【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 業(yè)，如煉鋼平爐的蓄熱室。也用于化學(xué)工業(yè)，如煤氣爐中的空氣預(yù)熱器或燃燒室，人造石油廠中的蓄熱式裂化爐。蓄熱式換熱器一般用于對(duì)介質(zhì)混合要求比較低的場(chǎng)合。第1．3節(jié) 安裝方法安裝換熱器的基礎(chǔ)必須滿足以使換熱器不發(fā)生下沉，或使管道把過(guò)大的變形傳到傳熱器的接管上?；A(chǔ)一般分為兩種：一種為磚砌的鞍形基礎(chǔ)，換熱器上沒(méi)有鞍式支座而直接放在鞍形基礎(chǔ)上，換熱器與基礎(chǔ)不加固定，可以隨著熱膨脹的需要自由移動(dòng)。另一種為混凝土基礎(chǔ)，換熱器通過(guò)鞍式支座由地腳螺栓將其與基礎(chǔ)牢固的連接起來(lái)。在安裝換熱器之前應(yīng)嚴(yán)格的進(jìn)行基礎(chǔ)質(zhì)量的檢查和驗(yàn)收工作，主要項(xiàng)目如下：基礎(chǔ)表面概況；基礎(chǔ)標(biāo)高，平面位置，形狀和主要尺寸以及預(yù)留孔是否符合實(shí)際要求；地腳螺栓的位置是否正確，螺紋情況是否良好，螺帽和墊圈是否齊全；放置墊鐵的基礎(chǔ)表面是否平整等?；A(chǔ)驗(yàn)收完畢后，在安裝換熱器之前在基礎(chǔ)上放墊鐵，安放墊鐵處的基礎(chǔ)表面必須鏟平，使兩者能很好的接觸。墊鐵厚度可以調(diào)整，使換熱器能達(dá)到設(shè)計(jì)的水平高度。墊鐵放置后可增加換熱器在基礎(chǔ)上的穩(wěn)定性，并將其重量通過(guò)墊鐵均勻地傳遞到基礎(chǔ)上去。墊鐵可分為平墊鐵、斜墊鐵和開口墊鐵。其中，斜墊鐵必須成對(duì)使用。地腳螺栓兩側(cè)均應(yīng)有墊鐵，墊鐵的安裝不應(yīng)妨礙換熱器的熱膨脹。換熱器就位后需用水平儀對(duì)換熱器找平，這樣可使各接管都能在不受力的情況下連接管道。找平后，斜墊鐵可與芝座焊牢，但不得與下面的平墊鐵或滑板焊死。當(dāng)兩個(gè)以上重疊式換熱器安裝時(shí)，應(yīng)在下部換熱器找正完畢，并且地腳螺栓充分固定后，再安裝上部換熱器?？沙楣苁鴵Q熱器安裝前應(yīng)抽芯檢查，清掃，抽管束時(shí)應(yīng)注意保護(hù)密封面和折流板。移動(dòng)和起吊管束時(shí)應(yīng)將管束放置在專用的支承結(jié)構(gòu)上，以避免損傷換熱管。根據(jù)換熱器的形式，應(yīng)在換熱器的兩端留有足夠的空間來(lái)滿足條件（操作）清洗、維修的需要。浮頭式換熱器的固定頭蓋端應(yīng)留有足夠的空間以便能從殼體內(nèi)抽出管束，外頭蓋端必須也留出一米以上的位置以便裝拆外頭蓋和浮頭蓋。固定管板式換熱器的兩端應(yīng)留出足夠的空間以便能抽出和更換管子。并且，用機(jī)械法清洗管內(nèi)時(shí)。兩端都可以對(duì)管子進(jìn)行刷洗操作。U形管式換熱器的固定頭蓋應(yīng)留出足夠的空間以便抽出管束，也可在其相對(duì)的一端留出足夠的空間以便能拆卸殼體。換熱器不得在超過(guò)銘牌規(guī)定的條件下運(yùn)行。應(yīng)經(jīng)常對(duì)管，殼程介質(zhì)的溫度及壓降進(jìn)行監(jiān)督，分析換熱管的泄漏和結(jié)垢情況。管殼式換熱器就是利用管子使其內(nèi)外的物料進(jìn)行熱交換、冷卻、冷凝、加熱及蒸發(fā)等過(guò)程，與其他設(shè)備相比較，其余腐蝕介質(zhì)接觸的表面積就顯得非常大，發(fā)生腐蝕穿孔結(jié)合處松弛泄漏的危險(xiǎn)性很高，因此對(duì)換熱器的防腐蝕和防泄漏的方法也比其他設(shè)備要多加考慮，當(dāng)換熱器用蒸汽來(lái)加熱或用水來(lái)冷卻時(shí)，水中的溶解物在加熱后，大部分溶解度都會(huì)有所提高，而硫酸鈣類型的物質(zhì)則幾乎沒(méi)有變化。冷卻水經(jīng)常循環(huán)使用，由于水的蒸發(fā)，使鹽類濃縮，產(chǎn)生沉積或污垢。又因水中含有腐蝕性溶解氣體及氯離子等引起設(shè)備腐蝕，腐蝕與結(jié)垢交替進(jìn)行，激化了鋼材的腐蝕。因此必須經(jīng)過(guò)清洗來(lái)改善換熱器的性能。由于清洗的困難程度是隨著垢層厚度或沉積的增加而迅速增大的，所以清洗間隔時(shí)間不宜過(guò)長(zhǎng)，應(yīng)根據(jù)生產(chǎn)裝置的特點(diǎn)，換熱介質(zhì)的性質(zhì)，腐蝕速度及運(yùn)行周期等情況定期進(jìn)行檢查，修理及清洗。換熱器的應(yīng)用廣泛，日常生活中取暖用的暖氣散熱片、汽輪機(jī)裝置中的凝汽器和航天火箭上的油冷卻器等，都是換熱器。它還廣泛應(yīng)用于化工、石油、動(dòng)力和原子能等工業(yè)部門。它的主要功能是保證工藝過(guò)程對(duì)介質(zhì)所要求的特定溫度，同時(shí)也是提高能源利用率的主要設(shè)備之一。換熱器既可是一種單獨(dú)的設(shè)備，如加熱器、冷卻器和凝汽器等；也可是某一工藝設(shè)備的組成部分，如氨合成塔內(nèi)的熱交換器。由于制造工藝和科學(xué)水平的限制，早期的換熱器只能采用簡(jiǎn)單的結(jié)構(gòu)，而且傳熱面積小、體積大和笨重，如蛇管式換熱器等。隨著制造工藝的發(fā)展，逐步形成一種管殼式換熱器，它不僅單位體積具有較大的傳熱面積，而且傳熱效果也較好。 第1．4節(jié) 質(zhì)量檢驗(yàn)內(nèi)容和方法設(shè)備制造過(guò)程中的檢驗(yàn)，包括原材料的檢驗(yàn)、工序間的檢驗(yàn)及壓力試驗(yàn)，具體內(nèi)容如下：（1）原材料和設(shè)備零件尺寸和幾何形狀的檢驗(yàn)；（2）原材料和焊縫的化學(xué)成分分析、力學(xué)性能分析試驗(yàn)、金相組織檢驗(yàn)，總稱為破壞試驗(yàn)；（3）原材料和焊縫內(nèi)部缺陷的檢驗(yàn)，其檢驗(yàn)方法是無(wú)損檢測(cè)，它包括：射線檢測(cè)、超聲波檢測(cè)、磁粉檢測(cè)、滲透檢測(cè)等；（4）設(shè)備試壓，包括：水壓試驗(yàn)、介質(zhì)試驗(yàn)、氣密試驗(yàn)等。耐壓試驗(yàn)和氣密性試驗(yàn)：制造完工的換熱器應(yīng)對(duì)換熱器管板的連接接頭，管程和殼程進(jìn)行耐壓試驗(yàn)或增加氣密性試驗(yàn)，耐壓試驗(yàn)包括水壓試驗(yàn)和氣壓試驗(yàn)。換熱器一般進(jìn)行水壓試驗(yàn)，但由于結(jié)構(gòu)或支撐原因，不能充灌液體或運(yùn)行條件不允許殘留試驗(yàn)液體時(shí)，可采用氣壓試驗(yàn)。如果介質(zhì)毒性為極度，高度危害或管、殼程之間不允許有微量泄漏時(shí)，必須增加氣密性試驗(yàn)。換熱器壓力試驗(yàn)的順序如下：固定管板換熱器先進(jìn)行殼程試壓，同時(shí)檢查換熱管與管板連接接頭，然后進(jìn)行管程試壓；U形管式換熱器、釜式重沸器（U形管束）及填料函式換熱器先用試驗(yàn)壓環(huán)進(jìn)行殼程試壓，同時(shí)檢查接頭，然后進(jìn)行管程試壓；浮頭式換熱器、釜式重沸器（浮頭式管束）先用試驗(yàn)壓環(huán)和浮頭專用工具進(jìn)行管頭試壓，對(duì)于釜式重沸器尚應(yīng)配備管頭試壓專用殼體，然后進(jìn)行管程試壓，最后進(jìn)行殼程試壓；重疊換熱器接頭試壓可單臺(tái)進(jìn)行，當(dāng)各臺(tái)換熱器程間連通時(shí)，管程和殼程試壓應(yīng)在重疊組裝后進(jìn)行。第2章 換熱器結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)第2．1節(jié) 換熱器型式的確定根據(jù)換熱器工藝條件可知，，用于冷熱流體溫度差不大,且殼程流動(dòng)的是蒸汽不需機(jī)械清洗，所以選用結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單的管殼式固定管板換熱器。2．1． 總體結(jié)構(gòu)有工藝條件表可知，換熱器面積為1189，布管方式采用正三角形排列，殼程為蒸汽，管程為C4，乙腈。，設(shè)計(jì)溫度為150，設(shè)計(jì)溫度為300。管程材料用16Mn。殼程材料16MnR，殼體內(nèi)經(jīng)為1800，總體結(jié)構(gòu)的設(shè)備簡(jiǎn)圖如下圖21所示：圖21 再沸器設(shè)備簡(jiǎn)圖2．1． 殼體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)（1）換熱管現(xiàn)取換熱管的外徑d=25mm，管壁厚為δ=，由GB1511999《管殼式換熱器表10可查得外徑偏差為177。，壁厚偏差+。（2）布管：換熱管的排列方式為正三角形排列，如下圖22所示：圖22 再沸器中換熱管的排列方式根據(jù)GB1511999《管殼式換熱器》表12知，換熱管中心距為S=32mm,布管限定直徑有下式確定：=2式中： ：布管限定圓直徑，mm； ：圓筒內(nèi)直徑，mm； 最外層換熱管外表面至殼體內(nèi)壁的最短距離，=，一般不小于8mm所以在這里取10mm；所以 =1800210=1780mm（3）換熱管長(zhǎng)度有布管分布圖可知，管子的根數(shù)為2740根，所以：dL=，所以L==.（4）拉桿定距管根據(jù)GB1511999《管殼式換熱器》表43可知，拉桿直徑為=16mm，根據(jù)表44可知，拉桿的數(shù)量為12根，拉桿的連接尺寸按GB1511999《管殼式換熱器》圖42和表45 確定，拉桿直徑=16mm，拉桿螺紋公稱直徑=16mm，拉桿簡(jiǎn)要結(jié)構(gòu)如下圖23所示：圖23 拉桿定距管此時(shí)=20mm，60mm,b=, 拉桿長(zhǎng)度L按需要確定，拉桿應(yīng)盡量均勻布置。 （5）接管容器接管一般采用無(wú)縫鋼管，物料入口處的接管公稱直徑為500mm，根據(jù)HG205801998《鋼制壓力容器設(shè)計(jì)基礎(chǔ)規(guī)定》表56可得最小接管壁厚為10mm，接管外徑為=508mm，管側(cè)物料出口接管的公稱直徑為600mm，根據(jù)上表56可知最小接管壁厚為10mm，接管外徑為=610mm。殼側(cè)入口接管公稱直徑為400，有表56可知最小接管壁厚為10mm，殼側(cè)出口公稱直徑為150。殼側(cè)放凈口接管公稱直徑為25mm，，放空口和放凈口一樣。（6）管法蘭的選用[15]根據(jù)HG/T20592206352009《鋼制管法蘭、墊片、緊固件》選用制管法蘭。：DN500mm的接管：蘭外徑D為715mm，螺栓孔中心圓直徑K為650mm，法螺栓孔直徑L為33mm，螺栓孔數(shù)量為20個(gè)，螺栓選M30，法蘭厚度為44mm，法蘭內(nèi)徑為578mm，法蘭高度90mm；DN600mm的接管：蘭外徑D為840mm，螺栓孔中心圓直徑K為770mm，法螺栓孔直徑L為36mm，螺栓孔數(shù)量為20個(gè)，螺栓選M33，法蘭厚度為54mm，法蘭內(nèi)徑為670mm，法蘭高度95mm；DN400mm的接管：蘭外徑D為580mm，螺栓孔中心圓直徑K為525mm，法螺栓孔直徑L為30mm，螺栓孔數(shù)量為16個(gè)，螺栓選M27，法蘭厚度為32mm，法蘭內(nèi)徑為464mm，法蘭高度85m。DN150mm的接管：蘭外徑D為285mm，螺栓孔中心圓直徑K為240mm，法螺栓孔直徑L為22mm，螺栓孔數(shù)量為8個(gè)，螺栓選M20，法蘭厚度為22mm，法蘭內(nèi)徑為184mm，法蘭高度55mm； DN25mm的接管：蘭外徑D為115mm，螺栓孔中心圓直徑K為85mm，法螺栓孔直徑L為14mm，螺栓孔數(shù)量為4個(gè)，螺栓選M12，法蘭厚度為18mm，法蘭內(nèi)徑為46mm，法蘭高為40mm.（7）封頭管箱封頭：由JB/T47262002《補(bǔ)強(qiáng)圈、鋼制壓力容器用封頭》由筒體直徑1800m選直邊高度h=25mm，曲面高度為450mm，厚度為12mm，，橢圓形封頭的總深度為475mm。（8）附件根據(jù)GB1511999《管殼式換熱器》可知，質(zhì)量大于30kg的管箱封頭宜設(shè)置吊耳。吊耳支座有JB/《容器支座》選擇B7型支座。（9）換熱器主體材料的選用根據(jù)GB1511999《管殼式換熱器》的材料選擇原則及工藝要求，管程選用16Mn，殼程選用16MnR。第3章 強(qiáng)度校核第 筒體由GB1501998《鋼制壓力容器》P26的內(nèi)壓圓筒的計(jì)算可知：設(shè)計(jì)溫度下圓筒的計(jì)算厚度按下式31計(jì)算：式中： δ：筒體的計(jì)算厚