【正文】 計(jì)采用 20 號(hào)無(wú)縫鋼管?；九帕行问接?:正三角形排列、轉(zhuǎn)角正三角形排列、正方形排列、轉(zhuǎn)角正方形排列四種。 表 22 拉桿數(shù)量的選擇 公稱直徑 DN 拉桿直徑 dn ＜400 ≥ 400 至 ＜ 700 ≥ 700 至 ＜ 900 ≥ 900 至 ＜1300 ≥1300 至 ＜1500 ≥1500 至 ＜1800 ≥1800 至 ＜2021 ≥2021 至 ＜2300 ≥2300 至 ＜2600 10 4 6 10 12 16 18 24 28 32 12 4 4 8 10 12 14 18 20 24 16 4 4 8 6 8 10 12 14 16 本次設(shè)計(jì)換熱管外徑 25d mm? , 因此選用的拉桿直徑為 16mm, 換熱器公稱直徑為 400mm，拉桿數(shù)量為 6 根。 折流板 在管殼式換熱器中，對(duì)流傳熱是主要傳熱方式之一。一般用 609 或 607 環(huán)氧樹脂，環(huán)氧與胺基樹脂成分以 7∶3 為佳。漆層熱阻只有 104M2h℃／ kcal，不生銹不結(jié)垢，增加水的流速，提高換熱效果。 換熱器防腐涂料及其應(yīng)用 一層相當(dāng)薄的金屬涂層和無(wú)機(jī)涂層，能夠在金屬和環(huán)境之間提供有效的屏障，這就是這類涂層的主要作用 (除了鋅一類的犧牲涂層外 )。碳素鋼在電解質(zhì)溶液中 (例如水 )會(huì)形成微電池。 沉積物引起的電化學(xué)腐蝕 當(dāng)介質(zhì)流動(dòng)不均或滯留時(shí)，很容易在換熱管表面形成沉積物。造成腐蝕損壞的流動(dòng)介質(zhì)，可以是氣體、液體或含有固體的顆粒、氣泡的氣體等。 間壁式換熱器分類： 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。如煉焦?fàn)t下方預(yù)熱空氣的蓄熱室。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。到目前為止，已研究和開發(fā)出多種新的強(qiáng)化傳熱技術(shù)和高效傳熱元件。在此期間，為了解決強(qiáng)腐蝕性介質(zhì)的換熱問(wèn)題，人們對(duì)新型材料制成的換熱器開始注意。 例 如，如煙道氣（約 200～ 300℃）、高爐爐氣（約 1500℃）、需要冷卻的化學(xué)反應(yīng)工藝氣（ 300～ 1000℃）等的余熱，通過(guò)余熱鍋爐可生產(chǎn)壓力蒸汽，作為供熱、供氣、發(fā)電和動(dòng)力的輔助能源，從而提高熱能的總利用率，降低燃料消耗和電耗，提高工業(yè)生產(chǎn)經(jīng)濟(jì)效益。在設(shè)計(jì)中發(fā)現(xiàn)問(wèn)題并通過(guò)大量的不同設(shè)計(jì)方案的計(jì)算比較，對(duì)所選零部件的結(jié)構(gòu)尺寸、材料與傳熱性能進(jìn)行反復(fù)驗(yàn)證和校核，做了理論分析，最終得出結(jié)論 。在熱量交換中常有一些腐蝕性、氧化性很強(qiáng)的物料，因此，要求制造換熱器的材料具有抗強(qiáng)腐蝕性能。內(nèi)容包括浮頭式換熱器的基本類型、結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、壓力試驗(yàn)的方法等，還根據(jù)所學(xué)知識(shí)對(duì)浮頭式換熱器的性能進(jìn)行分析。這些過(guò)程均和熱量傳遞有著密切聯(lián)系，因而均可以通過(guò)換熱器來(lái)完成。 30 年代初，瑞典首次制成螺旋板換熱器。因此，要求提供尺寸小，重量輕、換熱能力大的換熱設(shè)備。如冷卻塔、冷卻冷凝器等。由于兩種流體交替與蓄熱體接觸，因此不可避免地會(huì)使兩種流體少量混合。間壁式換熱器是工業(yè)生產(chǎn)中應(yīng)用最為廣泛的換熱器，其形式多種多樣。板面式換熱器采用板材制造，在大規(guī)模組織成產(chǎn)時(shí)，可降低設(shè)備成本，但其耐壓性能比管式換熱器差。雖然在設(shè)計(jì)中，為了防止流體進(jìn)入到殼體時(shí)，使管子直接受到?jīng)_擊或沖刷，在殼體進(jìn)口處的管束上安裝了防沖板，但由于流體 或是固體顆粒的長(zhǎng)時(shí)間沖刷，防沖板也會(huì)發(fā)生損壞。因此，換熱管表面防腐要求是：防腐表面具有良好的附著力、導(dǎo)熱性、耐溫變性和較大的硬度。犧牲陽(yáng)極材料的選擇為碳素鋼，碳素鋼的基本金相組織是鐵素體 (Fe)，由表查出比 Fe標(biāo)準(zhǔn)電極電位低的材料。 CH784 防腐涂料系環(huán)氧氨基涂料，其特點(diǎn)是：耐腐蝕性能好，耐 大多數(shù)酸堿，耐水，耐溶劑，耐溫可達(dá) 200℃；漆膜物理機(jī)械性能好，硬度大，表面光滑，附著力強(qiáng)，抗沖擊，抗摩擦。其特點(diǎn)是：，酸堿、耐油、耐水、耐溶劑、耐熱、耐磨、導(dǎo)熱，抗沖擊，堅(jiān)硬光滑，抗水蒸氣，附著力好。另外，根據(jù)換熱器的腐蝕狀態(tài)、現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際條件，采用不同的防腐措施。拉桿材料采用 20 號(hào)鋼。本次設(shè)計(jì)換熱管采 用 20 號(hào)無(wú)縫鋼管， 錯(cuò)誤 !未找到引用源。管板與殼體管箱的連接方式采用焊接連接。 其他零部件 鉤圈 本次設(shè)計(jì)的鉤圈采用的為 B 型鉤圈如圖 23 所示。21 7 3 2 4 4 3 2 6 4 1 9dnA n S S S m m? ? ? ? ? ? ? (345) 管板布管區(qū)面積 At = 2 d0. 86 6 = 72 04 1. 02nS A? (346) 管板開孔后的面積 (347) 管板布管區(qū)當(dāng)量直徑 (348) 由 GB1511999 附表 J 查得 金屬橫截面積 mm? 由 GB1501998 表 F5 內(nèi)插法得 319 1 10tE MPa?? 319 1 10pE MPa?? 管束模數(shù) tt t = 1 4 0 0 .4E naK LD?? ? (349) 管束無(wú)量綱剛度 22 27 4 3 . 1 4 2 5 7 2 0 4 1 . 0 2 3 5 7 1 6 . 2 744lt ndA A m m? ??? ? ? ? ?22 27 0 3 . 1 4 2 5 7 4 6 4 9 4 0 3 0 544lt ndA A m m? ??? ? ? ? ?22 27 0 3 . 1 4 2 5 7 4 6 4 9 4 0 3 0 544lt ndA A m m? ??? ? ? ? ?22 27 0 3 . 1 4 2 5 7 4 6 4 9 4 0 3 0 544lt ndA A m m? ??? ? ? ? ? 4 4 7 2 0 4 1 .0 2 3 0 2 .8 63 .1 4tt AD m m? ?? ? ? 31 4 0 0 .4 0 .0 1 8 30 .4 1 9 1 1 0tt pKK E?? ? ??? 系數(shù) (351) 無(wú)量綱壓力 墊片接觸寬度 (353) 墊片有效密封寬度 02 .5 3 2 .5 3 1 0 8b b m m? ? ? ? (355) 當(dāng) 0 mm? 時(shí) 449GD mm? (356) 系數(shù) (357) 7 4 1 7 6 .7 1 0 .3 6 6 13 5 7 1 6 .2 7lnaA? ?? ? ? ? ? 3 . 9 2 0 . 0 4 3 61 . 5 0 . 4 1 5 01 . 5 da trpP ??? ? ??? (352) 0i 4 6 5 4 2 5 = = 2 0 m m22DDN ? 筒 體 墊 片 0b = = 1 0 m m 6 .4 m m2N (354) tt 3 0 2 .8 6= 0 .6 7 4 5449GDD? ?? (350) 按 1 13 2ta/KP和 1/ t? 由 GB1511999 查得 ? 管板的計(jì)算厚度 ta= = 3 0 2 .8 6 0 .6 7 7 9 0 .0 4 3 6 = 4 2 .8 5 m mD C P? ?? (358) 為了保證管側(cè)和殼側(cè)結(jié)構(gòu)開槽后管板的強(qiáng)度所以取 n=51mm? 換熱管的應(yīng)力 換熱管軸向應(yīng)力計(jì)算 由 GB1501998 表 F1 內(nèi)插法得 80s =196MPa? 由 GB1501998 表 F5 內(nèi)插法得 tE =191000MPa 根據(jù) GB1511999 圖 32 查得 換熱管受壓失穩(wěn)的當(dāng)量長(zhǎng)度 cr =1200mmL GB1511999 表 J1 查得換熱管回轉(zhuǎn)半徑 i=8mm 系數(shù) (359) (360) crL /i rC? 380ts 2 1 9 1 1 0r = 2 / = 3 . 1 4 = 1 3 8 . 6 9162CE?? ??? crL 1200= 1 5 0 ri8 C? [ ] ( / )? ?cr t cr? ? ?E l i2 2 (361) 換熱管的軸向應(yīng)力一般按三種工況分別計(jì)算 1) 當(dāng)只考慮殼程壓力 MPa? ， 管程壓力 0tP? 時(shí) P MPa?? (362) (363) 當(dāng) 0t?? 時(shí)， ? ? t cr??? 符合要求 2）當(dāng)只考慮管程壓力 MPa? ， 0sP?時(shí) ? ? ? ?1 0 3 .9 2 1 0 .3 6 6 1 4 . 0 6c S tP P P M P a?? ? ? ? ? ? ? ? ? (364) tt c s t W E11 [ ( ) ] = 1 8 .5 4 M PaAP P P GA? ?? ? ? (365) 因?yàn)?? ?t tt?[ ] ， 符合要求 3）當(dāng)考慮管程壓力和殼程壓力同時(shí)作用時(shí) ? ? ? ?1 3 .9 2 3 .9 2 1 0 .3 6 6 1 1 .4 3 5c S tP P P M P a?? ? ? ? ? ? ? ? ? (366) (367) 因?yàn)?? ?tcr???，符合要求 換熱管與管板的拉脫力 管板與換熱管焊接高度 33l mm? 三種工況下的最大拉脫力 ? ?11 720 41. 02 3. 92 3. 92 1 357 16. 27 22. 46tt c s t welAP P P GAM Pa????? ? ???????? ? ? ??????? ? ?1 3 .9 2tt c s t w elAP P P G M P aA? ? ??? ? ? ? ????? m a x 2 2 .4 6 1 7 6 . 7 1 1 .5 33 . 1 4 2 5 3 3t aq M P adl?? ?? ? ??? (368) 許用拉脫力 ? ? ? ?0 .5 0 .5 1 3 1 6 5 .5ttq M P a?? ? ? ?