化工畢業(yè)設(shè)計(jì)----u型管式換熱器的設(shè)計(jì)

1、<p><b>　　摘要</b></p><p>　　本設(shè)計(jì)著重就PN2.0DN700 U型管式換熱器的設(shè)計(jì),并簡(jiǎn)要論述了其加工制造過(guò)程,就以所給物性參數(shù)與生產(chǎn)量為基礎(chǔ),利用傳熱原理和傳熱計(jì)算所得換熱面積確定U型管式換熱器的基本形式.依據(jù)GB150—1998《鋼制壓力容器》和GB151—1999《管殼式換熱器》等標(biāo)準(zhǔn)對(duì)換熱器各零件結(jié)構(gòu)與強(qiáng)度進(jìn)行了設(shè)計(jì)，包括筒體、管箱管板以及進(jìn)出口

2、管等。最后還介紹了U型管換熱器檢驗(yàn)、安裝、維修的內(nèi)容。</p><p>　　【關(guān)鍵詞】：傳熱面積 傳熱系數(shù) U型式換熱器 管殼式換熱器</p><p><b>　　Abstract</b></p><p>　　The paper detailed introduces the design and manufacture proce

3、ss of U-type heat exchanger which has nominal pressure of 2.0 and nominal diameter of 700.It is based on physical parameters of fluid and the amount which is required in the production, making use of fundamentals about h

4、eat transfer process defines the model of floating-head type heat exchanger by calculation. Then, Calculation of structure and structure about most of components in heat exchanger must be according to standards,</p>

5、;<p>　　Such as GB150—1998<Steel pressure vessels>,GB151—1999<shell and tube heat exchanger>，including a thick-shaped part of the body, the case of tube pass ,movable tube sheet and so on.Moreover, it i

6、s also related to inspection、installation 、operation and maintenance about U-type heat exchanger.</p><p>　　【Key word】： heat transfer area heat transfer radio</p><p>　　U-type heat exchanger

7、 shell and tube heat exchanger</p><p><b>　　前言</b></p><p>　　使熱量從熱流體傳遞到冷流體的設(shè)備稱為換熱設(shè)備，換熱器是化學(xué)工業(yè)，石油工業(yè)及其它行業(yè)中廣泛使用的熱量交換設(shè)備。通常在化工廠的建設(shè)中，換熱器約占總投資10-20%，在石油煉油廠中，換熱器約占全部工藝設(shè)備投資的35-40%。石油、化工裝置中的換熱設(shè)

8、備，應(yīng)用得最為廣泛的是管殼式換熱器。   雖然現(xiàn)在出現(xiàn)大量結(jié)構(gòu)緊湊高效的換熱設(shè)備，例如：波紋板換熱器、板翅式換熱器、螺旋板換熱器、散板換熱器等，但在各行業(yè)的換熱設(shè)備中，管殼式換熱器仍占據(jù)著主導(dǎo)地位。因?yàn)樵S多工藝過(guò)程都具有高溫、高壓、高真空、有腐蝕等特點(diǎn)，而管殼式換熱器具有選材范圍廣(可為碳鋼、低合金鋼、高合金鋼、鋁材、銅材、鈦材等)，換熱表面清洗較方便，適應(yīng)性強(qiáng)，處理能力大，特別是能承受高溫和高壓等特點(diǎn)，所以管

9、殼式換熱器被廣泛應(yīng)用于化工、煉油、石油化工、制藥、印染以及其它許多工業(yè)中，它適用于冷卻、冷凝、加熱、蒸發(fā)和廢熱回收等方面。</p><p>　　U型管換熱器的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是：只有一塊管板，管束由多根U形管組成，管的兩端固定在同一塊管板上。由于受彎管曲率半徑的限制，其換熱管排布較少，管束最內(nèi)層管間距較大，管板的利用率較低，殼程流體易形成短路，對(duì)傳熱不利。當(dāng)管子泄露損壞時(shí)，只有管束外圍處的U形管才便于更換，內(nèi)層換熱管壞了

10、不能更換，只能堵死，而壞一根U形管相當(dāng)于壞兩根管，報(bào)廢率較高。</p><p>　　U型管式換熱器結(jié)構(gòu)比較簡(jiǎn)單，價(jià)格便宜，承壓能力強(qiáng)，適用于管、殼壁溫差較大或殼程介質(zhì)結(jié)垢需要清洗，又不適宜采用浮頭式和固定管板式的場(chǎng)合。特別適用于管內(nèi)走清潔而不易結(jié)垢的高溫、高壓、腐蝕性大的物料。設(shè)計(jì)換熱器時(shí)，其基本的要求是：</p><p>　　第一，熱量能有效的從一種流體傳遞的另外的一種流體，即傳熱效率高

11、，單位傳熱面上能傳遞的熱量多。在一定的熱負(fù)荷下，也即每小時(shí)要求傳遞的熱量一定時(shí)，傳熱效率（通常用傳熱系數(shù)表示）越高，需要的傳熱面積越小，當(dāng)然這是在相同的溫差作比較。</p><p>　　第二，換熱器的結(jié)構(gòu)能適應(yīng)所規(guī)定的工藝操作條件，運(yùn)轉(zhuǎn)安全可靠，嚴(yán)密不漏。清洗檢修方便，流體阻力小。</p><p>　　第三，要求價(jià)格便宜，維護(hù)容易，使用時(shí)間長(zhǎng)。</p><p>&l

12、t;b>　　U型管換熱器簡(jiǎn)圖</b></p><p>　　本次設(shè)計(jì)的目的：1，了解設(shè)計(jì)換熱器所需要的工藝參數(shù)及傳熱計(jì)算，對(duì)換熱器的設(shè)計(jì)有一個(gè)初步的準(zhǔn)備。2，在設(shè)計(jì)的過(guò)程中，學(xué)會(huì)參照國(guó)標(biāo)以及查閱相關(guān)的文獻(xiàn)獲得設(shè)計(jì)所需要的物性以及結(jié)構(gòu)參數(shù)。3，通過(guò)計(jì)算機(jī)制圖，更加熟練使用CAD繪圖軟件。4，從宏觀上把握化工設(shè)備的生產(chǎn)過(guò)程，為以后的工作打下基礎(chǔ)。 </p><p>　

13、　本次設(shè)計(jì)的換熱器在編制說(shuō)明書分了六部分：第一部分前言，主要是對(duì)U型管換熱器的應(yīng)用、優(yōu)缺點(diǎn)作了論述。。第二部分簡(jiǎn)單了工藝計(jì)算，通過(guò)計(jì)算傳熱量，流體阻力來(lái)選型。第三部分就所選型式換熱器作結(jié)構(gòu)及強(qiáng)度計(jì)算。第四部分簡(jiǎn)要介紹了U型管式換熱器的制造工藝。第五部分是關(guān)于U型管式換熱器的檢驗(yàn)、安裝、維修和使用。第六部分是材料的的經(jīng)濟(jì)性討論；第七部分個(gè)人小結(jié)以及致謝，是針對(duì)本次設(shè)計(jì)的總結(jié)和設(shè)計(jì)后的感想。最后是附錄， 參考文獻(xiàn)。</p>&

14、lt;p>　　第一章 工藝簡(jiǎn)述</p><p><b>　　1.1設(shè)計(jì)內(nèi)容</b></p><p>　　1.1.1換熱器的選型</p><p>　　傳熱設(shè)備的類型很多，各種形式的都有它特定的應(yīng)用范圍，某一種場(chǎng)合下性能很好的換熱器,如果換到另一種的場(chǎng)合中，則傳熱效果和性能都有很大的改變，因此，針對(duì)具體情況正確的選者換熱器的類型。是很重要

15、的很復(fù)雜的工作。</p><p>　　選型時(shí)。需要考慮的因素是多方面的，主要是：</p><p><b>　　流體的性質(zhì)。</b></p><p><b>　　流量及熱負(fù)荷。</b></p><p>　　操作的溫度，壓力及允許的壓降范圍。</p><p>　　對(duì)清洗。維護(hù)的要

16、求。</p><p>　　設(shè)備的結(jié)構(gòu)材料，尺寸及空間的限制。</p><p><b>　　價(jià)格。</b></p><p>　　1.1.2介質(zhì)流動(dòng)空間的確定</p><p>　　在換熱器中，哪一種流體流經(jīng)管程，哪一種流體流過(guò)殼程，可以考慮以下幾點(diǎn)作為選擇的一般原則：</p><p>　?、俨粷崈艋蛘?/p>

17、容易分解的結(jié)垢的物料應(yīng)當(dāng)流過(guò)容易清洗的一面，對(duì)于直管管束，上述的物料一般應(yīng)該走管內(nèi)，但當(dāng)管束可以拆出清洗時(shí)，也可以走管外。</p><p>　?、谛枰岣吡鲃?dòng)速度用來(lái)增大對(duì)流傳導(dǎo)系數(shù)的流體走管內(nèi)，因?yàn)楣軆?nèi)截面積通常都比管面的小，而且容易采用多管程以提高流體的速度。</p><p>　?、劬哂懈g性的物料走管內(nèi)，這樣可以用普通的材料制造殼體，僅僅管子，管板和封頭要采用耐腐蝕性的材料。<

18、/p><p>　　④壓力高的物料走管內(nèi)，這樣外殼可以不用承受高壓。</p><p>　?、轀囟雀叩奈锪蠎?yīng)該走管內(nèi)用來(lái)減少熱量的損失。</p><p>　　⑥蒸汽一般通入殼程，因?yàn)檫@樣方便排出冷液。而且蒸汽比較清潔，其對(duì)于流體傳熱系數(shù)與流速關(guān)系小。</p><p>　?、哒扯却蟮牧黧w一般在殼程空間流動(dòng)。</p><p>　　

19、當(dāng)上述個(gè)點(diǎn)不能同時(shí)滿足時(shí)，或者互相矛盾時(shí)。根據(jù)具體的情況，抓住重要的方面作出適宜的選擇。 </p><p>　　1.1.3介質(zhì)流動(dòng)方向的選擇</p><p>　　由公式Q=KA·△tm可以看出在熱負(fù)荷Q總傳熱系數(shù)K一定的情況下。換熱器的換熱面積A 的大小與平均溫度之差△tm成反比，即平均溫度越大，則所需的傳熱面積越小，在兩流體的進(jìn)出口溫度都確定的情況下選擇合適的介質(zhì)流動(dòng)方式很重要

20、的。</p><p>　　平均溫度之差為流體在換熱器的兩端溫度之差的對(duì)數(shù)平均植，一般流體流動(dòng)有逆流和并流兩種方式：</p><p><b>　　并流時(shí)：△tm并=</b></p><p><b>　　tm逆=</b></p><p><b>　　tm并<△tm逆</b>&

21、lt;/p><p>　　由A=Q/K△tm得：A并>A逆，</p><p>　　由比較可以看出,當(dāng)兩流體的進(jìn)出口都已確定時(shí),逆流的平均溫差大于并流的平均溫差.所以,單位傳熱量時(shí),逆流所需的傳熱面積比并流所需的小.</p><p>　　逆流的另一優(yōu)點(diǎn)是可以節(jié)約冷卻或加熱劑的用量,因?yàn)椴⒘鲿r(shí)t總是低于T,而逆流是,t卻可以高于T,所以逆流冷卻時(shí),冷卻劑的升溫(T1-T

22、2)可比并流的大一些,單位時(shí)間內(nèi)傳過(guò)的熱量相同時(shí),冷卻劑用量就可以少些.同理,逆流加熱時(shí),加熱劑本身溫降(T1-T2)可比并流時(shí)大一些,也就是說(shuō),加熱劑的用量少些.</p><p>　　1.1.4管子排列方式的選擇</p><p>　　換熱管的材料及尺寸可參考有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)選取,管徑小,管內(nèi)給熱系數(shù)可以提高,在同樣的殼徑小,管徑小可安排的傳熱面積大,使傳熱器緊,對(duì)于潔凈的流體,對(duì)于單位體積設(shè)備的

23、傳熱面積就能大些,對(duì)于不太潔凈,粘度較大或易結(jié)垢的流體,管徑應(yīng)大一些便于清洗.</p><p><b>　　1.2傳熱計(jì)算步驟</b></p><p>　　1.2.1傳熱量的計(jì)算</p><p>　　根據(jù)原始數(shù)據(jù)表1 與定性參數(shù)表2計(jì)算傳熱量</p><p><b>　　表1-1 原始數(shù)據(jù)</b>&

24、lt;/p><p>　　表1-2 定性溫度和物性參數(shù)</p><p><b>　　則 傳熱量：</b></p><p>　　1.2.2流體空間選擇</p><p><b>　　設(shè)計(jì)方案</b></p><p>　　(1) 高溫流體一般走管程，因?yàn)楦邷貢?huì)降低材料的許用應(yīng)力，高溫流

25、體走管程可節(jié)省保溫層和減少殼體厚度，也可提高熱利用率。</p><p>　　(2) 較臟和易結(jié)垢的流體應(yīng)走管程，這樣便于清洗和控制結(jié)垢</p><p>　　1.2.3有效平均溫差</p><p><b>　　按逆流計(jì)算 </b></p><p>　　1.2.4型式的選取</p><p><b

26、>　　先假設(shè)傳熱系數(shù)</b></p><p><b>　　則傳熱面積：</b></p><p><b>　　按 取</b></p><p>　　選型：根據(jù)《換熱器設(shè)計(jì)手冊(cè)》第三頁(yè)BIU型，選</p><p>　　1.2.5 校核傳熱系數(shù)K</p><p>　

27、　a. 管程石蠟的傳熱系數(shù)：</p><p><b>　　管內(nèi)流速 </b></p><p><b>　　雷諾數(shù)：</b></p><p><b>　　計(jì)算出 </b></p><p>　　b.殼程原油傳熱系數(shù)：</p><p><b>　　

28、當(dāng)量直徑：</b></p><p><b>　　流體流通截面積</b></p><p><b>　　流速</b></p><p><b>　　殼程雷諾數(shù) </b></p><p><b>　　計(jì)算出</b></p><p&g

29、t;<b>　　污垢熱阻由查取</b></p><p>　　管稱石蠟的污垢熱阻： </p><p>　　殼程原油的污垢熱阻：</p><p>　　則傳熱系數(shù) 由 計(jì)算出 </p><p>　　若×100%的值在10%以內(nèi)，則K符合條件，否則返回上一步。</p><p><b

30、>　　校核傳熱面積 </b></p><p>　　若在10%20%之間，符合要求</p><p>　　第二章 結(jié)構(gòu)及強(qiáng)度計(jì)算</p><p>　　2.1 U型管換熱器的選型</p><p><b>　　2.1.1原始數(shù)據(jù)</b></p><p><b>　　表2-

31、1</b></p><p><b>　　型號(hào)說(shuō)明 </b></p><p>　　2.1.2 換熱管的選型</p><p>　　換熱面積A=110m2 參照J(rèn)B/T4714—92 選擇換熱器基本參數(shù) </p><p><b>　　表2-2</b></p><p>

32、<b>　　實(shí)際換熱面積 </b></p><p>　　2.1.2.1 U型管彎管段的彎曲半徑</p><p>　　換熱管外d =25mm 查 GB 151-1999 最小彎曲半徑 </p><p>　　本設(shè)計(jì)取離分程隔板最近一排的換熱管彎曲半徑為50mm，由分程隔板向上每一排布管的彎曲半徑相等，詳情參照裝配圖里面的補(bǔ)管圖。</p&

33、gt;<p>　　2.1.2.2 換熱管的材料、排列方式及厚度</p><p>　　材料采用換熱管標(biāo)準(zhǔn) GB 9948 材料12CrMo =89MPa </p><p>　　查 GB 151-1999 換熱管選用正方形排列，換熱管中心距S=32mm SN 取50mm</p><p>　　換熱管厚度選為2mm</p><p&g

34、t;　　2.1.2.3 布管限定圓</p><p>　　查GB 151-1999 布管限定圓直徑 </p><p><b>　　取</b></p><p><b>　　2.2殼體設(shè)計(jì)</b></p><p>　　2.2.1 殼程筒體壁厚計(jì)算</p><p>　　筒體材料為1

35、6MnR 查GB 150-1998 </p><p>　　厚度附加量C=C1+C2=2.0+0=2.0mm</p><p>　　由GB151-1999，U型管式低合金鋼圓筒最小厚度不小于4.5mm，取圓筒厚度.（其中：厚度負(fù)偏差C1=0；腐蝕裕度C2=2mm）圓筒由鋼板卷焊而成；焊縫型式：雙面焊或相當(dāng)于雙面焊的全焊透對(duì)接焊縫；無(wú)損探傷要求：20%無(wú)損探傷，=0.85。</p

36、><p>　　檢驗(yàn)：設(shè)計(jì)溫度下圓筒的計(jì)算應(yīng)力</p><p><b>　　滿足條件</b></p><p><b>　　水壓試驗(yàn)：</b></p><p><b>　　[σ]=163</b></p><p><b>　　滿足條件</b>

37、</p><p>　　2.2.2 殼程筒體封頭設(shè)計(jì)</p><p>　　封頭材料為16MnR 查GB 150-1998 </p><p>　　厚度附加量C=C1+C2=2.0+0=2.0mm</p><p>　　取封頭名義厚度與殼體名義厚度相等取</p><p><b>　　2.3管箱設(shè)計(jì)</b&

38、gt;</p><p>　　2.3.1管箱壁厚計(jì)算</p><p>　　筒體材料為16MnR 查GB 150-1998 </p><p><b>　　取</b></p><p>　　2.3.2 管箱封頭設(shè)計(jì)</p><p><b>　　材料：16MnR</b></

39、p><p>　　封頭材料為16MnR 查GB 150-1998 </p><p>　　厚度附加量C=C1+C2=2.0+0=2.0mm</p><p>　　取封頭名義厚度與殼體名義厚度相等取</p><p>　　選擇標(biāo)準(zhǔn)橢圓形封頭，根據(jù)JB/T4736-2002,選以內(nèi)徑為基準(zhǔn)，類型代號(hào)為EHA，型式參數(shù)關(guān)系為：Di/2(H-h)=2。標(biāo)準(zhǔn)橢圓形

40、封頭是由半個(gè)橢球面和短圓筒組 成。直邊段的作用是避免封頭和圓筒的連接焊縫處出現(xiàn)經(jīng)向曲率半徑突變，以改善焊縫的受力狀況。</p><p><b>　　如圖2-1所示：</b></p><p><b>　　圖2 封頭</b></p><p><b>　　表2-3</b></p><

41、;p>　　2.3.3管箱法蘭設(shè)計(jì)</p><p>　　長(zhǎng)頸對(duì)焊法蘭也殼體之間為對(duì)接焊縫，連接強(qiáng)度很好，且可以 采用各種方法進(jìn)行焊縫質(zhì)量檢查，加之有頸部支撐，使其具有較好的剛性，不易變形而發(fā)生泄露，本設(shè)計(jì)采用此種法蘭。</p><p>　　參考JB4703-2000采用帶頸對(duì)焊法蘭，凹凸面密封 參數(shù)見下表</p><p><b>　　圖3 管箱法蘭&l

42、t;/b></p><p><b>　　表2-4</b></p><p>　　螺柱采用M24，數(shù)量8個(gè)</p><p>　　管箱法蘭墊片根據(jù)JB/T4704-2000選型</p><p><b>　　表2-5</b></p><p><b>　　2.3.4管板

43、計(jì)算</b></p><p>　　管板是管殼式換熱器的一個(gè)重要元件，它除了與管子和殼體連接外，還是換熱器中的一個(gè)主要受壓元件。它或者與筒體直接相焊（固定管板式換熱器），或者被夾持在兩法蘭之間，起著管、殼程之間隔板和固定管板換熱的雙重作用。對(duì)管板的設(shè)計(jì)，除了滿足強(qiáng)度要求外，同時(shí)應(yīng)合理的考慮其結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。</p><p>　　管板與殼程圓筒、管箱圓筒之間可以有不同的連接方式，本U型管

44、換熱器采用e型：管板與殼程圓筒連為整體，其延長(zhǎng)部分兼做法蘭，與管箱用螺柱、墊片連接。</p><p>　　兼作法蘭的固定管板與管箱法蘭連接，多用于低壓場(chǎng)合。而不兼作法蘭的固定管板則直接與管箱筒體相焊接，多用于壓力較高（4.0MPa）的場(chǎng)合。</p><p><b>　　e型連接方式管板</b></p><p>　　e型連接方式管板的計(jì)算<

45、/p><p>　　材料選用16MnR </p><p><b>　　MPa MPa</b></p><p>　　殼程圓筒=10mm ，管箱圓筒=10mm ，換熱管管長(zhǎng)L=6m ， 中心排管數(shù)19 ，換熱管外徑d=25mm 正方形排列</p><p>　　根據(jù)布管尺寸計(jì)算Ad,At,Dt和。</p><

46、;p><b>　　= </b></p><p><b>　　c)</b></p><p>　　假設(shè)管板的計(jì)算厚度為=65mm 管箱法蘭D=860mm 殼體DN=700mm</p><p><b>　　= </b></p><p><b>　　厚度</b&

47、gt;</p><p><b>　　d)</b></p><p>　　1）計(jì)算管板開孔前的抗彎剛度</p><p>　　2）計(jì)算殼程圓筒與凸緣的旋轉(zhuǎn)剛度參數(shù)，MPa；</p><p><b>　　的確定：由 </b></p><p>　　由GB 151-1999 查圖26

48、=0.001</p><p>　　3）計(jì)算管箱圓筒與法蘭的旋轉(zhuǎn)剛度參數(shù)，MPa </p><p><b>　　的確定： </b></p><p>　　由GB 151-1999 查圖26 =0.0008</p><p>　　4）計(jì)算管板邊緣旋轉(zhuǎn)剛度參數(shù)=53.9+30.0=83.9</p><p&

49、gt;　　5）計(jì)算旋轉(zhuǎn)剛度無(wú)量綱參數(shù)</p><p><b>　　6）計(jì)算無(wú)量綱參數(shù)</b></p><p><b>　　e)</b></p><p>　　由=0.867 </p><p>　　由GB 151-1999 查圖19，圖20，圖21</p><

50、p>　　Cc= 0.175 Ce= CM=0.083</p><p><b>　　f)</b></p><p>　　1)僅殼程設(shè)計(jì)壓力Ps作用時(shí)</p><p>　　2）僅管程設(shè)計(jì)壓力Pt作用時(shí)</p><p><b>　　g)</b></p>&

51、lt;p><b>　　由 和 </b></p><p>　　由GB 151-1999 查圖22 </p><p><b>　　h）</b></p><p>　　計(jì)算基本法蘭力矩Mm ，操作工況法蘭力矩Mp</p><p>　　1)螺柱材料選用35CrMoA MPa MP

52、a </p><p>　　管箱法蘭墊片接觸寬度N=765-715-1=49mm</p><p>　　墊片基本密封寬度b0=N/2=24.5mm</p><p>　　當(dāng)b0>6.4mm時(shí) ，b=</p><p>　　當(dāng)b0>6.4mm時(shí) </p><p><b>　　計(jì)算Aa ， AP<

53、/b></p><p>　　Am取Aa ，AP之間的較大者 則Am=AP=1150.3</p><p><b>　　i )</b></p><p>　　計(jì)算法蘭預(yù)緊力矩Mfo</p><p><b>　　Ps 作用</b></p><p><b>　　Pt作

54、用 </b></p><p>　?。≒s-Pt ）作用</p><p><b>　　j )</b></p><p>　　計(jì)算法蘭預(yù)緊力矩Mfo的在管板中心處，布管區(qū)周邊處和邊緣處的徑向應(yīng)力</p><p>　　1 ）以殼程設(shè)計(jì)壓力 Ps 作用</p><p>　　2 ）以管程設(shè)計(jì)壓力P

55、t作用</p><p><b>　　k ）</b></p><p>　　分別以不同工況計(jì)算法蘭設(shè)計(jì)力矩和管板延長(zhǎng)部分的法蘭應(yīng)力</p><p>　　1 ）以殼程設(shè)計(jì)壓力 Ps 作用</p><p>　　查GB 150-1998 Y=9.53</p><p>　　2 ）以殼程設(shè)計(jì)壓力Pt作用&l

56、t;/p><p><b>　　l )</b></p><p><b>　　應(yīng)力校核</b></p><p>　　管板應(yīng)力 取壓力較大的管程計(jì)算</p><p>　　僅殼程設(shè)計(jì)壓力Ps作用時(shí) </p><p><b>　　滿足要求</b></p>

57、<p>　　2）僅管程設(shè)計(jì)壓力Pt作用時(shí) </p><p><b>　　滿足要求</b></p><p><b>　　m )</b></p><p><b>　　換熱管軸向應(yīng)力</b></p><p>　　換熱管材料采用換熱管標(biāo)準(zhǔn) GB 9948 材料12Cr

58、Mo =77MPa、</p><p>　　1 ）以殼程設(shè)計(jì)壓力 Ps 作用</p><p>　　2 ）以管程設(shè)計(jì)壓力Pt作用</p><p>　　3）以殼程設(shè)計(jì)壓力 Ps 和管程設(shè)計(jì)壓力Pt作用</p><p><b>　　滿足要求</b></p><p><b>　　n ）</

59、b></p><p><b>　　=38.5MPa</b></p><p>　　換熱管與管板連接脫力 取較大 </p><p><b>　　38.5</b></p><p><b>　　滿足條件</b></p><p>　　又 查GB 151-1

60、999 </p><p>　　故管板的計(jì)算厚度 =65mm 滿足要求</p><p><b>　　2.4圓筒內(nèi)部設(shè)計(jì)</b></p><p>　　2.4.1換熱管與管板的連接</p><p>　　參照GB151-1999換熱管與管板的連接采用強(qiáng)度焊</p><p><b>　　圖3 強(qiáng)度

61、焊</b></p><p>　　2.4.2折流板和支持板的形式</p><p>　　2.4.2.1折流板的選擇</p><p>　　根據(jù)本U型管換熱器構(gòu)造，選用兩類折流板。</p><p>　　參照GB151-1999折流板采用雙弓形形式和三弓形形式兩種</p><p>　　其中雙弓形14塊，三弓形7塊，布

62、置如下：</p><p>　　查GB 151-1999 DN=700，取換熱管無(wú)支撐跨距l(xiāng)=500mm</p><p><b>　　且 滿足要求</b></p><p>　　折流板材料選用15CrMoR，此時(shí)折流板的最小厚度為5mm ，取折流板的厚度為6mm ，滿足要求。</p><p>　　2.4.2.2換熱管無(wú)支撐

63、跨距l(xiāng)</p><p>　　驗(yàn)證U型管的尾部支撐：</p><p>　　根據(jù)GB151-1999 U型管換熱器中，靠近彎管段起支撐作用的折流板，如下圖，結(jié)構(gòu)尺寸A+B+C之和應(yīng)不大于表42（參照GB151-1999 5.9.5.3）中最大無(wú)支撐跨距，超過(guò)表中數(shù)值時(shí)，應(yīng)在彎管部分加特殊支撐。</p><p>　　圖3 U型管的尾部支撐</p><

64、;p>　　參照本設(shè)計(jì)U型管換熱器裝配圖有：</p><p>　　A=562 B=50mm C= 490 mm </p><p>　　則A+B+C=1102<1850 滿足條件</p><p>　　2.4.2.3折流板的管孔</p><p>　　2.4.3拉桿、定距管結(jié)構(gòu)&l

65、t;/p><p>　?、蚣?jí)換熱管折流板管孔尺寸幾允許偏差為 mm，管孔加工時(shí)，折流板上管孔加工后，兩端必須倒角。折流板與殼體間隙,折流板名義外徑為 </p><p>　　2.4.3.1拉桿的作用與布置</p><p>　　拉桿的作用是與定距管配合將換熱器的管束上的折流板連接固定起來(lái)，防止竄動(dòng)。拉桿的一端靠螺扣旋入管板中固定，它從數(shù)塊折流板中間的拉桿孔中穿過(guò)，另一端用螺母

66、固定在支持板上。拉桿結(jié)構(gòu)見圖7。為了使各塊折流板間距符合設(shè)計(jì)要求，均勻受力，保證折流板與換熱管垂直，就需要在一個(gè)管束中布置一定數(shù)量的拉桿。但拉桿又位于布管區(qū)內(nèi)，一根拉桿就要占一跟換熱管的位置。因此拉桿的布置既要合理，數(shù)量又不能太多。拉桿直徑的選擇與換熱管外徑有關(guān)，拉桿數(shù)量則視換熱器的直徑而定。</p><p>　　拉桿應(yīng)盡量布置在管束的邊緣，對(duì)于大直徑的換熱器，不布管區(qū)內(nèi)或靠近折流板缺口處應(yīng)布置適當(dāng)數(shù)量的拉桿，任

67、何折流板應(yīng)不少于三個(gè)支承點(diǎn)。</p><p>　　拉桿的尺寸和數(shù)量：根據(jù)GB151-1999,應(yīng)該布置6根拉桿。</p><p>　　拉桿孔直徑：根據(jù)GB151-1999 d1=d+1.0=18mm;</p><p>　　尺寸要求見下表：拉桿的結(jié)構(gòu)形式：參照GB151-1999，換熱管外徑25mm，大于19mm，采用拉桿定距管結(jié)構(gòu)，l2 >La

68、</p><p>　　參照GB151-1999 拉桿直徑dn=16mm 數(shù)量取6根，拉桿尺寸見下表:</p><p>　　表2-6 拉桿的結(jié)構(gòu)參數(shù) </p><p><b>　　圖7 拉桿</b></p><p>　　2.4.3.2定距管的設(shè)計(jì)</p><p>　　定距管的作用是將折流

69、板之間的距離固定下來(lái)，并保持它與換熱管垂直。當(dāng)換熱管外徑大于等于19mm時(shí)，定距管外徑與換熱管相同。取25mm.</p><p>　　2.4.4管箱隔板的設(shè)計(jì)</p><p>　　管箱隔板一邊與管箱封頭進(jìn)行配合，另一邊與固定管板的槽面進(jìn)行連接。他起著改變介質(zhì)流向，縮小單程流通面積，延長(zhǎng)流動(dòng)距離，增加換熱時(shí)間的作用。</p><p>　　根據(jù)GB151-1999,隔板

70、厚度δ=10mm</p><p>　　若δ＞10mm,則密封面處應(yīng)削邊至10mm</p><p>　　2.4.5防沖板的設(shè)計(jì)</p><p>　　當(dāng)管程采用軸向入口或換熱管內(nèi)平均流速超過(guò)3m/s時(shí)，要設(shè)置防沖板，以減少流體的不均勻和對(duì)換熱管管端的沖蝕。防沖板的形式一般有工字形，矩形和圓形，現(xiàn)選用矩形防沖板，且擋板的邊長(zhǎng)應(yīng)大于接管外徑50mm，最小厚度，碳鋼為4.5m

71、m,不銹鋼為3mm，本設(shè)計(jì)采用不銹鋼，厚度取4mm，防沖板焊接在圓筒上。</p><p><b>　　2.4.6起吊附件</b></p><p>　　GB151-1999規(guī)定，質(zhì)量大于30Kg的管箱蓋易設(shè)置吊耳，本設(shè)計(jì)管箱質(zhì)量大于30Kg，因此設(shè)置吊耳。</p><p>　　2.5開孔和開孔補(bǔ)強(qiáng)設(shè)計(jì)</p><p>　　

72、表2-7 本設(shè)計(jì)所用接管的系列公稱直徑</p><p>　　圖8 有效補(bǔ)強(qiáng)范圍示意圖</p><p>　　1>對(duì)N1 ，N2進(jìn)行等面積補(bǔ)強(qiáng)計(jì)算</p><p><b>　　接管計(jì)算厚度：</b></p><p>　　接管名義厚度取6mm</p><p><b>　　開孔直徑<

73、/b></p><p>　　圓筒上開孔的限制，當(dāng)其內(nèi)徑Di 1500mm時(shí)，開孔最大直徑d 0.5 Di=350mm 且d520mm</p><p>　　d=265mm 故滿足條件</p><p><b>　　所需最小補(bǔ)強(qiáng)面積A</b></p><p>　　接管材料選用15CrMo </p><

74、;p>　　d－開孔直徑，265mm 　δ－殼體開孔處的計(jì)算厚度，4.16mm</p><p>　　δet－接管的有效厚度，4mm 強(qiáng)度削弱系數(shù)</p><p><b>　　有效補(bǔ)強(qiáng)范圍</b></p><p>　　取兩者的較大值，即?。拢?30mm</p><p>　　外側(cè)高度取兩者較小值</p>

75、;<p>　　內(nèi)側(cè)高度取兩者較小值</p><p>　　補(bǔ)強(qiáng)范圍內(nèi)補(bǔ)強(qiáng)金屬面積Ae</p><p>　　A1－殼體有效厚度減去計(jì)算厚度之外的多余面積</p><p>　　A2－接管的多余金屬面積</p><p>　　接管處焊接面積（焊腳取6.0mm）</p><p><b>　　有效補(bǔ)強(qiáng)面積&l

76、t;/b></p><p>　　A=1108.8mm2</p><p>　　Ae> A,則開孔后不需要另外補(bǔ)強(qiáng)</p><p>　　2）對(duì)N3 ，N4進(jìn)行等面積補(bǔ)強(qiáng)計(jì)算</p><p><b>　　接管計(jì)算厚度：</b></p><p>　　接管名義厚度取6mm</p>

77、<p><b>　　開孔直徑</b></p><p>　　圓筒上開孔的限制，當(dāng)其內(nèi)徑Di 1500mm時(shí)，開孔最大直徑d 0.5 Di=350mm 且d520mm</p><p>　　d=317mm 故滿足條件</p><p><b>　　所需最小補(bǔ)強(qiáng)面積A</b></p><p>　　

78、接管材料選用15CrMo </p><p>　　d－開孔直徑，317mm 　δ－殼體開孔處的計(jì)算厚度，5.63mm</p><p>　　δet－接管的有效厚度，4mm 強(qiáng)度削弱系數(shù)</p><p><b>　　有效補(bǔ)強(qiáng)范圍</b></p><p>　　取兩者的較大值，即?。拢?34mm</p>&l

79、t;p>　　外側(cè)高度取兩者較小值</p><p>　　內(nèi)側(cè)高度取兩者較小值</p><p>　　補(bǔ)強(qiáng)范圍內(nèi)補(bǔ)強(qiáng)金屬面積Ae</p><p>　　A1－殼體有效厚度減去計(jì)算厚度之外的多余面積</p><p>　　A2－接管的多余金屬面積</p><p>　　接管處焊接面積（焊腳取6.0mm）</p>

80、<p><b>　　有效補(bǔ)強(qiáng)面積</b></p><p>　　A=1708.7mm2</p><p>　　Ae<A,則開孔后需要另外補(bǔ)強(qiáng)</p><p><b>　　故采用補(bǔ)強(qiáng)圈補(bǔ)強(qiáng)</b></p><p><b>　　補(bǔ)強(qiáng)圈設(shè)計(jì)</b></p>

81、<p>　　根據(jù)接管公稱直徑DN300選補(bǔ)強(qiáng)圈，參照J(rèn)B/T4736取補(bǔ)強(qiáng)圈外徑D2=550mm D1=D0+(12~16)=325+15=340mm 因B=618mm> D2=550mm補(bǔ)強(qiáng)圈在有效補(bǔ)強(qiáng)范圍內(nèi)。</p><p>　　補(bǔ)強(qiáng)圈厚度 考慮鋼材負(fù)偏差并圓整到標(biāo)準(zhǔn)，為了便于制造準(zhǔn)備材料，取補(bǔ)強(qiáng)圈名義厚度為8mm 質(zhì)量9.58kg</p><p>　　3）由

82、GB150-1998規(guī)定，當(dāng)在設(shè)計(jì)壓力小于2.5MPa的殼體上開孔，兩相鄰開孔中心的間距大于兩孔直徑之和的兩倍，且接管公稱直徑因其公稱直徑小于89mm時(shí)，只要接管滿足下表，就可以不另行補(bǔ)強(qiáng)。</p><p><b>　　表2-8</b></p><p>　　本設(shè)計(jì)最大設(shè)計(jì)壓力為2.0MPa<2.5MPa，裝配圖標(biāo)注尺寸滿足兩相鄰開孔中心的間距大于兩孔直徑之和的兩

83、倍，且厚度取3.5mm，滿足最小厚度要求。因此對(duì)于公稱外徑為20、25的接管，不作補(bǔ)強(qiáng)。</p><p><b>　　2.6裙座的設(shè)計(jì)</b></p><p>　　立式化工裝備常采用裙座支承。裙座形式根據(jù)承受載荷情況不同，可分為圓筒形和圓錐形兩類。本U型管換熱器采用圓筒形，圓筒形裙座經(jīng)濟(jì)上合理，故應(yīng)用廣泛。</p><p>　　2.6.1裙座的

84、結(jié)構(gòu)</p><p>　　筒體 2-保溫支撐圈 3-無(wú)保溫時(shí)排氣孔 4-裙座筒體 5-人孔</p><p>　　6-螺栓座 7-基礎(chǔ)環(huán) 8-引出管通道 9-排液孔</p><p>　　裙座由裙座筒體、基礎(chǔ)環(huán)、地腳螺栓座、人孔、排氣孔、引出管通道、保溫支承圈等組成。</p><p>　　2.6.2裙座與筒體的焊縫</p>

85、<p>　　裙座與塔底焊接于封頭間的焊接頭可分為對(duì)接及搭接。本設(shè)計(jì)采用對(duì)接，采用對(duì)接接頭時(shí)，裙座筒體與塔體下封頭外徑相等，焊縫必須采用全熔透的連續(xù)焊，焊接結(jié)構(gòu)及尺寸如下圖。</p><p>　　2.6.3裙座的材料</p><p>　　裙座不直接與容器內(nèi)介質(zhì)接觸，也不承受容器內(nèi)介質(zhì)的壓力，因此不受壓力容器用材的限制。本設(shè)計(jì)采用16MnR</p><p>

86、;　　裙座筒體不受壓力作用，軸向組合拉伸應(yīng)力總是小于軸向組合壓縮應(yīng)力。因此，只需校核危險(xiǎn)截面的最大軸向壓縮應(yīng)力。</p><p>　　2.6.4裙座基礎(chǔ)環(huán)</p><p>　　取Dob=700+200=900mm Dib=700-200=500</p><p>　　第三章 U型管式式換熱器的制造工藝</p><p>　　3.1 U型管

87、式換熱器的制造</p><p><b>　　3.1.1、筒體</b></p><p>　　換熱器筒體的圓度要求較高，必須保證殼體與折流板之間有合適的間隙。如太大就要影響換熱效果，太小就要增加裝配的難度。切割好的鋼板應(yīng)根據(jù)鋼板厚度、操作壓力高低選定破口形式進(jìn)行邊緣加工。用鋼板卷制時(shí)，內(nèi)直徑允許偏差可通過(guò)外圓周長(zhǎng)加以控制，其外周長(zhǎng)允許上偏差10mm；下偏差為0。</

88、p><p>　　3.1.2、封頭和管箱</p><p>　　封頭和管箱的厚度一般不小于殼體的厚度。分程隔板兩側(cè)全長(zhǎng)均應(yīng)焊接，并應(yīng)具有全焊透的焊縫。由于焊接應(yīng)力較大，故管箱和封頭法蘭等焊接后，須進(jìn)行消除應(yīng)力的熱處理，最后進(jìn)行機(jī)械加工。</p><p><b>　　3.1.3、換熱管</b></p><p>　　直管一律采用整根

89、管子而不允許有接縫。管子應(yīng)該進(jìn)行校直，管子兩端須用磨管機(jī)清除氧化皮、鐵銹、及污垢等雜質(zhì)直至露出金屬光澤。除銹長(zhǎng)度不小于兩倍管板厚度。當(dāng)管子與管板的連接采用脹接工藝時(shí)，管端硬度應(yīng)低于管板硬度。同一根換熱管的對(duì)接焊縫，直管不得超過(guò)一條；U型管不得超過(guò)二條；最短管長(zhǎng)不應(yīng)小于300mm；包括至少50mm直管段范圍內(nèi)不得有拼接焊縫。管端破口應(yīng)采用機(jī)械方法加工，焊前應(yīng)清洗干凈。</p><p>　　U型管彎管段的圓度偏差，應(yīng)

90、不大于換熱管名義外徑的10%；但彎曲半徑小于2.5倍換熱管名義外徑的U型管彎管段可按15%驗(yàn)收。為了保證順利穿管，必須使折流板的管孔和管板的管孔中心保持在同一水平線上。</p><p>　　換熱管組裝要求兩管板相互平行，允許誤差不得大于1mm，兩管板間長(zhǎng)度誤差為±2mm；管子與管板應(yīng)垂直；拉感應(yīng)牢靠固定；定距管兩端面要整齊；穿管時(shí)管子頭不能用鐵器直接敲打。 </p><p>　　

91、3.1.4 設(shè)備組裝</p><p>　　封頭管箱與筒體組裝時(shí)須注意法蘭螺栓的緊固程序，尤其是高壓大直徑的換熱器。</p><p>　　3.1.5折流板加工</p><p>　　由于折流板很薄，鉆孔時(shí)鉆頭的推力使管板中心變形，故可將下料或圓整的折流板去掉毛刺并校平，重疊、壓緊后沿周邊點(diǎn)焊、然后一起鉆孔。</p><p>　　為了保證順利穿管，

92、必須是折流板的管孔與管板中心在同一直線上，可以將管板當(dāng)作鉆模放在折流板上，壓緊后進(jìn)行引孔，即以管板危機(jī)出現(xiàn)在折流板上鉆出和管板孔距一致的定位孔，然后取下管板，將折流板壓緊，并換上合適的鉆頭。</p><p>　　3.2換熱管管板的連接：</p><p>　　管子與管板的連接，在管殼式換熱器換熱的設(shè)計(jì)中，是一個(gè)比較重要的結(jié)構(gòu)部分，它不僅加工工作量大，而且必須使每個(gè)連接處在設(shè)備的運(yùn)行中，保證介

93、質(zhì)無(wú)泄漏且具有承受介質(zhì)壓力的能力。</p><p>　　對(duì)于管子與管板的連接結(jié)構(gòu)型式，主要有以下幾種：（1）、脹接；（2 ）、焊接、（3）、脹焊結(jié)合。這幾種型式除本身結(jié)構(gòu)固有的特點(diǎn)外，在加工中，與生產(chǎn)條件，操作技術(shù)都有一定的關(guān)系。但無(wú)論采用何種連接型式，都必須保證連接處能滿足設(shè)計(jì)所需的密封性和具有足夠的抗拉脫強(qiáng)度。</p><p><b>　　3.3管板的加工</b>

94、</p><p>　　管板：管板為碳鋼鍛件，應(yīng)檢查表面含碳量，使任意點(diǎn)的C<0.19%，或在管板上加兩層低碳堆焊層來(lái)避免偏析的影響。</p><p>　　管孔加工：管孔加工必須滿足下列要求：</p><p>　?。?）、保證孔的位置及尺寸精度，如管孔不圓度、同心度及孔壁的光潔度</p><p>　?。?）、對(duì)大厚度的管板須保證孔與管板平

95、面垂直。</p><p>　?。?）、組裝狀態(tài)下管板和折流板的同一位置的管孔和拉桿用孔的中心應(yīng)在同一直線上。</p><p>　　加工步驟：管板下料—校平—平面外面及壓緊面的車削—?jiǎng)澗€—鉆孔—</p><p><b>　　刻槽—倒角</b></p><p>　　注意：為保證上下管孔的同心度，可將兩塊管板疊合起來(lái)一起鉆孔。

96、 </p><p>　　折流板：由于折流板很薄，鉆孔是鉆頭的推力將是管板中心變形，故可將下料或圓態(tài)的折流板去掉毛刺并校平，重疊，壓緊沿周邊點(diǎn)焊，然后一起鉆孔。</p><p>　　下料：毛坯采用鍛件16MnR</p><p>　　檢驗(yàn)：檢查管板表面含碳量。</p><p><b>　　管孔加工：</b></p>

97、;<p>　　平面外圓及壓緊面的車削</p><p><b>　　將兩塊管板重疊</b></p><p><b>　　劃線</b></p><p><b>　　定位孔加工</b></p><p><b>　　鉆孔</b></p>

98、<p>　　第四章 換熱器的檢驗(yàn)、安裝與維修</p><p><b>　　4.1安裝</b></p><p>　　a)基礎(chǔ)：基礎(chǔ)必須滿足以使換熱器不發(fā)生下沉，而使管道把過(guò)大的變形傳到換熱器的接管上。</p><p>　　b)地腳螺栓：采用二次交管法連接。</p><p>　　c)基礎(chǔ)質(zhì)量的檢查和驗(yàn)收：&l

99、t;/p><p>　　(1)基礎(chǔ)工程的表面概況。</p><p>　　(2)基礎(chǔ)的標(biāo)高和平面位置是否符合設(shè)計(jì)要求。</p><p>　　(3)基礎(chǔ)的形狀和主要尺寸，及基礎(chǔ)與留空是否符合設(shè)計(jì)要求。</p><p>　　(4)地腳螺栓的位置是否正確，螺紋情況是否良好，螺紋長(zhǎng)度是否符合標(biāo)準(zhǔn)，螺帽和墊圈是否齊全。</p><p>

100、　　(5)放置墊板的基礎(chǔ)表面是否平整。</p><p><b>　　4.2維修</b></p><p>　　管殼式換熱器的失效原因和形式：1. 法蘭、墊片的泄漏；腐蝕引起的失效；4.介質(zhì)流動(dòng)誘導(dǎo)震動(dòng)引起的管束失效；4.結(jié)垢引起的管束失效。官殼式換熱器的管束的修理：1.堵管； 2.更換管束； 4.更換換熱管。經(jīng)過(guò)修理的換熱器， 應(yīng)把下列有關(guān)修理文件存入換熱器技術(shù)檔案中：

101、1.換熱器修理或更換的零部件竣工圖；2.待用材料審批手續(xù)；4.所用材料、焊材的合格證； 4.換熱器檢修記錄和全面檢驗(yàn)、驗(yàn)收紀(jì)錄。</p><p>　　4.2.1管殼式換熱器的檢修程序</p><p>　　換熱器檢修的主要任務(wù)是對(duì)管、殼程清洗，檢查換熱管脹口及其他連接處的嚴(yán)密性，對(duì)損壞的換熱管和零部件進(jìn)行修復(fù)和更換，以及更換法蘭。 </p><p><b>

102、　　1檢修順序</b></p><p>　　固定管板式換熱器檢修順序如下：</p><p>　　停氣吹掃、準(zhǔn)備工具 拆管箱及法蘭 抽管束外觀檢查和無(wú)損檢驗(yàn)、清掃。</p><p>　　準(zhǔn)備墊片及試壓胎具安裝管束安裝管箱，安裝試壓胎具及試壓法蘭向殼程注水，裝配試壓管線試壓（A）檢察管口及換熱管拆管箱及法蘭,安裝管箱、法蘭及盲板。</p>&l

103、t;p>　　管箱接管法蘭加盲板向管程注水，裝配試壓管線試壓（B）檢查管箱墊片及管束 安裝向殼程注水試壓（C）檢查殼體密封拆除盲板，填寫檢修卡。</p><p>　　其中：試壓（A）：檢查換熱管是否破裂，脹口是否有滲漏。如換熱管有破裂，卸壓后可用3-5°的金屬柱塞堵住，或更換換熱管。同一管程內(nèi)，堵死得換熱管一般不應(yīng)超過(guò)換熱管總數(shù)的10%，如工藝計(jì)算容許，這一比例可以適當(dāng)增加。如管口滲漏，卸壓后可進(jìn)行

104、補(bǔ)脹或補(bǔ)焊， 但補(bǔ)脹（焊）次數(shù)不超過(guò)三次，否則需要換熱管。將缺陷處理后，重新施壓，直至合格為止。</p><p>　　試壓（B）：檢查安裝質(zhì)量，主要檢查墊片及管束。如發(fā)現(xiàn)有滲漏，應(yīng)分析原因。</p><p>　　試壓（C）：整體施壓，檢查法蘭的安裝質(zhì)量。</p><p><b>　　2 用試壓法檢查</b></p><p&g

105、t;　?。?）固定管板式換熱器的試壓</p><p>　　初步檢查試壓法。此法比較簡(jiǎn)便，對(duì)于換熱器滲漏很小伙檢查換熱器是否有滲漏，可用此法。其具體步驟如下：</p><p>　　打開管箱出入口上法蘭，已下法蘭口做試壓進(jìn)口，接通試壓泵進(jìn)水管向管程注水，水滿后將上法蘭盲死檢查管箱處滲漏情況。</p><p>　?。?）試壓用固定式壓法。此法不用抽管束，而用一試壓法蘭把管

106、板與殼體夾持密封，通過(guò)殼程加壓，可檢察管束是否滲漏。并可做到一次試壓即可檢查滲漏情況，不需反復(fù)拆卸斧頭。如管束及殼體內(nèi)進(jìn)行清洗時(shí)， 則應(yīng)先抽出管束清掃后再進(jìn)行試壓。試壓步驟如下：</p><p>　　拆卸管箱安裝帶有填料密封的試壓胎具安裝試壓法蘭在官箱側(cè)與殼體大法蘭夾持管板 向殼程注水升壓，檢查兩塊管板處脹口有無(wú)滲漏及松動(dòng)。</p><p><b>　　4.2.2 清洗</

107、b></p><p>　　換熱器在選型上兌換熱面積的富裕量和泵的能力均有所考慮。但由于設(shè)備結(jié)垢造成的流通方向變化，流通截面改變，流體介質(zhì)的流態(tài)物性改變，機(jī)械雜質(zhì)含量的變化以及腐蝕的危害等，均會(huì)造成換熱器管程的不同程度的堵賽，殼程死角區(qū)域的增加。尤其在殼程，由于流道驟變形成渦流，使得沉積物大量居疾并結(jié)垢。國(guó)內(nèi)目前清洗換熱器的方法主要有四種：a 人工清洗；b 機(jī)械清洗法；c 化學(xué)清洗；d 超高壓水射流清洗。&l

108、t;/p><p>　　第五章 材料的經(jīng)濟(jì)性</p><p>　　換熱設(shè)備是實(shí)現(xiàn)物料之間熱量傳遞的設(shè)備。隨著科學(xué)和生產(chǎn)技術(shù)的發(fā)展，各工業(yè)部門要求換熱器的類型和結(jié)構(gòu)與之相適應(yīng)。流體的種類、流體的運(yùn)動(dòng)、設(shè)備的壓力和溫度等也都必須滿足生產(chǎn)過(guò)程的要求。 隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步與發(fā)展（如高壓、 高速、低溫、超低溫等），又促使了高強(qiáng)度、高效率的緊湊式換熱器的發(fā)展。</p><p>　　一

109、個(gè)好的換熱設(shè)備設(shè)計(jì)，一般要滿足下列要求：</p><p>　　A 在給定的工藝參數(shù)條件（流體的流量、溫度）下，達(dá)到要求的傳熱量和流體出口的溫度（即符合工藝條件），合理的實(shí)現(xiàn)所規(guī)定的工藝條件。</p><p>　　B 采用傳熱速率大、流體流動(dòng)壓力將小、傳熱面積小的換熱設(shè)備，以取得最佳效益。</p><p><b>　　C 設(shè)備安全可靠；</b>&

110、lt;/p><p>　　D 便于制造、安裝、操作和維護(hù)。</p><p>　　對(duì)壓力容器的設(shè)計(jì)既要保證安全可靠， 有要盡量作到技術(shù)經(jīng)濟(jì)合理指標(biāo)，使產(chǎn)品總成本最低。只有這樣，產(chǎn)品才會(huì)在市場(chǎng)上有競(jìng)爭(zhēng)力。</p><p>　　據(jù)統(tǒng)計(jì)，在石油煉制和化工裝置中，換熱器約占裝置工藝設(shè)備總重量的40%,投資的20%左右（不包括空氣冷卻器）。換熱器管箱和殼體的選材原則、鋼材標(biāo)準(zhǔn)、熱處理

111、狀態(tài)及許用應(yīng)力值均按GB150“鋼制壓力容器”中有關(guān)章節(jié)的規(guī)定。 </p><p>　　碳鋼和低合金鋼制管因開孔補(bǔ)強(qiáng)的需要，壁厚要比在相同條件下工作的容器要厚的多，這就造成了很大的卷制加工應(yīng)力和焊接殘余應(yīng)力。另外，管箱上的進(jìn)出口開孔又會(huì)在開孔時(shí)造成很的應(yīng)力集中。為了消除這些在制造過(guò)程中的附加應(yīng)力，規(guī)范要求應(yīng)對(duì)管箱進(jìn)行消除應(yīng)力處理。</p><p>　　在本次設(shè)計(jì)過(guò)程中，通過(guò)從實(shí)

112、習(xí)地所帶來(lái)的工藝參數(shù)，計(jì)算的管箱厚度達(dá)不到10mm，按照常規(guī)來(lái)講，管箱的厚度應(yīng)是其計(jì)算厚度加厚度附加量在稍微圓整，管壁的厚度再加上厚度附加量，即可得到。雖說(shuō)筒體的厚度越大，筒體壽命及強(qiáng)度增大，如此而來(lái)，設(shè)備的重量與造價(jià)相應(yīng)增加。但一味追求造價(jià)成本，材料的性能就會(huì)大打折扣。設(shè)計(jì)過(guò)程中發(fā)現(xiàn)：筒體的厚度還與法蘭有關(guān)，在選取長(zhǎng)頸對(duì)焊法蘭時(shí)，法蘭還有對(duì)接筒體最小厚度的要求，本設(shè)計(jì)中，表面看來(lái)，我所設(shè)計(jì)的換熱器的筒體壁厚要比10mm小些，但在后面的

113、法蘭選型時(shí)發(fā)現(xiàn)，初次確定的筒體厚度剛好滿足設(shè)計(jì)條件下公差壓力下的法蘭的選擇要求。故取10mm.在換熱設(shè)備設(shè)計(jì)過(guò)程中，取材是一個(gè)相當(dāng)重要的過(guò)程,要考慮材料的價(jià)格、性能以及材來(lái)源地。故換熱器的管板，換熱管以及筒體，小部件等根據(jù)不同的環(huán)境選擇合理的材料。</p><p><b>　　致謝</b></p><p>　　在整個(gè)大學(xué)期間的一個(gè)極為重要的內(nèi)容—畢業(yè)設(shè)計(jì)終于結(jié)束了。此

114、時(shí)，我覺得自己對(duì)專業(yè)知識(shí)經(jīng)歷了一個(gè)鞏固、落實(shí)、和知新的過(guò)程，基本完成了大學(xué)四年學(xué)習(xí)知識(shí)由量變到質(zhì)變的過(guò)程，受益頗豐。</p><p>　　剛剛著手去做這個(gè)U型管換熱器的設(shè)計(jì)時(shí)，很多常識(shí)都不太清楚，以至對(duì)于哪些設(shè)備屬于壓力容器的這種初級(jí)的概念都很模糊?，F(xiàn)在設(shè)計(jì)結(jié)束了，覺得當(dāng)初有疑惑的那些問(wèn)題是非常膚淺的，以至我覺得畢業(yè)答辯不會(huì)有老師提這種低級(jí)的問(wèn)題。但在當(dāng)初，這些簡(jiǎn)單的問(wèn)題又必須搞清楚，舉個(gè)例子吧，最初我用標(biāo)準(zhǔn)去查

115、管箱法蘭時(shí)，就拿本管制法蘭的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)去查，結(jié)果找不到符合要求的法蘭，因?yàn)楣苤品ㄌm直徑大于600mm的，種類并不齊全，現(xiàn)在覺得再也不會(huì)犯這種低級(jí)錯(cuò)誤了。所以當(dāng)時(shí)還是虛心請(qǐng)教了各位老師和同學(xué)，得到了耐心和細(xì)致的講解，在此，尤其要感謝我們機(jī)械工程學(xué)院的xx***老師的大力支持，還有省化機(jī)廠的工作人員，以及本專業(yè)***同學(xué)的鼎立幫助，最后、還要感謝機(jī)械工程學(xué)院資料管理處提供的種類齊全的國(guó)標(biāo)。</p><p><b&

116、gt;　　參考文獻(xiàn)</b></p><p>　　GB150—1998，《鋼制壓力容器》</p><p>　　GB151-1999 《管殼式換熱器》</p><p>　　《壓力容器安全技術(shù)監(jiān)察規(guī)定》，1999</p><p>　　JB/T4700～4707—2000《壓力容器法蘭》</p><p>　　HG

117、20592～20635—97《鋼制管法蘭、墊片、緊固件》</p><p>　　JB/T4736—2002《補(bǔ)強(qiáng)圈》</p><p>　　JB/T4746—2002《鋼制壓力容器用封頭》</p><p>　　HG20580—1998《鋼制化工容器設(shè)計(jì)基礎(chǔ)規(guī)定》</p><p>　　HG20581—1998《鋼制化工容器材料選用規(guī)定》</p

118、><p>　　HG20583—1998《鋼制化工容器結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)定》</p><p>　　HG20584—1998《鋼制化工容器制造技術(shù)要求》</p><p>　　CDI30A20—86《化工設(shè)備設(shè)計(jì)文件編制規(guī)定》</p><p>　　TCED41002—2000《化工設(shè)備圖樣技術(shù)要求》</p><p>　　JB4726—9

119、4《壓力容器用碳素鋼和低合金鋼鍛件》</p><p>　　《化工工程制圖》 化學(xué)工業(yè)出版社 1992</p><p>　　《過(guò)程設(shè)備焊接》 化學(xué)工業(yè)出版社 2003 馮興奎 主編</p><p>　　17）〈〈過(guò)程設(shè)備設(shè)計(jì)〉〉 鄭津洋 董其伍 桑芝富 主編 化學(xué)工業(yè)出版社</p><p>　　18）《化工設(shè)備結(jié)構(gòu)圖集》 化學(xué)

120、工業(yè)部設(shè)備技術(shù)中心站</p><p>　　19）壓力容器工程師設(shè)計(jì)指南——GB150、GB151計(jì)算手冊(cè) </p><p>　　李世玉 桑如苞 主編</p><p>　　20）《石油煉廠設(shè)備》 中國(guó)石化出版社 中國(guó)石化北京設(shè)計(jì)院編</p><p><b>　　附錄：A 文獻(xiàn)摘要</b></p>

121、<p><b>　　1/15</b></p><p>　　【篇名】 管殼式換熱器傳熱性能的檢測(cè)與校核計(jì)算 </p><p>　　【作者】 隋建華. 鄭召梅. </p><p>　　【刊名】 石油工業(yè)技術(shù)監(jiān)督 2005年08期 </p><p>　　【機(jī)構(gòu)】 山東廣饒水利局. 勝利石

122、油管理局技術(shù)檢測(cè)中心 廣饒257300 . 東營(yíng)257001. </p><p>　　【關(guān)鍵詞】 換熱器. 傳熱系數(shù). 校核. </p><p>　　【聚類檢索】 同類文獻(xiàn) 引用文獻(xiàn) 被引用文獻(xiàn) </p><p>　　【摘要】 隨著節(jié)能節(jié)水意識(shí)的普遍深入,余熱回收成為節(jié)能節(jié)水的一條重要途徑,熱電聯(lián)供是回收余熱的一種重要方法,在油田和地方也逐

123、漸普及開來(lái)。在目前還沒有換熱器檢測(cè)與評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)的情況下,如何檢測(cè)與評(píng)價(jià)換熱器的換熱性能是急需解決的問(wèn)題。通過(guò)對(duì)管殼式換熱器現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試工作進(jìn)行總結(jié),提出了管殼式換熱器的傳熱性能的熱工檢測(cè)方法與校核計(jì)算方法。 </p><p>　　【光盤號(hào)】 SCTB0510 </p><p><b>　　2/15</b></p><p>　　【篇名】 換

124、熱器的強(qiáng)化傳熱【作者】 張木全. 彭金典. </p><p>　　【刊名】 廣東輕工職業(yè)技術(shù)學(xué)院學(xué)報(bào) 2005年03期 </p><p>　　【機(jī)構(gòu)】 廣東輕工職業(yè)技術(shù)學(xué)院輕化工程系. 廣東輕工職業(yè)技術(shù)學(xué)院輕化工程系 廣東廣州510300 . </p><p>　　【關(guān)鍵詞】 換熱器. 強(qiáng)化傳熱. 傳熱系數(shù). 強(qiáng)化技術(shù). </p&g