Присоединение трубной арматуры к аппарату, а также технологических трубопроводов для подвода и отвода различных жидких и газообразных продуктов производится с помощью штуцеров или вводных труб, которые могут быть разъемными и неразъемными. По условию ремонтопригодности применяются разъемные соединения (фланцевые штуцера). Неразъемные соединения (на сварке) применяются при блочной компоновке аппаратов в кожухе, заполненном тепловой изоляцией, где длительное время не требуется осмотра соединения.
Стальные фланцевые штуцера стандартизированы и представляют собой трубки из труб с приваренными к ним фланцами или кованные заодно с фланцами. В зависимости от толщины стенок патрубки бывают тонкостенные и толстостенные, что вызывается необходимостью укрепления отверстия в стенке аппарата патрубком с разной толщиной его стенки.
Конструкция штуцера зависит от Рy и Ду, где Ру – условное давление,
Ду – условный диаметр. Условное давление выбирается по данным таблицы Б.1 приложения Б в зависимости от температуры среды и наибольшего рабочего давления, затем по условному давлению Ру и условному диаметру Ду выбирается тип штуцера.
Условный диаметр штуцеров в теплообменном аппарате можно определить по объемному расходу жидкой фазы по формуле
, (3.1)
где V- объемный расход паровой или жидкой фазы, м3/с;
скорость движения паровой или жидкой фазы, м/с.
Отсюда объемный расход равен
, (3.2)
м3/с.
Определим диаметр штуцера
м.
Величина условного прохода штуцера по ГОСТ 
=150 мм.
Условное давление Рy = 2,5 МПа.
Таким образом, выбираем штуцер с фланцем стальным приварным в стык Dу=150 мм на Ру=2,5 МПа, типа 2 исполнения 1,с длиной патрубка 180 мм, фланец из стали Ст3сп5, патрубок из С3сп5: Штуцер 150-2,5-2-1-180-Ст3сп5 АТК 24.218.06-90
В химических аппаратах для разъемного соединения составных корпусов и отдельных частей применяются фланцевые соединения преимущественного круглой формы. На фланцах присоединяются к аппаратам трубы, арматура и т.д. Фланцевые соединения должны быть прочными, жесткими, герметичными и доступными для сборки, разборки и осмотра. Фланцевые соединения стандартизированы для труб и трубной арматуры и отдельно для аппаратов.
Рисунок 3.1 – Конструкция штуцера с приварным встык фланцем
Конструкция фланцевого соединения принимается в зависимости от рабочих параметров аппарата: плоские приварные фланцы – при 
, 
и числе циклов нагружения за время эксплуатации до 2000; приварные встык фланцы – при 
, 
и 
. В связи с указанными условиями выбираем приварные встык фланцы. Размеры приведены в таблице 4.6
Таблица 3.2 – Параметры фланцевого соединения типа «гладкие»
| Py, МПа | Размеры, мм | Число отверстий z | ||||||||
| Dy | D | D1 | D2 | d1 | b | h4 | h | d | ||
| 2,5 |
Условное обозначение стального плоского приварного встык фланца
с Dу = 150 мм на Pу = 2,5 МПа:Фланец 1-150-2,5 Ст3сп5 ГОСТ 12821-80
Выбираем конструкцию и материал прокладки по рекомендациям по выбору прокладок, ОСТ 26-373-78.
Выбираем прокладку плоскую, которая рассчитана на Ру> 2,5 МПа, и температуры от –200 до 350.
Материал прокладок − паронит ПОН ГОСТ 481-80.
Прокладка устанавливается между уплотненными поверхностями и позволяет обеспечивать герметичность при относительно небольшом усилии затяжки болтов.
Прокладка должна отвечать следующим основным требованиям: при сжатии с возможно малым давлением, заполнять все микронеровности уплотнительных поверхностей, сохранять герметичность соединения при упругих перемещениях элементов фланцевого соединения (для этого материал прокладки должен обладать упругими свойствами); сохранять герметичность соединения при его длительной эксплуатации в условиях воздействия коррозионных сред при высоких и низких температурах; материал прокладки не должен быть дефицитным.
В качестве крепежных элементов применяем болты, так как Ру< 4МПа и температура t< 3500С. Для отверстия диаметром d = 27 мм подбираем болты и гайки к ним М24, в количестве 8 штук. Чтобы предотвратить срыв резьбы болтов, для них необходимо материал выбирать прочнее, чем у гаек, поэтому болты из стали 35Х, а для гаек – стали 25.
Таблица 3.3 – Результаты расчетов
| Параметр | Значение |
| Толщина стенки кожуха S | 10 мм |
| Толщина стенки трубной решетки Sтр.реш | 45 мм |
| Условный проход штуцера, Dу | 150 мм |
| Штуцер | Штуцер 150-2,5-2-1-180-С3сп5 АТК 24.218.06-90 |
| Фланец | Приварной встык. Тип 1 «гладкий» ГОСТ 12821-80 |
| Прокладка | Паронитоваяплоская по ГОСТ 481-80 с шириной 15мм. |
| Болты | М24×2,5-6g×90 ГОСТ 7798-70 из стали35Х 12шт. |
| Гайки | М24×2,5 ГОСТ 5915-70 из стали25 12шт. |
Вывод
В данном разделе мы произвели выбор конструктивных и расчетных параметров теплообменного аппарата типа ТП, определили материальное исполнение – М1, форму (сегментные) и диаметр поперечных перегородок (595мм), число перегородок (20) и их толщину (10мм), расстояние между ними (260мм), также необходимое число стяжек для закрепления поперечных перегородок (6 шт.) и их диаметр (16 мм), рассчитали параметры отбойника, размещенного при входе среды в межтрубное пространство (его диаметр – 274 мм). Кроме того, мы рассчитали толщину стенки кожуха S, она составила 10 мм, а также толщину трубной решетки Sтр.реш= 45 мм. Нами были выбран штуцер на входе продукта в межтрубное пространство с параметрами: Dу=150 мм на условное давление Ру=2,5МПа, с длиной патрубка 180 мм, с фланцем стальным приварным в стык из стали Ст3сп5 и материал патрубка из Ст3сп5. К фланцевому соединению были подобраны прокладка паронитовая плоская ПОН с шириной 15мм и крепежные элементы: болты М24х90 и гайки М24х21,5 по 8штук.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
В ходе выполнения курсового проекта были систематизированы, закреплены, расширены и углублены практические знания, полученные при изучении дисциплины «Технологическое оборудование» и ряда предшествующих общеобразовательных дисциплин, а также применены полученные знания и навыки для решения конкретных технических задач.
В данной работе объектом проектирования явился теплообменный аппарат Т-9 технологического блока стабилизации бензина, входящего в состав установки изомеризации легких углеводородов. Назначение аппарата заключается в передаче теплоты от одной фазы к другой.
Был произведен расчет и выбран тип теплообменного аппарата. В результате расчетов был выбран тип теплообменника по каталогу - теплообменный аппарат с плавающей головкой 600 ТК-2,5-4-М1/25Г-6-К-4-У-И по ТУ 3612-023-00220302-01,теплообменник с линзовым компенсатором (ТК), с диаметром кожуха D = 600 мм, на условное давление в трубах Pу = 2,5 Мпа и в кожухе Pу = 2,5 МПа материального исполнения М1, с гладкими теплообменными трубками диаметром d = 25мм, длиной L = 6м, расположенными по вершинам квадратов, 2-х ходовой по трубному пространству, умеренного климатического исполнения, с креплениями для теплоизоляции, у которого поверхность теплообмена составляет F = 62,2 м2, площадь проходного сечения одного хода по трубам fтр=0,0228 м2, площадь проходного сечения по межтрубному пространству fмтр=0,063 м2.
Кроме того были рассчитаны основные конструктивные и расчетные параметры теплообменного аппарата, подобран штуцер на входе продукта в межтрубное пространство, а также прокладка и крепежные элементы к фланцевому соединению.
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ
1 Ахметов, С.А., Сериков, Т.П., Кузеев, И.Р., Баязитов, М.И. Технология и оборудование процессов переработки нефти и газ. - СПб.: Недра, 2006. - 868 с.
2 Каталог выпускаемого оборудования ОАО «Уралтехнострой-Туймазыхиммаш». - Изд. 2-е, перераб. и доп. - Уфа, 2005.- 343 с.
3 Поникаров, И.И., Поникаров, С.И., Рачковский, С.В. Расчеты машин и аппаратов химических производств и нефтегаопереработки (примеры и задачи). - М.: Альфа - М, 2008. - 720 с.
4 Поникаров, И.И., Гайнуллин, М.Г. Машины и аппараты химических производств и нефтегазопереработки. - Изд. 2-е, перераб. и доп. - М.: Альфа- М, 2006. - 608 с.
5 Лащинский, А.А. Конструирование сварных и химических аппаратов: Справочник. – Л.: Машиностроение. Ленингр. отд-ние, 1981.- 382
6 Тимонин, А.С. Основы конструирования и расчета химико-технологического и природоохранного оборудования: Справочник в 3-х томах.– Калуга: Изд. Н.Бочкаревой, 2002.-145