列管式換熱器課程設(shè)計

1、實用標(biāo)準(zhǔn)文檔大學(xué)化工原理列管式換熱器課程設(shè)計說明書學(xué)院：班級：學(xué)號：姓名：指導(dǎo)教師：時間：年 月日文案大全實用標(biāo)準(zhǔn)文檔目錄一、化工原理課程設(shè)計任務(wù)書 2二、確定設(shè)計方案31.選擇換熱器的類型2.管程安排三、確定物性數(shù)據(jù) 4四、估算傳熱面積51 .熱流量3.傳熱面積2 .平均傳熱溫差4.冷卻水用量五、工藝結(jié)構(gòu)尺寸 61 .管徑和管內(nèi)流速5.殼體內(nèi)徑2 .管程數(shù)和傳熱管數(shù)6.折流擋板73 .傳熱溫差校平均正及殼程數(shù)7.其他附件4 .傳熱管排列和分程方法8.接管六、換熱器核算81 .熱流量核算3.換熱器內(nèi)流體的流動阻力2 .壁溫計算10七、結(jié)構(gòu)設(shè)計131 .浮頭管板及鉤圈法蘭結(jié)構(gòu)設(shè)計6.外頭蓋結(jié)構(gòu)設(shè)

2、計2 .管箱法蘭和管箱側(cè)殼體法蘭設(shè)計7.墊片選擇3 .管箱結(jié)構(gòu)設(shè)計8.鞍座選用及安裝位置確定4 .固定端管板結(jié)構(gòu)設(shè)計9.折流板布置5 .外頭蓋法蘭、外頭蓋側(cè)法蘭設(shè)計 1410.說明八、強(qiáng)度設(shè)計計算151 .筒體壁厚計算6.固定管板計算 182 .外頭蓋短節(jié)、封頭厚度計算7.浮頭管板及鉤圈193 .管箱短節(jié)、封頭厚度計算 168.無折邊球封頭計算4 .管箱短節(jié)開孔補(bǔ)強(qiáng)校核 179.浮頭法蘭計算205 .殼體接管開孔補(bǔ)強(qiáng)校核九、參考文獻(xiàn)20文案大全實用標(biāo)準(zhǔn)文檔化工原理課程設(shè)計任務(wù)書某生產(chǎn)過程的流程如圖3-20所示。反應(yīng)器的混合氣體經(jīng)與進(jìn)料物流換熱后, 用循環(huán)冷卻水將其從110c進(jìn)一步冷卻至60c之

3、后，進(jìn)入吸收塔吸收其中的可溶 性組分。已知混合氣體的流量為 231801kg/h ,壓力為6.9 MPa ,循環(huán)冷卻水的壓力為0.4 MPa ,循環(huán)水的入口溫度為29C,出口白溫度為39C,試設(shè)計一列 管式換熱器，完成生產(chǎn)任務(wù)。已知：混合氣體在85c下的有關(guān)物性數(shù)據(jù)如下（來自生產(chǎn)中的實測值）密度I -90kg, m3定壓比熱容 Cp1 =3.297kj/kg|_C熱導(dǎo)率 九=0.0279 w/m|_ C粘度1 =1.5 10*Ps循環(huán)水在34c下的物性數(shù)據(jù)：密度：1 = 994.3kg. m3定壓比熱容cp1=4.174kj：kgLK熱導(dǎo)率 1 = 0.624 w.ml_K粘度1 =0.742

4、 10”PaLs文案大全實用標(biāo)準(zhǔn)文檔、確定設(shè)計方案1 .選擇換熱器的類型兩流體溫的變化情況：熱流體進(jìn)口溫度110c出口溫度60C；冷流體進(jìn)口溫度29C,出口溫度為 39C,該換熱器用循環(huán)冷卻水冷卻，冬季操作時，其進(jìn)口溫度會 降低，考慮到這一因素，估計該換熱器的管壁溫度和殼體溫度之差較大，因此初步 確定選用浮頭式換熱器。2 .管程安排從兩物流的操作壓力看，應(yīng)使混合氣體走管程，循環(huán)冷卻水走殼程。但由于循 環(huán)冷卻水較易結(jié)垢，若其流速太低，將會加快污垢增長速度，使換熱器的熱流量下 降，所以從總體考慮，應(yīng)使循環(huán)水走管程，混和氣體走殼程。文案大全實用標(biāo)準(zhǔn)文檔三、確定物性數(shù)據(jù)定性溫度：對于一般氣體和水等低黏

5、度流體，其定性溫度可取流體進(jìn)出口溫度的平均值。故殼程混和氣體的定性溫度為T=110 602=85 C管程流體的定性溫度為39 29t= 34 C2根據(jù)定性溫度，分別查取殼程和管程流體的有關(guān)物性數(shù)據(jù)。對混合氣體來說，最可靠的無形數(shù)據(jù)是實測值。若不具備此條件，則應(yīng)分別查取混合無辜組分的有關(guān) 物性數(shù)據(jù)，然后按照相應(yīng)的加和方法求出混和氣體的物性數(shù)據(jù)。混和氣體在85c下的有關(guān)物性數(shù)據(jù)如下（來自生產(chǎn)中的實測值） ：3密度1 = 90kg /m定壓比熱容Cp1 =3.297kj/kg ? C熱導(dǎo)率兀=0.0279w/m ? C粘度N1=1.5X10-5pa?s循環(huán)水在34 C下的物性數(shù)據(jù)：3密度P1=994

6、.3 kg/m定壓比熱容cp1=4.174kj/kg ?K熱導(dǎo)率1=0.624w/m?K粘度%0.742 x10-3pa?s文案大全實用標(biāo)準(zhǔn)文檔四、估算傳熱面積1 .熱流量Q產(chǎn) miCpi ：ti=231801 X3,297X (110-60)=3.82X 107kj/h =10614.554kw2 .平均傳熱溫差先按照純逆流計算，得110-39In 60-29_(110 -39)-(60 -29) =48.3K3 .傳熱面積故可選取較大的 K值。假設(shè)K=320W/( itf k)則估算的傳熱面由于殼程氣體的壓力較高, 積為Ap=Q1K：tm106145542686.76m320 48.34.

7、冷卻水用量m=Qi10614554一 一 一 3 一c ：ti4.174 103 10p= 2543kg/s = 9154862kg/h文案大全實用標(biāo)準(zhǔn)文檔五、工藝結(jié)構(gòu)尺寸1 .管徑和管內(nèi)流速選用25X2.5較高級冷拔傳熱管（碳鋼），取管內(nèi)流速u1 = 1.3m/s。2 .管程數(shù)和傳熱管數(shù)可依據(jù)傳熱管內(nèi)徑和流速確定單程傳熱管數(shù)Ns=二 7 2 di u4 i915486.2/(3600 994.3)20.785 0.022 1.3627按單程管計算，所需的傳熱管長度為L=Ap二 d。1686.763.14 0.025 62714m按單程管設(shè)計，傳熱管過長，宜采用多管程結(jié)構(gòu)。根據(jù)本設(shè)計實際情況，

8、采用非標(biāo)設(shè)計，現(xiàn)取傳熱管長i=7 m,則該換熱器的管程數(shù)為L 14Np=一二二 2l 7傳熱管總根數(shù)Nt=627 X2=12543 .傳熱溫差校平均正及殼程數(shù)平均溫差校正系數(shù):-T2110 -60 匚R= = = 5t2 -t139 -29t2 -t1P=1T1 -1139-29110 -29= 0.124（第三版）上冊】：圖5-19按單殼程，雙管程結(jié)構(gòu)，查【化學(xué)工業(yè)出版社化工原理 得：；t =0.96平均傳熱溫差，tm = ；,J：tm塑=0.96 48.3 =46.4 k由于平均傳熱溫差校正系數(shù)大于0.8,同時殼程流體流量較大，故取單殼程合適。4 .傳熱管排列和分程方法采用組合排列法，即每

9、程內(nèi)均按正三角形排列，隔板兩側(cè)采用正方形排列。見【化學(xué)工業(yè)出 版社化工原理（第三版）上冊】：圖6-13。取管心距 t=1.25d0,則 t=1.25X 25=31.25 = 32 mm隔板中心到離其最.近一排管中心距離：S=t/2+6=32/2+6=22 mm各程相鄰管的管心距為 44 mmo管數(shù)的分程方法，每程各有傳熱管 627根，其前后管程中隔板設(shè)置和介質(zhì)的流通順序按【化文案大全實用標(biāo)準(zhǔn)文檔學(xué)工業(yè)出版社化工原理（第三版）上冊】：圖6-8選取。5 .殼體內(nèi)徑采用多管程結(jié)構(gòu)，進(jìn)行殼體內(nèi)徑估算。取管板利用率 Y =0.75 ,則殼體內(nèi)徑為：D=1.05t . NT 廠=1.05 32.1254/

10、0.75 = 1374mm按卷制殼體的進(jìn)級檔，可取D=1400mm筒體直徑校核計算：殼體的內(nèi)徑 Di應(yīng)等于或大于（在浮頭式換熱器中）管板的直徑，所以管板直徑的計算可以決定殼體的內(nèi)徑，其表達(dá)式為：Di =t （nc -1） +2e丫管子按正三角形排列：nc =1.1qN? = 1.1M Ji254=39取 e=1.2d0=1.2 25=30mm-Di =32父（39-1） +2父30 =1276mm按殼體直徑標(biāo)準(zhǔn)系列尺寸進(jìn)行圓整:Di =1400mm6 .折流擋板采用圓缺形折流擋板，去折流板圓缺高度為殼體內(nèi)徑的25%,則切去的圓缺高度為h=0.25 x 1400=350m ,故可 取 h=350

11、mm取折流板間距 B=0.3D,貝U B=0.3 X 1400=420mm,可取 B 為 450mm?！?、六比班口傳熱管長7000 . 00折流板數(shù)目 N b = ,-11 =14.5 ： 14折流板間距 450折流板圓缺面水平裝配，見圖：【化學(xué)工業(yè)出版社 化工原理（第三版）上冊】：圖6-9。7 .其他附件拉桿數(shù)量與直徑選取，本換熱器殼體內(nèi)徑為1400mm,故其拉桿直徑為 中16拉桿數(shù)量8,其中長度 5950mm的六根，5500mm的兩根。殼程入口處，應(yīng)設(shè)置防沖擋板。8 .接管殼程流體進(jìn)出口接管：取接管內(nèi)氣體流速為 U1=10m/s,則接管內(nèi)徑為Di4 231801/(3600 90); 0.

12、3023.14 10圓整后可取管內(nèi)徑為 300mm。管程流體進(jìn)出口接管：取接管內(nèi)液體流速U2=2.5m/s,則接管內(nèi)徑為D2= 0.3614 915486.2/(3600 994.3)3.14 2.5文案大全實用標(biāo)準(zhǔn)文檔 圓整后去管內(nèi)徑為 360mm六、換熱器核算1.熱流量核算(第三版)(1)殼程表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)用克恩法計算，見式【化學(xué)工業(yè)出版社化工原理上冊】:式(5-72a):o(0 =0.36Re00.55 Pr13 ()0.14d ew當(dāng)量直徑，依【化學(xué)工業(yè)出版社化工原理(第三版)上冊】：式(5-73a)得3,22,4 t - do de = 24 =0.02m二do殼程流通截面積:d 一S

13、o -BD(1 -do) -450 1400(12532)=0.1378殼程流體流速及其雷諾數(shù)分別為u231801/(3600 M 90) 52m/s0.1378普朗特數(shù)粘度校正Reodeu0：0.02 5.2 901.5 10，= 624000Cp3.297 103 1.5 101Pr =1.7730.0279(2)管內(nèi)表面?zhèn)鳠嵯禂?shù):管程流體流通截面積:Si管程流體流速:文案大全u0.14():1w0.0279055 i2：o=0.36 6240000.55 1.773 3 = 935.7w/m2 K0.02= 0.023Re0.8 Pr0.4di= 0.785 0.022 1254 =0.

14、19692實用標(biāo)準(zhǔn)文檔Ui915486.2/(3600M 994.3) 1 3m/s0.1969雷諾數(shù):Re =0.02 1.3 994.3/(0.742 10號 ： 34841普朗特數(shù):_ 3_ 3c 4.174 100.742 10“Pr =二 4.960.6240.624 0.80.4：i = 0.023348414.960.022= 5858w/m2 K(3)污垢熱阻和管壁熱阻：【化學(xué)工業(yè)出版社化工原理（第三版）上冊】:表5-5取:(5)2管外側(cè)污垢熱阻 Ro = 0.0004m k/w2.管內(nèi)側(cè)污垢熱阻 Ri -0.0006m k/w管壁熱阻按【化學(xué)工業(yè)出版社化工原理（第三版）上冊】

15、：圖5-4查得碳鋼在該條 0.00252 .,件下的熱導(dǎo)率為50w/(m K)。所以Rw =0.00005m k/w50傳熱系數(shù)Ke有:diRdoRwdodm1Ro)：o25 0.0006 25 0.00005 255858 20：402w/m2 K2022.51 0.0004 935.7傳熱面積裕度：計算傳熱面積Ac：AcQiKe tm_ _ 310614.554 102二 546.7m402 48.3.一.A該換熱器的實際傳熱面積為Ap :Ap -dolNT -3.14 0.025 7 1254-689.1m2該換熱器的面積裕度為Ap-Ac 689.1 -546.7546.7H 一 一 2

16、6%文案大全實用標(biāo)準(zhǔn)文檔傳熱面積裕度合適，該換熱器能夠完成生產(chǎn)任務(wù)。2 .壁溫計算因為管壁很薄，而且壁熱阻很小，故管壁溫度可按式換熱器用循環(huán)水冷卻，冬季操作時，循環(huán)水的進(jìn)口溫度將會降低。為確保可靠，取循環(huán)冷卻水進(jìn)口溫度為15 C,出口溫度為39c計算傳熱管壁溫。另外，由于傳熱管內(nèi)側(cè)污垢熱阻 較大，會使傳熱管壁溫升高，降低了殼體和傳熱管壁溫之差。但在操作初期，污垢熱阻 較小，殼體和傳熱管間壁溫差可能較大。 計算中，應(yīng)該按最不利的操作條件考慮，因此,取兩側(cè)污垢熱阻為零計算傳熱管壁溫。于是有：式中液體的平均溫 度）和氣體的平均溫度分別計算為tm =0.4X 39+0.6 X 15=24.6 CTm

17、=（110+60）/2=85 C3c =ai =5858w/ m2 - K c0th =cto =935.7w/ m2 - K傳熱管平均壁溫tw =32.3 C殼體壁溫，可近似取為殼程流體的平均溫度，即 T=85C。殼體壁溫和傳熱管壁溫之差為 & =85-32.3 =52.7 C。該溫差較大，故需要設(shè)溫度補(bǔ)償裝置。由于換熱器殼程壓力較大，因此，需選用浮頭 式換熱器較為適宜。3 .換熱器內(nèi)流體的流動阻力（1）管程流體阻力Pt =（ Pi，Pr）NsNpFsl ：u2Ns，, Np =2 ,Pi = %di 2由Re=34841，傳熱管對粗糙度 0.01,查莫狄圖：【化學(xué)工業(yè)出版社化工原理

18、（第三版）上冊】：圖1-27得九i =0.04 ,流速ui=1.3m/s,9 = 994.3kg/m3,所以：文案大全實用標(biāo)準(zhǔn)文檔.：pi =0.04_271.32 994.3二11762.57Pa0.02：u20 994.3 1.32 =3 =2520.55Pa pi =(11762.57 2520.55) 2 1.5 = 42849.4Pa管程流體阻力在允許范圍之內(nèi)。(2)殼程阻力：按式計算Ps =( Po ；P)FsNs , Ns =1, Fs =1流體流經(jīng)管束的阻力PoEMNb 1)手F=0.5fo =5 588000 228 =0.2419Ntc =1.1Nt0.5 = 1.1 12

19、540.5 = 39Nb =14u0 = 5.2m/s-_290 5.2Po =0.5 X 0.2419 X39X (14+1) X=86095.6Pa2流體流過折流板缺口的阻力Pi = Nb(3.5-在)- , B=0.45 m , D=1.4mD 222 0.4590 5.22Pi =14 (3.5) = 48672 Pa1.42總阻力Ps =86095.6+48672=1.35 X 105 Pa由于該換熱器殼程流體的操作壓力較高，所以殼程流體的阻力也比較適宜。文案大全實用標(biāo)準(zhǔn)文檔(3)換熱器主要結(jié)構(gòu)尺寸和計算結(jié)果見下表:參數(shù)管程殼程流率915486.2231801進(jìn)/出口溫度/C29/3

20、9110/60壓力/MPa0.46.9物 性定性溫度/c3485密度/ ( kg/m3)994.390定壓比熱容/kj/ (kg?K)4.1743.297粘度 / ( Pa?s)0.742 X 10 *1.5X 10,熱導(dǎo)率(W/m ?K)0.6240.0279普朗特數(shù)4.961.773設(shè)備結(jié)構(gòu)參數(shù)形式浮頭式殼程數(shù)1殼體內(nèi)徑/mm1400臺數(shù)1管徑/mm 25X2.5管心距/mm32管長/mm7000管子排列正三角形 排列管數(shù)目/根1254折流板數(shù)/個14傳熱面積/ m2689.1折流板間距/mm450管程數(shù)2材質(zhì)碳鋼主要計算結(jié)果管程殼程流速/ (m/s)1.35.2表向傳熱系數(shù)/W/ (it

21、f?K)5858935.7污垢熱阻/ ( m2? K/W )0.00060.0004阻力/ MPa0.042850.135熱流量/KW10615傳熱溫差/K48.3傳熱系數(shù)/W/ (itf? K)400裕度/%26%文案大全實用標(biāo)準(zhǔn)文檔七、結(jié)構(gòu)設(shè)計1、浮頭管板及鉤圈法蘭結(jié)構(gòu)設(shè)計：由于換熱器的內(nèi)徑已確定，采用標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)徑?jīng)Q、定浮頭管板外徑及各結(jié)構(gòu)尺寸（參照化工單元過程及設(shè)備課程設(shè)計（化學(xué)工業(yè)出版社出版）：第四章第一節(jié)及 GB151）。結(jié)構(gòu)尺寸為：浮頭管板外徑：D0 =Di -2bl =1400 -2 5-1390mm浮頭管板外徑與殼體內(nèi)徑間隙：取bi =5mm （見化工單元過程及設(shè)備課程設(shè)計（化學(xué)工

22、業(yè)出版社出版）：表4-16）；墊片寬度：按化工單元過程及設(shè)備課程設(shè)計（化學(xué)工業(yè)出版社出版）：表4-16：取 bn = 16mm浮頭管板密封面寬度：b2 = bn 1.5 = 17.5mm浮頭法蘭和鉤圈的內(nèi)直徑：Dfi =Di -2（b1 +bn） =1400 2 x （5+16） = 1358mm浮頭法蘭和鉤圈的外直徑：Df0 = Di 80 = 1400 80 = 1480mm外頭蓋內(nèi)徑：D =Di 100 =1400 100 = 1500mm螺栓中心圓直徑：Db =（D0 +Df0） /2 =（1390 +1480）/2 = 1435mm其余尺寸見化工單元過程及設(shè)備課程設(shè)計（化學(xué)工業(yè)出版社

23、出版）：圖4-50。2、管箱法蘭和管箱側(cè)殼體法蘭設(shè)計：依工藝條件：管側(cè)壓力和殼側(cè)壓力中的高值，以及設(shè)計溫度和公稱直徑1400,按JB4703-92長頸對焊法標(biāo)準(zhǔn)選取。并確定各結(jié)構(gòu)尺寸，見化工單元過程及設(shè)備課程設(shè)計（化學(xué)工業(yè)出版社出版）：圖4-50 （a）所示。3、管箱結(jié)構(gòu)設(shè)計：選用B型封頭管箱，因換熱器直徑較大，且為二管程，其管箱最小長度可不按流道 面積計算，只考慮相鄰焊縫間距離計算：" . . _ . . . Lgmin -hf 2C dg h1 h2 =320 2 100 377 350 50-1297mm取管箱長為1300mm,管道分程隔板厚度取 14mm,管箱結(jié)構(gòu)如化工單元過

24、程及設(shè)備 課程設(shè)計（化學(xué)工業(yè)出版社出版）：圖4-50 （a）所示。4、固定端管板結(jié)構(gòu)設(shè)計：依據(jù)選定的管箱法蘭，管箱側(cè)法蘭的結(jié)構(gòu)尺寸，確定固定端管板最大外徑為：D=1506mm ;結(jié)構(gòu)如化工單元過程及設(shè)備課程設(shè)計（化學(xué)工業(yè)出版社出版）：圖4-50 （ b）文案大全實用標(biāo)準(zhǔn)文檔 所示。5、外頭蓋法蘭、外頭蓋側(cè)法蘭設(shè)計：依工藝條件，殼側(cè)壓力、溫度及公稱直徑Dn = 1500mm ;按JB4703-93長頸法蘭標(biāo)準(zhǔn)選取并確定尺寸。6、外頭蓋結(jié)構(gòu)設(shè)計：外頭蓋結(jié)構(gòu)如化工單元過程及設(shè)備課程設(shè)計（化學(xué)工業(yè)出版社出版）：圖4-51所示。軸向尺寸由浮動管板、鉤圈法蘭及鉤圈強(qiáng)度計算確定厚度后決定，見化工單元過程及設(shè)

25、備課程設(shè)計（化學(xué)工業(yè)出版社出版）：圖4-51。7、墊片選擇：a.管箱墊片：根據(jù)管程操作條件（循環(huán)水壓力0.4Mpa,溫度34 C）選石棉橡膠墊。結(jié)構(gòu)尺寸如化工單元過程及設(shè)備課程設(shè)計（化學(xué)工業(yè)出版社出版）：圖4-39 （b）所示：D = 1508mm; d =1400mm.b.外頭蓋墊片：根據(jù)殼程操作條件（混合氣體，壓力 6.9Mpa,溫度85O,選纏繞式墊片，墊片：1609mmM 1500mm （JB4705-92）纏繞式墊片。c.浮頭墊片：根據(jù)管殼程壓差，混合氣體溫度確定墊片為金屬包石棉墊，以浮動管板結(jié)構(gòu)確定墊片結(jié)構(gòu)尺寸為 61390mm父61358mm ;厚度為3mm;JB4706-92金

26、屬 包墊片。8、鞍座選用及安裝位置確定：鞍座選用 JB/T4712-92 鞍座 BI1400-F/S ;安裝尺寸如化工單元過程及設(shè)備課程設(shè)計（化學(xué)工業(yè)出版社出版）：圖4-44所示其中：L =6700, LB =0.6L =0.6 6700 = 4020mm '取：Lb = 4000mm, LC%LC=1350mm9、折流板布置：折流板尺寸：外徑：D =Dn -8 =1400 8 =1392mm ;厚度取 8mm前端折流板距管板的距離至少為850mm；結(jié)構(gòu)調(diào)整為900mm；見化工單元過程及設(shè)備課程設(shè)計（化學(xué)工業(yè)出版社出版）：圖4-50 （c）后端折流板距浮動管板的距離至少為950mm；實

27、際折流板間距B=450mm ,計算折流板數(shù)為12塊。10、說明：在設(shè)計中由于給定壓力等數(shù)及公稱直徑超出JB4730-92,長頸對焊法蘭標(biāo)準(zhǔn)范圍，對殼體及外頭蓋法蘭無法直接選取標(biāo)準(zhǔn)值，只能進(jìn)行非標(biāo)設(shè)計強(qiáng)度計算。文案大全實用標(biāo)準(zhǔn)文檔八、強(qiáng)度設(shè)計計算1、筒體壁厚計算：由工藝設(shè)計給定設(shè)計溫度85 C,設(shè)計壓力等于工作壓力為6.9M pa ,選低合金結(jié)構(gòu)鋼板16MnR卷制，查得材料85 C時許用應(yīng)力k】=163Mp a ；過程設(shè)備設(shè) 計（第二版）化學(xué)工業(yè)出版社。取焊縫系數(shù)4=0.85,腐蝕裕度C2=1mm;對16MnR鋼板的負(fù)偏差 C1 =0根據(jù)過程設(shè)備設(shè)計（第二版）化學(xué)工業(yè)出版社：公式（4-13）內(nèi)壓

28、圓筒計算厚度公卬2k t - -Pc從而:6.9 1400計算厚度： :.= - 35.75mm2 163 0.85-6.9設(shè)計厚度：、.d =、. C2 =35.75 1 = 36.75 mm名義厚度：6n =6d +C1 = 36.75mm 圓整取 6n =38mm有效厚度：、；e =、：n -C1 -C2 =37mm水壓試驗壓力:Pt= 1.25Pc= 1.25 6.9 1 =8.625Mpa所選材料的屈服應(yīng)力=325Mpasa水式實驗應(yīng)力校核:Pt 9"2-：e8.6251400 +37)2 37= 167.5Mpa167.5Mp a <0.9s* = 0.9 父 0.

29、85 黑 325 = 248.625Mp a 水壓強(qiáng)度滿足氣密試驗壓力：PT = Pc = 6.9Mp a2、外頭蓋短節(jié)、封頭厚度計算：外頭蓋內(nèi)徑G=1500mm,其余參數(shù)同筒體: 短節(jié)計算壁厚：:38.3mms=PcDi6.9 父 1500-2-R 2 163 0.85 -6.9短節(jié)設(shè)計壁厚:Sd =S C2 =38.3 1 -39.3mm短節(jié)名義厚度:文案大全圓整取Sn =40mm實用標(biāo)準(zhǔn)文檔Sn =Sd C1 = 39.3mm有效厚度：Se =Sn -C1 -C2 =39mm壓力試驗應(yīng)力校核:壓力試驗滿足試驗要求。外頭蓋封頭選用標(biāo)準(zhǔn)橢圓封頭:封頭計算壁厚:S=tPcDi21 - 0.5P

30、c封頭名義厚度:8.625 m（1500 +39）2 39= 170.2Mpa6.9 15002 163 0.85 -0.5 6.9:37.822mmSn =S C1 C2 =37.822 1 38.822mm取名義厚度與短節(jié)等厚：Sn = 40mm3、管箱短節(jié)、封頭厚度計算：由工藝設(shè)計結(jié)構(gòu)設(shè)計參數(shù)為：設(shè)計溫度為34°C,設(shè)計壓力為0.4M pa,選用16MnR鋼板，材料許用應(yīng)力 k】=170Mpa,屈服強(qiáng)度0s=345Mpa,取焊縫系數(shù)*=0.85,腐蝕裕度 C2 =2mm計算厚度:S=叫 =0.4X1400-2 b t - PC - 2 170 0.85 -0.4：1.94mm文

31、案大全設(shè)計厚度：Sd =S C2 =1.94 2 = 3.94mm名義厚度：Sn = Sd Ci = 3.94mm結(jié)合考慮開孔補(bǔ)強(qiáng)及結(jié)構(gòu)需要取 Sn = 8mm 有效厚度：Se =Sn -C1 -C2 =8-2 -6mm 壓力試驗強(qiáng)度在這種情況下一定滿足。實用標(biāo)準(zhǔn)文檔管箱封頭取用厚度與短節(jié)相同，取Sn =8mm4、管箱短節(jié)開孔補(bǔ)強(qiáng)校核開孔補(bǔ)強(qiáng)采用等面積補(bǔ)強(qiáng)法，接管尺寸為6377 M 9 ,考慮實際情況選 20號熱軋?zhí)妓劁摴?k】=130Mpa, 6377m9, C2 =1mm接管計算壁厚:0.4 3772 130 0.85 0.4=0.68 mm接管有效壁厚：Set =Snt -C1 -C2

32、=9-1-9 0.15 = 6.65mm開孔直徑：d=di 2c =377 -2 9 2 2.35 = 363.7mm接管有效補(bǔ)強(qiáng)高度：B=2d=2 363.7=727.4mm接管外側(cè)有效補(bǔ)強(qiáng)高度：h f JdSnt = 363.7 9 -57.2mm2需補(bǔ)強(qiáng)面積：A=d S=363.7 1.94=705.6 mm可以作為補(bǔ)強(qiáng)的面積：A1 = (B-d)(Se-S) = (727.4-363.7) x(6-1.94) = 1476.6mm22A2 =2h 1(Set-St) fr =2X57.2父(6.65-0.68)父 130/170 = 522.3mm_ _2Ai A2 =1476.6 5

33、22.3 = 1998.9 A = 705.6mm該接管補(bǔ)強(qiáng)的強(qiáng)度足夠，不需另設(shè)補(bǔ)強(qiáng)結(jié)構(gòu)。5、殼體接管開孔補(bǔ)強(qiáng)校核：開孔校核采用等面積補(bǔ)強(qiáng)法。選取20號熱軋?zhí)妓劁摴?6325M 12鋼管許用應(yīng)力：卜】=137Mpa , C2 =1mm接管計算壁厚:6.9 3252 137 1 6.9=7.98mm接管有效壁厚:Set =Snt -C1-C2 =12-1-12 0.15-9.2mm開孔直徑:d =di +2C =325 212 + 2 父(1+12 黑 0.15) = 306.6mm文案大全實用標(biāo)準(zhǔn)文檔接管有效補(bǔ)強(qiáng)厚度：B=2d=2 306.6=613.2mm接管外側(cè)有效補(bǔ)強(qiáng)高度：h1 = d8

34、nt = 306.6 12 = 60.7mm需要補(bǔ)強(qiáng)面積：_ 2A=d、. =306.6 35.75=10960.95 mm可以作為補(bǔ)強(qiáng)的面積為:A1 = ( B-d)(5e-8) = (613.2 306.6) /(37 35.75) = 383.25mm 2A2 =2hi 1(Set-St) fr =2m60.7 父(9.2-7.98)父 137/170 = 119.4mm2尚需另加補(bǔ)強(qiáng)的面積為:._ _ 一_ 2A4 A-A1-A2 =10960.95-383.25-119.4 =10458.3nm補(bǔ)強(qiáng)圈厚度:A 4B -d010458.3613.2 -32536.3mm實際補(bǔ)強(qiáng)圈與筒體

35、等厚：Sk =38mm ;則另行補(bǔ)強(qiáng)面積:A4 =SK(B-d0) =38父(613.2 -325) =10951.6 mm2一_2_2A1 A 2 A4 =383.25 119.4 10951.6 = 11454.25mm 2 A =1096 0. 95 rmm同時計算焊縫面積 A3后，該開孔補(bǔ)強(qiáng)的強(qiáng)度的足夠。6、固定管板計算：固定管板厚度設(shè)計采用BS法。假設(shè)管板厚度 b=100mm?？倱Q熱管數(shù)量n=1254 ;一根管壁金屬橫截面積為：a = -(d0 -d2)(252 -202) = 176.6mm244開孔溫度削弱系數(shù)(雙程)：卜=0.5兩管板間換熱管有效長度(除掉兩管板厚)L取6850

36、mm 計算系數(shù)K： naK2 -1.32D .b ,Lb14001254 176.6= 1.3214.851000.5 6850 100K=3.855接管板筒支考慮，依K值查化工單元過程及設(shè)備課程設(shè)計化學(xué)工業(yè)出版社：圖4-45,圖 4-46,圖 4-47 得：G1 =2.9,G2 =-0.65, G3 =2.8文案大全實用標(biāo)準(zhǔn)文檔管板最大應(yīng)力Pa(Ps - Pt) G21 二(6.90.4)父(0.65)一 6.41 -0.233 _0.607= 57.4Mpa-1 -或二 t 二=Pa 一(ps - Pt) G31st3 = 6.410.233 |(6.9-0.4)2.8 =_101.2Mpa0.607筒體內(nèi)徑截面積： 222A = d2 = 14002 = 1538600mm2 44管板上管孔所占的總截面積：-：* n 2 1254二22C=d2 = 252 = 615555.8mm244系數(shù)上 J538600-615555.8 ：a A1538600n，aATc:0.241254 176.61538600-615555.8殼程壓力:Ps =6.9Mpa管程壓力：P =0.4Mp a當(dāng)量壓差：Pa =R-Pl(1 +p) =6.9 -0.4x (1+0.24) =