年34萬噸原油水換熱器設計DOC

1、目錄1. 概述與設計方案簡介 11.1. 換熱器的類型11.2. 換熱器11.2.1. 換熱器類型 21.2.2. 固定管板式換熱器21.2.3. U型管換熱器 21.2.4. 浮頭式換熱器21.2.5. 填料函式換熱器31.3. 換熱器類型的選擇 31.4. 流徑的選擇31.5. 材質的選擇 41.6. 管程結構42. 換熱器選型及工藝計算 52.1. 確定基本操作參數 52.2. 初選換熱器型號 52.2.1. 傳熱量52.2.2. 平均傳熱溫差 62.2.3. 初選換熱器型號 72.3. 總傳熱系數核算 82.3.1. 管程傳熱膜系數82.3.2. 殼程傳熱系數82.3.3. 污垢系數

2、9根據定性溫度下的流體流速查取污垢系數 92.3.4. 總傳熱系數102.3.5. 計算傳熱面積 102.4. 換熱器核算112.4.1. 殼程壓降112.4.2. 管程壓降113. 工藝設計表124. 換熱器設備的計算 134.1. 殼體壁厚設計 134.1.1. 壁厚的計算134.1.2. 換熱器校核水壓試驗強度 144.2. 封頭的設計154.3. 法蘭的設計154.4. 支座的設計 164.4.1. 質量核算164.4.2. 鞍座選型 174.5. 管板的設計184.5.1. 管板尺寸確定 184.5.2. 管板與管子連接 194.5.3. 管板與殼體的連接 2046流體進、出口接管直

3、徑的計算 204.7.容器開孔補強215.設備設計數據表22設計心得23參考文獻241. 概述與設計方案簡介1.1.換熱器的類型列管式換熱器又稱為管殼式換熱器，是最典型的間壁式換熱器，歷史悠久，占據主導作用，主要有殼體、管束、管板、折流擋板和封頭等組成。一種流體在關內流動，其行程稱為 管程；另一種流體在管外流動，其行程稱為殼程。管束的壁面即為傳熱面。其主要優(yōu)點是單位體積所具有的傳熱面積大，傳熱效果好，結構堅固，可選用的結構材料范圍寬廣，操作彈性大，因此在高溫、高壓和大型裝置上多采用列管式換熱器。為提高殼程流體流速，往往在殼體內安裝一定數目與管束相互垂直的折流擋板。折流擋板不僅可防止流體短路、增

4、加流體流速，還迫使流體按規(guī)定路徑多次錯流通過管束，使湍流程度大為增加。列管式換熱器中，由于兩流體的溫度不同， 使管束和殼體的溫度也不相同，因此它們的熱膨脹程度也有差別。若兩流體溫差較大（50 C以上）時，就可能由于熱應力而引起設備的變形，甚至彎曲或破裂，因此必須考慮這種熱膨脹的影響。1.2. 換熱器換熱器是化工、石油、食品及其他許多工業(yè)部門的通用設備，在生產中占有重要地位。 由于生產規(guī)模、物料的性質、傳熱的要求等各不相同，故換熱器的類型也是多種多樣。按用途它可分為加熱器、冷卻器、冷凝器、蒸發(fā)器和再沸器等。根據冷、熱流體熱量交 換的原理和方式可分為三大類：混合式、蓄熱式、間壁式。間壁式換熱器又稱

5、表面式換熱器或間接式換熱器。在這類換熱器中，冷、熱流體被固體壁面隔開，互不接觸，熱量從熱流體穿過壁面?zhèn)鹘o冷流體。該類換熱器適用于冷、熱流體不允許直接接觸的場合。間壁式換熱器的應用廣泛，形式繁多。將在后面做重點介紹。直接接觸式換熱器又稱混合式換熱器。在此類換熱器中，冷、熱流體相互接觸，相互混合傳遞熱量。該類換熱器結構簡單， 傳熱效率高，適用于冷、熱流體允許直接接觸和混合的 場合。常見的設備有涼水塔、洗滌塔、文氏管及噴射冷凝器等。蓄熱式換熱器又稱回流式換熱器或蓄熱器。此類換熱器是借助于熱容量較大的固體蓄熱體，將熱量由熱流體傳給冷流體。當蓄熱體與熱流體接觸時，從熱流體處接受熱量，蓄熱體溫度升高后，再

6、與冷流體接觸，將熱量傳給冷流體，蓄熱體溫度下降，從而達到換熱的目的。 此類換熱器結構簡單， 可耐高溫，常用于高溫氣體熱量的回收或冷卻。其缺點是設備的體積龐大，且不能完全避免兩種流體的混合。工業(yè)上最常見的換熱器是間壁式換熱器。根據結構特點，間壁式換熱器可以分為管殼式換熱器和緊湊式換熱器。緊湊式換熱器主要包括螺旋板式換熱器、板式換熱器等。管殼式換熱器包括了廣泛使用的列管式換熱器以及夾套式、套管式、蛇管式等類型的換熱器。其中，列管式換熱器被作為一種傳統(tǒng)的標準換熱設備，在許多工業(yè)部門被大量采用。 列管式換熱器的特點是結構牢固，能承受高溫高壓，換熱表面清洗方便，制造工藝成熟，選 材范圍廣泛，適應性強及處

7、理能力大等。這使得它在各種換熱設備的競相發(fā)展中得以繼續(xù)存 在下來。使用最為廣泛的列管式換熱器把管子按一定方式固定在管板上，而管板則安裝在殼體內。因此，這種換熱器也稱為管殼式換熱器。常見的列管換熱器主要有固定管板式、帶膨脹節(jié)的固定管板式、浮頭式和 U形管式等幾種類型。1.2.1. 換熱器類型根據列管式換熱器的結構特點，主要分為以下四種。以下根據本次的設計要求，介紹幾種常見的列管式換熱器。1.2.2.固定管板式換熱器這類換熱器如圖1-1所示。固定管辦事?lián)Q熱器的兩端和殼體連為一體，管子則固定于管板上，它的結余構簡單；在相同的殼體直徑內，排管最多，比較緊湊；由于這種結構式殼測 清洗困難，所以殼程宜用于

8、不易結垢和清潔的流體。當管束和殼體之間的溫差太大而產生不同的熱膨脹時，用使用管子于管板的接口脫開，從而發(fā)生介質的泄漏。it 1-1闔定書板迖換熱辭1 -ifr流扔扳 2曾啦事一龍怵 4封頭 9T妾付供扳1.2.3. U型管換熱器U型管換熱器結構特點是只有一塊管板，換熱管為U型，管子的兩端固定在同一塊管板上，其管程至少為兩程。 管束可以自由伸縮，當殼體與U型環(huán)熱管由溫差時，不會產生溫差 應力。U型管式換熱器的優(yōu)點是結構簡單，只有一塊管板，密封面少，運行可靠；管束可以 抽出，管間清洗方便。其缺點是管內清洗困難；喲由于管子需要一定的彎曲半徑，故管板的利用率較低；管束最內程管間距大， 殼程易短路；內程

9、管子壞了不能更換， 因而報廢率較高。 此外，其造價比管定管板式高 10%右。11 1-2 U坐瞥武換瑕褲1.2.4. 浮頭式換熱器浮頭式換熱器的結構如下圖1-3所示。其結構特點是兩端管板之一不與外科固定連接,可在殼體內沿軸向自由伸縮，該端稱為浮頭。浮頭式換熱器的優(yōu)點是黨環(huán)熱管與殼體間有溫差存在，殼體或環(huán)熱管膨脹時，互不約束，不會產生溫差應力；管束可以從殼體內抽搐，便 與管內管間的清洗。 其缺點是結構較復雜，用材量大，造價高；浮頭蓋與浮動管板間若密封 不嚴，易發(fā)生泄漏，造成兩種介質的混合。圖1-3 浮頭式挽熱器1売帶 2【司宦悟眞 3隔扳 丿一浮頭鉤圈法蘭 3浮抽會板 一浮頭盤1.2.5.填料函

10、式換熱器填料函式換熱器的結構如圖 1-4所示。其特點是管板只有一端與殼體固定連接，另一端采用填料函密封。管束可以自由伸縮， 不會產生因殼壁與管壁溫差而引起的溫差應力。填料函式換熱器的優(yōu)點是結構較浮頭式換熱器簡單，制造方便，耗材少，造價也比浮頭式的低； 管束可以從殼體內抽出，管內管間均能進行清洗，維修方便。其缺點是填料函乃嚴不高，殼 程介質可能通過填料函外樓，對于易燃、易爆、有度和貴重的介質不適用。圖J-4 垃料昭武換熱瞎1 活功竹楓 2 覽料小鏡加覽料 4-腆料出縱向船板1.3. 換熱器類型的選擇由于循環(huán)冷卻水較易結垢，為便于水垢清洗，應使水走管程。石油由于粘度較大， 所以走殼程。1.4.流徑

11、的選擇在具體設計時考慮到盡量提高兩側傳熱系數較小的一個，使傳熱面兩側傳熱系數接近； 在運行溫度較高的換熱器中，應盡量減少熱量損失， 而對于一些制冷裝置， 應盡量減少其冷量損失；管、殼程的決定應做到便于清洗除垢和修理，以保證運行的可靠性。參考標準：(1) 不潔凈和易結垢的流體宜走便于清洗管子，浮頭式換熱器殼程便于清洗。(2) 腐蝕性的流體宜走管內，以免殼體和管子同時受腐蝕，而且管子也便于清洗和檢修。 壓強高的流體宜走管內，以免殼體受壓，其中冷卻介質循環(huán)水操作壓力高，宜走管程。(4) 飽和蒸氣宜走管間，以便于及時排除冷凝液，且蒸氣較潔凈，冷凝傳熱系數與流速關系 不大。(5) 被冷卻的流體宜走殼程，

12、便于散熱，增強冷卻效果。(6) 需要提高流速以增大其對流傳熱系數的流體宜走管內，因管程流通面積常小于殼程， 且可采用多管程以增大流速。(7) 粘度大的液體或流量較小的流體，宜走殼程，因流體在有折流擋板的殼程流動時，由于流速和流向的不斷改變，在低Re(Re100)下即可達到湍流，以提高對流傳熱系數。(8) 若兩流體的溫度差較大，傳熱膜系數較大的流體宜走殼程，因為壁溫接近傳熱膜系數較 大的流體溫度，以減小管壁和殼壁的溫度差。綜合考慮以上標準，確定煤油應走殼程，水走管程。1.5.材質的選擇列管換熱器的材料應根據操作壓強、溫度及流體的腐蝕性等來選用。在高溫下一般材 料的機械性能及耐腐蝕性能要下降。同時

13、具有耐熱性、高強度及耐腐蝕性的材料是很少的。 目前 常用的金屬材料有碳鋼、不銹鋼、低合金鋼、銅和鋁等；非金屬材料有石墨、聚四氟 乙烯和玻璃等。根據實際需要，可以選擇使用不銹鋼材料。1.6. 管程結構換熱管管板上的排列方式有正方形直列、正方形錯列、三角形直列、三角形錯列和同心(c) 三角形直列(b)正方形錯列(a)正方形直列(d)三角形錯列/:X(e)同心圓排列正三角形排列結構緊湊；正方形排列便于機械清洗。對于多管程換熱器，常采用組合排列方式。每程內都采用正三角形排列，而在各程之間為了便于安裝隔板，采用正方形排列方式。管板的作用是將受熱管束連接在一起，并將管程和殼程的流體分隔開來。管板與管子的

14、連接可脹接或焊接。2. 換熱器選型及工藝計算2.1. 確定基本操作參數（1）熱流體：入口溫度 140C ;出口溫度40C（2）冷卻介質：岷江水（3）允許壓降：不大于 O.IMPa（4）物性數據（5）每年按360天計算，每天分成 3班，每班8小時（6）確定定性溫度下的參數：原油的定性溫度T = （140 40） 2 = 90C冷卻水的定性溫度（25 35） 2 二 30C煤油定性溫度下的物性數據密度 = 815kg/m3粘度o =3.0 10Pa s 定壓比熱容Cp。=2.2kJ/ kg ；C 導熱系數=0.128W/ m ；C循環(huán)冷卻水在30 C下的物理數據密度一二 996kg / m3粘度譏

15、=8.007 10-4Pa s定壓比熱容 Cpi =4.174kJ( kg ;C)導熱系數嚴0.6176W, （mC）m3.4 107kg365 24h-3882kg/h2.2.初選換熱器型號2.2.1.傳熱量原油流量:傳熱量:Q。二 mCp(T2 -T1)-3882kg h 2.2kgkg l：,C (140- 40)：C5= 8.5 105kJ,h= 236 103w2.2.2.平均傳熱溫差已知岷江水的最高溫度t 25C。當用水作冷卻劑時，冷卻水的出口溫度不應高于工藝物流的出口溫度，并且經驗值告訴冷卻進出口溫差最好是在5 10：C之間，所以選取其出口溫度t2 =35；C。逆流時的平均傳熱溫

16、差：水35-25；C ， 原油140 -40；C(140-40)-(35-25) = 39 1cln35-25參數:140-40t2 tt1_ti35-2535-25=10L1二 0.0869PR=0.869Ti _ti140-25按單殼程多管程查化工工藝設計手得4 = 0.92故平均傳熱溫差tm = tm 二 0.92 39.1C 二 36.0C2.2.3.初選換熱器型號1.換熱器選型2 0 1 根據生產經驗估選總傳熱系數 K初選值為200w m CQ。2.36 X052則S初選。32.78m2K初選也tm 200匯36.0由于Tm -tm =(90 -30)：；C =60：C 50-C，根

17、據經驗可選取帶膨脹節(jié)的管板式換熱器。查JB/T4715-92和GB 151-1999初選管板式換熱器型號為：G400V -1.6-3526/25-21該換熱器基本參數如下：殼體公稱直徑 :D = 400mm總換熱面積：S=35.2m 管子規(guī)格:25 2.5管子長度:6000mm管子總數：N =76管程數：Np =2橫過管束中心線的管數：nc =11 管子排列方式L錯列2.折流板參考化工工藝設計手冊第2-263頁 選用圓缺形折流板，圓缺形折流板的圓缺高度為殼體內徑的25%則切去的圓缺高度 h=0.25 400 = 100mm設定的折流板數為=393.管心距管心距一般取1.5d0 則管心距Pt =

18、1.5 25 ” 32mm23 總傳熱系數核算2.3.1.管程傳熱膜系數5Q。9.7如04冷卻水用量：W020364kg/h =2.0364 10 kg /hCpi.(t2-ti)4.18 (35 -25)管程截面積：n N2762Adi0.875 (0.02)0.0119m4 n2流速uiW203640.4773m/s3600 況 RA 3600x996x0.0119管程相關系數：43m ui cpi 8.007x10 x 4.174x10，Pi-5.4i0.6176廠 d-u-R 0.02 7.4773 匯 996 “c “4Rei! LJ41.1873 10ui8.007 10又 Re

19、10000,故.。號財“宀。.023器詢?yōu)o5.宀25珈/(*02.3.2.殼程傳熱系數熱交換器中心線或距中心線最近的管排上錯流流動的最大通道面積A0 =BD(1-包)=0.15 0.4 (1Pt025) =0.013125m20.032殼程相關系數流速u。m。3882當量直徑dedeUo 6%cpo，Pro-Re。PA。O2 2t -7do)0.1010m / s3600 815 0.01312 232 - 0.78 5 252): do3.14 25O.。20.1010815=5493.0 10”2.2 103 3.0 10”0.12852.0二 20mm = 0.020m當液體被冷卻時（丁

20、）0.14 : 0.95帶入克恩公式得管程傳熱系數w?P0128戶0.36；Reofo3p7.3654嚴 5203 0.還 259w/(m2。2.3.3.污垢系數根據定性溫度下的流體流速查取污垢系數管內河水 心=6.879 10*（m2C）.W管外原油so =3.44 10，（m2 C）.w2.3.4. 總傳熱系數do di1259443.4410 -6.87910 -252520253520=209 w / (m2 cC)核算結果與初選值很相近，該換熱器符合生產要求。2.3.5. 計算傳熱面積Q。K 込血1.37m2209 36.0由換熱器換熱面積為32.5 m2面積裕度 H100% 珂35

21、2100% =12.2%S31.3724換熱器核算2.4.1.殼程壓降 Lp。=(LPiP2)FsNs 其中,Ns = 1Fs=1.15丨：uLP1 二 Ff。n/NB 1)亠2i2B Pou|_P2 二 Nb(3.5)亠D 2其中，F(xiàn)=0.5 n =11 N b=39CB故，v l_Po =(Lp1P2)FsNs2 2815 0.10102 0.15、815 0.10101,15 1=(0.5 x1 19 x11 漢 40疋)+39( 3.5- )IL20.42=(1088446) 1.15 1=1764paL 0.1Mpa2.4.2.管程壓降P =( PP2)NsNpFt其中,Ft =1.

22、4設管壁粗糙度為0.1mm,1心R =丸 diNs =1Np=2貝廠01 “.005,查表得摩擦系數 =0.030d 2026996 x 0.47732= 0.0301021 pa2 0.020 22 2996 0.4773- =3.0340 pa2 2故，AR =3R +F2)NsNPFt二(1021+340)1.4 疋 1 x2=3810.8pa L 0.1Mpa由以上計算知：殼程與管程的壓降均小于0.1MRa,故選用G400IV-1.6-35.2是合理的。3. 工藝設計表換熱器主要結構尺寸和計算結果見下表:參數管程殼程流量 /(kg/s)1600003882進/出口溫度/錯誤！未找到 引

23、用源。25/35140/40物性定性溫度/錯誤！未找 到引用源。30.090密度/（錯誤！未找到 引用源。）996815定壓比熱容/（錯誤！未找到引用 源。）4.1742.2黏度/（Pa錯誤！未找 到引用源。s）0.00080070.003普朗特數5.452設 備 結 構 參 數形式固定式臺數1殼體內徑mm400殼程數1管徑/mm025 X 2.5管心距/mm32管長/mm6000管子排列占管數目/根76折流板數/塊39傳熱面積/錯誤！未 找到引用源。35.2折流板間距/mm150管程數2材質碳鋼主要計算結果管程殼程流速/(m/s)0.47730.1010表面?zhèn)鳠嵯禂?2 V（w/（m C）2

24、535259污垢阻力/（錯誤！未找到引 用源。）0.00068790.000344阻力/Pa3810.81764傳熱溫差/錯誤！未找到引用 源。39.124傳熱系數/(w/(mC)209面積裕度/%12.24. 換熱器設備的計算4.1.殼體壁厚設計4.1.1. 壁厚的計算根據工藝設計，選用 錯誤！未找到引用源。的碳素鋼管，其鋼號為20R,鋼板標準為GB6654由于換熱器為內壓容器， 故可采用內壓容器的設計方法來確定其壁厚，殼壁計算壁厚計算公式為：錯誤！未找到引用源。PcDi2-丨：:-Pc式中，錯誤！未找到引用源。 一一計算壓力，取 pc =1.6MPa錯誤！未找到引用源。殼體內徑， 錯誤！未

25、找到引用源。Dj二400mm錯誤！未找到引用源。 一一焊接接頭系數， 錯誤！未找到引用源。t殼程溫度，設：側也錯誤！未找到引用源。一一殼程溫度為 錯誤！未找到引用源。 時的的許用應力，取錯誤！未找到引用源。（查化工設備設計基礎附表一得）則殼體計算壁厚為：pcDc2 卜 - Pc1.6 x 4002 132 0.85-1.6=2.9mm考慮到鋼板厚度不均勻介質對筒壁的腐蝕作用，在確定筒體所需厚度時，還應在計算厚度錯誤！未找到引用源。 的基礎上，增加壁厚附加量 C壁厚附加量C是指在滿足強度要求 而計算出的壁厚之外，考慮其他因素而額外增加的壁厚量， 包括鋼板負偏差（或鋼板負偏差） 錯誤！未找到引用源

26、。、腐蝕裕量 錯誤！未找到引用源。，即錯誤！未找到引用源。取錯誤！未找到引用源。，錯誤！未找到引用源。，故、d 二、C1 C2 = 2.9 0.6 1 = 4.5mm圓整后，取名義厚度為 錯誤！未找到引用源。-6mm4.1.2.換熱器校核水壓試驗強度按強度、剛度計算確定的容器壁厚，由于材質、鋼板彎曲、焊接及安裝等造成加工過程不完善，有可能導致容器不安全，會在規(guī)定的工作壓力下發(fā)生過大變形或焊縫有滲漏現(xiàn)象等， 故必須進行壓力試驗予以校核。最常用的壓力試驗方法是液壓試驗。本設計采用水壓試驗方法。液壓試驗時要求滿足的強度條件是:錯誤！未找到引用源。查化工設備設計基礎附表一可知，對于20R剛在壁厚為6m

27、m寸，其屈服極限 錯誤!未找到引用源。，則有0,9 阿=0.9 X 0.85 X 245 = 187.43MPaPt =1.25p =1.25 1.6=2MPa e 二、nC = 60.61 二 4.4mm代入得：PT（Di+6）2 400+ 4.4 ） “ cr二 TT ! e91.9MPa2、e2 4.4aT 叨阿水壓試驗時滿足強度要求。4.2.封頭的設計左右封頭均采用標準橢圓形封頭，根據 JB/T 4337-95標準，封頭為 錯誤！未找到引用 源。DN 400 6mm，曲面高度為h 100mm,直邊高度錯誤！未找到引用源。，材料選用 20R 鋼。公稱直徑DNmm曲面咼度hl mm直邊高度

28、h2mm壁厚Smm內表面積F（怦）容積V3 m質量GKg碳鋼高 合 金40010025660.2040.01159.943法蘭的設計殼體與封頭采用法蘭連接，材料選用20R碳素鋼，本設計的壓力和殼體內徑都較小，根據JB/T4701 2000選用DN400,1.6MPa的甲型平焊法蘭。法蘭尺寸如下：單位：mm公稱直徑DN甲型平焊法蘭平 PN=1.6MPa螺柱DD1D2D3D46d規(guī)格數量4005154804504404373018M16204.4.支座的設計4.4.1.質量核算 殼體質量m：查化工設備設計基礎附表 4得DN 400mm二6mm標準換熱器單位長度的筒體質量錯誤！未找到引用源。 q =

29、65kg則 mil = q| L =65 6 = 390kg 封頭的質量 錯誤！未找到引用源。：DN=400mm ,錯誤！未找到引用源。，直邊高度 錯誤！未找到引用源。 頭，其質量錯誤！未找到引用源。=9.9kg。所以 錯誤！未找到引用源。m2 =9.919.8kg 水的質量 錯誤！未找到引用源。：m3 = 式中，錯誤！未找到引用源。一一裝填系數，二1.0儲罐體積：v 二V封 V管二2 0.0115 0.176 6 =1.079 1.1m3則 m3 =1.0 1.1 998 = 1097.8kg 附件質量 錯誤！未找到引用源。：m4 =300Kg 管子質量 錯誤！未找到引用源。：錯誤！未找到引

30、用源。m5 = 76m1 = 76 5.21 = 395.96kg （式中引用源。錯誤！未找到引用源。的管子單重為5.21kg） 法蘭質量 錯誤！未找到引用源。：PN=1.6MPa ； DN=400mm ;法蘭質量 27Kg。則 m6 =27 4 =108kg的標準橢圓形封錯誤！未找到所以，設備總質量:m m, m2 m3 m4 m5 m6= 390 19.8 1097.8 300 395.96 108=2311.56kg支座計算:F .mg231156 9J11326.644N=11.33KN24.4.2.鞍座選型 每個支座承受11.33KN,選用重型B1型，120度包角，焊制，雙筋，帶墊片

31、的鞍座。鞍座標準類型參考標準材料BI400-SJB/T 4712-92Q235 A,Q235 BBIV400-FJB/T 4712-92Q235 A,Q235 B鞍座結構尺寸公稱直 徑DN鞍座高度h底板墊板筋板地腳螺栓支座質量hb1S2l 3b262e13b36規(guī)格B型40012510060630160125620160805M201.6鞍座示意圖4.5.管板的設計管板用來固定換熱管并騎著分隔管程、殼程的作用。4.5.1. 管板尺寸確定由于固定管板式換熱器計算十分復雜，需要綜合考慮多種因素，可采用下表選?。?材質：在選用管板時的材料時， 當換熱介質無腐蝕或有輕微腐蝕時， 可按規(guī)定采用低 碳鋼或

32、普通低合金； 處理腐蝕性介質時， 應采用優(yōu)質的耐腐蝕材料， 本設計采用與殼體相同 的低碳鋼Q235-AF。 管板尺寸：根據化工設備設計基礎公稱壓力pc=1.6MPa,及公稱直徑 DN=400mmPc =1.6MPa公稱直徑DDid2D4D5 = D6bbicd質量4005304903904434004033232042.54.5.2.管板與管子連接在管殼式換熱器設計中，管子與管板的連接是否緊密十分重要。如果連接不緊密，在操作時連接處發(fā)生泄漏，冷熱流體相互混合，會造成物料和熱量損失；若物料帶有腐蝕性、放 射性或者兩種流體接觸會產生易燃易爆物質，后果將更加嚴重。管子在管板上的固定方法主要有脹接和焊

33、接兩種，其原則是必須保證管子與管板連接牢固，連接處不會產生泄露。使端部發(fā)生塑性變使管子與管板間同第一，脹接法。此法是利用脹接管器擠壓伸入管板孔中的管子端部,形，管板同時也產生彈性形變，當取去脹管器后由于管板孔的彈性收縮,時產生一定擠緊力而緊密的貼在一起,從而達到密封緊固連接的目的。采用脹接時，管板的硬度應比管端高，以保證脹接質量，這樣可以免除應管板孔塑性變形，而影響脹接緊密性。對管板孔的加工精度 因此焊接法應用較廣泛；因此選用密封性能較好的第二，焊接法。由于此法具有高溫高壓下仍能保持連接的緊密性, 要求低，加工工藝較簡單，當壓強不太高使，可用較薄管板等優(yōu)點, 但焊接法工藝要求管子與管孔之間應留

34、有一定間隙。根據本設計的操作物質為有原油且操作壓力與溫度均不太高, 脹接法。4.5.3.管板與殼體的連接考慮到換熱器的結構特點，管板與殼體的連接結構可以分成可拆式和不可拆式兩大類型。固定管板式換熱器的管板與殼體間常采用不可拆連接，可采用焊接的方式。即選用其中的（e）型46流體進、出口接管直徑的計算1.殼程流體進出口接管(e)取接管內油品流速為1m/s則接管內徑為d-4/(4 3882)/(3600 8150u3.14 1參考化工設備設計基礎表3-31取標準管徑為 57 mm 6mm2.管程流體進出口接管取接管內循環(huán)水流速為1.5m/s則接管內徑為(4 20364)/(3600 996)3.14

35、 1.5二 0.071m則取標準管徑為 76mm 8mm4.7.容器開孔補強滿足強度設計開孔補強設計是在開孔附近區(qū)域增加補強金屬，使之達到提高器壁強度、要求的目的。開孔補強的形式分為整體補強和局部補強。按照GB150-1998鋼制壓力容器第8章中開孔和開孔補強的有關規(guī)定：圓筒11Q iM500mm寸，開孔最大直徑 dDi，且d 520mm；2當圓筒的內徑12.Di 1500mm時，開孔最大直徑 d Di,且d 1000mm; 3不另行補強的最大開孔直徑，殼體開孔滿足下述全部要求時，可不另行補強： 設計壓力小于或等于 2.5MPa; 兩相鄰的開孔中心間距應不小于直徑之和的兩倍； 接管公稱外徑小于

36、或等于 89mm 接管壁厚不小于5mm（公稱外徑為57mn）；本設計的固定管板式換熱器筒體為碳鋼，壁厚為6mm管程設計壓力為1。6MPa殼程設計壓力為1.6MPa，根據計算結果知，接管壁厚均大于5mm因此開孔不必補強。5. 設備設計數據表參數數據壁厚人6mm鋼板負偏差錯誤！未找到引用源。0.6mm腐蝕裕量錯誤！未找到引用源。1.0mm碳素鋼管型號025mmX 2.5mm封頭型號DN400mm6mm法蘭標準JB/T4701 2000殼體質量錯誤！未找到引用源。390.00kg封頭的質量 錯誤！未找到引用源。19.80kg水的質量錯誤！未找到引用源。1097.8kg附件質量錯誤！未找到引用源。30

37、0.00kg管子質量錯誤！未找到引用源。395.96kg法蘭質量錯誤！未找到引用源。108kg設備總質量2311.56k各支座承受P11.33KN管板直徑400mm管板厚度40.0mm殼程接管內徑42mm殼程接管外徑57mm管程接管內徑65mm管程接管外徑76mm設計心得為了在專業(yè)理論課程學習過程中，加強技能訓練，學校為我們專業(yè)組織了這次換熱器課程設計訓練?！凹埳系脕斫K覺淺，深知此事要鞠躬”這句話對于我們以工科要求培養(yǎng)的學生尤為實用。通過兩周艱辛課程設計的學習，我在理解換熱器工藝的基礎上，掌握了換熱器裝配中常 用的技術要求；掌握了換熱器冷熱交換及設計工藝。本次實訓能夠熟練掌握換熱器設計技術，與

38、自己的辛勤汗水和老師們的教導是分不開 的！徐慎穎老師并不是單純的知識傳授，而是我們學習的引導者， 參與者。尤其在設計學習的過程中，徐慎穎老師確定了我們的主體地位，確立了明確的換熱器達標標準，激發(fā)了學生學習和動手的極大熱情與興趣，充分調動了我們的參與積極性。通過教學以及本次換熱器實訓，增強了我們隊本專業(yè)的熱愛，培養(yǎng)了我們實事求是、一絲不茍的學風；培養(yǎng)了我們腳踏實地、團結協(xié)作的作風；培養(yǎng)了我們認真、刻苦、勇于實踐 的學習作風，養(yǎng)成規(guī)范、 嚴謹的工作態(tài)度，使我們向著具有高層次社會道德、文化修養(yǎng)并掌 握先進技術你理念與技能的工藝人員又邁進了一步！換熱器設計是一個枯燥乏味和痛苦艱辛的過程。時值冰冷嚴冬，

39、同學們卻要一遍又一遍對換熱器的有關物性數據進行反復校核， 對各種相關聯(lián)配件進行仔細斟酌。冰點的溫度一點 也不能蓋過同學們的熱情。 有些同學甚至把電腦搬到教室進行全方位作業(yè)， 還有同學為了完 成設計圖紙在繪圖室通宵繪圖！換熱器課程設計同時也是喜獲豐收的過程。努力之后有點點成就感。 在整過過程中我懂得了“持之以恒，水滴石穿”的深刻道理。，我感覺我的理論運用于實際的能力得到了提升，主要有以下幾點：(1) 掌握了查閱資料，選用公式和搜集數據(包括從已發(fā)表的文獻中和從生產現(xiàn)場中搜集)的能力；(2) 樹立了既考慮技術上的先進性與可行性，又考慮經濟上的合理性，并注意到操作時的勞動條件，在這種設計理念的指導下去分析和解決實際問題的能力；(3) 培養(yǎng)了迅速準確的進行工程計算的能力；學會了用簡潔的文字，清晰的圖表來表達自己設計思想的能力。從設計結果可看出，若要保持總傳熱系數，溫度越大、換熱管數越多，折流板數越多、殼徑 越大，這主要是因為水的出口溫度增高，總的傳熱溫差下降， 所以換熱面積要增大，才能保證Q和K.因此，換熱器尺寸增大，