課程設計---列管式換熱器設計

1、<p><b>　　目錄</b></p><p>　　一、課程設計目的2</p><p>　　二、由給定的換熱面積確定換熱器主要結構3</p><p>　　三、列管式換熱器機械結構設計8</p><p>　　四、其他結構設計10</p><p>　　五、換熱器機械設計（強度計算）

2、12</p><p><b>　　六、心得體會14</b></p><p><b>　　七、參考文獻15</b></p><p>　　列管式換熱器設計說明書</p><p><b>　　一、課程設計目的</b></p><p>　　過程設備設計是學

3、習化工設備設計基礎知識，培養(yǎng)學生化工設備設計能力的重要教學環(huán)節(jié)，通過這一實踐教學環(huán)節(jié)的訓練，使學生掌握化工設備設計的基本方法，熟悉查詢和正確使用技術資料，能夠在獨立分析和解決實際問題的能力方面有較大提高，增強工程觀念和實踐能力。</p><p><b>　　已給設計條件：</b></p><p><b>　　接管表：</b></p>

4、<p>　　二、由給定的換熱面積確定換熱器主要結構</p><p>　　根據(jù)已知條件，確定換熱管數(shù)目和管程數(shù)目：</p><p>　　由由已知條件查表3-2換熱管規(guī)格，取換熱管為碳鋼GB8163的換熱管</p><p><b>　　換熱管數(shù)目：</b></p><p>　　管程數(shù)：根據(jù)給定的任務固定管板式換熱

5、器，選擇單管程</p><p><b>　　管子排列方式選擇</b></p><p><b>　　選擇正三角形排列</b></p><p>　　管板與換熱管采取焊接，管心矩</p><p><b>　　查表3-6得：</b></p><p>　　排管方式

6、，正六角形對角線上管數(shù)b=33，弓形部分第一列排管6 得管子總數(shù)853</p><p><b>　　殼體內徑</b></p><p>　　換熱器的內徑取決于傳熱管數(shù)、管心距和傳熱管的排列方式。對于單程換熱器，殼體內徑由下式確定：</p><p>　　圓整后去殼體內徑為1200</p><p><b>　　折流板

7、和支持板</b></p><p>　　列管式換熱器殼程流體流通面積比管程流通面積大，為增大殼程流體的流速，加強其喘流程度，提高其表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)，需設置折流板。折流板有橫向和縱向兩類，單殼程的換熱器僅需設置橫向折流板。折流板的布置一般應使靠近管板的第一塊或最后一塊折流板盡可能靠近殼程進出口接管。</p><p>　　折流板與管板的間距：</p><p>　　

8、—殼程接管位置最小尺寸</p><p><b>　　—防沖板長度</b></p><p><b>　　折流板外直徑</b></p><p><b>　　折流板的管孔查表</b></p><p>　　換熱器折流板管孔尺寸及允許偏差/mm</p><p>&

9、lt;b>　　的管孔直徑</b></p><p>　　折流板的厚度查表根據(jù)殼體直徑換熱管無支撐長度</p><p><b>　　折流板厚度</b></p><p><b>　　得折流板的厚度取8</b></p><p><b>　　防沖板</b></p&

10、gt;<p>　　為了防止殼程物料進口處流體對換熱管表面的直接沖刷，引起侵蝕及振動，應在流體如樓處裝置防沖板，以保護換熱管。</p><p>　　防沖板周邊與殼體內壁所形成的流通面積為殼程進口接管截面的1—1.25倍。防沖板的直徑應大于接管外徑50mm取防沖板直徑為250mm</p><p>　　防沖板的最小厚度：當殼程接管進口直徑小于300mm時，對不銹鋼取板厚3mm。&l

11、t;/p><p><b>　　防沖板的形式：</b></p><p><b>　　拉桿，定距管</b></p><p>　　拉桿是使折流板與管板固定的結構</p><p><b>　　拉桿的形式</b></p><p>　　拉桿直徑、數(shù)量、尺寸</p&

12、gt;<p><b>　　查表</b></p><p><b>　　拉桿數(shù)量</b></p><p><b>　　拉桿直徑/mm</b></p><p>　　確定拉桿的直徑為16mm</p><p><b>　　拉桿數(shù)量為6</b></

13、p><p><b>　　拉桿的布置</b></p><p>　　拉桿應盡量均勻布置在管束的外邊緣。拉桿位置占據(jù)換熱管的位置，對于大直徑換熱器，在不管去的中心部分或靠近折流板缺口處也因布置適當數(shù)量的拉桿。</p><p><b>　　旁路擋板</b></p><p>　　在換熱器殼程，由于管束邊緣和分程部

14、分都不能排換熱管，所以在這些部位形成旁路。為防止殼程物料從這些旁路大量短路，可在管束邊緣的適當位置安裝旁路擋板，增大旁路的主力，迫使物料通過管束進行換熱。</p><p>　　根據(jù)換熱器的公稱直徑大于1000所以取3對旁路擋板</p><p><b>　　接管</b></p><p>　　接管高度確定，接管伸出殼體外壁的長度，主要考慮法蘭的形式

15、，焊接操作條件，螺栓拆裝，有無保溫及保溫厚度因素決定。符合下式計算值：</p><p>　　為接管法蘭厚度，為接管法蘭的螺母厚度，為保溫層厚度</p><p><b>　　查表</b></p><p>　　PN≤4.0MPa的接管伸出長度/mm</p><p><b>　　取接管長度為200</b>

16、</p><p>　　接管安裝位置最小尺寸確定，殼程接管安裝位置的最小尺寸如圖，按下式估算：</p><p><b>　　無補強圈 </b></p><p>　　一般取倍殼體壁厚且不小于50—100mm。</p><p><b>　　取 得：</b></p><p><

17、;b>　　接管法蘭的選?。?lt;/b></p><p><b>　　查附錄四：管法蘭</b></p><p>　　選取板式平焊鋼制管法蘭</p><p><b>　　排氣、排液接管</b></p><p>　　為提高傳熱效率，排除或回收工作殘液，凡不能借助其他接管排氣、排液的換熱器應在

18、其殼程和管程的最高點、最低點，分別設置排氣、排液接管，排氣、排液接管接管的端部必須與殼體或管箱殼體內壁平齊。</p><p><b>　　9、管板</b></p><p><b>　　管板結構尺寸</b></p><p>　　由于是固定管板式換熱器將固定管板兼作法蘭</p><p>　　直接查表4-

19、14固定管板式換熱器管板尺寸</p><p>　　查表4-17換熱管和管板孔直徑允許偏差</p><p>　　確定管板孔直徑為25.4mm</p><p>　　三、列管式換熱器機械結構設計</p><p>　　1、傳熱管與管板的連接</p><p>　　管子與管板采用強度焊接連接，保證換熱管與管板連接的密封性及抗拉脫強

20、度</p><p><b>　　如圖：</b></p><p><b>　　焊接結構尺寸：</b></p><p>　　強度焊結構尺寸/mm</p><p>　　管板與殼體及管箱的連接</p><p>　　延長部分兼作法蘭的管板：</p><p>&l

21、t;b>　　管板與管箱的連接：</b></p><p><b>　　3、管箱</b></p><p><b>　　管箱的形式：</b></p><p><b>　　選用d型管箱</b></p><p><b>　　管箱結構尺寸確定</b>

22、</p><p>　　單程管箱采用軸向接管，按流通面積計算</p><p><b>　　取</b></p><p><b>　　四、其他結構設計</b></p><p><b>　　1、法蘭的選用</b></p><p>　　根據(jù)管箱公稱直徑，壓力<

23、;/p><p>　　選用JB4701甲型平焊法蘭</p><p><b>　　墊片的選用</b></p><p>　　根據(jù)JB4704 非金屬軟墊片</p><p><b>　　支座</b></p><p>　　臥式支座標準：JB/T4712鞍式支座</p><

24、;p>　　五、換熱器機械設計（強度計算）</p><p><b>　　1.管板強度計算</b></p><p><b>　　BS法：</b></p><p><b>　　管板厚度為40mm</b></p><p><b>　　計算K值 </b><

25、;/p><p><b>　　管板計算公式</b></p><p>　　按計算，然后按值計算滿足</p><p>　　按計算，然后按該值計算，滿足</p><p>　　校核結果為管板40mm夠用</p><p><b>　　殼體、封頭強度計算</b></p><

26、p>　　在換熱器中，殼體、封頭及管箱短節(jié)的厚度應按GB150《鋼制壓力容器》計算；但殼體的最小厚度按GB151《鋼制管殼式換熱器》規(guī)定，不得小于下表</p><p>　　碳素鋼低合金鋼圓筒的最小厚度/mm</p><p><b>　　筒體厚度取10mm</b></p><p>　　由工藝設計給定設計溫度40為設計壓力選低合金結構鋼板16M

27、nR卷制，材料70時的許用應力，取焊縫系數(shù)，腐蝕裕量</p><p>　?。?）、管箱短節(jié)厚度計算</p><p><b>　　計算厚度 </b></p><p>　　對于低合金鋼，為滿足運輸剛度要求取S=3mm</p><p><b>　　設計厚度 </b></p><p&

28、gt;<b>　　名義厚度 </b></p><p><b>　　有效厚度 </b></p><p><b>　　水壓試驗壓力 </b></p><p>　　所選材料的屈服應力 </p><p>　　水壓試驗應力校核 </p><p>　　

29、所以，水壓試驗滿足強度要求。</p><p>　?。?）、封頭的厚度計算</p><p><b>　　封頭采用標準封頭</b></p><p><b>　　封頭厚度</b></p><p>　　對于低合金鋼，為滿足運輸剛度要求取S=3mm</p><p><b>　

30、　設計厚度 </b></p><p><b>　　名義厚度 </b></p><p><b>　　有效厚度 </b></p><p>　　3、法蘭、浮頭蓋、鉤圈</p><p>　　計算標準GB150、GB151</p><p><b>　　六、心

31、得體會</b></p><p>　　通過兩周的課程設計，讓我們對化工設備設計有了更多的了解，對過程裝備與控制工程這門學科也有了更深的了解。我覺得課程設計時讓我們更好的去理解一門學科，也是讓我們能更好的去了解我們到底學到了什么東西。學會了什么東西，課程設計一開始，我覺得茫然，不知道要去做什么，也不知道我們做成什么，不過一點一點慢慢來，當圖紙畫滿線條的時候，覺得自己是成功的，成功的完成了繪圖，成功的學到了

32、以前認為不重要的東西，生活中的好多事要我們去學習的，從一點一滴的學習當中我們能感到自己的成長，也能不斷地充實自己。做每一件事情的時候，我們應該認真，應該多動動腦子，這樣才能勞有所獲，以后的生活中，我應該注重這些，這樣才能有所成就。此次設計讓我們學習了更多化工設備設計基礎知識，培養(yǎng)了化工設備設計能力，通過這一實踐教學環(huán)節(jié)的訓練，使我掌握化工設備設計的基本方法，熟悉查詢和正確使用技術資料，能夠在獨立分析和解決實際問題的能力方面有較大提高，增

33、強了我的工程觀念和實踐能力。</p><p><b>　　七、參考文獻</b></p><p>　　《化工單元過程及設備課程設計》 匡國柱、史啟才</p><p>　　《過程設備設計》 鄭津洋、董其伍</p><p>　　《化工原理課程設