1、第一章 啤酒露天發(fā)酵罐的化工設計計算一 、發(fā)酵罐的容積確定實際需要選用V全=40m3的發(fā)酵罐則V有效=V全=4080%=32 m3二、 基礎參數(shù)選擇1. D:H 選用D:H=1:32.錐角：取錐角為703.封頭：選用標準橢圓封頭4.冷卻方式：選取槽鋼盤繞罐體的三段間接冷卻（罐體兩段，錐體一段，槽鋼材料為A3鋼，冷卻介質(zhì)采用20%、-4的酒精溶液）5.罐體所承受最大內(nèi)壓：2.5cm3 外壓：0.3cm36.錐形罐材質(zhì)：A3鋼外加涂料，接管均用不銹鋼7.保溫材料：硬質(zhì)聚氨酯泡沫塑料，厚度2008.內(nèi)壁涂料：環(huán)氧樹脂三、 D、H的確定由D:H=1:2 ，則錐體高度H1=D2tg35=0.714D封頭

2、高度H2=D4=0.25D圓柱部分高度H3=（2.0-0.714-0.25）D=1.04D又因為V全=V錐+V封+V柱=H1+D3D2H3=0.187D3+0.13D3+0.816D3=40得D=3.30m查JB1154-73橢圓形封頭和尺寸取發(fā)酵直徑D=3400mm再由V全=40cm3 ，D=3.4m設H: D=x0.187 D30.13 D3（x-0.714-0.25）D3=40X=1.86得徑高比為D:H=1:1.86由D=3400mm查表得橢圓形封頭幾何尺寸為：h1=850mmh0=50mmF=13.0m2V=5.60m3筒體幾何尺寸為：H=2946mmF=31.46 m2V=47.4

3、2m3錐體封頭幾何尺寸為：H0=50mmr=510mH=2428mmF=d24-+0.64=6.9 m2V=d324（0.7+0.3COSa）2tga+0.72=10.27 m3則：錐形罐總高：H=575+40+5791+40+1714=8160mm總?cè)莘e：V=1.76+26.18+3.53=42.6m3實際充滿系數(shù)：3242.6=75%罐內(nèi)液柱高：H，=+（2428+50）=4873mm四、發(fā)酵罐的強度計算4.1 罐體為內(nèi)壓容器的壁厚計算1. 標準橢圓封頭設計壓力為:1.1*2.5=2.75cm2S=式中：P=2.75cm2：A3鋼工作溫度下的許用力取1520cm2：焊接系數(shù)，本例采用雙面對

4、接焊作為局部無探傷0.9壁厚附加量：C=C1+C2+C3查表得：C1:鋼板厚度的負偏差取0.8mm負偏差 C2:腐蝕裕量取2mm C3:制造減薄量取0.6mm則： 取 S0=7mm直邊高：h0=50mm校核 = =670.6t2. 筒體 P設=1.1（P工作+P靜） =1.1*（2.5+0.61）=3.42cm2S= （取C2=0.6,C2=2,C3=0.6）=取S=8mm校核 2=PD/2s=728.5t3. 錐形封頭(1) 過渡區(qū)壁厚S= P設=1.1*（2.5+0.9）=3.745cm2（0.9為靜壓）K=0.75S= =3.49+C =3.49+0.6+2+0.369 =6.46mm

5、(2) 錐體S=+CS0=（查表為0.60）S=S0+C=5.6+0.6+2+0.59=8.57 取S=10mm h0=40mm校核錐體所受最大應力處：=778.5t 4.2錐體為外壓容器的壁厚計算1.標準橢圓封頭 設S0=5mm R內(nèi)=0.9Dg=3060mm R內(nèi)/100S=3060/（1005）=6.12查圖表4-1及B=275 P=B*S0/R內(nèi)=275*5/3240=0.43kg/cm20.3kg/cm2 滿足要求 取C1=0.5mm，C2=2mm，C3=0.5mm 則S=S0+C=8mm2.筒體 設S0=6mm L/D=0.86 S0/ D=2400/6=400查圖表4-1及B=2

6、10 P=2106/3400=0.37kg/cm20.3kg S0=6mm故可取C1=0.6mm，C2=2mm，C3=0.6mm 則S=S0+C=9.2mm或10mm3.錐形封頭因為： =35所以 22.500.3kg/cm2故取S0=6mm C1=0.6mm，C2=2mm，C3=0.6mm 所以 S=S0+C=6+3.2=9.2 取S=10mm綜合前兩步設計，取兩者中較大的有生產(chǎn)經(jīng)驗確定 標準橢圓型封頭厚度為 10mm h0=50mm 圓筒壁厚 10mm 標準形封頭壁厚 12mm h0=50mm五、錐形罐的強度校核5.1內(nèi)壓校核 液壓試驗 P試=125P設 由于液體的存在，錐體部分為罐體受壓

7、最重之處即最危險 設計壓力 P=3.74kg/cm2 液壓實驗 P試=1.25P=4.68kg/cm2查得A3鋼=2400kg/cm3 試=P試Dg+（S-C）/2(S-C) =4.68*3400+(12-3.2)/2*(12-3.2)=890.9kg/cm20.9=0.9*0.9*2400=1944kg/cm2試 可見符合強度要求，試壓安全5.2外壓實驗 以內(nèi)壓代替外壓 P=1.5*(0.3+1.2)=2.25kg/cm2 P試=1.25P=2.8kg/cm20.3m3/T 故冷卻面積能夠滿足要求。5、發(fā)酵罐冷卻面積的確定1） 筒體部分 由前面敘述可知，筒體部分相同的冷卻段，選用8#槽鋼筒體

8、冷卻段面積為15.6m2，則槽鋼長=15.6/0.08=195 取相鄰兩槽鋼間距為40mm 一圈槽鋼長：l0=(3.143.42)2+0.1221/2 =10.74m330m長的槽鋼可繞圈數(shù)195/10.74 20圈 則二段各繞10圈 冷卻段高度為： 10（80+40）-40=1760mm 筒體時機冷卻面積為： (20*10.74)0.08=17.2m2/T2） 錐底部分 錐體部分醪液量為10.271.0484=10.76 錐體部分冷卻面積為 10.760.439=4.7m2 則槽鋼長為4.7/0.08=58.7m 繞制高度為1000mm 第三章 發(fā)酵罐的技術(shù)特性和規(guī)范一、技術(shù)特性1、 本例按

9、JB74180鋼制焊接壓力容器技術(shù)條件：及“SB5111”不銹鋼耐酸性鋼及碳鋼、II類設備進行制造試驗。2、 設備制造完畢后，設備內(nèi)壁所有內(nèi)表面焊縫須打磨光滑平緩過渡，但須保證用材料同樣厚度。3、 立板焊接時應與底軸垂直，兩塊立板之間得分布誤差不大于0.104、 設備安裝后軸線對基礎的不垂直度在全場上不大于10mm，設備在現(xiàn)場就位安裝。5、 設備組焊后，封頭筒體錐形底的400軸線在總高度范圍內(nèi)的不垂直度15mm6、 設備應進行下列實驗：1） 液壓實驗 罐 內(nèi) 3.5kgf/cm2 夾套內(nèi) 3.5kgf/cm22） 氣壓實驗 罐 內(nèi) 3kg/cm2 夾套內(nèi) 3kg/cm27、 設備內(nèi)應涂白色7535底漆層及面漆2層8、 設備碳鋼外露表面應涂Y351-1紅丹油防銹漆2層9、 設備保溫罐外噴聚氨厚度200mm二、發(fā)酵罐規(guī)范表40m3圓柱錐底發(fā)酵罐的規(guī)范表名稱40m3圓柱錐底發(fā)酵罐罐體規(guī)格：直徑（mm）3400柱體高度（mm）2946總高度（mm）6324總?cè)莘em342.6有效容積m332罐利用率75%材質(zhì)A3鋼鋼板厚度：圓柱部分（mm）10上封頭（mm）10圓錐部分（mm）12工作壓力（kg/cm3）：罐內(nèi)2.5罐外0.3冷卻形式槽鋼盤繞罐體的三段冷卻冷媒