＋G1t0＝[(G大米C大米＋G麥芽C麥芽)×18＋G1Cw×50]/G米醪C米醪＝[(1783××1.68)×××50]÷11767×3.75＝47.2℃代入式Q2′＝G米醪C米醪（100－t0××（100－47.2）2″煮沸時(shí)間40min，蒸發(fā)量為每小時(shí)5％，則蒸發(fā)水份量V1＝G米醪×5％×40÷×5％×故，Q2″＝V1I×2257.2＝885409.3kJ式中，I為煮沸溫度約100℃下水的汽化潛熱（kJ/kg）2″′米醪升溫和第一次煮沸過程的熱損失為前兩次耗熱量的15％，即：Q2″′＝15％（Q2′＋Q2″）2＝1.15（Q2′＋Q2″×（2330024.4＋885409.3）2.2.3第二次煮沸前混合醪升溫到70℃的耗熱量Q3按糖化工藝，來自糊化鍋的煮沸的醪與糖化鍋中的麥醪混合后溫度應(yīng)為63℃，所以混合前米醪應(yīng)先從100℃冷卻到中間溫度t0麥醪已知，麥芽粉初溫為18℃，用50℃熱水配料，則麥醪溫度t麥醪＝（G麥芽C麥芽×18＋G2Cw×50）/G麥醪C麥醪其中，G麥醪麥醪＝（G麥芽C麥芽＋G2Cw）/（G麥芽＋G2××4.18）÷t麥醪××××50）÷171÷3.6＝44.95℃2.經(jīng)第一次煮沸后米醪量為G′米醪＝G米醪－V1進(jìn)入第二次煮沸的混合醪量G混合＝G米醪′＋G麥醪＝9384.336＋14229.7＝23614.066kg3.混合醪比熱容C混合＝（G麥醪C麥醪＋G米醪′C米醪）/G混合＝（3804××3.79）÷根據(jù)熱量衡算，且忽略熱損失，米醪與麥醪合并前后的焓不變，則米醪中間溫度為：t＝（G混合C混合t混合-G麥醪C麥醪t麥醪）／G米醪′C米醪××××44.95）÷×℃因?yàn)榇藴囟戎槐戎蠓袦囟鹊?0度多，考慮到米醪由糊化鍋到糖化鍋的輸送過程的熱損失，可不必加中間冷卻器。綜上可得:Q3＝G混合C混合××7＝744028kJ2.2.4第二次煮沸混合醪的耗熱量Q4據(jù)工藝糖化結(jié)束醪溫度78℃，抽取混合醪的溫度70℃，沸的混合醪量G′(G混合－G′)（78－70）C混合＝G′C混合（100－78）∴G′/G混合＝26.7%沸醪耗熱量為:Q4′＝26.7%G混合C混合（100－70）＝26.7%×××30＝851381kJ4″煮沸時(shí)間為10min，蒸發(fā)強(qiáng)度為5%，則蒸發(fā)水分量為：V2＝26.7%G混合×5%×10÷則：Q4″＝IV2×64.26＝145059kJ式中，I為煮沸溫度下飽和蒸汽的焓（kJ/kg）4″′據(jù)經(jīng)驗(yàn)：Q4″′＝15%(Q4′+Q4″)4.綜上可得：Q4＝1.15(Q4′+Q4″×(851381＋145059)＝149466kJ2.2.5洗糟水耗熱量Q5設(shè)洗糟水平均溫度為80℃，每100kg原料用水450kg，則用水量：G洗＝5943×450÷Q5＝G洗Cw××2.2.6麥汁煮沸過程耗熱量Q66′由前物料衡算知：100kg混合原料可得741.2kg熱麥汁，設(shè)過濾完畢麥汁溫度70℃。則進(jìn)入煮沸鍋的麥汁量為：G麥汁＝5943×÷100＝36704kg此時(shí)麥汁比熱容為:C麥汁＝（4160×1.682+1783×1.84+5943××4.18）÷（59436+1783+5943×7.4）Q6′＝G麥汁C麥汁（100-70）＝36704××2．煮沸過程蒸發(fā)耗熱量Q6″煮沸強(qiáng)度10%，時(shí)間90min，則蒸發(fā)水分為：V3＝36704×10%×90÷60＝5505.6kg由上可得Q6″＝IV3×5505.6＝12427240kJ6″′: Q6″′＝15%(Q6′+Q6″)4.綜上可得麥汁煮沸總耗熱Q6″′＝15%(Q6′+Q6″)×(3600662.4+12427240)＝2404185.36kJ2.2.7糖化一次總耗熱量Q總Q總＝3068468+36977482.2.8糖化一次耗用蒸汽量D使用表壓為0.2MPa的飽和蒸汽I＝2196.78kJ/kgD＝Q總/(Ｉ-ｉ)η＝14896kgI為相應(yīng)冷凝水的焓503.67kJ/kg（《化工工藝設(shè)計(jì)手冊(cè)》上2-297）η為蒸汽的熱效率，取η＝95%2.2.9糖化過程每小時(shí)最大蒸汽量Qmax在糖化過程各步驟中，麥汁煮沸耗熱量Q6最大，且知煮沸時(shí)間為90min，熱效率95%，故Qmax＝Q6/(90/60)×相應(yīng)的最大蒸汽耗熱量為:Dmax＝Qmax／(Ｉ-ｉ)=5962kg/h2.2.10蒸汽單耗每年耗蒸汽總量為:DT＝14896×1020/70%＝21705600kg每噸啤酒成品耗蒸汽（對(duì)糖化）:Ds＝14896÷32133÷÷每天耗蒸汽量（按生產(chǎn)旺季計(jì)算）:Dd＝14896×6＝89376kg/d綜上可得，10萬噸/a啤酒廠糖化車間總熱量衡算表：名稱規(guī)格MPa每噸產(chǎn)品消耗定額kg每小時(shí)最大用量kg/h每天耗量kg/d年耗kg/a蒸汽59628937621705600表3—3全廠糖化車間熱量衡算2.3耗水量的計(jì)算2.3.1糖化用水100kg混合原料糖化大約需用水量1:3.5，糊化1:4.5。×350÷×糖化用水時(shí)間設(shè)為0.5小時(shí)。2.3.2洗糟用水量100kg混合原料約用洗糟水450kg，則需水量為：5943×450÷用水時(shí)間為1.5小時(shí)。則÷1.5＝17829kg/h2.3.3糖化室洗刷用水量一般糖化室及設(shè)備每糖化一次洗刷用水約20用水時(shí)間約2h故：洗刷最大用水量為20÷2＝10t/h2.3.4沉淀槽冷卻用水量G＝Q/C(t2－t1)(冷卻時(shí)間為0.5小時(shí))熱麥汁放出熱量Q＝GpCp(t1′－t2′)×1.04＝34291.5㎏/h℃熱麥汁溫度t1′＝100℃t2′＝55℃冷麥汁溫度t1＝18℃t2＝45℃冷卻水比熱C＝1××÷1×2每次洗刷用水2噸.沖洗時(shí)間設(shè)為0.25h，則每天最大用水用水量為2÷0.25=8t/h2.3.6麥汁冷卻器冷卻用水麥汁冷卻時(shí)間為1小時(shí)麥汁溫度：94℃6℃冷凍水溫度：2℃85℃耗用冷凍水量為:M1＝100460.83㎏/h2.3.7麥汁冷卻器沖刷用水沖刷一次,用水2t用水時(shí)間為0.25h,則每次最大用水量為:2÷0.25＝8噸/h2.3.8酵母洗滌用水(無菌水)2.3.9發(fā)酵室洗刷用水每天洗刷二個(gè)發(fā)酵室,每個(gè)用水1t洗刷地面共用1噸.每天用水2×1＋1＝3噸設(shè)時(shí)間0.75h最大用水量:3÷0.75＝4t/h2.3.10貯酒室洗刷用水每天沖刷貯酒桶一個(gè)，用水為1噸，管路及地面沖刷用水為0.5t，沖刷時(shí)間為0.5小時(shí)。最大用水量為:(1＋0.5)÷0.5＝3t/h2.3.11清酒罐洗刷用水每天用4桶,沖洗一次.共用水4t,時(shí)間40分鐘，則最大用水量4×60/40＝6t/h2.3.12過濾機(jī)用水過濾機(jī)兩臺(tái),每臺(tái)沖刷一次,用水1.5t(包括頂酒用水)使用時(shí)間0.75h,則最大用水量:2×÷0.75＝4t/h2.3.13洗瓶機(jī)用水按設(shè)備規(guī)范表，洗瓶機(jī)最大生產(chǎn)能力為1500瓶/時(shí)，沖洗每個(gè)瓶需水0.75L。則用水量為:1500×0.75＝4500L/h每班生產(chǎn)7小時(shí)計(jì),總耗水量:4500×7＝31500L2.3.14裝酒機(jī)用水÷0.25＝5t/h2.3.15殺菌機(jī)用水殺菌機(jī)每瓶耗水量1L用水量為:1500×1＝1500L/h1500×7＝10500L/班2包括沖洗地板,管道沖刷.洗濾布.每班需用水5噸,用水時(shí)間1h則：每小時(shí)用水量:5÷1＝5t/h。第三章重點(diǎn)設(shè)備的設(shè)計(jì)選型煮沸工藝:麥汁的煮沸時(shí)間對(duì)啤酒的質(zhì)量影響很大，在常壓下煮沸，淡色啤酒(10%-12%)的煮沸時(shí)間一般在90-120分鐘，濃色啤酒可適當(dāng)延長一些。在加壓0.11-0.12MPa條件下煮沸，時(shí)間可縮短一半左右。合理的延長煮沸時(shí)間，對(duì)蛋白質(zhì)的凝固、提高酒花利用率和還原物質(zhì)的形成是有利的，對(duì)泡沫性能不利。過分的延長煮沸時(shí)間，不僅經(jīng)濟(jì)上不合理，麥汁質(zhì)量也會(huì)下降。例如:麥汁色澤深、口味粗糙、苦味減輕、泡沫不佳等，對(duì)淡色啤酒來說影響更嚴(yán)重一些。因此合理的煮沸時(shí)間是很重要的。本次煮沸工藝是按照常用煮沸方法設(shè)定78℃麥汁打入煮沸鍋進(jìn)行煮沸。在麥汁淹沒內(nèi)加熱器加熱區(qū)后往內(nèi)加熱器殼程中通入0.5MPa155℃的飽和蒸汽，麥汁由92℃加熱到104℃并維持一段時(shí)間。其整個(gè)煮沸過程如下:在煮沸鍋內(nèi)麥汁從78℃升至100℃約22min內(nèi);100℃預(yù)煮沸l(wèi)0min左右;煮沸溫度從100℃升至102-104℃約10-15min內(nèi);在壓力O.03MPa,溫度102-104℃下煮沸35min左右;蒸汽在15min內(nèi)卸壓麥汁降至100℃;在100℃后煮沸IOmin.采用圓筒球底內(nèi)加熱式煮沸鍋3.1容積進(jìn)入煮沸鍋的麥汁量=LV有效=m3取充滿系數(shù)為0.7,所以V鍋=m33.2尺寸V有效÷1000×900×3V總×3R=0.8D,h1=1/2Dh2又V有效＝＝圓整取D＝4600mmR=3.624m,h1=2.3m,h23.3排氣管：排氣管的截面積與鍋底面積/=(1/30-1/50)取1/40d--排氣管直徑/=1/40D--煮沸鍋直徑D=取整d=730mm，取11010mm復(fù)核/=<1/40復(fù)合要求。3.4麥汁進(jìn)口管d麥汁，設(shè)30分鐘內(nèi)裝完一次糖化量，則：=35.21/(30d==0.213m=213mm圓整后取213mm，查化工原理上冊(cè)知2196mm3.5蒸氣進(jìn)口管在糖化過程各步驟中，麥汁煮沸耗熱量最大，且知煮沸時(shí)間為1.5小時(shí)，熱效率95%，故蒸汽進(jìn)口管能滿足最大進(jìn)氣量，就滿足該設(shè)備的需要。由之前的計(jì)算可知=12934798.5KJ=5962Kg/h——每小時(shí)最大蒸汽耗量，KJ/h?！畲笳羝牧浚琄g/h。設(shè)有兩個(gè)蒸氣進(jìn)口管查《發(fā)酵工廠工藝設(shè)計(jì)概論》得：在飽和蒸汽0.3Mpa（表壓）下，取則圓整到d=152mm；符合要求查表知取符合要求。3.6冷凝管出口管計(jì)算在0.3Mpa下，圓整后去40mmd=40mm查《化工原理》上冊(cè)知應(yīng)選mm。3.7排料管管徑計(jì)算設(shè)在20分鐘內(nèi)排盡麥汁，且流速為0.6m/s，所以圓整后去259mm，查表知進(jìn)水管管徑計(jì)算本設(shè)計(jì)將進(jìn)水管安于進(jìn)料管上，選擇與進(jìn)料管相同的管徑即可即Φ273×12mm。3.9筒體部分計(jì)算3.9.1鍋體材料選擇選用型號(hào)為Q235-A.3.9.2鍋體壁厚的計(jì)算1）壁厚計(jì)算：其中：Pc——計(jì)算壓力,MPa；Di——煮沸鍋內(nèi)徑，mm；[σ]t——煮沸鍋殼體所用材料在設(shè)計(jì)溫度下的許用應(yīng)力，MPa；Φ——焊接接頭系數(shù)；S——煮沸鍋殼體的計(jì)算厚度，mm。前面已經(jīng)算出鍋內(nèi)徑DI＝4600mm，工作壓力P=P0+ρgh=0.135(MPa)Pc×0.135=0.149(MPa)選用不銹鋼16MnR，查《化工設(shè)備設(shè)計(jì)基礎(chǔ)》附錄表9—1可得[σ]t=170MPaφ=0.8（采用帶墊板的單面焊對(duì)接接頭，局部無損檢測）C2=1(mm)S×6800/(2×170×0.8－0.149)=3.7(mm)則設(shè)計(jì)厚度(mm)查《化工設(shè)備設(shè)計(jì)基礎(chǔ)》可知：C1=0.3(mm),則名義厚度=4.7＋0.3=5.0(mm)圓整后取厚度為6mm復(fù)驗(yàn)Sn×6%=6×故最后?。篠n=6mm復(fù)核水壓實(shí)驗(yàn)其中：[σ]t——圓筒壁在試驗(yàn)壓力下的計(jì)算應(yīng)力，MPa；——試驗(yàn)壓力，MPa；——圓筒有效壁厚，mm；——圓筒內(nèi)徑，mm；——圓筒焊接接頭系數(shù)；——圓筒材料在試驗(yàn)溫度下的屈服點(diǎn)，MPa；又×=0.186MPa（其中t＜200℃，，p=﹚(mm)=345MPa（化工設(shè)備機(jī)械基礎(chǔ)附表9-1）φ[δ]s×××(6800+4.7)／2×=107.8<248.4水壓實(shí)驗(yàn)強(qiáng)度足夠，符合要求3.9.3鍋底厚度由于采用外夾套加熱，故根據(jù)本設(shè)計(jì)具體要求采用外壓容器的方法來計(jì)算鍋底厚度。采用橢圓形鍋底。鍋底選用0Cr18Ni9不銹鋼為材料。外夾套通入0.33Mpa蒸汽而工作壓力=0.149Mpa假設(shè)名義厚度為=20mm,則有效壁厚=20-2=18(mm)(mm)(mm)查《化工設(shè)備機(jī)械基礎(chǔ)》表5-3得：(mm)所以:查《化工設(shè)備機(jī)械基礎(chǔ)》中圖5-11得B=52，則計(jì)算許用壓力：比較pc與[p],[p]>,故Se=18mm合適，可以采用Sn=20mm厚的不銹鋼板制造鍋底。夾套壁厚選用16MnR，δb=510Mpa，δs=345Mpa，φ=1，C2=1mmP×P×安全系數(shù)：nb=3,ns[δ]t=δb/nb=510/3=170Mpa許用應(yīng)力[δ]t=170Mpa，夾層與筒體間距取100mmD夾i=4600+200=4800(mm)壁厚計(jì)算S=Pc×D夾i／(2[δ]tφ－Pc)×4800／(2×170×1–0.33)=4。6(mm)查得Sn=S+C=4.6+0.6+1=6.2(mm)圓整后取厚度7mm則有效壁厚Se=Sn－C=7––1=5.4(mm)水壓力實(shí)驗(yàn)強(qiáng)度PTP[δ]／[δ]t×δT=PT(Di+Se)／2Se×××2）φ[δ]s×1×23