【正文】 以上數(shù)值代入式（ 32）、式（ 33）得： 39。 橢圓封頭厚度計算 根據(jù) GB15120xx 中式（ 56） ? ?39。故本次設(shè)計采用 標準橢圓形封頭 ，根據(jù)工作條件選擇 標準橢圓形封頭 材料為 15CrMoR（正火加回火）鋼板。它的主要缺點即受力情況不如橢圓形封頭好。這不僅可以給選材帶來方便，也便于筒體和封頭的焊接。 ? ?2 cit cpD P? ??? ? （ 31） 式中： 計算壓力 1 .1 1 .0 1 .1 M P acP ? ? ? ； 內(nèi)直徑 800mmiD ? 材料許用應力 ? ? 152 MPat? ? 焊縫系數(shù) φ=（采用雙面焊、局部無損探傷） 以上數(shù)值代入式（ 31）得 : 1 . 1 8 0 0 3 . 4 2 m m2 1 5 2 0 . 8 5 1 . 1? ???? ? ? 按 GB15020xx[3]碳素鋼或低合金鋼容器的最小厚度不小于 3mm，該厚度值不包括 鋼 板 負偏差 1 2mmC? 和腐蝕裕度 2 2mmC ? 即 8mm? ?e ， 符合 GB15120xx[2] 第 3 章 強度計算 26 厚度標準 殼程圓筒的液壓試驗及壓力試驗時應力校核。在常溫時許用應力為170Mpa，在設(shè)計溫度 220℃ 的許用應力為 152MPa，屈服限為 275Mpa。有墊板，筋板數(shù)為 2。 3．鞍式支座適用于臥式容器直徑 DN159～ 426（用無縫管件筒體）、 300～ 4000（用卷制筒體）的范圍內(nèi)。輕型用于滿足一般臥式容器使用要求；重型用以滿足臥式換熱器、盛裝液體重度大和 L/D 大的臥式容器使用要求。臥式容器支座又可分為鞍式支座、圈式支座和支腿式支座，尤以鞍式支座使用最為廣泛。 各個無縫鋼管的材料和尺寸如表 ， 表 無縫鋼管材料和尺寸 Table Seamless steel pipe materials and dimensions 序號 接管外徑/mm 接管壁厚/mm 伸出高度/mm 接管長度/mm 材料 T1 150 88 0Cr18Ni9 T2 150 88 0Cr18Ni9 S1 150 82 0Cr18Ni9 S2 150 90 0Cr18Ni9 D1 150 99 0Cr18Ni9 V1 150 99 0Cr18Ni9 第 3 章 強度計算 24 支座 化工壓力容器及設(shè)備都是通過支座固定在工藝流程中的某一位置上的。除去法蘭高度 H=62，計算接管長度 l=LH=88mm。查 HG/T2061520xx[4]中表 得到DN50 對應接管最小壁厚為 4mm，確定接管壁厚 ?? ，計算接管內(nèi)徑21 2 60 .3 2 5. 6 49 .1dd ?? ? ? ? ? ?mm。 根據(jù)設(shè)計條件中管口表中給出的連接尺寸標準，查 HG/T2061520xx[21]中WN/RF（ 帶頸對焊法蘭凹凸密封面）部分表 ，得到各個法蘭的結(jié)構(gòu)尺寸見表 ，圖 。 第 2 章 熱力計算 14 （ 3）設(shè)備的材料選擇和保溫 初選 ?192mm的碳鋼管，需要的熱補償根據(jù)計算結(jié)果再具體確定 工藝計算 121 2 2 11212232( ) ( ) 701. 5 kg/ s3600 5 ( 194 101 .8 ) ( 122 .1 ) 7 kg/ s360 0 119 .4 m / h798PpmmmvmmvQ qqc c t tTTqqqqq?? ? ? ? ??? ? ?? ? ? ? ? ? ??? ? ? 1211 ( ) 1 4 . 9 5 2 . 8 9 ( 1 9 4 1 0 1 . 8 ) 3 9 8 3 . 5 5 k WpmQcq TT? ? ? ? ? ? ? ? 1212( 1 9 4 1 2 2 . 1 ) ( 1 0 1 . 8 5 3 . 7 ) 5 9 . 21 9 4 1 2 2 . 1lnln1 0 1 . 8 5 3 . 7mttttt? ? ? ? ? ?? ? ? ????? ℃ 根據(jù)流體情況，假設(shè) 22 5 0 W / ( )mK ??℃ 23983550 26 m25 0 59 .2gumQA K t? ? ?? ? ? 中國石油大學（北京）本科畢業(yè)設(shè)計 15 工藝結(jié)構(gòu)尺寸 管徑管內(nèi)流速及管長 選用 ?19 2mm的碳鋼管，管長選為 6m 管內(nèi)徑 1 0 .0 1 9 0 .0 0 2 2 0 .0 1 5 md ? ? ? ? 取管內(nèi)流速 1 ? 管程數(shù)和傳熱管數(shù) 1 2211 3600 121 vSqNdu?? ? ??? 安單程換熱計算，管束長度 L 為 02 6 9 . 2 3 7 . 3 m3 . 1 4 0 . 0 1 9 1 2 1guSAL dN?? ? ??? 按單程管設(shè)計管長太長，一般采用多程管，選 pN 管程，每管程為 6m 66p LlN ? ? ? 所以選 6 管程，每管程為 6m 傳熱管總根數(shù)為 12 1 6 72 6tN ? ? ? 根 平均傳熱溫差校正及殼程數(shù) 1221211 11 9 4 1 0 1 .8 1 .3 51 2 2 .1 5 3 .71 2 2 .1 5 3 .7 0 .4 91 9 4 5 3 .7TTRttttPtT??? ? ???? ? ? 查 GB15120xx[2]圖 得到 ?? 第 2 章 熱力計算 16 則平均傳熱溫度為： 0 . 9 4 5 9 . 2 5 5 . 6 5mt t?? ? ?? ? ? ? ℃ 由于 ?? ，故取單殼程合適 傳熱管排列和分程方法 采用組合排列法，即每層內(nèi)均按正三角形排列，隔板兩側(cè)選用正方形排列，取管心距 ? ,則 ? ? ? ? 隔板中心到其最近一排管中心距離 2 6 m mSa? ? ? 各程相鄰管的管心距為 24mm 管數(shù)的分程方法：每一程的管數(shù)應大致相等，因為是 6 管程，且每一種的管數(shù)為 121 根，應采用平方分法，此方法便于接管。 （ 1）結(jié)構(gòu)類型 管束一般采用正三角形排列，管程應為偶數(shù)程，又由于殼程需要經(jīng)常清洗，管束可采用正方形排列，折流板用縱向隔板，這些要根據(jù)后面的具體計算要求設(shè)計 。特別是對于含有混沙等易沉積的顆粒物料，流速過低可能使管路堵塞，嚴重影響了設(shè)備的使用，但增大流速又會使流體阻力有明顯的增大。 根據(jù)任務書回流液走管程，原油走殼程。39。39。? ——系數(shù)，按 siD? 和 39。r? ——熱交換器管板上的布管區(qū)旁邊位置徑向應力， MPa； r? ——熱交換器管板上徑向擁有的應力系數(shù)； 39。f? ——管箱法蘭厚度， mm； h? ——熱交換器管箱圓筒的厚度， mm； s? ——熱交換器殼程圓筒材料的厚度， mm； t? ——熱交換器里換熱管的壁厚， mm； ?——管板上的剛度方面削弱系數(shù)，一般可以取 ? 值； ? ——系數(shù)； ? ——管板上的強度方面削弱系數(shù)，一般可以取 ?? ； c? ——熱交換器殼程圓筒上的軸向應力， MPa； 39。f? ——殼體的法蘭厚度，對于 c 型連接方式，為管板延長部分做法蘭形成的凸緣厚度， mm； 39。39。fiD? 查 GB15120xx[2]圖 25； fD ——設(shè)備法蘭上的外徑，對于 c 型連接方式為管板延長部分做法蘭形成的凸緣外直徑， mm； iD ——換熱器中的殼程圓筒以及管箱圓筒的內(nèi)直徑， mm； tD ——換熱器管板上的布管區(qū)當量直徑， mm； d ——換熱器里換熱管擁有的外徑， mm； 39。C ——系數(shù)，按 hiD? 和 39。 /fiD? 查 GB15120xx[2]圖 25； 39?！?）） 操作壓力 正常 /最大 MPa（ G） 進 /出口操作溫度（ ℃ ） 194/ 環(huán)境溫度 （ ℃ ） 壁溫 （ ℃ ） 進口管流體流速（ m/s） 主要材料 （推薦） 碳素鋼 碳素鋼 腐蝕速率 （ mm/a） 基本符號 A ——殼程圓筒的內(nèi)徑橫截面積， 2mm ； dA ——在 布管區(qū)，由于設(shè)置隔板槽和拉桿的需要，而沒被換熱管支承的面積，2mm ； 1A ——管板開孔之后剩下的面積， 2mm ； sA ——圓筒壁金屬的橫截面積， 2mm ； a ——換熱管管壁金屬的橫截面積， 2mm ； 第 2 章 熱力計算 10 fb ——設(shè)備法蘭的寬度，對于 c 型連接方式為管板延長部分做法蘭形成的凸緣寬度， mm； 39。s)） 10?? 10?? (kJ/(kg 中國石油大學（北京）本科畢業(yè)設(shè)計 9 第 2 章 熱力計算 原始數(shù)據(jù)和基本符號 原始數(shù)據(jù)表 表 原始數(shù)據(jù)表 Table Raw data table 管程 殼程 工作介質(zhì) 流體名稱 回流液 原油 氣相密度 流體密度（ kg/） 701 798k 污垢熱阻值 (該系統(tǒng)硬件采用了數(shù)字信號處理芯片，以保證系統(tǒng)的實時性，軟件采用了模糊－神經(jīng)網(wǎng)絡算法以克服系統(tǒng)模型的不確定性。況莉在《循環(huán)水換熱器泄漏故障分析和對策》 [17]一文中，提出了循環(huán)水換熱器泄漏故障分析和對策，使得換熱器運行效果良好，達到了降低維修費用，保證裝置長周期穩(wěn)定運行的目的，為以后類似換熱器的維護改造提供了有益的經(jīng)驗。王武超，趙競?cè)凇独淠鲃討B(tài)性能仿真研究》 [16]一文中應用移動邊界法（ MB)對冷凝器建立了動態(tài)仿真數(shù)學模型，模型體現(xiàn)了冷凝器內(nèi)各個相區(qū)長度隨時間的變化，模型最終可以化為常微分線性方程組的形式，在求解上更為方便且兼顧了仿真的效率和精度，模型可提供冷凝器詳細的性能參數(shù)；研究 了在系統(tǒng)不同的控制參數(shù)階躍情況下冷凝器的動態(tài)響應，獲得了冷凝器的動態(tài)特性，冷凝器的動態(tài)特性是冷凝器動態(tài)優(yōu)化設(shè)計和編制系統(tǒng)控制規(guī)律的基礎(chǔ)。而且整個分析過程簡便，為其他一般化工設(shè)計方案優(yōu)選提供 了一種實用的方法。周蕾在《固定管板式換熱器的研究與優(yōu)化》 [13]中，對固定管板式 熱交換器 的固定管板厚度隨工作壓力 (殼程與管程壓力 )改變的變化情況和不同 熱交換器 公稱直徑條件下的管板布管情況進行了系統(tǒng)的研究，采用線性加權(quán)法對固定管板式 熱交換器 的整體進行了優(yōu)化。劉執(zhí)彬、徐勇在《固定管板換熱器傳熱效率影響因素分析》[12]一文中，總結(jié)固定管板換熱器傳熱效率的影響因素有：流動路線及防短路設(shè)置、折流板間距、管束在 殼程接管進口或出口處的流通面積。祁飛，劉國振，賈曉艷在《固定管板式換熱器熱處理有關(guān)問題的探討》 [11]一文中分析道，設(shè)備是否進行焊后熱處理選用哪種熱處理，應首先分析其熱處理的目的，充分理解標準中含義，再做出正確的選擇，從而才能設(shè)計且制造出合格產(chǎn)品。而且我國的化工、煉油、輕工業(yè)等正處于快速發(fā)展的階段，提高熱交換器的本土效率和產(chǎn)量便可以減少大量的熱交換器進口，并能有效的減少國內(nèi)大多數(shù)需要用到熱交換器公司的開支，同時也能促進我國熱交換器的大發(fā)展。 總之，在這個能源緊缺的時代，對熱量的充分利用顯得尤為重要。目前還普遍用槽管、翅片管、螺紋管、波紋管等新型管子來擴展表面以達到強化傳熱。其中，傳熱強化和節(jié)能技術(shù)是 熱交換技術(shù) 研究的主體方向。 中國石油大學（北京）本科畢業(yè)設(shè)計 7 在這樣的世界大環(huán)境下，各國都加快了先進 熱交換 技術(shù)和節(jié)能技術(shù)的發(fā)展。 上述基本設(shè)計主要在工程設(shè)計中用到的為主，當今社會是一個不斷發(fā)展和進步的社會，能源和資源的緊缺讓人們不得不努力開發(fā)新型的 熱交換器 ，研究新型的高效的 熱交換器 元件，各工業(yè)部門都在努力發(fā)展大容量、高性能的設(shè)備，減少設(shè)備的投資和使用費用。折流板一般采用拉桿和定距管連接在一起 [9]。折流板一般是等間距布置，管束兩端的折流板應放置在靠近殼程進出口接管。 折流板的設(shè)置是為了提 高殼程流體的流速并增加湍動，使殼程流體垂直地沖刷管束，改善傳熱，增加殼程流體的傳熱系數(shù)，減少結(jié)垢。 在殼程結(jié)構(gòu)中主要由殼體、折流板或折流桿、拉桿、防沖擋板、縱向隔板、防短路結(jié)構(gòu)等元件組成。 管板與換熱管的連接是管殼式熱交換器的設(shè)計、制造中最關(guān)鍵的技術(shù)之一，也是熱交換器出事故率最高的部位，所以，熱交換器中管板和換熱管的連接質(zhì)量的好壞直接影響了熱交換器的使用效果和使用壽命。根據(jù)工藝設(shè)計要求，需要增加換熱面積的時候，可采用增加換熱管的長度或管數(shù)的方法。在