【正文】 校核合格之后才能確定所選設(shè)備型符合要求。 吊耳的材料和結(jié)構(gòu)尺寸 吊耳 21X：吊耳公稱吊重：吊耳材料：Q235A2吊耳結(jié)構(gòu)形式及尺寸如圖：圖 315 吊耳結(jié)構(gòu)形式表 313 吊耳尺寸 單位（mm）每個吊耳的公稱吊重（t） A B C d S R 質(zhì)量 120 10 50 35 16 45 頂絲為了便于拆卸管箱、管箱蓋，應(yīng)在換熱器管板、管箱蓋上設(shè)置頂絲。 分程隔板的厚度殼體的公稱直徑 為 500mm，根據(jù) GB1511999 表 6 選取隔板厚度為ND8mm。有 2 500~900鞍式支座材料為 Q235A，墊板材料與筒體相同為 16MnR。為排除循環(huán)水中可能含有的氣體，應(yīng)在下缺邊折流板的上部最高處開小槽。對于臥式換熱器上、下是指殼程物料進口管折流板缺邊平行。??折流板尺寸表圖 310 折流板尺寸表 310 上、下缺邊折流板尺寸 單位（mm）NDo管程數(shù) 換 熱 管25?1d1nd2nbh500 497 4 11 5 結(jié)構(gòu)型式折流板有圓缺形、圓盤圓環(huán)形式。此外，換熱器排列盡量使折流板缺邊通??i4.~過換熱管排或程間通道的中心線。而且，設(shè)置折流板也有利于換熱管的安裝。??MPaaMPatsb 130245390?????， 結(jié)構(gòu)尺寸拉桿直徑和數(shù)量，如表 37 所示表 37 拉桿的直徑和數(shù)量 單位（mm）公稱直徑 ND500拉桿直徑 d10拉桿數(shù)量 n6拉桿尺寸和重量，如表 38 所示：表 38 拉桿尺寸和重量 單位（mm）公稱直徑 NDdLabMLed重量 kg16 10 60 10注：表中 為管板上拉桿螺孔深度Ld 結(jié)構(gòu)型式圖 39 拉桿 定管距 定距管的規(guī)格，一般與所在換熱器的換熱管規(guī)格相同。設(shè)置防沖板和導(dǎo)流筒的條件為：對有腐蝕或者磨蝕的氣體、蒸汽及氣液混合物，應(yīng)設(shè)置防沖板；對液體物料，當(dāng)殼程進口處流體的 為下列數(shù)值時，應(yīng)在殼程進口處設(shè)置防沖板或?qū)Я魍病?結(jié)構(gòu)尺寸表 36 管子相關(guān)系數(shù)壁厚公差規(guī)格 材料 外徑公差上偏差 下偏差216。 材料材料選用低合金鋼，因為它具有優(yōu)良的綜合力學(xué)性能，其強度、韌性、耐腐蝕性、低溫和高溫性能等均優(yōu)于相同含碳量的碳素鋼。本設(shè)計管程和殼程設(shè)計壓力均為 ，溫度不高，法蘭密封形式為凹凸面密封，管程介質(zhì)屬于較強腐蝕性介質(zhì)，綜合考慮可選用塑料墊，參數(shù)見表 34表 34 墊片參數(shù)內(nèi)徑/mm 墊片寬度/mm 墊片系數(shù)/m 比壓力y/MPa硬度 材料 墊片厚度/mm504 18 75 塑料墊 3 管板管板是管殼式換熱器的一個重要元件，它除了與管子和殼體等連接外，還是換熱器中一個主要受壓元件。 材料接管材料選用 20 號鋼的無縫鋼管，選用標準為 GB/T81631999。根據(jù)《列管式固定管板換熱器設(shè)計手冊》的規(guī)定，殼體公稱直徑時，應(yīng)按 JB115882 甲型平焊法蘭， JB115982 乙型平焊法蘭，mDg40?JB116082 長頸對焊法蘭選用。mLmLgg 58060ax??， 則 取管箱壁厚按 GB1511999，管箱壁厚不得低于圓筒的最小厚度 8 。由于本設(shè)計選用的換熱器是單殼程、4 管程，綜合考慮各種優(yōu)缺點，采用A 型管箱。其結(jié)構(gòu)優(yōu)點是結(jié)構(gòu)簡單，便于制造；缺點是檢修和清洗換熱器的管程時，需將管箱上的接管法蘭和設(shè)備法蘭都拆開，并取下整個管箱。A 型：用于單程和多程管箱。在多管程換熱器中，管箱還起到改變流體流向的作用。按照mDN405??GB1501998 表 41 選取筒體材料為 16MnR，鋼板標準為 GB6654，熱軋、正火鋼板， ， ，在設(shè)計溫度下， 。BN管子采用正三角形排列 = = =.=?????取折流板擋板間距 z=?51——殼徑。sF=iP?2udli??所以 =i ..????eR= =iP?2udli?? .. 2??= =r2??其中 為阻力系數(shù)，一般情況下取 3。o查 GB1511999P141 表 F3 常用金屬材料的熱導(dǎo)率，鈦在該條件下的熱導(dǎo)率，管壁熱阻取決于傳熱管壁厚和材料WCmw/????WCmbRw/?????式中 ——傳熱管壁厚，m； ——管壁熱導(dǎo)率， 。w殼程流通面積為： 200 mtdDSi ??????????????????式中 ——管子直徑， ；tm ——管子外徑， 。第二章 工藝設(shè)計 估算傳熱面積，初選換熱器型號設(shè)計任務(wù)管程 殼程物料 55%醋酸溶液 冷卻水流量（Kg/h） 26000Kg/h操作溫度 /進/出 (℃) 65/40 15/30設(shè)計壓力 基本物性數(shù)據(jù)的查取 對于 55%的醋酸溶液和水等低粘度流體定性溫度可以取流體進出口溫度的平均值。各種新型材料換熱器將進一步得到發(fā)展，并將繼續(xù)擴大材料范圍。雖然在設(shè)計上還有預(yù)料不到的很多大改進，但翅片管將采用更多更新的材料，發(fā)展更多的結(jié)構(gòu)形式，制造工藝將繼續(xù)獲得改進。螺旋板換熱器的壓力限制是個問題，但在允許的壓力范圍內(nèi)，其應(yīng)用將進一步擴大，制造特別是焊接工藝將進一步改進。在煉油與化工廠中，管殼式換熱器仍將是基本的換熱設(shè)備之一。在廣泛的范圍內(nèi)將向大型化發(fā)展。很多國家采用了美國 TEMA 標準或根據(jù) TEMA 標準來修訂自己的標準。國外換熱器目前發(fā)展的基本狀況是：管式換熱器的設(shè)計沒有重大進展，但無論就其數(shù)量或適用場合來看仍居主要地位，最老的管式換熱器如蛇管式、盤管式等在某些場合下仍有應(yīng)用：各種板式換熱器正在逐漸代替管式換熱器；制造工藝獲得了改進，新的材料被大量使用；從空間技術(shù)發(fā)展起來的“熱管”引起了很大重視，最終有可能對某些方面的換熱器帶來根本的革新。60 年代左右，由于空間技術(shù)和尖端科學(xué)的迅速發(fā)展，迫切需要各種高效能緊湊型的換熱器，再加上沖壓、釬焊和密封等技術(shù)的發(fā)展，換熱器制造工藝得到進一步完善，從而推動了緊湊型板面式換熱器的蓬勃發(fā)展和廣泛應(yīng)用。30 年代初，瑞典首次制成螺旋板換熱器。19 世紀 50 年代出現(xiàn)了蓄熱室，蓄熱室預(yù)熱空氣比用單式的金屬換熱器所能達到的溫度高，因而足見取代了原始的鑄鐵換熱器，成為 19 世紀后50 年代中工業(yè)爐的主要換熱設(shè)備。由于制造工藝和科學(xué)水平的限制，早起的換熱器只能采用簡單的結(jié)構(gòu)，而且換熱面積小、體積大和笨重，如蛇管式換熱器等。換熱器選擇時，考慮的因素很多，如材料、壓力、溫度、溫差和壓降、結(jié)垢、流體狀態(tài)、應(yīng)用形式、檢修和清理等?，F(xiàn)代的石油和化工過程經(jīng)常要求在極其廣闊的范圍內(nèi)進行熱交換，壓力、溫度和腐蝕性都變得難以應(yīng)付。到目前為止，根據(jù)該公司的報導(dǎo)，很多換熱器設(shè)計得過于保守，如果采用 HTRI 的數(shù)據(jù)，可以節(jié)省換熱器費用。實驗室的研究雖然有價值，但用小型設(shè)備進行的模擬實驗，常常不容易很快地用在工業(yè)裝置上。其理論方面有一種國際性的刊物不斷進行報導(dǎo)，最近若干次國際技術(shù)會議也是為傳熱研究而專門舉行的。是有熟悉各種形式換熱器的特點，設(shè)計換熱器時才能綜合考慮材料、壓力、溫度差、結(jié)構(gòu)、流體狀態(tài)、應(yīng)用方式、檢修和清理等因素，選用最佳的換熱器形式，才能保證達到工藝所規(guī)定的換熱條件，且強度足夠、結(jié)構(gòu)可靠，同時便于制造、安裝、檢修又經(jīng)濟合理，從而使設(shè)計達到該具體條件下的最佳設(shè)計。另一種形式是在列管的一端與外殼做成浮動結(jié)構(gòu)，在浮動處采用整體填料函密封，結(jié)構(gòu)簡單，但此種結(jié)構(gòu)不易直徑大，壓力高的情況。因此要求通過管內(nèi)的流體是潔凈的。浮頭有內(nèi)浮或外浮頭，其結(jié)構(gòu)復(fù)雜，金屬材料多，制造成本高，但整個管束可以從殼體內(nèi)拆卸出來，便于檢修和清潔。列管式換熱器，根據(jù)補償程度不同，常用的有以下幾種結(jié)構(gòu)形式：a) 固定管板式熱交換器管束兩端的管板和管殼固定連接，使用廣泛，已系列化：對于溫度差大于60℃，而殼體受壓不太高時，可在殼體上加上熱補償結(jié)構(gòu)——膨脹節(jié)，最大使用溫度不用大于 120℃。熱交換時，一種流體在管束及與其相同的管箱內(nèi)流動，其所進過的路程成為管程；為了提高管程流體的流速，可在殼體內(nèi)裝設(shè)一定數(shù)目與管束相互垂直的折流擋板，這樣既提高殼程流體的流速，同時又迫使殼程流體遵循規(guī)定的路徑流過，多次地錯流流過管束，有利于提高傳熱效果。其結(jié)構(gòu)簡單，能耐高壓。 圖 13 蛇管的形狀（2） 噴淋式蛇管換熱器這種形式的換熱器多用來冷卻管子內(nèi)的流體，如圖 14 所示，將蛇管成排固定在鋼架上，被卻的流體在管內(nèi)流動，冷卻水從蛇管上方的噴淋裝置均勻淋下。內(nèi)通一種流體，沉浸在盛有另一種流體的容器中，進行熱交換。尤其在高溫、高壓和大型換熱器中，仍占有相當(dāng)優(yōu)勢。間壁式換熱器按照傳熱面的形狀和結(jié)構(gòu)可分為“套夾式”換熱器、 “管殼式”器、 “面板式”換熱器。這樣，在填料被加熱和冷卻的過程中，進行著熱流體和冷流體之間的熱量傳遞。為了獲得大的接觸面積，可在設(shè)備中設(shè)置防止擱柵或填料，有事也可以把液體噴成細滴。例如煉鐵廠的熱風(fēng)爐。間壁式：熱流體和冷流體有一固體壁面，一種流體恒在壁的一側(cè)流動，而另一種流體恒在壁的他側(cè)流動，兩種流體不直接接觸，熱量通過壁面而進行傳遞。4） 按照熱流體與冷流體的流動方向來分： 順流式（或稱并流式）：兩種流體平行地向著同一方向流動；逆流式：兩種流體也是平行流動，但他們的流動方向相反；錯流式（或稱叉流式）：兩種流體的我流動方向互相垂直交叉。過熱器：對飽和蒸汽再加熱升溫的設(shè)備。熱虹吸式再沸器被蒸發(fā)的物料依靠液頭壓差自然循環(huán)蒸發(fā)。一般冷卻劑多采用水，若冷卻溫度低時，可采用氨或氟利昂為冷卻劑。近代尖端科學(xué)技術(shù)的發(fā)展（如高壓、高速、低溫、超低溫等） ，有促使了高強度、高效率的緊湊熱交換器層出不窮。它不但是一種廣泛應(yīng)用的通用設(shè)備，并且在某些工業(yè)企業(yè)中占有很重要的地位。對于其他余熱的回收，也應(yīng)遵守以節(jié)約燃料為中心進行綜合利用的原則。燒低熱值燃料的加熱爐，將空氣和煤氣預(yù)熱至 300℃，可是溫度迅速提高 1~2 倍，可是產(chǎn)量提高 20%~30%。有段時期國內(nèi)偏重于用余熱鍋爐來回收煙氣余熱，而較少采用換熱器。工業(yè)余熱數(shù)量大，分布廣，各國均已把余熱回收列為節(jié)能工作的一個重要方面。實際上蒸汽鍋爐本身就可以看作是一個大型復(fù)雜的換熱器。換熱器即可是一種單獨的設(shè)備，如加熱器、冷凝器和凝汽器等；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。對于迅速發(fā)展的化工、石油、和石油化學(xué)工業(yè)來說，換熱器尤為重要。在這種設(shè)備內(nèi)，至少有兩種溫度不同的流體參與傳熱。一種流體溫度較高，放出熱量；一種流體溫度較低，吸收熱量。例如常壓、減壓蒸餾裝置中，換熱器約占總投資的 20%。在制冷工業(yè)中，以食品冷藏業(yè)常用的以氨為制冷的蒸汽壓縮制冷裝置為例，進過壓縮后的氣態(tài)氨在冷凝器中被冷凝為液體；液化后的高壓液態(tài)氨在膨脹機或節(jié)流閥中絕熱膨脹，使溫度下降到遠低于周圍環(huán)境的溫度；這種低溫氨流體在流經(jīng)蒸發(fā)器時（布置在冷藏管中）吸熱蒸發(fā)而回復(fù)到原先進入壓縮機是的氨氣狀態(tài)，然后再重復(fù)心得循環(huán)。燃料在爐膛中燃燒產(chǎn)生的熱量，通過爐膛受熱面、對流蒸發(fā)受熱面、過熱器及省煤器加熱介質(zhì)，使工質(zhì)汽化、過熱稱為能輸往蒸汽輪機的符合要求的過熱蒸汽。經(jīng)驗表明，換熱器是最有效的余熱回收設(shè)備。余熱鍋爐的熱回收率雖較高，但它無助于工業(yè)爐本身熱效率的提高，因而無助于爐用高質(zhì)燃料的節(jié)省。對于燒油的爐子，預(yù)熱空氣有助于燃油霧化質(zhì)量的改善，使燃料達到充分的燃燒。由于工業(yè)余熱分布廣、形式各種各樣，故節(jié)能方案也各不相同，但在各種節(jié)能方案中換熱器幾乎是不可缺少的。例如在石油化工工廠中，它的投資要占到建廠投資的 1/5，它的重量占工藝設(shè)備總重的40%，在年產(chǎn) 30 萬噸乙烯裝置中，它的投資約占總投資的 25%，在我國的一些大型煉油企業(yè)中，各式熱交換器的裝置數(shù)達到 300~500 臺以上。雖然如此，所有的熱交換器仍可按照他們的一些共同特征來加以區(qū)分。預(yù)熱器（加熱器）：加熱工藝物流的設(shè)備。動力循環(huán)式再沸器被蒸發(fā)物流用泵進行循環(huán)蒸發(fā)。廢熱鍋爐：由工藝的高溫物流或者廢氣中回收其熱量而產(chǎn)生蒸汽的設(shè)備。當(dāng)交叉次數(shù)在四次以上時，可根據(jù)兩種流體流向的總趨勢將其看成逆流或順流?；旌鲜剑ɑ蚍Q直接接觸式）：這種熱交換器內(nèi)依靠熱流體與冷流體的直接接觸而進行傳熱，例如冷水塔以及噴射式熱交換器。在混合式、間壁式和蓄熱式三種類型中，間壁式熱交換器的生產(chǎn)經(jīng)驗、分析研究和計算方法比較豐富和完整，因而在對混合式和蓄熱式熱交換器進行分析和計算時，常采用一些淵源于間壁式換熱器的計算方法。此類設(shè)備通常做成塔狀。在使用這種換熱器時，不可避免地會使兩種流體有少量混合，切必然是成對使用，即當(dāng)一個通過熱流體時，另一個則通過冷流體，并且自動閥進行交替切換，使生產(chǎn)得以連續(xù)進行。一 “夾套式”換熱器如圖 12 所示，夾套是用焊接或螺釘?shù)姆椒?，固定安裝在容器外部，在加熱時，蒸汽自上而下流經(jīng)夾套冷凝后流出，在冷卻時，冷卻水由上而下流經(jīng)夾套，吸熱后流出。又可以細分為：蛇管式換熱器、套管式換熱器、列管式換熱器。其結(jié)構(gòu)簡單，能耐高壓。其傳熱效果較沉浸式為好，切便于檢修和清洗。這種換熱器一般適用于流體流量較小和所需要的傳熱面積不大的場合。列管式換熱器操作時，由于管束與殼體的溫度不同，兩者所用材料有時也不相同，導(dǎo)致兩者熱膨脹不同。他的優(yōu)點是結(jié)構(gòu)簡單、緊湊、造價便宜。它適用于管壁和殼壁溫差大，管束空間經(jīng)常清洗的場合。這種換熱器殼用于溫差變化大很大，高溫或高壓的場合。我國已制定了列管式換熱器系列化標準，標準中規(guī)定了列管式換熱器的主要參數(shù)有公稱換熱面積、公稱直徑、公稱壓力、換熱管長度、管子外徑、管子間距和排列，可供工程設(shè)計時采用。 換熱器研究其