【正文】 耐壓試驗(yàn)壓力，當(dāng)設(shè)計(jì)考慮液體靜壓力時(shí)，應(yīng)當(dāng)加上液體靜壓力， MPa； η耐壓試驗(yàn)壓力系數(shù)；對于剛和有色金屬液壓試驗(yàn)時(shí)η=，氣壓和氣液組合壓力試驗(yàn)時(shí)η=； [σ]試驗(yàn)時(shí)器壁金屬溫度下材料的許用應(yīng)力，MPa； [σ]t設(shè)計(jì)溫度下材料的許用應(yīng)力，MPa。 Φ焊接接頭系數(shù)。3再沸器殼體強(qiáng)度設(shè)計(jì)與校核 設(shè)計(jì)溫度為125℃，設(shè)計(jì)壓力pc=。對于多管程換熱器，其殼體內(nèi)徑還和管程數(shù)有關(guān)，可用下式近似計(jì)算； (25)式中：η管板利用率； NT換熱管總數(shù)目； t管心距 ㎜。表23常用管心距管外徑/㎜管心距/㎜各程相鄰管的關(guān)心距/㎜253244（7）管束直徑 管板上的換熱管按正三角形排列。 則換熱面積滿足要求。(4)管材 選用20號鋼。將同直徑換熱器的換熱管由Φ25改為Φ19使換熱面積可增加40%左右，節(jié)約金屬20%以上，但小管徑流體阻力大，不便清洗，易結(jié)垢，堵塞。光管是作為管殼式換熱器的傳統(tǒng)形式，當(dāng)前應(yīng)用非常普遍，廉價(jià)，易于制造、安裝、檢修、清洗方便。產(chǎn)氣量大，蒸汽品質(zhì)要求高的蒸發(fā)空間大，否則可以小些。其優(yōu)點(diǎn)是：(1)對操作條件的變化不敏感，可達(dá)到很高的汽化率，很低的溫差。當(dāng)熱虹吸再沸器的循環(huán)量不夠時(shí)，則使用泵來增加循環(huán)量，這時(shí)，稱之為強(qiáng)制流動再沸器。在交叉流類型中，相變過程全部發(fā)生在殼程。完成之后按照相關(guān)文件要求編寫論文并翻譯外文專業(yè)技術(shù)文章。（1）對MDEA貧液再沸器做參數(shù)設(shè)計(jì)使其成為一個(gè)合理可用的設(shè)備；（2）設(shè)計(jì)畫出的二維圖可以對MDEA貧液再沸器的結(jié)構(gòu)有更加充分的認(rèn)識；（3）達(dá)到實(shí)踐和理論相結(jié)合的目標(biāo)。相對于弓形折流板螺旋折流板消除了弓形折流板的返混現(xiàn)象、卡門渦街從而提高有效傳熱溫差防止流動誘導(dǎo)振動。其基本原理為:將圓截面的特制板安裝在”擬螺旋折流系統(tǒng)”中每塊折流板占換熱器殼程中橫剖面的四分之一其傾角朝向換熱器的軸線即與換熱器軸線保持一定傾斜度。雖然各種板式換熱器的競爭力在上升，但管殼式換熱器仍將占主導(dǎo)地位。 據(jù)統(tǒng)計(jì)，在一般石油化工企業(yè)中，換熱器的投資占全部投資的40﹪50﹪；在現(xiàn)代石油化工企業(yè)中約占30﹪40﹪；在熱電廠中，如果把鍋爐也作為換熱設(shè)備，換熱器的投資約占整個(gè)電廠總投資的70﹪；在制冷機(jī)中，蒸發(fā)器的質(zhì)量要占制冷機(jī)總質(zhì)量的30﹪40﹪，其動力消耗約占總值的20﹪30﹪。根據(jù)國民經(jīng)濟(jì)和社會發(fā)展第十一個(gè)五年規(guī)劃綱要，“十一五”％的速度。對材料的噴涂，我國已從國外引進(jìn)生產(chǎn)線。 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。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，金屬壁的熱阻相對較小。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。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。 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，換熱器制造工藝得到進(jìn)一步完善，從而推動了緊湊型板面式換熱器的蓬勃發(fā)展和廣泛應(yīng)用。30年代初，瑞典首次制成螺旋板換熱器。雖然在換熱效率、設(shè)備體積及金屬材料的耗量等方面管殼式換熱器不如其他換熱設(shè)備，但是他卻具有結(jié)構(gòu)堅(jiān)固、操作彈性大、可靠度較高等方面的優(yōu)點(diǎn)，故仍受到普遍應(yīng)用。近幾年來，因換熱器進(jìn)行高低溫間熱能回收帶來了顯著地經(jīng)濟(jì)效益。關(guān)于釜式再沸器設(shè)計(jì)的各個(gè)環(huán)節(jié)，設(shè)計(jì)說明書中都有詳細(xì)的說明。因此設(shè)計(jì)和選擇適用、高效的換熱器對降低設(shè)備的造價(jià)和操作費(fèi)用具有十分重要的作用。釜式再沸器就是換熱器分類中很重要的一種。同時(shí)為以后計(jì)算機(jī)繪圖時(shí)能更加方便。目前在換熱設(shè)備中，用量最多的是管殼式換熱器。而釜式再沸器就是管殼式換熱器的一種。接著英國用釬焊法制造出一種由銅及其合金材料制成的板翅式換熱器，用于飛機(jī)發(fā)動機(jī)的散熱。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。逆流時(shí)，沿傳熱表面兩流體的溫差分布較均勻。 當(dāng)冷、熱流體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。 增加流體的流速和擾動性，可減薄邊界層，降低熱阻提高給熱系數(shù)。 管殼式換熱器是一個(gè)量大而品種繁多的產(chǎn)品，由于國防工業(yè)技術(shù)的不斷發(fā)展，換熱器操作條件日趨苛刻，迫切需要新的耐磨損、耐腐蝕、高強(qiáng)度材料。鋁鎂合金具有較高的抗腐蝕性和導(dǎo)熱性，價(jià)格比鈦材便宜，應(yīng)予注意。而石化及鋼鐵作為支柱型產(chǎn)業(yè)，將繼續(xù)保持快速發(fā)展的勢頭，預(yù)計(jì)2010年鋼鐵工業(yè)總產(chǎn)值將超過5000億元，化工行業(yè)總產(chǎn)值將突破4000億元。由此可見，換熱器的合理設(shè)計(jì)和良好運(yùn)行對企業(yè)節(jié)約資金、能源和空間都十分重要。隨著動力、石油化工工業(yè)的發(fā)展，其設(shè)備也繼續(xù)向著高溫、高壓、大型化方向發(fā)展。相鄰折流板的周邊相接與外圓處成連續(xù)螺旋狀。在相同流速時(shí)殼程流動壓降小。 本設(shè)計(jì)使我對所學(xué)的專業(yè)知識有了更深刻地認(rèn)識，并從中學(xué)到了很多課本上無法得到的東西，通過自身的努力學(xué)習(xí)和導(dǎo)師的細(xì)心指導(dǎo)，不僅使我在知識水平上和解決實(shí)際問題的能力上有了很大的提高，而且讓我深刻體會到要把所學(xué)的知識理論變成可實(shí)際應(yīng)用的設(shè)備時(shí)，所面對的種種難題。設(shè)計(jì)條件如表21所示。最常用交叉流再沸器的有釜式再沸器、內(nèi)置式再沸器和水平熱虹吸再沸器。強(qiáng)制流動再沸器既可以為立式結(jié)構(gòu)，也可以為水平結(jié)構(gòu)。(2)在真空下或接近臨界壓力下操作時(shí)，設(shè)計(jì)比較可靠。釜式換熱器由前端管箱﹑小端殼體﹑斜錐殼體﹑大端殼體﹑管板﹑換熱管等零部件組成。隨著節(jié)約材料，節(jié)約能源的強(qiáng)化傳熱技術(shù)研究的發(fā)展，光管不斷受到?jīng)_擊，但是依據(jù)本設(shè)計(jì)的技術(shù)參數(shù)和考慮制造成本，依然選用光管。一般大直徑管子用于粘性大或污濁的流體，而再生氣成分未定，選用Φ25㎜㎜的無縫鋼管。（5）管數(shù)計(jì)算 （21）式中：NT換熱管數(shù)目； AP換熱面積㎡； 無縫鋼管直徑㎜； l 無縫鋼管長度mm。(6)管心距 管板上兩傳熱管中心距稱為管心距。如下圖22換熱管排列方式。對于正三角形排列，管程=2，η=，代入數(shù)據(jù)得： 圓整為D=1000mm 殼體大端直徑是由管束直徑和堰上空間蒸汽的水平流速決定的。材料選用Q345R。代入數(shù)據(jù)得： 設(shè)計(jì)厚度： 對Q345R，鋼板負(fù)偏差C1=，因而可取名義厚度δn=4mm。 材料的屈服應(yīng)力：ReL=345MPa水壓試驗(yàn)應(yīng)力：最大液壓為 （33）式中： pT試驗(yàn)最大壓力，MPa； σT試驗(yàn)壓力下圓筒的應(yīng)力，MPa； Di大端圓筒的直徑，mm； 圓筒的有效厚度，mm。材料選用Q345R。由鋼材標(biāo)準(zhǔn)規(guī)格，取名義厚度為6mm。受內(nèi)壓偏心錐殼的厚度按下式計(jì)算： （34）式中：δ計(jì)算厚度，mm； pc計(jì)算壓力，MPa； Dc錐殼計(jì)算內(nèi)直徑，mm； [σ]t設(shè)計(jì)溫度下材料的許用應(yīng)力，MPa； Φ焊接接頭系數(shù)； 偏心錐殼與筒體間夾角。通過表D1[2]查得125℃下材料的許用應(yīng)力[σ]=189MPa焊接方式為雙面對焊，100％無損檢測，焊接系數(shù)Φ=1，腐蝕余量C2=2mm,鋼板負(fù)偏差C1=。有效厚度： 水壓試驗(yàn)壓力： 材料的屈服應(yīng)力：ReL=345MPa水壓試驗(yàn)應(yīng)力：最大液壓： 水壓試驗(yàn)校核： 強(qiáng)度校核： 最大允許工作壓力 故強(qiáng)度要求滿足，則壁厚滿足要求。表31標(biāo)準(zhǔn)橢圓封頭參數(shù)公稱直徑DN（mm）總深度H（mm）直邊高度（mm）內(nèi)邊面積A（㎡）容積V（m3）160042525封頭厚度計(jì)算： 設(shè)計(jì)厚度： 對Q345R，鋼板負(fù)偏差C1=，因而可取名義厚度δn=4mm。管箱形式選擇B型（封頭管箱）。通過表D1[2]查得364℃下材料的許用應(yīng)力[σ]=140MPa焊接方式為雙面對焊，100％無損檢測，焊接系數(shù)Φ=1，腐蝕余量C2=2mm,鋼板負(fù)偏差C1=。由表32[5]查得橢圓封頭參數(shù)。則：，取C=50mm。表41分程隔板的最小厚度/mm公稱直徑DN（mm）隔板最小厚度碳素鋼及低合金鋼高合金鋼≤60086600≤120010812001410則，取隔板材料為Q345R，隔板的最小厚度為10mm。通過查表42[6]U型彎管段最小彎曲半徑。 U型管式換熱器和釜式再沸器管板與管箱、殼體的連接可拆，因管束經(jīng)常需要抽出清洗、維修，所以管板與殼體、可以與管箱之間不采用焊接結(jié)構(gòu)，做成可拆卸的結(jié)構(gòu)。假設(shè)b=66mm（1）一根金屬管壁的橫截面積 兩管板間換熱管有效長度（除掉兩管板厚度）L估取6000mm（2）計(jì)算系數(shù)K K=根據(jù)規(guī)定，按管板簡支考慮，K值由查圖可得[3]。 故滿足設(shè)計(jì)要求。滑道應(yīng)在折流板外側(cè)設(shè)置四條圓鋼，直徑6mm，對稱布置，間距500 到 600，焊接在支撐板外側(cè)，長度從第一塊折流板到浮頭法蘭，約6000mm。法蘭密封面形式：平面、凹凸面和榫槽面。 由設(shè)計(jì)條件選用容器法蘭為凹凸面長頸對焊法蘭，尺寸參數(shù)如表52[5]所示，表52長頸對焊法蘭參數(shù)PN=公稱直徑DN/mm法蘭/mm螺柱對接筒體最小厚度δ0DD1D2D3D4δHhaa1δ1δ2Rd規(guī)格數(shù)量10001215115511101100109710017542262324361533M304818結(jié)構(gòu)尺寸如圖51所示： 圖51凹面長頸對焊法蘭 管法蘭的設(shè)計(jì)查附錄四根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)來選取。金屬包墊片適用于乙型平焊法蘭和長頸對焊法蘭，法蘭密封面形式為光滑密封面、凹凸密封面、榫槽密封面。根據(jù)設(shè)計(jì)條件選取如下表54[5]所示：表54墊片介質(zhì)法蘭公稱壓力/MPa工作溫度/℃密封面墊片形式材料油品、油氣、溶劑（丙烷、丙酮、苯、酚、糠醛、異丙醇），石油化工原料及產(chǎn)品≤≤200突（凹凸）耐油墊、四氟墊耐油橡膠、石棉板、聚四氟乙烯板400凹凸紫銅墊紫銅板所選墊片的參數(shù)如表55[5]所示。表56換熱管無支撐跨距/mm換熱管外徑d1014192532384547最大無支持跨距8001100150019002200250028003200、定距管 折流板與支撐板一般均采用拉桿與定距管等原件與管板固定。拉桿位置占據(jù)換熱管的位置。 由于再沸器內(nèi)裝有MDEA貧液，為了便于觀察容器內(nèi)的液體位置，防止出現(xiàn)再沸器不合理工作，減少能源的浪費(fèi)和延長設(shè)備的使用年限。根據(jù)設(shè)計(jì)壓力和溫度，選取回轉(zhuǎn)蓋板式平焊法蘭人孔。 DN300的接管選取Φ3258的接管，DN400的接管選取Φ42610的接管，材料均為20號熱軋?zhí)妓劁摴?，?50℃下的許用應(yīng)力[σ]t=140MPa；在364℃下的許用應(yīng)力[σ]t=88MPa；DN50的接管選取Φ573。 壓力容器接管補(bǔ)強(qiáng)結(jié)構(gòu)通常采用局部補(bǔ)強(qiáng)結(jié)構(gòu)，主要有補(bǔ)強(qiáng)圈補(bǔ)強(qiáng)、壁厚補(bǔ)強(qiáng)和整鍛件補(bǔ)強(qiáng)。表511不另行補(bǔ)強(qiáng)的接管最小厚度/mm接管公稱直徑253238454857657689最小厚度 所以依據(jù)標(biāo)準(zhǔn)，工藝氣進(jìn)出口管Φ325x8需要進(jìn)行開孔補(bǔ)強(qiáng)校核 等面積補(bǔ)強(qiáng)設(shè)計(jì)方法主要用于補(bǔ)強(qiáng)圈結(jié)構(gòu)的補(bǔ)強(qiáng)計(jì)算，基本原則就是使有效補(bǔ)強(qiáng)的金屬面積等于或大于開孔所削弱的金屬面積。所需最小補(bǔ)強(qiáng)面積A需要補(bǔ)強(qiáng)面積：使用公式： （5