【正文】 同時還要特別感謝國能換熱設備廠的楊阿姨和史工，在設計過程中他們從一個一線工程師的角度出發(fā)給我提出了很多意見和建議。在這里，謹向劉老師表示最衷心的感謝和最誠摯的敬意在此還要感謝我的其他老師。劉老師淵博的理論知識、豐富的實踐經驗、嚴謹的治學作風、樂觀的生活態(tài)度及熱情待人的品格都深深地影響和教育了我們，我們從她身上學到了很多做人的道理。致謝本設計是在劉志超老師的幫助和指導下完成的，在設計的選題以及設計的方法上，劉老師給了我們莫大的幫助與關懷。通過這次設計，使我的各方面的能力得到提高和增強，不僅在英語和計算機能力得到提高，還有增強了我的獨立思考和創(chuàng)新能力。三、所感我覺得能夠在這次的畢業(yè)設計中學到很多的東西，以往不注意的細節(jié)，在這一次中是必須讓自己去注意的。問題：開始畫圖的時候設置的了太多顏色，設置圖層不合理，結果導致畫出的圖很亂，出現錯誤后不方便修改。二、在算的過程中遇到的主要問題：問題：由于我們畢業(yè)設計為液固兩相流的傳熱，因此換熱器選型問題是一個難題，不是所有類型的換熱器都適合。在這么的過程中，每一步都是自己親自做過的，遇到的問題也非常多，在經過遇到問題，思索問題到解決問題的過程中，收獲是最多的。在劉老師的指導下和國能換熱器工程師的幫助下順利完成了畢業(yè)設計。也正是在劉志超老師的幫助下，我去了國能換熱器實習，能夠向一線工程技術人員學習同他們交流。我現在將我的過程以及所學到的總結如下：我選擇的畢業(yè)設計題目是液固兩相流降溫換熱器設計。本次設計是大學四年來任務最重，耗時最多，最重要的一個過程,最能把理論知識運用到實踐當中的過程。 維護；、殼程介質的溫度及壓降進行監(jiān)督，分析換熱器的泄漏和結垢情況；在壓降增大和傳熱系數降低超過一定數值時，應根據介質和換熱器的結構，選擇有效的方法進行清洗；。，避免強力裝配；，一般應按GB1511999圖63表示的順序進行，并應涂抹適當的螺紋潤滑劑。，螺母與底板間應留有1～3㎜的間；。移動和起吊管束時，應將管束放置在專用的支承結構上，以避免損傷換熱管；。、清掃。法蘭的材料為鍛件20MnMoⅡ，筒體的材料為16MnR，兩者都具有良好的綜合機械性能和焊接性能，此時可以采用埋弧自動焊，焊絲為H10MnSiA，焊劑為HJ250，焊后需要進行消除應力熱處理，需要將熱處理溫度控制在550～650℃。另一個可能產生的缺陷是裂紋，如果接頭的化學成分控制不當，熱影響區(qū)過度硬化，結點處有油污及管子與管板孔配合間隙過大等，都易在焊縫處引起裂紋。產生氣孔的主要是附在管子和管板孔上的油脂、鐵銹、空氣和堆焊管板時復層中夾有的焊渣在受熱時分解而造成。管子與管板焊接最主要的問題是焊接缺陷，缺陷一般為氣孔或裂紋。 換熱管與管板的焊接換熱管與管板的焊接一般采用手工電弧焊，也廣泛采用惰性氣體保護焊，在此選擇其焊接方式為手工電弧焊。殼體的材料為16MnR，其可焊性較好。要注意的是必須先焊縱縫后焊環(huán)縫，因為若先將環(huán)縫焊好再焊縱縫時筒體的膨脹和收縮都要受到環(huán)縫的限制，其結果會引起過大的應力，甚至產生裂紋。5焊接工藝評定 本章主要敘述各主要部件的焊接工藝以及當中應注意的問題。2mm；管子與管板之間應垂直；，以免在裝入或抽出管束時，因折流板竄動而損傷換熱管；，換熱管表面不應出現凹癟或劃傷；，其他任何零件均不準與換熱管相焊。調整襯墊使管板面與組裝平臺垂直，并使固定管板與折流板的中心線一致，然后一根一根地插入傳熱管。焊縫缺陷的返修，應清除缺陷后焊補。外圓面兩側的尖角應倒鈍；。，且管板拼接焊縫須經100%射線或超聲波探傷檢查；，則管孔表面粗糙度Ra值不大于25；：下料——校平——車削平面外圓及壓緊面——劃線——定位孔加工——鉆孔——倒角；176。、殼體、頭蓋的制造與檢驗，因為筒體的橢圓度要求較高，這主要是為了保證殼體與折流板之間有合適的間隙；，并應具有全焊透的焊縫；，內直徑允許偏差可通過外圓周長加以控制，其外圓周允許上偏差為10mm，下偏差為零；，最大直徑與最小直徑之差為e≤%DN，且由于DN≤1200mm，則其值≤5mm；（L為圓筒總長），且由于此時L=6000mm，則其值≤；；，影響管束順利安裝時，應采取防止變形措施；，因此管箱和封頭法蘭等焊接后，須進行消除應力熱處理，最后再進行機械加工。具體過程為：備料——劃線——切割——邊緣加工（探傷）——成型——組對——焊接——焊接質量檢驗——組裝焊接——壓力試驗化工設備不僅在制造之前對原材料進行檢驗，而且在制造過程中也要隨時進行檢查，即質量檢驗。由于殼體及附件的焊縫質量不好也易發(fā)生腐蝕，當殼體介質為電解質，殼體材料為碳鋼，管束用折流板為銅合金時，易產生電化學腐蝕，把殼體腐蝕穿孔。、折流板連接處的腐蝕換熱管與管板連接部位及管子與折流板交界處都有應力集中，容易在張脹管部位出現裂紋，當管子與管板存在間隙十，易產生Cl+的聚積及氧的濃差，從而容易在換熱管表面形成點坑或間隙腐蝕。腐蝕原因如下所述?？梢哉f，換熱器的主要設計計算已經完成，其計算結果將通過裝配圖、部件圖以及零件圖表現出來。L1≥2002+304+30=156mm；經過實際畫圖后，L1=170mm，滿足最小位置的要求。然而，為了保證設備的制造安裝，管口距地的距離也不能靠得太近，它受到最小位置的限制。包角重型帶墊板鞍式支座。=π440023400109 =；（377）封頭的體積：V2=2=； （378）故總體積為：V=V1+V2=+=；（379）由于泥漿的密度比水的密度大，故鞍座應在水壓試驗時應采用當量質量,此時所受支反力較大，即如下：水壓試驗時充液重量： m6=ρiV=1570=；（380）水壓試驗時總質量： m=m1+m2+m3+m4+m5+m6 =73+++++ =； (381）水壓試驗時單位長度載荷： q=mgL39?！侵笓Q熱器中相當于圓筒的部分的總長度，包括了殼體的有效長度與前后端管箱的短節(jié)部分；γ——是指材料的密度，由于殼體與管箱的材料均選用16MnR，故γ=7850kgm3。 支反力計算如下： 管板的質量：m1=+=73kg； (372) 圓筒的質量： m2=π4[Di+2δn2Di2]L39。固定端的殼體法蘭、管箱法蘭與管箱墊片（1） 查JB47002000壓力容器法蘭可選固定端的殼體法蘭和管箱法蘭為長頸對焊法蘭，凹凸密封面，材料為鍛件20MnMoⅡ，其具體尺寸如下：（單位為mm）表34 DN400長頸對焊法蘭尺寸DN法蘭螺柱對接筒體最小厚度DD1D2D3D4Hhaa1Rd規(guī)格數量40054050046545545234955171412221223M20206（2）此時查JB47002000壓力容器法蘭，根據設計溫度可選擇墊片型式為金屬包墊片，材料為0Cr18Ni9，其尺寸為：表35 管箱墊片尺寸PN(Mpa)DN(mm)外徑D(mm)內徑d(mm)墊片厚度反包厚度Ｌ40045440434(3) 接管法蘭型式與尺寸根據接管的公稱直徑，公稱壓力可查HG20592～20635－97鋼制管法蘭、墊片、緊固件，選擇帶頸對焊鋼制管法蘭，選用凹凸密封面，其具體尺寸如下表所示：表36 DN100接管法蘭尺寸（單位為㎜）公稱通徑DN鋼管外徑Al連接直徑 法蘭厚度法蘭頸 坡口寬度法蘭外徑D螺栓孔中心圓直徑K螺栓孔直徑L螺栓空數量n螺紋ThNABAB100108220180188M16221561106由于是多管程換熱器，故此處需要用到分程隔板。由于殼程流體的ρv2==()2230kg(查GB1511999)管程換熱管流體的流速，因此在本臺換熱器的殼程與管程都不需要設置防沖板。在實際的生產實踐中應用最多的是波形膨脹節(jié)。它的優(yōu)點是對流體的流動摩擦阻力小，結構緊湊；缺點是密封性較差，對固定支架推力較大。使用時保持兩端管子在一條軸線上移動。[套管伸縮節(jié)]）。3)波紋管膨脹節(jié)一般用于溫度和壓力不很高、長度較短的管道上。另外還有轉角式和橫向式膨脹節(jié)，可用來補償管道的轉角變形和橫向變形。[波紋管膨脹節(jié)]為常見的軸向式波紋管膨脹節(jié)，用在管道上進行軸向長度補償。它能沿軸線方向伸縮，也允許少量彎曲。它的優(yōu)點是強度好、壽命長、可在現場制作,缺點是占用空間大、消耗鋼材多和摩擦阻力大這種膨脹節(jié)廣泛用于各種蒸汽管道和長管道上。1)膨脹節(jié)還可應用于各種工業(yè)設備、機械和管道上，作為補償位移和吸收振動的構件。膨脹節(jié)是安裝在固定管板式換熱器殼體上的撓性構件，由于它的軸向撓度大，不大的軸向力就能產生較大的變形。但上述換熱器的造價較高，若管間不需清洗時，亦可采用固定管板式換熱器，但需要設置溫差補償裝置，如膨脹節(jié)。本臺換熱器定距管的布置可以參照部件圖。對于本臺換熱器拉桿的布置可參照零件圖。拉桿應盡量均勻布置在管束的外邊緣。由于此時換熱管的外徑為32mm，因此選用拉桿定距管結構?？拷馨宓恼哿靼迮c管板間的距離l應按下式計算：l=L1+B22b4=150+1002304=174mm；(368)其中：L1——殼程接管位置的最小尺寸，mm； b——管板的名義厚度，mm；B2——為防沖板長度，若無防沖板時，B2應為接管的內徑，100mm；l=174mmB2=100mm 折流板重量計算符號說明如下：Q——折流板質量，kg；Da——折流板外圓直徑，；Af——折流板切去部分的弓形面積，Af=Da2C，； C——系數，由haDa查表求?。籬a——折流板切去部分的弓形高度，mm；d1——管孔直徑，mm；d2——拉桿孔直徑，mm；n1——管孔數量；n2——拉桿孔數量；δ——折流板厚度，mm。=。此時選用兩端選用環(huán)形折流板，中間選用單弓形折流板，上下方向排列，這樣可造成液體的劇烈擾動，增大傳熱膜系數。q=l=l1=l3=2mmq=43Mpaq[q]管板有固定管板以及活動管板，兩者的重量計算分別如下所示：固定管板重量計算:Q1=π4404232+454230327850109 =設置折流板的目的是為了提高殼程流體的流速，增加湍動程度，并使管程流體垂直沖刷管束，以改善傳熱，增大殼程流體的傳熱系數，同時減少結構，而且在臥式換熱器中還起支撐管束的作用。 由以上三種情況可知，換熱管的軸向應力符合要求。12=δ= ，δn=30mm換熱管的軸向應力在一般情況下，應按下列三種工況分別計算：① 程設計壓力ps=，管程設計壓力pa=0：pc=pspt1+β=ps=；(359)σt=1β[pcpsptAtAlGwe] (360) =() =明顯地，σt[σt]cr；② 管程設計壓力pt=，殼程設計壓力pa=0：pc=pspt1+β=1+=。=Kt39。13pa39。=pa39。= Kt39。=420= ，(357)δn=+2+4圓整=30mm 。13pa39。L=L02δn2(管端伸出的長度) =30002302=2937mm(356)Kt=105420=； Kt39。=420= ；(354)管板的名義厚度應不小于下列三部分之和，即δn=[MAXδ，δmin+MAXCs，h1+MAXCt，h2圓整=，+MAX2,0+MAX(2，4)圓整=+2+4圓整=30mm (355)式中Cs和Ct分別是指殼程、管程的腐蝕裕量；而h1是指殼程側管板結構槽深，為0；h2是指管程隔板槽深，為4mm。13pa39。=86= 故pa39。 Kt39。 Kt39。 Dt=4=420mm 。 na=48= 。pa39?！苁鵁o量綱剛度，Mpa；Kt39。13pa39。符號說明： Ad——在布管區(qū)范圍內，因設置隔板槽和拉桿結構的需要，而未能被換熱管支承的面積，對正方形排列，Ad=n39。換熱器固定端的管板采用可拆式連接方式，即把管板利用墊片夾持在殼體法蘭與管箱法蘭之間。管板的設計合理與否直接關系到換熱器的制造成本的高低及綜合性能的優(yōu)劣。這是因為強度焊加工簡單、焊接結構強度高，抗拉脫力強，在高溫高壓下也能保證連接處的密封性能和抗拉脫能力。脹焊并用主要用于密封性能要求較高；承受振動和疲勞載荷；有縫隙腐蝕；需采用復合管板等的場合。強度脹接主要適用于設計壓力小≤；設計溫度≤200℃；操作中無劇烈振動、無過大的溫度波動及無明顯應力腐蝕等場合。而對于換熱管束的分程，為了接管方便，采用平行分法較合適，且平行分法亦可使管箱內殘液放盡。管箱作用是把從管道輸送來的流體均勻地分布到換熱管和把管內流體匯集在一起送出換熱器，在多管程換熱器中管箱還起改變流體流向的作用。相對誤差計算：?N=NcpNmin?(max)Ncp100%； (339) 其中：Ncp——各程的平均管數；Nmin?(max)——各程