固定管板式換熱器畢業(yè)論文

1、<p>　　標(biāo)題 換熱面積為32.8m2的固定管板式換熱器　 </p><p><b>　　摘要</b></p><p>　　換熱器按照結(jié)構(gòu)形式可分為：固定管板式換熱器、浮頭式換熱器；U形管換熱器；填料函式換熱器。</p><p>　　U形管換熱器只有一塊管板，換熱器都做成U

2、字形，兩端都固定在同一塊管板上，灌輸可以自由插入和抽出，可在高溫高壓下工作。因此U形管式換熱器一般適用于溫度低于500℃，壓力低于10Mpa，管、殼程流體溫差較大或管程介質(zhì)容易結(jié)垢而管程介質(zhì)清潔、不宜結(jié)垢的高溫，高壓，腐蝕性較大的流體場合。 </p><p>　　浮頭式換熱器的一端管板固定在管箱與殼體之間，另一端管板與殼體之間并不相連，可以在殼體內(nèi)沿軸向自由

3、浮動(dòng)。適用于殼壁與管壁溫差大，管間流體容易結(jié)垢、需經(jīng)常清洗的場合，可在較高溫度和壓力下工作一般溫度低于450℃，壓力低于6.4Mpa.</p><p>　　填料函式換熱器只是浮動(dòng)管板一端與殼體之間采用填料函密封，適用于腐蝕嚴(yán)重溫差較大而經(jīng)常更換冷束的冷卻器。</p><p>　　固定管板式換熱器由殼體，管束、管板、管箱及折流板等組成，加工制作簡單，用于管殼流體清潔，不易結(jié)垢，管程常要清洗，

4、冷熱流體溫差不太大的場合。 </p><p>　　固定管板式換熱器是一種實(shí)現(xiàn)物料之間熱量傳遞的節(jié)能設(shè)備，是在石油、化工、、冶金、電力、輕工、食品等行業(yè)普遍應(yīng)用的一種工藝設(shè)備。在煉油、化工裝置中換熱器占總設(shè)備數(shù)量的40%左右，占總投資的30%~45%。近年來隨著節(jié)能技術(shù)的發(fā)展，應(yīng)用領(lǐng)域不斷擴(kuò)大，利用換熱器進(jìn)行高溫和低溫?zé)崮芑厥諑砹孙@著的經(jīng)濟(jì)效益。</p><p><b>　　目

5、 錄</b></p><p>　　摘要………………………………………………………………2 </p><p>　　引言………………………………………………………………4</p><p>　　一、混合式換熱器……………………………………………………6 </p><p>　　二、設(shè)計(jì)概述…………

6、………………………………………………7</p><p>　　三、機(jī)械設(shè)計(jì)…………………………………………………………7</p><p>　　四、總體結(jié)構(gòu)…………………………………………………………7</p><p>　　五、結(jié)構(gòu)原理…………………………………………………………9</p><p>　　六、特點(diǎn)………………………………………………

7、………………10</p><p>　　七、選用要點(diǎn)…………………………………………………………11 </p><p>　　八、材料選擇…………………………………………………………11</p><p>　　九、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)…………………………………………………………12</p><p>　　十、壓力容器法蘭的選用……………………………………………1

8、6</p><p>　　十一、支座……………………………………………………………17</p><p>　　十二、固定管板式換熱器的維護(hù)……………………………………20</p><p>　　十三、常見故障及處理方法…………………………………………21</p><p>　　十四、換熱器腐蝕的原因……………………………………………22</p&

9、gt;<p>　　十五、防腐保護(hù)………………………………………………………23</p><p>　　十六、固定管板換熱器的檢修………………………………………23</p><p>　　十七、固定管板式換熱器的清洗……………………………………28</p><p>　　十八、施工、安裝要點(diǎn)………………………………………………30</p><

10、;p>　　十九、心得……………………………………………………………30</p><p>　　二十、參考文獻(xiàn)………………………………………………………32</p><p><b>　　引言</b></p><p>　　60年代左右，由于空間技術(shù)和尖端科學(xué)的迅速發(fā)展，迫切需要各種高效能緊湊型的換熱器，再加上沖壓、釬焊和密封等技術(shù)的發(fā)展，換熱器

11、制造工藝得到進(jìn)一步完善，從而推動(dòng)了緊湊型換熱器的蓬勃發(fā)展和廣泛應(yīng)用。此外，自60年代開始，為了適應(yīng)高溫和高壓條件下的換熱和節(jié)能的需要，典型的管殼式換熱器也得到了進(jìn)一步的發(fā)展。70年代中期，為了強(qiáng)化傳熱，在研究和發(fā)展熱管的基礎(chǔ)上又創(chuàng)制出熱管式換熱器。 </p><p>　　換熱器按傳熱方式的不同可分為混合式、蓄熱式和間壁式三類。 </p><p>　　混合式換熱器是通過冷、熱流體的直接接觸、

12、混合進(jìn)行熱量交換的換熱器，又稱接觸式換熱器。由于兩流體混合換熱后必須及時(shí)分離，這類換熱器適合于氣、液兩流體之間的換熱。例如，化工廠和發(fā)電廠所用的涼水塔中，熱水由上往下噴淋，而冷空氣自下而上吸入，在填充物的水膜表面或飛沫及水滴表面，熱水和冷空氣相互接觸進(jìn)行換熱，熱水被冷卻，冷空氣被加熱，然后依靠兩流體本身的密度差得以及時(shí)分離。 </p><p>　　蓄熱式換熱器是利用冷、熱流體交替流經(jīng)蓄熱室中的蓄熱體(填料)表面，

13、從而進(jìn)行熱量交換的換熱器，如煉焦?fàn)t下方預(yù)熱空氣的蓄熱室。這類換熱器主要用于回收和利用高溫廢氣的熱量。以回收冷量為目的的同類設(shè)備稱蓄冷器，多用于空氣分離裝置中。 </p><p>　　間壁式換熱器的冷、熱流體被固體間壁隔開，并通過間壁進(jìn)行熱量交換的換熱器，因此又稱表面式換熱器，這類換熱器應(yīng)用最廣。 </p><p>　　間壁式換熱器根據(jù)傳熱面的結(jié)構(gòu)不同可分為管式、板面式和其他型式。管式換熱器

14、以管子表面作為傳熱面，包括蛇管式換熱器、套管式換熱器和管殼式換熱器等；板面式換熱器以板面作為傳熱面，包括板式換熱器、螺旋板換熱器、板翅式換熱器、板殼式換熱器和傘板換熱器等；其他型式換熱器是為滿足某些特殊要求而設(shè)計(jì)的換熱器，如刮面式換熱器、轉(zhuǎn)盤式換熱器和空氣冷卻器等。 </p><p>　　換熱器中流體的相對(duì)流向一般有順流和逆流兩種。順流時(shí)，入口處兩流體的溫差最大，并沿傳熱表面逐漸減小，至出口處溫差為最小。逆流時(shí)，

15、沿傳熱表面兩流體的溫差分布較均勻。在冷、熱流體的進(jìn)出口溫度一定的條件下，當(dāng)兩種流體都無相變時(shí)，以逆流的平均溫差最大順流最小。 </p><p>　　在完成同樣傳熱量的條件下，采用逆流可使平均溫差增大，換熱器的傳熱面積減??；若傳熱面積不變，采用逆流時(shí)可使加熱或冷卻流體的消耗量降低。前者可節(jié)省設(shè)備費(fèi)，后者可節(jié)省操作費(fèi)，故在設(shè)計(jì)或生產(chǎn)使用中應(yīng)盡量采用逆流換熱。 </p><p>　　當(dāng)冷、熱流體

16、兩者或其中一種有物相變化(沸騰或冷凝)時(shí)，由于相變時(shí)只放出或吸收汽化潛熱，流體本身的溫度并無變化，因此流體的進(jìn)出口溫度相等，這時(shí)兩流體的溫差就與流體的流向選擇無關(guān)了。除順流和逆流這兩種流向外，還有錯(cuò)流和折流等流向。 </p><p>　　在傳熱過程中，降低間壁式換熱器中的熱阻，以提高傳熱系數(shù)是一個(gè)重要的問題。熱阻主要來源于間壁兩側(cè)粘滯于傳熱面上的流體薄層(稱為邊界層)，和換熱器使用中在壁兩側(cè)形成的污垢層，金屬壁的

17、熱阻相對(duì)較小。 </p><p>　　增加流體的流速和擾動(dòng)性，可減薄邊界層，降低熱阻提高給熱系數(shù)。但增加流體流速會(huì)使能量消耗增加，故設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)在減小熱阻和降低能耗之間作合理的協(xié)調(diào)。為了降低污垢的熱阻，可設(shè)法延緩污垢的形成，并定期清洗傳熱面。 </p><p>　　一般換熱器都用金屬材料制成，其中碳素鋼和低合金鋼大多用于制造中、低壓換熱器；不銹鋼除主要用于不同的耐腐蝕條件外，奧氏體不銹鋼還可作

18、為耐高、低溫的材料；銅、鋁及其合金多用于制造低溫?fù)Q熱器；鎳合金則用于高溫條件下；非金屬材料除制作墊片零件外，有些已開始用于制作非金屬材料的耐蝕換熱器，如石墨換熱器、氟塑料換熱器和玻璃換熱器等。</p><p><b>　　一、混合式換熱器</b></p><p>　　混合式熱交換器是依靠冷、熱流體直接接觸而進(jìn)行傳熱的，這種傳熱方式避免了傳熱間壁及其兩側(cè)的污垢熱阻，只要

19、流體間的接觸情況良好，就有較大的傳熱速率。故凡允許流體相互混合的場合，都可以采用混合式熱交換器，例如氣體的洗滌與冷卻、循環(huán)水的冷卻、汽-水之間的混合加熱、蒸汽的冷凝等等。它的應(yīng)用遍及化工和冶金企業(yè)、動(dòng)力工程、空氣調(diào)節(jié)工程以及其它許多生產(chǎn)部門中。 </p><p>　　按照用途的不同，可將混合式熱交換器分成以下幾種不同的類型： </p><p>　　(1)冷卻塔(或稱冷水塔) </p&

20、gt;<p>　　在這種設(shè)備中，用自然通風(fēng)或機(jī)械通風(fēng)的方法，將生產(chǎn)中已經(jīng)提高了溫度的水進(jìn)行冷卻降溫之后循環(huán)使用，以提高系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)效益。例如熱力發(fā)電廠或核電站的循環(huán)水、合成氨生產(chǎn)中的冷卻水等，經(jīng)過水冷卻塔降溫之后再循環(huán)使用，這種方法在實(shí)際工程中得到了廣泛的使用。 </p><p><b>　　(2)氣體洗滌塔</b></p><p>　　在工業(yè)上用這種設(shè)備

21、來洗滌氣體有各種目的，例如用液體吸收氣體混合物中的某些組分，除凈氣體中的灰塵，氣體的增濕或干燥等。但其最廣泛的用途是冷卻氣體，而冷卻所用的液體以水居多。空調(diào)工程中廣泛使用的噴淋室，可以認(rèn)為是它的一種特殊形式。噴淋室不但可以像氣體洗滌塔一樣對(duì)空氣進(jìn)行冷卻，而且還可對(duì)其進(jìn)行加熱處理。但是，它也有對(duì)水質(zhì)要求高、占地面積大、水泵耗能多等缺點(diǎn)：所以，目前在一般建筑中，噴淋室已不常使用或僅作為加濕設(shè)備使用。但是，在以調(diào)節(jié)濕度為主要目的的紡織廠、卷煙

22、廠等仍大量使用! </p><p>　　(3)噴射式熱交換器 </p><p>　　在這種設(shè)備中，使壓力較高的流體由噴管噴出，形成很高的速度，低壓流體被引入混合室與射流直接接觸進(jìn)行傳熱，并一同進(jìn)入擴(kuò)散管，在擴(kuò)散管的出口達(dá)到同一壓力和溫度后送給用戶。 </p><p>　　(4)混合式冷凝器 </p><p>　　這種設(shè)備一般是用水與蒸汽直接接

23、觸的方法使蒸汽冷凝。 </p><p><b>　　二、設(shè)計(jì)概述</b></p><p>　　我所設(shè)計(jì)的是換熱面積為32.8m2的固定管板式換熱器用于重芳蒸餾工段的T-102塔頂冷凝器，通過制定設(shè)計(jì)方案合理進(jìn)行設(shè)計(jì)，計(jì)算以及較全面的考慮設(shè)計(jì)制定選用要求。設(shè)計(jì)固定管板式換熱器從它的材料選擇，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，強(qiáng)度計(jì)算及壁厚設(shè)計(jì)，標(biāo)準(zhǔn)件選取和總重計(jì)算等來了解固定管板式換熱器的制作

24、工藝。</p><p><b>　　三、機(jī)械設(shè)計(jì)</b></p><p>　　固定管板式換熱器的機(jī)械設(shè)計(jì)除了最關(guān)鍵的換熱板片以外，還有兩塊墻板，我們稱為框架板和壓力板，框架板為外側(cè)不可活動(dòng)的墻板，壓力板為換熱板片另一側(cè)的可用拉桿螺栓調(diào)整位置的墻板；數(shù)根拉桿螺栓，用來加緊框架板和壓力板；立柱；上下導(dǎo)桿，連接在框架板和立柱之間，用來支撐并給壓力板和換熱半片導(dǎo)向；框架板和立

25、柱上可安裝底腳底腳，用于固定機(jī)器。除此以外，還可以有法蘭，過濾器，溫度計(jì)和壓力計(jì)等一系列附件。 </p><p><b>　　四、總體結(jié)構(gòu)</b></p><p>　　固定管板式換熱器主要由管箱、殼體、管板、管束及折流板等零部件組成，管束兩端固定在管板上，管板和殼體之間是剛性連接在一起，相互之間無相對(duì)移動(dòng)，（如圖所示，其參數(shù)如下表。）這種換熱器結(jié)夠簡單，制作方便，造價(jià)

26、較低；在相同直徑的殼體內(nèi)可排列較多的換熱管，而且每根換熱管都可單獨(dú)進(jìn)行更換和管內(nèi)清洗；但管外壁清洗較困難。當(dāng)兩種液體溫差較大時(shí)，會(huì)在殼壁和管壁中產(chǎn)生溫差應(yīng)力，一般溫差大于50℃時(shí)就應(yīng)考慮在殼體上設(shè)置膨脹節(jié)以減小溫差應(yīng)力。但當(dāng)管、殼溫差大于70℃，殼程壓力超過0.6MPa時(shí)，導(dǎo)致膨脹節(jié)過厚失去溫差補(bǔ)償作用。因此，固定管板式換熱器適用于殼程流體清潔，不易結(jié)垢，管程常要清洗，冷熱流體溫差不太大的場合。 </p><p>

27、;　　固定管板式換熱器的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是在殼體中設(shè)置有管束，管束兩端用焊接或脹接的方法將管子固定在管板上，兩端管板直接和殼體焊接在一起，殼程的進(jìn)出口管直接焊在殼體上，管板外圓周和封頭法蘭用螺栓緊固，管程的進(jìn)出口管直接和封頭焊在一起，管束內(nèi)根據(jù)換熱管的長度設(shè)置了若干塊折流板。這種換熱器管程可以用隔板分成任何程數(shù)。 </p><p>　　·設(shè)計(jì)一臺(tái)換熱面積為32.8m2的固定管板式換熱器設(shè)計(jì)參數(shù)如下：</p

28、><p><b>　?。?）工藝參數(shù)</b></p><p><b>　　（二）管口表：</b></p><p><b>　?。ㄈ┰O(shè)計(jì)條件圖</b></p><p><b>　　五、結(jié)構(gòu)原理</b></p><p>　　固定管板式換熱

29、器管程和殼程中，流過不同溫度的流體，通過熱交換完成換熱。當(dāng)兩流體的溫度差較大時(shí)，為了避免較高的溫差應(yīng)力，通常在殼程的適當(dāng)位置上，增加一個(gè)補(bǔ)償圈（膨脹節(jié)）。當(dāng)殼體和管束熱膨脹不同時(shí)，補(bǔ)償圈發(fā)生緩慢的彈性變形來補(bǔ)償因溫差應(yīng)力引起的熱膨脹。</p><p>　　流道的選擇,進(jìn)行換熱的冷熱兩流體，按以下原則選擇流道：①不潔凈和易結(jié)垢流體宜走管程，因管內(nèi)清洗較方便；②腐蝕性流體宜走管程，以免管束與殼體同時(shí)受腐蝕；③壓力高的

30、流體宜走管程，以免殼體承受壓力；④飽和蒸汽宜走殼程，因蒸汽冷凝傳熱分系數(shù)與流速無關(guān),且冷凝液容易排出；⑤若兩流體溫度差較大,選用固定管板式換熱器時(shí)，宜使傳熱分系數(shù)大的流體走殼程，以減小熱應(yīng)力。 </p><p>　　操作強(qiáng)化,當(dāng)管壁兩側(cè)傳熱分系數(shù)相差很大時(shí)（如粘度小的液體與氣體間的換熱），應(yīng)設(shè)法減小傳熱分系數(shù)低的一側(cè)的熱阻。如果管外傳熱分系數(shù)小，可采用外螺紋管，以增大管外一側(cè)的傳熱面積和流體湍動(dòng)，減小熱阻。如果管

31、內(nèi)傳熱分系數(shù)小，可在管內(nèi)設(shè)置麻花鐵，螺旋圈等添加物，以增強(qiáng)管內(nèi)擾動(dòng)，強(qiáng)化換熱，當(dāng)然這時(shí)流體的流動(dòng)阻力也將增大。</p><p>　　殼體多為圓筒形，內(nèi)部裝有管束，管束兩端固定在管板上。進(jìn)行換熱的冷熱兩種流體，一種在管內(nèi)流動(dòng)，稱為管程流體；另一種在管外流動(dòng)，稱為殼程流體。為提高管外流體的傳熱分系數(shù)，通常在殼體內(nèi)安裝若干擋板。擋板可提高殼程流體速度，迫使流體按規(guī)定路程多次橫向通過管束，增強(qiáng)流體湍流程度。換熱管在管板上

32、可按等邊三角形或正方形排列。等邊三角形排列較緊湊，管外流體湍動(dòng)程度高，傳熱分系數(shù)大；正方形排列則管外清洗方便，適用于易結(jié)垢的流體。流體每通過管束一次稱為一個(gè)管程；每通過殼體一次稱為一個(gè)殼程，為提高管內(nèi)流體速度,可在兩端管箱內(nèi)設(shè)置隔板，將全部管子均分成若干組。這樣流體每次只通過部分管子，因而在管束中往返多次，這稱為多管程。同樣，為提高管外流速，也可在殼體內(nèi)安裝縱向擋板，迫使流體多次通過殼體空間，稱為多殼程。多管程與多殼程可配合應(yīng)用。<

33、;/p><p><b>　　六、特點(diǎn)</b></p><p>　　固定管板式換熱器結(jié)構(gòu)簡單，制造成本低，管程清洗方便，管程可以分成多程，殼程也可以分成雙程，規(guī)格范圍廣，故在工程上廣泛應(yīng)用。殼程清洗困難，對(duì)于較臟或有腐蝕性的介質(zhì)不宜采用。當(dāng)膨脹之差較大時(shí)，可在殼體上設(shè)置膨脹節(jié)，以減少因管、殼程溫差而產(chǎn)生的熱應(yīng)力。 </p><p>　　固定管板式換熱

34、器的特點(diǎn)是： </p><p>　　1、旁路滲流較??； </p><p>　　2、鍛件使用較少，造價(jià)低； </p><p><b>　　3、無內(nèi)漏； </b></p><p>　　4、傳熱面積比浮頭式換熱器大20%～30%。 </p><p>　　固定管板式換熱器的缺點(diǎn)是： </p>

35、<p>　　1、殼體和管壁的溫差較大，殼體和管子壁溫差t≤50℃,當(dāng)t≥50℃時(shí)必須在殼體上設(shè)置膨脹節(jié)； </p><p>　　2、易產(chǎn)生溫差力，管板與管頭之間易產(chǎn)生溫差應(yīng)力而損壞； </p><p>　　3、殼程無法機(jī)械清洗； </p><p>　　4、管子腐蝕后連同殼體報(bào)廢，設(shè)備壽命較低。</p><p><b>　

36、　七、選用要點(diǎn)</b></p><p>　　1、根據(jù)已知冷、熱流體的流量，初、終溫度及流體的比熱容決定所需的換熱面積。初步估計(jì)換熱面積，一般先假定傳熱系數(shù)，確定換熱器構(gòu)造，再校核傳熱系數(shù)K值。 </p><p>　　2、選用換熱器時(shí)應(yīng)注意壓力等級(jí)，使用溫度，接口的連接條件。在壓力降，安裝條件允許的前提下，固定管板式換熱器以選用直徑小的加長型，有利于提高換熱量。 </p&g

37、t;<p>　　3、換熱器的壓力降不宜過大，一般控制在0.01～0.05MPa之間； </p><p>　　4、流速大小應(yīng)考慮流體黏度，黏度大的流速應(yīng)小于0.5～1.0m/s；一般流體管內(nèi)的流速宜取0.4～1.0m/s；易結(jié)垢的流體宜取0.8～1.2m/s。 </p><p>　　5、高溫水進(jìn)入換熱器前宜設(shè)過濾器。 </p><p>　　6、熱交換站中

38、熱交換器的單臺(tái)處理和配置臺(tái)數(shù)組合結(jié)果應(yīng)滿足熱交換站的總供熱負(fù)荷及調(diào)節(jié)的要求。在滿足用戶熱負(fù)荷調(diào)節(jié)要求的前提下，同一個(gè)供熱系數(shù)中的換熱器臺(tái)數(shù)不宜少于2臺(tái)，不宜多于5臺(tái)。</p><p><b>　　八、材料選擇</b></p><p>　　殼體、封頭、折流板----選用Q235-B </p><p>　　Q235-B的使用溫度為0℃-350℃，

39、用作壓力容器殼體厚度不超過20mm,容器的設(shè)計(jì)壓力也不超過1.6MPa，質(zhì)量穩(wěn)定，價(jià)格較低，無毒，具有較強(qiáng)的可塑性和可焊性，是優(yōu)質(zhì)碳素鋼。</p><p>　　管板、法蘭、支座、螺栓螺母----選用Q235-A</p><p>　　韌性和塑性較好，有一定的伸長率，具有良好的焊熱性和熱加工性，質(zhì)量穩(wěn)定，價(jià)格較低，無毒。</p><p>　　換熱管----選用20<

40、;/p><p>　　強(qiáng)度稍高，很少淬火，無回火脆性，冷變形塑性高，電弧焊和接觸焊接性能好，質(zhì)量穩(wěn)定，價(jià)格較低，無毒。</p><p><b>　　九、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)</b></p><p>　?。ㄒ唬Q熱管與管板的連接</p><p>　　換熱管的標(biāo)準(zhǔn)管長為1.5、2.0、3.0、6.0、9.0（單位m），換熱管數(shù)量、長度和直徑根

41、據(jù)換熱器的換熱面積確定，所選換熱器直徑和長度應(yīng)符合標(biāo)準(zhǔn)規(guī)格。一般小直徑管子單位傳熱面積的金屬消耗量小，傳熱系數(shù)稍高，但容易結(jié)垢，不易清洗，因此為了提高傳熱率，對(duì)于較清潔的流體通常選取直徑較小的換熱管；而對(duì)于粘性大或污染的流體通常選擇大直徑換熱管。</p><p>　　換熱管在管板上的排列方式主要有正三角形、轉(zhuǎn)角正三角形，正方形和轉(zhuǎn)角正方形排列。我選用的為三角形排列，因?yàn)樗鼈兣帕芯o湊，同樣的管板面積上排列的管子束多

42、10％左右，同一體積傳熱面積更大，應(yīng)用最普遍，但管外不易清洗。適用于殼程介質(zhì)污染少，且不需要進(jìn)行機(jī)械清洗的場合。正方形和轉(zhuǎn)角正方形排列，管間小橋形成一條直線通道，便于機(jī)械清洗。多用于經(jīng)常清洗管子外表面上的污垢。</p><p>　　管板是換熱器的主要部件之一，一般采用圓形平板，在板上開孔并裝設(shè)換熱管。管板還起分隔管程和殼程空間、避免冷熱流體混合的作用。管板和管子的連接方式有脹接、焊接、高溫高壓下采用脹、焊并用的方

43、式。我選用的是焊接連接。</p><p><b>　　1、焊接連接</b></p><p>　　焊接連接是將換熱管的端部和管板焊在一起，工藝較脹接簡單、壓力較低時(shí)可使用較薄的管板，不受管子和管板材料硬度的限制，且在高溫高要下仍能保持良好的連接效果，所以對(duì)于碳鋼和低合金鋼，大多采用焊接連接，但是焊接連接在焊接接頭處產(chǎn)生的熱應(yīng)力可能造成應(yīng)力腐蝕開裂和疲勞破裂，同時(shí)管子、管

44、板間存在間隙，易出現(xiàn)間隙腐蝕。因此焊接連接不適合于有較大振動(dòng)及間隙腐蝕的場合。</p><p><b>　　2、脹接連接</b></p><p>　　通常采用機(jī)械脹接，即利用管子與管板材料的硬度差，把脹管器擠壓伸入管板孔中的管子端部，使管端直徑變大發(fā)生塑性變形，而管板孔只產(chǎn)生彈性變形，這樣脹管后撤去脹管器，管板在彈性恢復(fù)力的作用下與管子外表緊緊貼合在一起，達(dá)到密封和緊

45、固連接的目的。由于脹接是靠管子的變形來達(dá)到密封和壓緊的一種機(jī)械連接方法，當(dāng)溫度升高時(shí)，由于蠕變現(xiàn)象的作用可能引起接頭脫落或松動(dòng)，發(fā)生泄漏。因此，脹接適用于換熱管為碳鋼，管板為碳鋼或低合金鋼，設(shè)計(jì)壓力不超過4MPa、設(shè)計(jì)溫度不超過300℃，且操作中無劇烈運(yùn)動(dòng)，無過大的溫度變化及無明顯應(yīng)力腐蝕的場合。為了提高脹接質(zhì)量，要求管板材料硬度大于管端材料硬度，否則需采取熱處理方法降低管端材料的硬度（注意：有應(yīng)力腐蝕時(shí)不應(yīng)采用管端局部退火的方法降低管

46、子硬度），然后在脹接。脹接時(shí)管板上的孔可以是開孔，也可開槽，開槽數(shù)與管板厚度有關(guān)，具體可查GB151。</p><p><b>　　3、脹焊結(jié)合，</b></p><p>　　脹接和焊接各有優(yōu)點(diǎn)、缺點(diǎn)，因而目前廣泛應(yīng)用了脹焊并用的方法。該方法能提高連接處的抗疲勞性能，消除應(yīng)力腐蝕和間隙腐蝕，提高使用壽命。脹焊結(jié)合連接適用于密封性能較高的場合；承受振動(dòng)或疲勞載荷的場合；

47、有間隙腐蝕的場合；采用復(fù)合管板的場合。脹焊結(jié)合連接主要有強(qiáng)度焊+貼焊（一般先焊后脹）和強(qiáng)度脹+密封焊（一般先脹后焊）兩種形式。</p><p>　?。ǘ┕馨寮捌渑c殼體連接 </p><p>　　固定管板式換熱器的管板與殼體連接為不可拆的焊接式連接，通常有管板兼作法蘭和管板不兼作法蘭兩種。其中管板兼作法蘭這種結(jié)構(gòu)在生產(chǎn)中應(yīng)用廣泛因此我選用的為管板兼作法蘭這種結(jié)構(gòu)。</p>&

48、lt;p><b>　　管板兼作法蘭</b></p><p><b>　?。ㄈ┱哿靼迮c擋板</b></p><p>　　折流板的作用是使殼程流體反復(fù)地改變方向作錯(cuò)流流動(dòng)或其他形式的流動(dòng)，提高管間流體的流動(dòng)程度，并可調(diào)節(jié)折流板間距以獲得適宜流速，提高傳熱效率。另外，折流板還可起到支撐管束的作用。常用折流板有弓形和圓盤-圓環(huán)形兩種，我選用的是單

49、弓形。</p><p>　　弓形的有單弓形、雙弓形及三弓形，單弓形及雙弓形應(yīng)用最多，弓形缺口的高度應(yīng)使流體通過時(shí)的流速與橫向流過管束時(shí)的流速相當(dāng)，一般取缺口高度h為殼體直徑的0.2~0.45倍。當(dāng)臥式換熱器的殼程為單向清潔流體時(shí)，折流板缺口應(yīng)水平上下布置。若氣體中含有少量液體時(shí)，則應(yīng)在缺口朝上的折流板的最低處開通液口；若液體中含有少量氣體時(shí)，則應(yīng)在缺口朝下的折流板的最高處開通氣口。當(dāng)殼程為氣、液共存或液體中含有固

50、體物料時(shí)，折流板缺口應(yīng)垂直左右布置，并在折流板最低處開通氣口。折流板的最小間距應(yīng)不小于圓筒內(nèi)徑的1/5，且不小于50mm。最大間距應(yīng)不大于圓筒內(nèi)直徑。從傳熱考慮，有些換熱器不需要設(shè)置折流板。但是為了增交換熱管剛度，防止管子振動(dòng)，通常也設(shè)置一定數(shù)量的支持板（按折流板一樣處理）。且折流板固定方式有兩種,一種為拉桿-定距管固定方式，適用于換熱管外徑≥19mm的管束，拉桿是一根兩端皆帶有螺紋的長桿，一端擰入管板。折流板穿在拉桿上，各板之間則以套

51、在拉桿上的定距管來保持板間距離。最后一塊折流板可用螺母擰在拉桿上予以緊固。另一種為拉桿點(diǎn)焊結(jié)構(gòu)，適用于換熱管外徑≤14mm的管束，即采用螺紋與焊接相結(jié)合連接或全焊接連接的。</p><p>　　旁路擋板，為了防止殼程邊緣介質(zhì)短路，常設(shè)置旁路擋板以迫使殼體介質(zhì)通過管束之間與管殼流體進(jìn)行換熱。旁路擋板可用鋼板或扁鋼制成，其厚度一般與折流板相同。旁路擋板嵌入折流板槽內(nèi)，并與折流板焊接。殼體公稱直徑DN≤500mm時(shí)，增

52、設(shè)一對(duì)旁路擋板；DN=500mm時(shí)，增設(shè)二對(duì)擋板；DN≥1000mm時(shí)，增設(shè)三對(duì)旁路擋板。</p><p><b>　?。ㄋ模┕芟?lt;/b></p><p>　　管箱位于殼體兩端，其作用是控制及分配管程流體，管箱的結(jié)構(gòu)有三種，第一種為雙管程管箱，適用于較清潔的介質(zhì)，應(yīng)檢查管子及清洗時(shí)，只能將管箱整體卸下，故不夠方便；第二種是在管箱上裝有平蓋，只要卸下平蓋即可進(jìn)行清洗和檢

53、查，所以工程應(yīng)用較多，但材料用量較大；第三種是將 管箱與管板焊成整體，這種結(jié)構(gòu)密封性好，但管箱不能單拆下，檢修、清洗都不方便，實(shí)際應(yīng)用較少。管箱的結(jié)構(gòu)、密封形式、法蘭連接和管箱上開孔等結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)參見GB151。在高壓下，應(yīng)減少各種開口尺寸，以便采用較小尺寸的法蘭連接。在高溫下，還應(yīng)盡可能的減少法蘭連接。因?yàn)樵诟邷叵?，特別是當(dāng)溫度超過500℃時(shí)，材料的強(qiáng)度便急劇下降，結(jié)果會(huì)使連接的法蘭和螺栓都要設(shè)計(jì)的十分粗大。</p><

54、;p>　　接管一般與殼體內(nèi)壁內(nèi)平齊，排氣或放液時(shí)因在最高點(diǎn)設(shè)排氣口，最低點(diǎn)設(shè)排液口。</p><p><b>　　（五）容器法蘭</b></p><p>　　·壓力容器標(biāo)準(zhǔn)法蘭有甲型平焊法蘭、乙型平焊法蘭和長頸對(duì)焊法蘭三種類型。</p><p>　　甲型平焊法蘭（JB/T4701）</p><p>　　是

55、法蘭盤直接與容器的筒體或封頭焊接。這種法蘭在預(yù)緊和工作時(shí)都會(huì)對(duì)容器器壁產(chǎn)生一定的附加彎曲應(yīng)力，法蘭盤自身的剛度也較小，所以適用于壓力等級(jí)較低和筒體直徑較小的場合。甲型平焊法蘭用板材切削加工制造，其工作溫度為高于-20~300℃。</p><p>　　乙型平焊法蘭（JB/T4702）</p><p>　　與甲型平焊法蘭相比是除法蘭盤外增加了一個(gè)厚度大于筒體壁厚的短節(jié)，這樣既增加了整個(gè)法蘭的高

56、度，又可使容器器壁避免承受附加彎曲應(yīng)力的作用。因此這種法蘭適用于較高壓力和較高直徑的場合。乙型平焊法蘭可用板材或鍛件加工制造，其短節(jié)材料應(yīng)與法蘭材料相同或其材料強(qiáng)度級(jí)別應(yīng)不低于法蘭材料強(qiáng)度級(jí)別，且應(yīng)與法蘭材料間有良好焊接性能。乙型平焊法蘭工作溫度為高于-20~350℃。</p><p>　　長頸對(duì)焊法蘭（JB/T4703）</p><p>　　用根部增厚且與法蘭盤外增加了一個(gè)厚度大于筒體壁

57、厚的短節(jié)，從而更有效地增大了法蘭的整體剛度。由于法蘭盤與頸部為一整體，所以消除了法蘭制造中可能發(fā)生的焊接變形及殘余應(yīng)力。這種法蘭用專用型鋼經(jīng)機(jī)加工制造，降低了法蘭的成本，長頸對(duì)焊法蘭的工作溫度為-70~450℃。</p><p>　　·壓力容器法蘭的密封面有平面密封面、凹凸密封面和榫槽密封面三種形式。</p><p><b>　　平面密封面</b></

58、p><p>　　時(shí)一個(gè)光滑平面。這種密封面結(jié)構(gòu)簡單，加工方便，便于進(jìn)行防腐襯里。但上緊螺栓后，墊片材料容易往兩側(cè)伸展，不易壓緊，密封性能較差，用于所需壓緊力較低且介質(zhì)無毒的場合。</p><p><b>　　2、凹凸密封面</b></p><p>　　由一個(gè)凸面和一個(gè)凹面組成。在凹面上放置墊片，由于凹面在外側(cè)有臺(tái)階，壓緊時(shí)墊片不會(huì)被擠出、且便于對(duì)中

59、，密封性能比平面密封面好，可適用于密封易燃、易爆、有毒介質(zhì)及壓力稍高場合。 </p><p><b>　　3、榫槽密封面</b></p><p>　　由一個(gè)榫面和一個(gè)槽面組成。墊片放在槽內(nèi)，壓緊時(shí)墊片不會(huì)被擠出，但其結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，更換墊片困難。這種密封面不能用非金屬軟墊片，可采用纏繞式或金屬包墊片，墊片較窄，容易獲得良好的密封效果，適用于密封易燃、易爆、有毒介質(zhì)及壓力較

60、高場合。密封面的凸面部分容易碰壞，運(yùn)輸與拆裝時(shí)應(yīng)加以注意。</p><p>　　在密封面形式中，甲型平焊法蘭有平面型與凹凸面型密封面，乙型平焊法蘭與長頸對(duì)焊法蘭則三種密封面型式均有。</p><p>　　·容器法蘭的公稱直徑是指與法蘭相配的筒體或封頭的公稱直徑。筒體用鋼板卷制時(shí)，此容器的的公稱直徑指筒體的內(nèi)徑；若以鋼管作筒體時(shí)，此容器的公稱直徑指鋼管外徑。容器法蘭的公稱壓力是指在

61、規(guī)定的設(shè)計(jì)條件下，確定法蘭結(jié)構(gòu)尺寸所采用的設(shè)計(jì)壓力，用“PN”表示，單位MPa。壓力容器法蘭的公稱壓力分為0.25、0.60、1.00、1.60、2.50、4.00、6.40（單位均為MPa）七個(gè)等級(jí)。容器法蘭的尺寸是由公稱直徑和公稱壓力兩個(gè)基本參數(shù)確定的。</p><p>　　·法蘭墊片與介質(zhì)直接接觸，是法蘭連接密封的核心元件。墊片材料要求既具有耐腐蝕性又不污染被密封介質(zhì)，同時(shí)具有一定回彈能力和機(jī)械強(qiáng)

62、度，在工作環(huán)境下不易變質(zhì)硬化和軟化。壓力容器法蘭常用墊片有非金屬軟墊片、纏繞墊片和金屬包墊片三種，對(duì)應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)號(hào)為JB/T4704~4707-2000。</p><p>　　十、壓力容器法蘭的選用</p><p>　　根據(jù)容器的設(shè)計(jì)壓力、設(shè)計(jì)溫度、介質(zhì)特性等，由法蘭標(biāo)準(zhǔn)確定法蘭的類型、材料、工程壓力、公稱尺寸、密封面的型式，墊片的類型、材料及螺栓螺母的材料等。具體選用步驟如下：</p&

63、gt;<p>　　1、初步確定法蘭的公稱壓力等級(jí)。按照設(shè)計(jì)壓力小于等于公稱壓力的原則，由容器法蘭的公稱壓力等級(jí)和給定的容器設(shè)計(jì)壓力，就近確定一個(gè)公稱壓力值；若設(shè)計(jì)壓力非常接近這一公稱壓力且設(shè)計(jì)溫度高于200℃，則就近提高一個(gè)公稱壓力等級(jí)。</p><p>　　2、初步確定法蘭類型。根據(jù)法蘭的公稱直徑、容器設(shè)計(jì)溫度和以上初步的公稱壓力，并考慮不同類型法蘭的適用溫度來初步確定法蘭的類型。</p&g

64、t;<p>　　3、選用法蘭材料。根據(jù)設(shè)計(jì)溫度和介質(zhì)特性，結(jié)合容器材料按標(biāo)準(zhǔn)選定。</p><p>　　4、確定法蘭的公稱壓力和類型。根據(jù)所選法蘭的材料、容器工作溫度及初步確定的法蘭類型和公稱壓力表得其最大允許工作壓力，若所得最大允許工作壓力大于等于設(shè)計(jì)壓力，則初定的公稱壓力就是所選法蘭的公稱壓力；若最大允許工作壓力小于設(shè)計(jì)壓力則調(diào)換優(yōu)質(zhì)法蘭材料或提高公稱壓力等級(jí)，使最大允許工作壓力大于等于設(shè)計(jì)壓力

65、，最后確定出法蘭的公稱壓力和類型。</p><p>　　5、根據(jù)工作介質(zhì)的特性確定密封面形式；根據(jù)法蘭的類型、及工作溫度確定墊片，螺栓、螺母的材料。</p><p>　　6、根據(jù)法蘭類型、公稱直徑、公稱壓力查標(biāo)準(zhǔn)JB/T4701~4703-2000，確定法蘭的具體結(jié)構(gòu)尺寸。</p><p><b>　　十一、支座</b></p>

66、<p>　　臥式容器的支座可分為有三種：鞍式支座、圈式支座和支腿式支座三種。其中鞍式支座應(yīng)用最為廣泛，在臥式儲(chǔ)槽和熱交換器上應(yīng)用較廣，簡稱鞍座，現(xiàn)已標(biāo)準(zhǔn)化，標(biāo)準(zhǔn)號(hào)為JB/T4712.1-2007；圈式支座用于大直徑薄壁容器和真空操作的容器，或多于兩個(gè)之承的長容器，圈座能使容器支撐處的筒體得到加強(qiáng)，能降低支撐處的局部應(yīng)力，采用圈座時(shí)除常溫常壓下操作的容器外，至少應(yīng)有一個(gè)圈座是滑動(dòng)支撐的；支腳式支座結(jié)構(gòu)簡單，但支撐反力集中作用于局

67、部殼體上，一般只用于小型臥式容器和設(shè)備。</p><p>　　立式容器支座分為腿式支座、耳式支座、支承式支座和裙式支座四種。腿式支座用于公稱直徑DN為400~1600mm、圓筒切線長度L與公稱直徑DN之比不大于5、容器總高不大于8000mm，且不得用于通過管線直接與產(chǎn)生脈動(dòng)載荷的機(jī)器設(shè)備剛性連接的容器；耳式支座用于公稱直徑不大于4000mm的立式圓筒形容器，廣泛用于反應(yīng)釜及立式換熱器等直立設(shè)備上；支承式支座用于公

68、稱直徑DN800~4000mm、圓筒長度L與公稱直徑DN之比L/DN≤5、容器總高度H≤10m鋼制立式圓筒形容器，以上三種類型的支座均已標(biāo)準(zhǔn)化，標(biāo)準(zhǔn)號(hào)為JB/T4712.2~4712.4-2007。裙式支座主要用于總高大于10m、圓筒長度L與公稱直徑DN之比大于5的高大的塔類設(shè)備。</p><p>　　對(duì)于比較高大的室外立式換熱器應(yīng)采用裙式支座。裙座設(shè)計(jì)計(jì)算過程如下：</p><p>&l

69、t;b>　?。?）裙座壁厚：</b></p><p>　　裙座壁厚的設(shè)計(jì)方法和思路是先參照簡體壁厚，試取一裙座壁厚值，然后驗(yàn)算危險(xiǎn)截面上的應(yīng)力。裙座上存在由重量載荷及風(fēng)載荷或地震載荷引起的軸向壓縮應(yīng)力與彎曲應(yīng)力，而與 內(nèi)、外壓無關(guān)。裙座的危險(xiǎn)截面一般發(fā)生在操作或水壓試驗(yàn)時(shí)裙座的根部，或裙座上人孔及較大管線引出孔處，或裙座與設(shè)備的環(huán)焊縫面。各危險(xiǎn)截面應(yīng)力校核方法相同。</p><

70、;p>　　正常操作時(shí)，裙座除承受操作時(shí)的重量外，還要承受最大風(fēng)載荷或地震載荷。水壓 試驗(yàn)肘，裙座除承受最大重量外，并可能承受較小的風(fēng)載荷。所以要按兩種情況分別進(jìn)行校核。也可直接參照筒體壁厚取一裙座厚度即可。</p><p>　?。?）確定裙座與筒體的連接方式：采用對(duì)接焊縫或搭接焊縫形式。</p><p><b>　?。?）基礎(chǔ)環(huán)計(jì)算：</b></p>

71、<p>　　A、基礎(chǔ)環(huán)內(nèi)外徑確定：一般參考下式選?。?lt;/p><p>　　基礎(chǔ)環(huán)的外徑： Dbo=Dso+(200~400) mm</p><p>　　基礎(chǔ)環(huán)的內(nèi)徑： Dbi=Dso- (200~400) mm</p><p>　　上式中Dso——裙座底截面的外徑，Dso=Dsi+2δn mm</p><p>　　Dsi——裙

72、座底截面的內(nèi)徑。對(duì)接焊縫可取Dsi=Di</p><p>　　B、基礎(chǔ)環(huán)厚度計(jì)算：</p><p>　　在重量及風(fēng)載荷作用下，可計(jì)算出基礎(chǔ)環(huán)上的合成應(yīng)力σmax，使其不超過混凝土基礎(chǔ)的許用壓應(yīng)力，否則應(yīng)加大基礎(chǔ)環(huán)尺寸。</p><p>　　基礎(chǔ)環(huán)厚度可分別按金屬環(huán)上無筋板和有筋板兩種情況計(jì)算。無筋板的基礎(chǔ)環(huán)厚度 δb= ,有筋板時(shí)可看成受均布載荷、簡支平板，按公式

73、</p><p><b>　　δb=計(jì)算。</b></p><p>　　也可直接取基礎(chǔ)環(huán)厚度。 </p><p><b>　　鞍座的結(jié)構(gòu)和類型</b></p><p>　　鞍座是臥式容器和設(shè)備廣泛采用的一種支座，現(xiàn)行鞍座標(biāo)準(zhǔn)為JB/T4712.1-2007《容器支座 第一部分：鞍式支座》，其結(jié)構(gòu)分

74、焊制和彎制兩種。焊制鞍座一般是由底板、腹板、筋板和墊板組焊而成；而彎制鞍座的腹板與底板是由同一塊鋼板彎制而成，兩者之間不存在焊縫，只有當(dāng)DN≤900mm的設(shè)備才使用彎制鞍座。鞍座本體的焊接均為雙面連續(xù)角焊，鞍座與容器圓筒焊接采用連續(xù)焊。焊縫腰高取較薄板厚度的0.5~0.7倍，且不小于5mm。當(dāng)容器殼體有熱處理要求時(shí)，鞍座墊片應(yīng)在熱處理前焊于容器上。</p><p>　　鞍式支座分為輕型（代號(hào)A）、重型（代號(hào)B）兩

75、種類型，DN≤900mm的設(shè)備鞍座只有重型而沒有輕型，因?yàn)樵O(shè)備直徑較小，輕重型沒有明顯差異。重型鞍式支座按制作方法、包角及附帶墊板情況分BⅠ~BⅤ五種型號(hào)。鞍座大部分帶墊片，但公稱直徑DN≤900mm的設(shè)備也有不帶墊片的。</p><p>　　為了使容器在壁溫發(fā)生變化時(shí)能夠沿軸線方向自由伸縮，每種型式鞍座又分為固定式（代號(hào)F）和滑動(dòng)式（代號(hào)S）兩種安裝型式，及固定式支座的底板上開園形螺栓孔滑動(dòng)式支座的底板上開長圓

76、形螺栓孔。雙鞍座支承板上的臥式容器必須是固定式鞍座與滑動(dòng)式鞍座搭配使用。鞍座時(shí)，F(xiàn)型鞍座通過底板上的地腳螺栓固定在基礎(chǔ)上，S型鞍座地腳螺栓上則使用兩個(gè)螺母，先擰上去的螺母擰到底后倒退一圈，再用第二個(gè)螺母鎖緊，這樣當(dāng)容器產(chǎn)生熱變形時(shí)，S型鞍座可以隨容器一起做軸向移動(dòng)。為便于S型鞍座的軸向滑動(dòng)，如果容器的基礎(chǔ)是鋼筋混凝土?xí)r，在S型鞍座的下面必須安裝基礎(chǔ)墊片。</p><p><b>　　2、鞍座的材料<

77、;/b></p><p>　　鞍式支座材料為Q235-A，也可用其他材料。墊板材料一般應(yīng)與容器筒體材料相同，焊接材料的選用參照有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。當(dāng)鞍式支座設(shè)計(jì)溫度等于或低于-20℃時(shí)，應(yīng)根據(jù)實(shí)際設(shè)計(jì)條件，如有必要設(shè)計(jì)者可以對(duì)腹板等材料提出附加低溫檢驗(yàn)要求，或是選用其他合適的材料。</p><p><b>　　3、鞍座的選用</b></p><p>

78、;　?。?）鞍座型式的選定</p><p>　　根據(jù)設(shè)備的工程直徑及鞍座實(shí)際承載的大小確定選用輕型或重型鞍座。</p><p>　　按容器圓筒強(qiáng)度的需要確定選用120°包角或150°包角的鞍座。</p><p>　?。?）確定鞍座的允許載荷（Q）</p><p>　　按照鞍座實(shí)際承受的最大載荷Qmax必須小于等于鞍座的允許

79、載荷（Q）的原則，查表確定標(biāo)準(zhǔn)高度下鞍座的允許載荷。當(dāng)鞍座高度增加時(shí)，鞍座允許載荷隨之降低，其值可參照J(rèn)B/T4712.1-2007來確定。</p><p><b>　?。?）墊片的選擇</b></p><p>　　公稱直徑DN≤900mm的容器，重型鞍座分為帶墊板和不帶墊板兩種結(jié)構(gòu)型式當(dāng)符合下列條件之一時(shí)，必須設(shè)置墊板：</p><p>　　

80、a、容器圓筒有效厚度小于或等于3mm時(shí)；</p><p>　　b、容器圓筒鞍座處的周向應(yīng)力大于規(guī)定值時(shí)；</p><p>　　c、容器圓筒有熱處理要求時(shí)；</p><p>　　d、容器圓筒與鞍座間溫度大于200℃時(shí)；</p><p>　　e、當(dāng)容器圓筒材料與鞍座材料不具有相同或相近化學(xué)成分和性能指標(biāo)時(shí)。</p><p>

81、;<b>　　4、確定基礎(chǔ)墊片</b></p><p>　　當(dāng)容器基礎(chǔ)為鋼筋混凝土是滑動(dòng)鞍座底板下面必須安裝基礎(chǔ)墊片，基礎(chǔ)墊片應(yīng)保持平整光滑，墊板尺寸參照J(rèn)B/T4712.1-2007時(shí)，基礎(chǔ)墊板由設(shè)計(jì)者在圖樣上規(guī)定其供貨關(guān)系。</p><p><b>　　(4)地腳螺栓</b></p><p>　　地腳螺栓的作用是將設(shè)備

82、固定在基礎(chǔ)上，以免傾倒。設(shè)備在重量和風(fēng)載（或地震）彎矩作用下，向風(fēng)側(cè)受拉伸，背風(fēng)側(cè)受壓縮。在計(jì)算地腳螺栓時(shí)，一般先假設(shè)螺栓個(gè)數(shù)（一般為4的倍數(shù)，最少取為6個(gè)。）再根據(jù)每個(gè)地腳螺栓所受的拉力計(jì)算其應(yīng)力，再按公式計(jì)算出螺栓直徑后圓整成螺栓公稱直徑，對(duì)于高塔，一般地腳螺栓不宜小于M24。</p><p>　　螺栓座由筋板和壓板構(gòu)成。筋板是為了加強(qiáng)基礎(chǔ)環(huán)和支承壓板；壓板是為了連接地腳螺栓。</p><

83、p>　　十二、固定管板式換熱器的維護(hù)</p><p><b>　　點(diǎn)檢和日常維護(hù)</b></p><p>　　對(duì)固定管板換熱器應(yīng)注意定期進(jìn)行設(shè)備檢查，精心進(jìn)行日常保養(yǎng)。</p><p>　　點(diǎn)檢重點(diǎn)項(xiàng)目有：運(yùn)行時(shí)的異常響聲，壓力、溫度、流量、泄漏、介質(zhì)、基礎(chǔ)支架、保溫、振動(dòng)以及換熱器內(nèi)外部的腐蝕情況。</p><p&g

84、t;<b>　　溫度</b></p><p>　　對(duì)重要換熱器，定期測量換熱器兩種介質(zhì)的出入口溫度、流量，當(dāng)換熱器效率低于生產(chǎn)工藝需要時(shí)應(yīng)清洗以提高換熱效率。還需防止因溫度急劇變化產(chǎn)生溫差應(yīng)力。</p><p><b>　　壓力</b></p><p>　　通過對(duì)流體及進(jìn)出口壓差的測量與檢查，判斷內(nèi)部的結(jié)垢情況、堵塞及流體

85、流量的變化或泄漏，如發(fā)現(xiàn)壓力有較大變化，應(yīng)分析原因及時(shí)采取措施。</p><p><b>　　泄漏</b></p><p>　　要加強(qiáng)并采取各種措施觀察判斷換熱器外部和內(nèi)部的泄漏（定期從壓力較低一側(cè)排放口排液，根據(jù)排出介質(zhì)的顏色、相態(tài)、氣味、PH值等判斷是否有泄漏）。</p><p><b>　　振動(dòng)</b></p&

86、gt;<p>　　檢查基礎(chǔ)支架的振動(dòng)，固定螺栓是否有松動(dòng)。</p><p><b>　　5、保溫</b></p><p>　　保溫層的損壞會(huì)直接影響換熱器的傳熱效率，甚至?xí)饸んw外部積水而發(fā)生腐蝕。保溫層損壞要及時(shí)更換。</p><p><b>　　6、腐蝕</b></p><p>

87、　　換熱器主要腐蝕部位發(fā)生在管道、管道與管板連接處及殼體焊縫及其附近處。應(yīng)根據(jù)介質(zhì)腐蝕性和具體情況定期檢查。</p><p>　　十三、常見故障及處理方法</p><p>　　在生產(chǎn)過程中，由于熱交換器管板受水分沖刷、氣蝕和微量化學(xué)介質(zhì)的腐蝕，管板焊縫處經(jīng)常出現(xiàn)滲漏，導(dǎo)致水和化工材料出現(xiàn)混合，生產(chǎn)工藝溫度難以控制，致使生成其它產(chǎn)品，嚴(yán)重影響產(chǎn)品質(zhì)量，降低產(chǎn)品等級(jí)。冷凝器管板焊縫滲漏后，企業(yè)

88、通常利用傳統(tǒng)補(bǔ)焊的方法進(jìn)行修復(fù)，管板內(nèi)部易產(chǎn)生內(nèi)應(yīng)力，且難以消除，致使其它換熱器出現(xiàn)滲漏，企業(yè)通過打壓，檢驗(yàn)設(shè)備修復(fù)情況，反復(fù)補(bǔ)焊、實(shí)驗(yàn)，2～4人需要幾天時(shí)間才能修復(fù)完成，使用幾個(gè)月后管板焊縫再次出現(xiàn)腐蝕，給企業(yè)帶來人力、物力、財(cái)力的浪費(fèi)，生產(chǎn)成本的增加。通過福世藍(lán)高分子復(fù)合材料的耐腐蝕性和抗沖刷性，通過提前對(duì)新?lián)Q熱器的保護(hù)，這樣不僅有效治理了新?lián)Q熱器存在的焊縫和砂眼問題，更避免了使用后化學(xué)物質(zhì)腐蝕換熱器金屬表面和焊接點(diǎn)，在以后的定期維

89、修時(shí)，也可以涂抹福世藍(lán)高分子復(fù)合材料來保護(hù)裸露的金屬；即使使用后出現(xiàn)了滲漏現(xiàn)象，也可以通過福世藍(lán)技術(shù)及時(shí)修復(fù)，避免了長時(shí)間的堆焊維修影響生產(chǎn)。正是由于此種精細(xì)化的管理，才使得換熱器滲漏問題出現(xiàn)的概率大大降低，不僅降低了換熱器的設(shè)備采購成本，更保證了產(chǎn)品質(zhì)量、生產(chǎn)時(shí)間，提高了產(chǎn)品競爭力。</p><p>　　其常見故障與處理如下表：</p><p>　　十四、換熱器腐蝕的原因</p&g

90、t;<p>　　換熱器的材料一般以碳鋼、不銹鋼和銅為主，其中碳鋼材質(zhì)的管板在作為冷卻器使用時(shí)，其管板與列管的焊縫經(jīng)常出現(xiàn)腐蝕泄漏，泄漏物進(jìn)入冷卻水系統(tǒng)污染環(huán)境又造成物料浪費(fèi)。 </p><p>　　換熱器在制作時(shí)，管板與列管的焊接一般采用手工電弧焊，焊縫形狀存在不同程度的缺陷，如凹陷、氣孔、夾渣等，焊縫應(yīng)力的分布也不均勻。使用時(shí)管板部分一般與工業(yè)冷卻水接觸，而工業(yè)冷卻水中的雜質(zhì)、鹽類、氣體、微生物都

91、會(huì)構(gòu)成對(duì)管板和焊縫的腐蝕，這就是我們常說的電化學(xué)腐蝕。研究表明，工業(yè)水無論是淡水還是海水，都會(huì)有各種離子和溶解的氧氣，其中氯離子和氧的濃度變化，對(duì)金屬的腐蝕形狀起重要作用。另外，金屬結(jié)構(gòu)的復(fù)雜程度也會(huì)影響腐蝕形態(tài)。因此，管板與列管焊縫的腐蝕以孔蝕和縫隙腐蝕為主。從外觀看，管板表面會(huì)有許多腐蝕產(chǎn)物和積沉物，分布著大小不等的凹坑。以海水為介質(zhì)時(shí)，還會(huì)產(chǎn)生電偶腐蝕?；瘜W(xué)腐蝕就是介質(zhì)的腐蝕，換熱器管板接觸各種各樣的化學(xué)介質(zhì)，就會(huì)受到化學(xué)介質(zhì)的腐

92、蝕。另外，換熱器管板還會(huì)與換熱管之間產(chǎn)生一定的雙金屬腐蝕。 </p><p>　　綜上所述，影響固定管板式換熱器腐蝕的主要因素有： </p><p>　?。?）介質(zhì)成分和濃度：濃度的影響不一，例如在鹽酸中，一般濃度越大腐蝕越嚴(yán)重。碳鋼和不銹鋼在濃度為50%左右的硫酸中腐蝕最嚴(yán)重，而當(dāng)濃度增加到60%以上時(shí)，腐蝕反而急劇下降； </p><p>　?。?）雜質(zhì)：有害雜

93、質(zhì)包括氯離子、硫離子、氰離子、氨離子等，這些雜質(zhì)在某些情況下會(huì)引起嚴(yán)重腐蝕 </p><p>　?。?）溫度：腐蝕是一種化學(xué)反應(yīng)，溫度每提升 10℃，腐蝕速度約增加1~3倍，但也有例外； </p><p>　?。?）ph值：一般ph值越小，金屬的腐蝕越大； </p><p>　?。?）流速：多數(shù)情況下流速越大，腐蝕也越大。</p><p>&

94、lt;b>　　十五、防腐保護(hù) </b></p><p>　　針對(duì)換熱器防腐問題，傳統(tǒng)方法以補(bǔ)焊為主，但補(bǔ)焊易使管板內(nèi)部產(chǎn)生內(nèi)應(yīng)力，難以消除，可能造成冷卻塔管板焊縫再次滲漏?，F(xiàn)西方國家多采用高分子復(fù)合材料的方法進(jìn)行保護(hù)，其中應(yīng)用最多的是美嘉華技術(shù)產(chǎn)品。其具有優(yōu)異的粘著性能及抗溫、抗化學(xué)腐蝕性能，在封閉的環(huán)境里可以安全使用而不會(huì)收縮，特別是良好的隔離雙金屬腐蝕和耐沖刷性能，從根本上杜絕了修復(fù)部位的腐

95、蝕滲漏，為換熱器提供一個(gè)長久的保護(hù)涂層 </p><p>　　十六、固定管板換熱器的檢修</p><p><b>　　(一)檢修前的準(zhǔn)備</b></p><p>　　1、詳細(xì)了解被檢修換熱器停車前的運(yùn)行情況，查閱相關(guān)的技術(shù)資料和圖紙，明確固定管板換熱器主要零部件的技術(shù)要求和質(zhì)量檢測，必要時(shí)編寫施工方案。</p><p>

96、　　2、備好檢修所用工機(jī)具、材料和各類防護(hù)用品。更換所用的零部件應(yīng)有材質(zhì)合格證、質(zhì)量證明書，并準(zhǔn)備好壓力試驗(yàn)的胎具、卡具等。</p><p>　　3、應(yīng)按操作規(guī)程和順序切斷與被檢修換熱器相連的管路閥門，卸壓后放凈換熱器管程和殼程的介質(zhì)，并根據(jù)介質(zhì)特性進(jìn)行相應(yīng)吹掃、置換等，檢測合格后加堵盲板，辦理安全檢修交接手續(xù)。</p><p>　　4、認(rèn)真做好換熱器檢修前的檢查工作。通過觀察、無損探傷、

97、測厚、水壓試驗(yàn)、氣密性試驗(yàn)等方法確認(rèn)故障的部位、大小等。</p><p>　　5、需注意有保溫層的換熱器要先拆除保溫層，搭好檢修用的腳手架、平臺(tái)、跳板，并用鐵絲固定好。</p><p>　　6、凡參加對(duì)受壓元件進(jìn)行施焊的焊工，必須持有相應(yīng)有效的焊工操作證。</p><p><b>　　(二)、檢修內(nèi)容</b></p><p&

98、gt;<b>　　1、小修內(nèi)容</b></p><p>　?、俨鹦秲啥隧斏w或管箱。打開管箱法蘭，仔細(xì)觀察管板的分程密封情況，管板入口有無異物堵住管口，有無垢層及腐蝕產(chǎn)物堆積，記錄；分析腐蝕物和垢層。</p><p>　?、谇逑椿蚯鍜吖茏觾?nèi)表面和殼體異物。檢查兩端蓋、管箱有無腐蝕、銹蝕、裂紋、砂眼等缺陷。</p><p>　?、圻M(jìn)行管束和殼體試壓

99、，檢查泄漏點(diǎn)，堵漏。</p><p><b>　?、苓M(jìn)行局部測厚。</b></p><p>　?、輽z修連接螺栓是否完好，必要時(shí)更換。</p><p>　?、迿z查保溫及防腐蝕情況。</p><p><b>　　2、中修內(nèi)容</b></p><p>　?、侔⌒匏袃?nèi)容。<

100、;/p><p>　?、诔槌龉苁?，清理、清洗、清掃，檢查換熱管變形及彎曲情況。</p><p>　　③檢查隔板和拉桿螺栓腐蝕及銹蝕情況。</p><p>　?、軝z查各密封面情況，表面不能有刮痕、溝槽、凹坑、點(diǎn)蝕等。</p><p><b>　　3、大修內(nèi)容</b></p><p>　　①包含中、小修所有

101、內(nèi)容。</p><p>　?、谌艄苁欢鹿苁^總換熱管束的10％以上則更換管子或管束。</p><p>　?、廴鏅z查運(yùn)行情況，并對(duì)管板與管子焊接處進(jìn)行滲透檢查。</p><p>　?、軐?duì)殼體進(jìn)行檢驗(yàn)，超標(biāo)時(shí)必須消除殼體焊縫缺陷或更換殼體。</p><p>　?。ㄈz修安全注意事項(xiàng)</p><p>　　1、所有進(jìn)行

102、換熱器檢修現(xiàn)場的人員必須帶好安全帽，穿好工作鞋，登高作業(yè)必須系好安全帶。</p><p>　　2、吊裝用的吊車、抽芯用的機(jī)具和移位用的起重設(shè)備等應(yīng)事先檢查、試車，并選用足夠強(qiáng)度的鋼絲繩，注意嚴(yán)禁用鋼絲繩直接吊裝換熱器管束芯，以免造成管束變形。</p><p>　　3、換熱器檢修多為連續(xù)作業(yè)，夜間作業(yè)必須保證有足夠的照明；危險(xiǎn)區(qū)應(yīng)設(shè)安全標(biāo)志，夜間設(shè)紅燈警示?，F(xiàn)場動(dòng)火、臨時(shí)用電等必須嚴(yán)格執(zhí)行國

103、家安全規(guī)定。</p><p>　　4、換熱器清洗必須指定地點(diǎn)，以防止油污、介質(zhì)進(jìn)入下水道環(huán)境污染；從事化學(xué)清洗的人員應(yīng)穿好耐酸堿腐蝕的工作服，特別要保護(hù)好眼睛、手和腳，防止飛濺燒傷，廢液要進(jìn)行必要的無害處理后才能按規(guī)定地點(diǎn)排放。</p><p>　　5、若設(shè)備已拆封頭，在采用高壓水槍沖洗時(shí)工作人員要穿好防護(hù)用品，水槍噴水方相要設(shè)立警戒線并有專人看護(hù)。</p><p>

104、;　　6、嚴(yán)格按圖紙和技術(shù)規(guī)范要求的試壓條件進(jìn)行換熱器的試壓。試壓過程如發(fā)現(xiàn)泄漏，嚴(yán)禁帶壓緊固、補(bǔ)焊以及采用其他方法處理；如發(fā)現(xiàn)異常響聲、壓力下降、表面油漆剝落等情況，應(yīng)立即停止試壓，并卸壓查找原因進(jìn)行修理。</p><p>　　（四）檢修方法和過程</p><p><b>　　1、檢查</b></p><p>　?、賹?duì)換熱器殼體檢查可通過觀察

105、、測量腐蝕部位的厚度（一般采用超聲波測厚儀）、拆卸前氣密試驗(yàn)確定殼體的泄漏部位，還可通過對(duì)各應(yīng)力集中部位增加測厚點(diǎn)數(shù)來補(bǔ)充檢查、確定故障部位、大小等情況，并詳細(xì)做好檢修記錄。</p><p>　?、诠軆?nèi)及管板的腐蝕或漏點(diǎn)部位，可采用超聲波探傷或渦流探傷查找（即非磁性管子配上專用探頭插入高頻磁場，在管內(nèi)產(chǎn)生渦流）；也可通過殼程和管程水壓試驗(yàn)分別檢查換熱管及其與管板連接接頭的泄漏情況。</p><

106、p>　　③管板檢查，非鐵磁性管板可用著色探傷檢查表面微裂紋和氣孔等，碳鋼管板可用著色探傷，也可用空氣、氮?dú)?，也有用氨來檢查。檢查方法：用橡膠塞子塞好管子一端，用肥皂水和發(fā)泡劑或用PH試紙放在管子另一端，就可檢查出有泄漏的管子。試驗(yàn)壓力控制在0.3MPa以下。</p><p><b>　　2、修理</b></p><p>　　根據(jù)檢查結(jié)果，確定需要修理的部位進(jìn)行相

107、應(yīng)修理。</p><p><b>　　殼體部位修理</b></p><p>　　對(duì)于封頭密封面的損壞修理</p><p>　　如密封面缺陷很小，可在裝密封墊圈時(shí)采用涂膠方法處理，如耐高溫的“液態(tài)密封膠”或704膠；如密封面有貫穿的徑向劃痕或比較深的凹坑時(shí)，可采用手工電弧焊堆焊后，再用手提砂輪機(jī)或油石打平，確保其平面度和粗糙度，注意打磨時(shí)不得傷及

108、密封面；對(duì)采用內(nèi)襯密封板外壓封頭的高壓換熱器，當(dāng)密封板與殼體焊接密封部位發(fā)現(xiàn)裂紋（可用著色探傷檢查）時(shí)，應(yīng)用角式磨光機(jī)徹底消除裂紋，用氬弧焊重新堆焊后，在焊接好密封板。</p><p>　　對(duì)殼體接管處泄漏的修理</p><p>　　對(duì)于碳鋼殼體，可采用碳弧氣刨刨開泄漏處的角焊縫，用旋轉(zhuǎn)錘修去滲碳層后，選用合適的焊條或焊絲以及適合的焊接工藝進(jìn)行焊補(bǔ)。對(duì)于需要熱處理的要進(jìn)行局部熱處理，并要注

109、意修理中不得傷及接管。</p><p>　　對(duì)于不銹鋼殼體，可采用角式磨光機(jī)磨開泄漏點(diǎn)，若泄漏點(diǎn)很小時(shí)也可用旋轉(zhuǎn)錘磨開；若泄漏點(diǎn)大，可用等離子割開泄露出的焊縫，再用角式磨光機(jī)修磨好焊口后，選用合適的焊條或焊絲以及適合的焊接工藝進(jìn)行焊補(bǔ)。</p><p><b>　?。?）換熱管修理</b></p><p>　　換熱管的損壞主要是管子本身的泄漏和

110、換熱管與管板連接處的泄漏?？梢圆捎盟畨涸囼?yàn)檢查泄漏部位。</p><p>　　對(duì)于管子本身的泄漏可采用以下方法來處理：</p><p>　?、俣鹿埽河缅F形堵頭將管口堵住，管堵材料的硬度不能高于管子的硬度。如管程壓力較高，堵管后還要焊接，防堵頭沖脫。堵管數(shù)不得大于總管數(shù)的10％。</p><p><b>　?、趽Q管</b></p>

111、<p>　　a.取出列管。常用鉆孔法、絞孔法、鏨削法、氣割法。</p><p>　　b. 清理、修磨、檢查管板孔。去除孔邊毛刺和管內(nèi)結(jié)垢、油污；檢查管板孔、密封槽不得有劃痕，管板不得有裂紋、氣孔，孔徑、圓度、圓柱度偏差在允許范圍。</p><p>　　c.穿管或管束的組裝。穿管前應(yīng)做好切管、退火、磨管等準(zhǔn)備。最好取一根穿一根，防止折流板移位；管束全部更換則用專用的組裝工具。<