【正文】 ? 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(gè) M20 螺栓 螺栓有效面積 2 2 23 .1 4d 1 7 .3 2 3 4 .9 m m44A ?? ? ? 實(shí)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(jì) 無縫鋼管 19 2? ? 6000L mm? 材料： 10 設(shè)計(jì)溫度下許用應(yīng)力： [ ] 101t mpa? ? 按正方形旋轉(zhuǎn) 45176。 18 60 00tppMPaMPaE MPa????? 兩管板內(nèi)側(cè) 間換熱管長(zhǎng)度 39。) / ( ) 0. 02 43 / 0. 02 67 1. 81 68 0 612t aGtlKPDD???? ? ? 厚度計(jì)算 系數(shù) C 是與管板周邊支撐方式有關(guān)的系數(shù) ,用 1t?和 1 1~3 2( 39。 0 .0 2 5 639。排列 管間距 : s=25mm 隔板槽兩側(cè)相鄰管中心距 : 25ns mm? 管板上管程分程隔板槽深 : 1 5H mm? 殼程結(jié)構(gòu)槽深 : 2 0mmH ? 換熱管材料 : 10 鋼 管板材料 : Q345R 計(jì)算各參數(shù) 管板強(qiáng)度消弱系數(shù) ?? 無量綱壓力管板區(qū)內(nèi)未被換熱管支撐的面積 2d 39。 法蘭厚度： f 90mm? ? 封頭材料： Q345R 許用應(yīng)力： t[ ] 170m pa? ? 法蘭材料： 16MnⅡ 法蘭材料設(shè)計(jì)溫度下許用應(yīng)力： tf[ ] 13 5m pa? ? 法蘭常溫下許用應(yīng)力： f[ ] 150mpa? ? 螺栓：雙頭螺柱 M24220 螺栓材料： 40Cr 螺栓材料常溫下許用應(yīng)力： [ ]=212mpa? 設(shè)計(jì)溫度下許用應(yīng)力： tb[ ] 18 0m pa? ? 焊縫系數(shù)： ?? 厚度計(jì)算 封頭半徑： iR 600mm? ii5 5 2 . 4 5 6 0 0 8 . 4 8 m m6 [ ] 6 1 7 0 0 . 8 5tPR? ?? ??? ? ??? 設(shè)計(jì)厚度： 8m md? ? 名義厚度： 10n mm? ? 封頭有效厚度： ? ? 封頭外徑： 0R 600 2 605 .7 m m? ? ? ? 0 = 0. 00 16Re?? 查 GB1501998 圖 65得 B=158 28 封頭許用外壓 0158[ ] 08R 60 eBP?? ? ? 浮頭法蘭厚度 f 90mm? ? 。與 ASPENPLUS集成使得用戶能夠確定換熱器瓶頸，預(yù)測(cè)當(dāng)工藝條件發(fā)生變化的換熱器的性能，降低維護(hù)費(fèi)用。ASPEN HETRAN和 ASPEN TEAMS能夠模擬所有主要的 TEMA管殼式換熱器的加熱、冷凝及蒸發(fā)過23 程。 同樣， HTRI程序也有設(shè)計(jì)、校核、模擬三種計(jì)算模式，使用條件和方法與 HTFS程序基本相同。 根據(jù)具體情況來選擇不同級(jí)別的換熱器。 換熱器設(shè)計(jì)軟件簡(jiǎn)介 21 在初步選定換熱器形式后，就要確定換熱器的幾何參數(shù)。由于在板片和密封壓緊板的邊緣 ,墊片溝槽和墊片之間存在縫隙 ,造成缺氧形成陽極而發(fā)生腐蝕破壞。s 1時(shí) ,流體達(dá)不到湍流狀態(tài)且會(huì)形成較大的死角區(qū)。所有斷面要圓弧過渡 ,欽板圓角一般在 R2~。在人造絲生產(chǎn)中使用了陽極保護(hù)來防止鈦制換熱器的腐蝕。通常將阻垢分散劑、殺菌滅藻劑與緩蝕劑合用 ,稱為水質(zhì)穩(wěn)定劑。停工時(shí)可采用噴射洗滌、機(jī)械清洗和化學(xué)清洗的方法。s 1,并使長(zhǎng)度方向的溫度梯度不大于 ℃ 換熱器入口管端 ,就存在沖刷腐蝕 ,發(fā)生在管殼式換熱器管程流體入口部分 ,距傳熱管管端 3~4倍管徑長(zhǎng)度處。介質(zhì)的流動(dòng)條件和管子的表面狀況也影響孔蝕的產(chǎn)生 ,介質(zhì)流速高可以消除局部地方高濃度的 Cl從而降低腐蝕的傾向 ,管子表面光潔可 增強(qiáng)其耐孔蝕的能力。 板式換熱器具有體積小，重量輕的特點(diǎn)，檢修方便，不需設(shè)檢修起吊設(shè)施，故安裝占地較少。管殼式換熱器傳熱末端差難以16 達(dá)到 5℃以下。此外，污垢熱阻也較小。 板式換熱器的兩種熱交換介質(zhì)分別在波紋板的兩側(cè)對(duì)流，波紋采用人字形波紋，這樣既增強(qiáng)了剛度以防止板片受壓變形，同時(shí)也增強(qiáng)了流體的湍流程度，并加大了傳熱面積。 管殼式換熱器特點(diǎn) 管殼式換熱器是換熱器的基本類型之一， 19世紀(jì) 80年代開始就已應(yīng)用在工業(yè)上。變截面管是普通圓管壓制而成的，相隔一定間距管子被壓制成13 互成 60度 (三角形布管 )或 90度 (正方形布管 )的扁圓形截面。由于刺孔膜片嵌焊在管壁上，是管壁的延伸，增大了單位體積的有效傳熱面積。 12 圖 管式自支承 管子自支承的共同特點(diǎn)是靠管子自身變形的突出部位相互支承，無需其它支承物。這些新型折流板支承結(jié)構(gòu)的出現(xiàn)主要是為了使流體由橫向流動(dòng)變?yōu)榭v向流動(dòng)，從而盡可能消除死區(qū)，使得傳熱綜合性能得到提高，也使得管束的抗振性能得到增強(qiáng)。管子端部與管板的連接有焊接和脹接兩種。管子和管箱以內(nèi)的區(qū)域稱為管程 ,通過管程的流體稱為管程流體 (B流體 )。 。 經(jīng)過結(jié)果分析后，一切參數(shù)均能滿足工藝要求，換熱器的工藝設(shè)計(jì)才能完成。 管殼式換熱器相關(guān)分析 傳熱系數(shù) 在管側(cè)熱阻、殼側(cè)熱阻、污垢熱阻和管壁熱阻中分析導(dǎo)致熱阻的主要原因。 殼程 圖 。 浮頭式換熱器管束一端的管板可以自由移動(dòng)，不受溫差應(yīng)力的影響，其結(jié)構(gòu)復(fù)雜，內(nèi)浮頭密封困難，鍛件多，造價(jià)高。隨著工業(yè)裝置的大型化和高效率化，換熱器也趨于大型化。 關(guān)鍵詞： 浮 頭式換熱器；筒體；壓力試驗(yàn)；校核 Abstract With the oil of the rapid development of the chemical industry, heat exchanger equipment in the petrochemical industry occupies an important part and status. Is a heat exchanger to achieve energy transfer between the materials of the equipment, mainly for the design of the floating head heat exchanger, floating head heat exchangers are shell and tube heat exchanger type is the use of 2 partitions so that hightemperature fluid and lowtemperature fluid for convective heat transfer in order to achieve the heat transfer between materials. In the design of the whole process, in strict accordance with GB1501998 Steel Pressure Vessels and GB1511999 shell and tube heat exchanger and other standards for the design and calculation. As well as the heat exchanger strength, stiffness and stability of the check. The design includes four parts: that part of it。 在設(shè)計(jì)的整個(gè)過程中，嚴(yán)格按照 GB1501998《鋼制壓力容器》和 GB1511999《管殼式換熱器》等標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行設(shè)計(jì)和計(jì)算。說明部分主要闡述了浮頭式 換熱器的工藝流程及其在煉油化工生產(chǎn)中的地位，換熱器設(shè)備及其發(fā)展現(xiàn)狀和國(guó)內(nèi)外換熱器的最新發(fā)展趨勢(shì)，同時(shí)介紹了換熱器的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，換熱器主要零部件結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)及壓力容器常用材料等。 cylinder。 換熱器種類繁多，形 式各異，如管殼式、釜式、板式、板翅式、螺旋板式、空冷器、套管式、蛇管式、升降膜式等。 U形管式換熱器管束可自由伸縮，只有一塊管板，密封面少，管束與殼體分離，消除了溫差應(yīng)力，可抽芯檢修更換。 管板 管板是換熱器的重要部件之一，用來排布換熱管并起著分隔管程、殼程空間的作用。 平均溫差 平均溫差是對(duì)數(shù)平均溫差，但當(dāng)多管程或多殼程時(shí)，需要修正平均溫差。冷、熱介質(zhì)平均對(duì)數(shù)溫差除直接受冷、熱介質(zhì)進(jìn)出口溫度影響外，還受到冷、熱介質(zhì)的流動(dòng)方向和換熱流程的影響。 10 管殼式換熱器工作原理 圖 3為固定管板式換熱器的構(gòu)造。管子為直管或 U形管。為減小殼程和管程流體的流通截面、加快流速，以提高傳熱效能，可在管箱和殼體內(nèi)縱向設(shè)置分程隔板，將殼程分為 2程和將管程分為 2程、4程、 6程和 8程等。 因此世界各同對(duì)該類型的換熱器進(jìn)行了深入的研究，出現(xiàn)了一種新的抗振結(jié)構(gòu)的直扁鋼條；后來又有一些單位把圓桿變成波形扁鋼；由于圓桿 在安裝上比較閑難，又有一些單位提出了把圓桿變?yōu)闄E圓截面的桿。管式自支承結(jié)構(gòu)主要有三種形式：刺孔膜片式，螺旋扁管式和變截面管式。把圓管軋制或橢圓管扭曲成一定導(dǎo)程的螺旋扁管，靠相鄰的管長(zhǎng)軸處的點(diǎn)接觸支承管子。由于管問距小，使得殼程流速得以提高，從而增強(qiáng)湍流度，使得管壁上的傳熱邊界層減薄。 管殼式與其他換熱器的比較 這里我們主要研究管殼式與板式換熱器的不同點(diǎn)。板片是傳熱元件，一般由 ～ ，傳熱板的波紋深度為 3～ 5mm，湍流區(qū)流速約為 0． 3～ ，相鄰板間要有許多接觸點(diǎn)，以承受正常的工作壓力，相鄰的板有相反方向的人字形溝槽，兩種溝槽的交叉點(diǎn)就形成接觸點(diǎn)，這樣還可消除振動(dòng)，并且在促進(jìn)湍流和熱交換的同時(shí)，消除了由于疲勞裂縫引起的內(nèi)部泄漏。 在一臺(tái)板式換熱器中，只要設(shè)置中間隔板，就可以進(jìn)行多種介質(zhì)的換熱，這一特點(diǎn)是管殼式換熱器難以達(dá)到的。 (7)水量比較 管殼式換熱器一般冷卻水量和被冷卻水量之比為 ～ :1。當(dāng)應(yīng)用河水、海水等水質(zhì)較差的冷卻水時(shí)，由于泥沙和污物的存在，以及微生物的快速生長(zhǎng)有 引起表面污染和堵塞的危險(xiǎn)。應(yīng)力腐蝕破裂是由于腐蝕和拉應(yīng)力的共同作用而造成的材料斷裂?？p隙腐蝕與介質(zhì)在這些部位的滯流有關(guān)。停機(jī)后 ,用干燥的壓縮空氣將換熱器中的所有流體排出。管子泄漏時(shí)采取堵管方法也應(yīng)慎重 ,在可以更換管子時(shí)盡量換管 ,以免造成很大的溫差應(yīng)力 ,導(dǎo)致應(yīng)力腐蝕。水處理方法還有軟化、除氧、除銨、除磷酸鹽及硫等 ,以控制水中的 pH值和氧含量 ,以免腐蝕。 （ 5）設(shè)計(jì)、制造及安裝工藝控制 設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)將蒸汽放在管程側(cè)并 避免高速氣體流經(jīng)殼程。成形時(shí)要涂潤(rùn)滑劑或加潤(rùn)滑膜 ,以減輕對(duì)板片的劃痕。人字形波紋板片的兩相鄰板片互相倒置組合后 ,波紋相互接觸在 1~ (視波紋節(jié) 距而定 )就有一個(gè)支點(diǎn) ,且分布均勻 ,所以板片觸點(diǎn)接觸率較高。墊片和板片夾緊后要盡量減少縫隙?？梢赃M(jìn)行冷卻器、冷凝器、加熱器、再沸器或冷凝冷卻器、過熱器等 不同作用的管殼式換熱器的計(jì)算。因此還需對(duì)所選換熱器進(jìn)行振動(dòng)計(jì)算，這就需要用到該程序的模擬型計(jì)算模式。