Расчёт толщины теплоизоляции для основных аппаратов

Толщину тепловой изоляции d_и находят из равенства удельных тепловых потоков через слой изоляции от поверхности изоляции в окружающую среду:

где - коэффициент теплоотдачи от внешней поверхности изоляционного материала в окружающую среду, Вт /(м² К);

- температура стенки со стороны окружающей среды; для аппарата, работающего в закрытом помещении, = 40 °С;

- температура стенки со стороны аппарата. Ввиду незначительного термического сопротивления стенки аппарата по сравнению с термическим сопротивлением слоя изоляции, принимают равной температуре греющего пара.

=20 °С - температура окружающей среды.

- коэффициент теплопроводности изоляционного материала, Вт /(м К).

В качестве материала для тепловой изоляции выберем совелит (85% магнезия, 15% асбеста), имеющий коэффициент теплопроводности .

Тогда:

Для подогревателя:

Для кипятильника:

Для ректификационной колонны:

Выбор точек контроля за проведением процесса

Контроль давления

Манометр установлен в ректификационной колонне так, чтобы он измерял разность давлений вверху и внизу колонны, также манометры устанавливаются на линиях подачи греющего пара в кипятильник и подогреватель исходной смеси, на нагнетательных линиях всех насосов.

 

Контроль температуры

Термометры установлены вверху и внизу колонны, чтобы судить о составах смесей (дистиллята и кубового остатка), а также о нормальной работе установки.

 

Контроль уровня

Измерители уровня установлены в ёмкостях (сборниках) исходной смеси, дистиллята и кубового остатка, а также внизу колонны для того, чтобы не допускать как экстремального переполнения, так и опорожнения их.

 

Контроль расходов

Расходомеры установлены на линиях подачи исходной смеси и флегмы для того, чтобы регулировать состояние потоков в колонне.

 

Контроль состава

Индикаторы состава смеси или пробоотборники установлены на линиях дистиллята, кубового остатка и исходной смеси.

Механический расчет

Расчет толщины обечайки

Расчет толщины гладкой цилиндрической обечайки возможно производить по уравнению:

Где p – давление в аппарате (принимаем равным атмосферному), D- внутренний диаметр аппарата, – предельное допустимое напряжение, – коэффициент прочности сварных швов, с- прибавка к расчетным величинам.

 

Расчет предельного допустимого напряжения производится по формуле:

Где – коэффициент характеризующий опасность среды (из-за легкой летучести компонентов смеси, а так же их относительной пожароопасности принимаем , - нормативное допускаемое напряжение (.

 

Рассчитаем предельное допустимое напряжение:

Коэффициент прочности сварных швов принимаем равным , считая что аппарат выполнен стыковой сваркой с одной стороны, при наличии металлической подкладки со стороны корня шва.

 

Расчет прибавки к расчетным величинам проводится по уравнению:

 

где – поправка на коррозию и (или) эрозию металла обечайки, – прибавка на компенсацию минусового допуска, – компенсация утончения в ходе изготовления аппаратуры.

Как правило поправки являются незначительными и учтены производителями металлов, значимой остается лишь поправка на коррозию.

где П – скорость коррозии или эрозии (принимаем равной П=0,1 мм/год), – время службы аппарата (принимаем, что аппарат будет эксплуатироваться в течении 20 лет).

Рассчитаем толщину гладкой цилиндрической обечайки:

Выбираем стандартную толщину = 4 мм.