【正文】 等于冷流體吸收的熱量 Q冷 。但其結(jié)構(gòu)復(fù)雜，制造成本高，金屬材料消耗量大，且浮頭端小蓋在操作中無(wú)法檢查，制造時(shí)對(duì)密封要求較高。筒體的設(shè)計(jì)尺寸 273mm400mm，所以筒體可采用不銹鋼無(wú)縫鋼管，換熱管與管板則采用焊接連接。不同類型的換熱器，其性能各異，因此要了解各種換熱器的特點(diǎn)，以便根據(jù) 工藝要求選用適當(dāng)?shù)念愋?，同時(shí)還要根據(jù)傳熱的基本原理，選擇流 程、確定換熱器的基本尺寸、計(jì)算傳熱面積以及流體阻力等。第四部分固定板式換熱器的強(qiáng)度計(jì)算根據(jù)相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)確定各零部件的結(jié)構(gòu)，并對(duì)其進(jìn)行應(yīng)力計(jì)算及校核以確保其安全性。按照傳熱的用途可分為加熱器、預(yù)熱器、冷卻器、冷凝器、再沸器和蒸發(fā)器等。 總 結(jié) .............................................................................................. 錯(cuò)誤 !未定義書簽。 吊耳的設(shè)計(jì) ............................................................................. 錯(cuò)誤 !未定義書簽。 拉桿的尺寸及布置 ......................................................... 錯(cuò)誤 !未定義書簽。 確定折流板的幾何參數(shù) .................................................. 錯(cuò)誤 !未定義書簽。 第五章 管殼式換熱器的其它結(jié)構(gòu)機(jī)械設(shè)計(jì) ........................................... 錯(cuò)誤 !未定義書簽。 第一種工況計(jì)算 ............................................................ 錯(cuò)誤 !未定義書簽。 換熱管 .......................................................................... 錯(cuò)誤 !未定義書簽。 螺栓載荷及法蘭力矩的計(jì)算 ........................................... 錯(cuò)誤 !未定義書簽。 管箱壓力試驗(yàn)的校核 ..................................................... 錯(cuò)誤 !未定義書簽。 第二章 管殼式換熱器零、部件的工藝結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) .................................. 錯(cuò)誤 !未定義書簽。 管殼式換熱器的分類 ................................................................ 錯(cuò)誤 !未定義書簽。固定管板式換熱器主要由外殼、封頭、管板、拉桿、定距桿、折流板、法蘭等部件組成。摘 要 本次設(shè)計(jì)是水解塔第一預(yù)熱器，是屬于換熱器中的一種。在加工制造方面，對(duì)各部件的加工，對(duì)管子與管板的連接、管孔的加工都提出了詳細(xì)具體的要求。 換熱器的選型 ......................................................................... 錯(cuò)誤 !未定義書簽。 殼程圓筒校核計(jì)算 .................................................................. 錯(cuò)誤 !未定義書簽。 管箱的結(jié)構(gòu)尺寸 ............................................................ 錯(cuò)誤 !未定義書簽。 法蘭應(yīng)力的計(jì)算 ............................................................. 錯(cuò)誤 !未定義書簽。 管板 .............................................................................. 錯(cuò)誤 !未定義書簽。 第二種工況計(jì)算 ............................................................ 錯(cuò)誤 !未定義書簽。 管法蘭的選用 ......................................................................... 錯(cuò)誤 !未定義書簽。 確定折流板的排列方式 .................................................. 錯(cuò)誤 !未定義書簽。 拉桿孔的尺寸確定 ......................................................... 錯(cuò)誤 !未定義書簽。 吊耳型號(hào)的選取 ............................................................ 錯(cuò)誤 !未定義書簽。 結(jié)束語(yǔ) ................................................................................................. 錯(cuò)誤 !未定義書簽。雖然換熱器的名稱不同，但設(shè)備的構(gòu)造與形式卻大多完全相同。第五部分是換熱器的機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及個(gè)元件的連接形式，第六部分是法蘭等 部件的選型。 換熱器在石油、化工生產(chǎn)過(guò)程中應(yīng)用很廣泛，它不僅獨(dú)立使用，而且是很多化工裝置的組成部分，如蒸餾裝置中的再沸器、冷凝器及預(yù)熱器等。根據(jù)指定的工藝要求 和參數(shù)，按照相應(yīng)的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn) 得到設(shè)計(jì)壓 力 與設(shè)計(jì)溫度，管程和殼程的的設(shè)計(jì)數(shù)值如下： 管程的設(shè)計(jì)壓力 設(shè)計(jì)溫度 140℃ 殼程的設(shè)計(jì)壓力 設(shè)計(jì)溫度 170℃ 管殼式換熱器又稱列管式換熱器，這種換熱器具有處理能力大，適應(yīng)性強(qiáng)，可靠性高，設(shè)計(jì)和制造工藝成熟，生產(chǎn)成本低，清洗較為方便等優(yōu)點(diǎn)，所以盡管近些年來(lái)也受到了其他新型換熱設(shè)備的挑戰(zhàn)，但反過(guò)來(lái)又促進(jìn)了自身的發(fā)展，因而在現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)中管殼式換熱設(shè)備仍占主導(dǎo)地位。 U 型管式換熱設(shè)備的特點(diǎn)是管子可以自 由伸縮，因而當(dāng)殼體育 U 型換熱管有溫差時(shí)，不會(huì)產(chǎn)生熱應(yīng)力，且 U 型管出現(xiàn)泄露只能將漏管端頭堵上，不能更換管子。即 Q 熱 =Q，稱為熱量衡算式。安全系數(shù)為 ? 100%=% 在 15%25%之間 ⑸ 計(jì)算傳熱面積裕度 934335 19 .9810 10 .1 46 .3c cmQA kt? ? ???㎡ 第 12 頁(yè) 該換熱器的實(shí)際傳熱面積為 3 . 1 4 0 . 0 1 9 6 6 5 2 3 . 3pTA d lN?? ? ? ? ? ?㎡ 傳熱面積裕度： 2 3 . 3 1 9 . 9 81 0 0 % 1 0 0 % 1 6 . 6 %1 9 . 9 8pccAAH A? ?? ? ? ? ? ⑹ 壁溫核算 因?yàn)楸诠芎鼙?，而且壁熱阻很小，一般可以忽略不?jì)，故管內(nèi)、外可視為相同，在計(jì)算中應(yīng)該按最不利的操作條件考慮，因此，取兩側(cè)污垢熱阻為零計(jì)算傳熱管壁溫。 筒體的有效厚度： 12 6 0 . 6 0 5 . 4en C C m m??? ? ? ? ? ? ? 第 14 頁(yè) 復(fù)驗(yàn) 6 % 6 6 % 0 . 3 6 0 . 2 5n m m m m? ? ? ? ? ? 設(shè)計(jì)溫度下圓筒的計(jì)算應(yīng)力： () 0 .5 ( 2 6 1 5 .4 ) 1 2 .3 32 2 5 .4t c i eepD M p a?? ? ? ??? ? ?? ? ?tt? ? ?? 滿足要求 設(shè)計(jì)溫度下圓筒的計(jì)算應(yīng)力： ? ? ? ?? ? ? ?2 2 5 .4 1 1 4 .8 4 .6 5 4 0 52 6 1 5 .4tew ieP M p aD? ? ?? ??? ? ??? 筒體的試驗(yàn)壓力、壓力試驗(yàn)的校核 筒體水壓試驗(yàn)壓力： ? ?? ?TctPp??? 式中 ????t?? 取各元件許用應(yīng)力比的最小值。 設(shè)計(jì)溫度下圓筒的計(jì)算應(yīng)力： ()2t c i eepD ?? ???=1. 8 ( 26 1 5. 4) 44 .42 5. 4 M pa?? ?? ? ?tt? ? ?? 滿足要求 設(shè)計(jì)溫度下圓筒的最大允許工作壓力 為 ：? ? ? ?2 2 5 . 4 1 1 8 4 . 7 8 3 7 82 6 1 5 . 4tew ieP M p aD? ? ?? ??? ? ??? 管箱壓 力試驗(yàn)的校核 管箱液壓壓力試驗(yàn)： ? ?? ? 1181 .2 5 1 .2 5 1 .8 2 .2 5118Tc tP P M p a??? ? ? ? ? 試驗(yàn)壓力下圓筒的應(yīng)力： () 2. 25 ( 26 1 5. 4) 2 2 5. 4T i eT ePD M pa?? ? ? ?? ? ?? T? 應(yīng)滿足下面的條件： ? ??? 前面已經(jīng)查出來(lái) 177s Mpa? ? 則 ? ? 0 .9 1 7 7 1 5 9 .3T M pa? ? ? ? 根據(jù)校核條件 ? ?T T??? 滿足要求。 國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，在工程應(yīng)用中， K 值不大于 。 結(jié)構(gòu)形式見下圖： 法蘭 接管箱的厚度 0? 與管箱厚度相同 0? =6mm。 B 型于凹凸密封面并帶 內(nèi)環(huán)型。tf Mpa? ? ? ?9 2 . 7 1 . 5 1 . 5 8 9 1 3 3 . 5tH fM p a M p a??? ? ? ? ? 滿足要求，校核合格。根據(jù)本次設(shè)計(jì)管板優(yōu)先選用管板兼做法蘭，管板形式為整體管板，而管板與殼程圓筒 、管箱圓筒之間的連接方式有六種管板結(jié)構(gòu)的力學(xué)模型，我們 選用其中的（ e）型連接方式如下圖所示： 即管板與殼程圓筒連為整體，其延長(zhǎng)部分兼做法蘭 ，并且與管箱法蘭用螺栓、墊片連接 。法蘭必須有足夠的剛度，保證密封要求。 3．環(huán)向應(yīng)力 校核 ? ?6 4 . 1 0 8 9tT fM p a M p a??? ? ? 滿足要求，校核合格。 由形狀系數(shù) 10??值查 GB1501998 圖 97 得整體式法蘭頸部應(yīng)力校正系數(shù) f（法蘭頸部小端應(yīng)力與大端應(yīng)力的比值），當(dāng) f1 時(shí)，取 f=。 管箱法蘭上螺栓與墊片的選用及法蘭應(yīng)力計(jì)算與校核 設(shè)計(jì)條件的確定 ① 殼體及法蘭相關(guān)參數(shù)的確定：設(shè)計(jì)壓力為 ，設(shè)計(jì)溫度為 140℃ ，液體靜壓力忽略不計(jì)則計(jì)算壓力與設(shè)計(jì)壓力相同，查 GB1501998 表 43（續(xù)）設(shè)計(jì)溫度下殼體材料為 00Cr19Ni10 的許用壓力 ??tn? 為 118Mpa，查 GB1501998 表45 常溫下法蘭材料許用應(yīng)力 ??f?為 117Mpa，設(shè)計(jì)溫度下法蘭材料的許用應(yīng)力??tf? 為 89Mpa。 管 箱 的 有 效 厚 度 12enCC??? ? ? （ n? 是封頭的厚度 第 17 頁(yè) 120 . 6 0C 是 鋼 板 的 負(fù) 偏 差 為 mm,C是腐蝕裕量為 ） ，則 e? = 橢圓形封頭的最大允許工作壓力是： ? ?2 2 1 1 8 1 4 . 6 2 3 . 8 6 60 . 5 1 . 0 7 1 7 2 6 1 0 . 5 4 . 6 2wt eieP M p aKD ? ? ? ? ? ? ??? ? ? ??? ? ? ? ? 管箱法蘭的選用 壓力容器法蘭分為平焊法蘭與對(duì)焊法蘭兩類。則初步確定管箱的最小長(zhǎng)度為 3倍的接管直徑，所以管箱的最小長(zhǎng)度尺寸為 150mm。 管箱的設(shè)計(jì) 換熱器管內(nèi)流體進(jìn)出口的空間稱為管箱。 殼體壁溫近似取工藝?yán)淠旱钠骄鶞囟燃? ：0 147 98 ???℃ 殼體壁溫和傳熱管壁溫之差為 ： 1 2 2 .5 1 0 8 .3 1 4 .2t? ? ? ?℃ 1． 4 換熱器的結(jié)構(gòu)參數(shù) 通過(guò)以上的計(jì)算可以確定前端和后端管箱均選用 B 型，換熱器的主要結(jié)構(gòu)參數(shù)見 下表： 型換熱器結(jié)構(gòu)尺寸 公 稱 直 徑 公 稱 壓 力 管 長(zhǎng) 管程數(shù) 管規(guī)格 傳 熱 面 積 排管數(shù) 管程流 通面積 接管工 程直徑 273mm 6000mm 1 Φ 19 2mm 23 ㎡ 65 ㎡ 50mm 上表綜合了本換熱器的各項(xiàng)參數(shù)，也是其生產(chǎn)與制造的主要依據(jù)和參考。 具體的物理參數(shù)見下表 : 物體 粘度 密度 流量 進(jìn)出口溫度 工藝?yán)淠? 920kg/ 16129kg 147℃ /98℃ 稀碳銨液 991kg/ 11500kg 42℃ /110℃ 根據(jù)公式 tD=+ 和進(jìn)出口溫