【正文】 預(yù)緊狀態(tài)下 []2mba G bAAWF ???? 9 4 5 5 8 3 8 0 2 1 2 1 8 9 0 5 1 02 N??? 操作狀態(tài)下 ? 法蘭力矩 預(yù)緊狀態(tài)下 6 .2 8 2hGa G G G C DDM F L b D m P ??? 35 9 1 5 8 4 66 . 2 8 1 0 8 4 6 2 . 5 2 . 4 5 2?? ? ? ? ? N? 2212 2 2 2 85 85 800 5 123 088 0915 800 23. 5 23. 5 62. 752123 088 0 62. 75 772 377 20 85 ( ) 85 ( 846 800 ) 5 145 620 .8D i CDAD D Dt G t CF D P NL L m mM F L N m mF D D P N?? ? ? ? ??? ? ? ? ? ? ?? ? ? ? ?? ? ? ? ?191 5 84 6 34 .52234 23 .5 34 .5 462214 56 20 .8 46 66 98 55 6. 8bGGAGTT t TDDL m mLLL m mM F L N?? ?? ? ??? ??? ? ?? ? ? ? 操作工況下法蘭力矩 p D T AM M M M? ? ? 77237720 M P a? ? ?? 形狀系數(shù) 00080 0 12 98 98ih D m mhh?? ? ? ??? 010965 0680023 .5 612iDKD??? ? ??? 查 GB1501998 表 95，圖 93， 94， 97得： 36 T= Z= Y= U= 11FVf??? 10221 0 00 .8 6 8 .7 80 .0 9 81 1 .5 1 0 .9 8 0 .0 1 2 0 .0 0 0 8 50 .2 8FehUd h mV ?? ? ?? ? ? ? ? 設(shè) ? ? ? ?3102211 41 3 884 269 155 800eettH fiffTdfMm paD????????? ? ?????? ? ?? ? ?? ? ???? ? ??? ? ? ??? 合格 管板的厚度計算 設(shè)計條件 管 /殼程設(shè)計壓力： P= 設(shè)計溫度 : 200C176。 管 /殼程設(shè)計壓力 : MPa? 法蘭材料 :16MnⅡ 墊片外徑 : 0 692mmGD ? 墊片內(nèi)徑 : i 668mmGD ? 墊片系數(shù) : m= 墊片比壓力 : y=20mpa 墊片密封寬度 0i0 ()b 6 m m4GGDD??? 墊片壓緊力作用中心圓直徑 : 0iGD 6 8 0 m m2GGDD??? 墊片壓緊力 預(yù)緊狀態(tài)下需要的最小墊片壓緊力 GGF 4 D by 4 680 6 20 256 244 N? ? ? ? ? ? 操作狀態(tài)下需要的最小墊片壓緊力 GGF 6 .2 8 D b m 6 .2 8 6 8 0 6 2 .5 2 .4 5 1 5 6 9 3 7 .2CPN? ? ? ? ? ? ? 螺栓載荷 預(yù)緊狀態(tài)下最小螺栓載荷 4 D by = 4 680 6 20 256 244WN? ? ? ? ? 操作狀態(tài)下最小螺栓載荷 2p G G20 . 7 8 5 D 6 . 2 8 D b m0 . 7 8 5 6 8 0 2 . 4 5 6 . 2 8 6 8 0 6 2 . 4 5 9 5 2 0 8 5 . 6 8CCW P PN??? ? ? ? ? ? ? ? 預(yù)緊狀態(tài)下所需螺栓面積 29 2aab256244 1 2 0 8 .6 m m[ ] 2 1 2WA ?? ? ? 操作狀態(tài)下所需螺栓面積 p 2p tb9 5 2 0 8 5 . 6 8 5 2 8 9 . 3 6 m m[ ] 1 8 0WA ?? ? ? 所需螺栓面積 mA 取 aA 和 pA 的最大值 2m 52 89 .36 m mA ? 取 32 個 M20 螺栓 螺栓有效面積 2 2 23 .1 4d 1 7 .3 2 3 4 .9 m m44A ?? ? ? 實際螺栓總面積 2 2 2 m3 . 1 4d 1 7 . 3 2 3 4 . 9 m m 44AA?? ? ? 預(yù)緊狀態(tài)下的螺栓載荷 mbab 5 2 8 9 . 3 6 7 5 1 8[ ] 2 1 2 1 3 5 7 8 0 . 1 622AAWN?? ?? ? ? ? 操作狀態(tài)下的螺栓載荷 p ? 浮頭法蘭內(nèi)徑 f 664 mmD ? 法蘭螺栓圓直徑 b 730 mmD ? 法蘭外徑 f0 780 mmD ? f110 .5a r c s in a r c s in 0 .5 5 3 3 .4R 0 .5nD? ?? ? ? ?? 22D f iF 0 .7 8 5 0 .7 8 5 6 6 4 2 .4 5 8 4 7 9 5 3CD P N? ? ? ? ? 30 2 2 2 2t G f iF 0 .7 8 5 ( D D ) 0 .7 8 5 ( 6 7 8 .5 6 6 4 ) 2 .4 5 3 7 4 3 8CPN? ? ? ? ? ? ? GGF 6 .2 8 D b m 6 .2 8 6 7 8 .5 6 2 .5 2 .4 5 1 5 6 5 9 1CPN? ? ? ? ? ? ? r D 1F F c ot 84 79 53 c ot 33 .4 12 85 49 6o N?? ? ? ? bf( ) / 2 ( 730 664 ) / 2 33DL D D m m? ? ? ? ? ( ) / 2 ( 3 3 2 5 .7 5 ) / 2 2 9f D GL L L m m? ? ? ? ? bG( ) / 2 ( 730 678 .5 ) / 2 25. 75GL D D m m? ? ? ? ? 操作工況下法蘭力矩 預(yù)緊法蘭力矩 管子排列方式的設(shè)計 無縫鋼管 19 2? ? 6000L mm? 材料： 10 設(shè)計溫度下許用應(yīng)力： [ ] 101t mpa? ? 按正方形旋轉(zhuǎn) 45176。 內(nèi)徑： Di=700mm 鋼板負偏差： C1= 材料名稱： Q345R 腐蝕裕度： C2=2mm 操作溫度許用應(yīng)力 []? =170mpa 設(shè)計溫度下許用應(yīng)力 []t? =170mpa 常溫下屈服強度 s? =345mpa 焊接系數(shù) ? = 厚度的計算 計算厚度： 700 2 [ ] 2 170 D i mmPc? ?? ?? ? ?? ? ? ? 設(shè)計溫度： 2 8 2 8d C m m??? ? ? ? ? 名義厚度： 1 10nd C mm??? ? ? 有效厚度： 12 C C m m??? ? ? ? 壓力試驗應(yīng)力校核 試驗類型：水壓試驗 水壓試驗校核 1 . 2 5 [ ] 1 . 2 5 2 . 4 5 1 7 0 3 . 0 6[ ] 1 7 0TtPP m p a?? ??? ? ? () 2 . 5 ( 7 0 0 7 . 7 ) 1 1 4 . 8 0 . 92 2 7 . 7T Te seP D i ?? ? ?? ? ?? ? ? ?? [ ] 1 7 0 0 .8 5 1 4 4 .5tT? ? ?? ? ? ? 25 前后端管箱封頭的計算 設(shè)計條件 計算壓力： MPa? 內(nèi)徑 iD前 =700mm 800mmiD ?后 設(shè)計溫度： 200C176。流程結(jié)果可從 ASPEN PLUS中瀏覽，詳細結(jié)果可以從 ASPEN B— JAC中瀏覽。 ASPEN TEAMS做一個完整的機械設(shè)計包括綜合應(yīng)力分析及外部負載計算，它包括詳細的代碼依從計算，詳細材料及人工成本估算、比例放大制造圖。 ASPEN HETR AN 和 ASPEN AER0TR AN有三種應(yīng)用方式：①設(shè)計方式，程序搜索滿足熱負荷規(guī)定及操作約束的最佳換熱器；②核 算方式，它用于核算在指定操作條件下?lián)Q熱器是如何表現(xiàn)的；③模擬方式，它確定在使用了所有傳熱面積情況下，冷熱側(cè)流體出口狀況。設(shè)計計算結(jié)果和圖形可以直接給制造者用來換熱器的制造。 ASPEN PLUS B— JAC ASPEN B— JAC是 ASPEN工程軟件包的一部分，該軟件包是一套用于工藝過程設(shè)計、模擬及分析的綜合工具，它由三個程序組成的集成軟件： ASPEN HETRAN、 ASPEN AEROTRAN和 ASPEN TEAMS。 HTRI HTRI是美國熱傳遞研究公司推出換熱器計算程序，可以進行管殼式換熱器、板式換熱器、套管式換熱器、加熱爐、空冷器、螺旋板式換熱器等不同形式換熱的計算。 經(jīng)核算表明能完全滿足工藝要求并具有良好 傳熱性能的換熱器并不能保證操作中的安22 全性，因為在換熱器中流體流動可能會引起管子的振動，進而引起換熱器的機械故障。 HTFS程序中殼體形式為 TEMA標準的 E、 I、 J、 G和 K型；管子有光管和翅片管兩種類型，管程數(shù)為 1～ 16；折流板有單弓形、雙弓形、無折流板和折流桿等多種形式。 HTFS (1)軟件介紹 HTFS是英國傳熱及流體流動學(xué)會推出的兩相流管殼式換熱器計算程序。此密封結(jié)構(gòu)是借助彈性材料的過盈量將其壓緊總之設(shè)計合理的密封結(jié)構(gòu)和墊片形狀 ,可減少縫隙腐蝕。目前 ,密封墊片廣泛采用彈性橡膠材料 ,對其力學(xué)性能和抗腐蝕性能有一定的要求 ,永久壓縮變形量控制在 20%,并熱時效。 (6)板片換熱器的密封墊片也是關(guān)鍵的零部件。 (5)增加板片觸點的接觸率 ,減少磨振對觸點的破壞。s 1(主流線上的流速要比平均值高 4~5倍 )。 20 (2)為減輕對板片表面的劃傷 ,要對模具表面進行拋光。 熱器的防腐蝕措施 板式換熱器的防腐蝕措施除可以采用以上方法外 ,還可采用以下措施 : (1)設(shè)計板片的成形模時 ,應(yīng)采用殘余應(yīng)力小的結(jié)構(gòu)。大型換熱器常采用外加電流陰極保護 ,小型海水換熱器則多用犧牲陽極的陰極保護。陽極保護即通過外加電流使金屬電位向正向移動 ,促使金屬鈍化以進入鈍化區(qū) ,可以大大降低腐蝕速度。鉻酸鹽 鋅 聚磷酸鹽處理冷卻水 ,常用于低碳鋼、不銹鋼、海軍銅和銅鎳合金換熱器 ,但不能用于鋁合金制換熱器。為避免管端磨損沖 蝕 ,可用尼龍襯套防護。脹管時 ,對其周圍的管子也要進行再次脹管 ,以免形成間隙。采用定期清洗的方法降低污垢腐蝕。停車時 ,應(yīng)先將熱流體流速逐漸減小至零 ,然后快速停止冷流體流動 ,這樣可使冷卻過程中的不等量收縮減至最小。 換熱管若采用奧氏體不銹鋼管 ,如果在 450~850℃ 保溫一定時間 ,將造成敏化 ,使不銹鋼具有晶間腐蝕的傾向 ,這可能與晶間的 “ 貧鉻 ” 有關(guān)。在換熱器中 ,污垢的附著部位也會產(chǎn)生縫隙腐蝕 。如果換熱器中的介質(zhì)是電解質(zhì)溶液 ,氫以原子狀態(tài)在金屬表面析出 ,向金屬內(nèi)部滲透 ,就會有氫破壞的可能 ,既可能產(chǎn)生氫鼓泡 ,又有可能導(dǎo)致氫脆。一旦具備發(fā)生應(yīng)力腐蝕的溫度、介質(zhì)條件 ,換熱器就會發(fā)生應(yīng)力腐蝕破壞。由表 1可見換熱器中最嚴17 重的腐蝕隱患之一是孔蝕 ,在換熱管內(nèi)外常會產(chǎn)生由于污垢附著而引起的孔蝕。板式換熱器一般每年要清洗 1次，并且無論是否實際需要都要做。管殼式換熱器的設(shè)計壽命一般為 30年，大修周期 4年，當換熱器發(fā)生泄漏時， (可能 是管子與管板間的泄漏或是管子破裂引起的泄漏 )可以采用堵管的辦法在短時間內(nèi)恢復(fù)工作性能，管殼式換熱器允許有 7％的堵管裕量。由于它的結(jié)構(gòu)特 點可以經(jīng)濟地做到低至 l℃的端差。 (5)對數(shù) 平均溫差△ t1m 冷、熱流體在板式換熱器的板間流動，是平行的流動，且一般可以設(shè)計成逆流的方式，因此溫差修正系數(shù)高于管殼式換熱器以錯流為主的流動方式的溫差修正系數(shù)，其結(jié)果是板式換熱器的對數(shù)平均溫差大于管殼式換熱器。 (4)多種介質(zhì)換熱 管殼式換熱器不能進行多種介質(zhì)操作。板式換熱器中，冷卻水側(cè)與被冷卻水側(cè)流動均勻湍流，兩種流體逆向流動，由于波紋的作用引起湍流，從而產(chǎn)生高傳熱率，并抑制了污垢在傳熱面上形成。沿流動方向橫截面積是恒定的，但是由于流動方向不斷變化致使流道形狀改變，而引起湍流。對給定的流體，污垢形成主要受管壁溫度和流速的影響，為得到合理的維修周期，管內(nèi)側(cè)水的流 速應(yīng)在 2m/s左右。但在傳熱效能、緊湊性和金屬消耗量方面不及板式換熱器、板翅式14 換熱器和板殼式換熱器等高效能換熱器先進。隨著支承形式的發(fā)展，管殼式換熱器的殼程給熱系數(shù)呈現(xiàn)不斷提高的趨勢，壓降呈現(xiàn)不斷下降的