列管式煤油冷卻器的設(shè)計使用說明

合肥工業(yè)大學化工原理課程設(shè)計闡明書設(shè)計題目列管式煤油冷卻器的設(shè)計學生姓名謝繼強學生學號同組學生祝尚宋響亮鄧威指導老師陳亞中學院醫(yī)學工程學院專業(yè)班級制藥工程12-2班完畢時間3月27日

設(shè)計任務書一設(shè)計題目：列管式煤油冷卻器的設(shè)計二設(shè)計任務及操作條件1.解決能力：10萬噸/年煤油2.設(shè)備形式：列管式換熱器3.操作條件（1）煤油：入口溫度140℃.出口溫度40℃（2）冷卻介質(zhì)：自來水.入口溫度30℃.出口溫度40℃（3）允許壓強降：不不不大于1000kPa（4）煤油定性溫度下的物性數(shù)據(jù)：密度825kg/m3.黏度7.15*10-4Pa.s.比熱容2.22kJ/(kg.℃).導熱系數(shù)0.14W/（m.℃）（5）每年按330天計.每天按24小時持續(xù)運行4.提交文獻（1）設(shè)計闡明書一份（2）A3工藝流程圖一張（3）A1換熱器裝配圖一張《化工原理》課程設(shè)計成績評定表評定基元評審要素評審內(nèi)涵滿分指導教師實評分評閱教師實評分設(shè)計闡明書40%格式規(guī)范設(shè)計闡明書與否符合規(guī)定的格式規(guī)定5內(nèi)容完整設(shè)計闡明書與否包含全部規(guī)定的內(nèi)容5設(shè)計方案方案與否合理及符合選定題目的規(guī)定10工藝計算過程工藝計算過程與否對的、完整和規(guī)范20設(shè)計圖紙40%圖紙規(guī)范圖紙與否符合規(guī)范5標注清晰標注與否清晰明了5與設(shè)計吻合圖紙與否與設(shè)計計算的成果完全一致10圖紙質(zhì)量設(shè)計圖紙的整體質(zhì)量的全方面評價20平時成績10%上課出勤上課出勤考核5制圖出勤制圖出勤考核5答辯成績10%內(nèi)容表述答辯表述與否清晰5回答下列問題回答下列問題與否對的5累計100綜合成績成績等級指導教師評閱教師答辯小組負責人(簽名)(簽名)(簽名)年月日年月日年月日闡明:評定成績分為優(yōu)秀(90-100).良好(80-89).中檔(70-79).及格（60-69）和不及格(<60)。

緒論換熱器的概述換熱器是許多工業(yè)生產(chǎn)中慣用的設(shè)備.特別是石油、化工、制藥生產(chǎn)應用更為廣泛。在化工廠中換熱器可用做加熱器、冷卻器、冷凝器、蒸發(fā)器、和再沸器等。換熱器類型眾多.性能各異.各具特點.能夠適應絕大多數(shù)工藝過程對換熱器的規(guī)定。進行換熱器的設(shè)計.首先是根據(jù)工藝規(guī)定選用適宜的類型.同時計算完畢給定生產(chǎn)任務所需的傳熱面積.并擬定換熱器的工藝尺寸。1.2換熱器的分類換熱器的類型按傳熱方式的不同可分為：混合式、蓄熱式和間壁式。其中間壁式換熱器應用最廣泛.其中管殼式換熱器的分類見表1-1[1]。表1-1管殼式換熱器的構(gòu)造分類類型特點間璧式換熱器管殼式列管式固定管板式剛性構(gòu)造用于管殼溫差較小的狀況（普通≤50℃）.管間不能清洗帶膨脹節(jié)有一定的溫度賠償能力.殼程只能承受低壓力浮頭式管內(nèi)外均能承受高壓.可用于高溫高壓場合U型管式管內(nèi)外均能承受高壓.管內(nèi)清洗及檢修困難填料函式外填料函管間容易泄露.不適宜解決易揮發(fā)、易爆炸及壓力較高的介質(zhì)內(nèi)填料函密封性能差.只能用于壓差較小的場合釜式殼體上部有個蒸發(fā)空間用于再沸、蒸煮雙套管式構(gòu)造比較復雜.重要用于高溫高壓場合和固定床反映器中套管式能逆流操作.用于傳熱面積較小的冷卻器、冷凝器或預熱器螺旋管式沉醉式用于管內(nèi)流體的冷卻、冷凝或管外流體的加熱噴淋式只用于管內(nèi)流體的冷卻或冷凝1.3列管式換熱器列管式換熱器（tubularexchanger）是現(xiàn)在化工及酒精生產(chǎn)上應用最廣的一種換熱器。它重要由殼體、管板、換熱管、封頭、折流擋板等構(gòu)成。所需材質(zhì).可分別采用普通碳鋼、紫銅、或不銹鋼制作。在進行換熱時.一種流體由封頭的連結(jié)管處進入.在管流動.從封頭另一端的出口管流出.這稱之管程；另-種流體由殼體的接管進入.從殼體上的另一接管處流出.這稱為殼程列管式換熱器。1.4固定管板式換熱器固定管板式換熱器由兩端管板和殼體構(gòu)成。由于其構(gòu)造簡樸.運用比較廣泛。固定管板式換熱器是一種實現(xiàn)物料之間熱量傳遞的節(jié)能設(shè)備.是在石油、化工、石油化工、冶金、電力、輕工、食品等行業(yè)普遍應用的一種工藝設(shè)備。在煉油、化工裝置中換熱器占總設(shè)備數(shù)量的40%左右.占總投資的30%-45%。隨著節(jié)能技術(shù)的發(fā)展.應用領(lǐng)域不停擴大.運用換熱器進行高溫和低溫熱能回收帶來了明顯的經(jīng)濟效益。固定管板式換熱器的特點是：（1）旁路滲流較小；（2）鍛件使用較少.造價低；（3）無內(nèi)；（4）傳熱面積比浮頭式換熱器大20%～30%。固定管板式換熱器的缺點是：（1）殼體和管壁的溫差較大.殼體和管子壁溫差t≤50℃,當t≥50℃時必須在殼體上設(shè)立膨脹節(jié)；（2）易產(chǎn)生溫差力.管板與管頭之間易產(chǎn)生溫差應力而損壞；（3）殼程無法機械清洗；（4）管子腐蝕后連同殼體報廢.設(shè)備壽命較低。1.4設(shè)計規(guī)定完善的換熱器在設(shè)計和選型時應滿足下列各項基本規(guī)定[4]：（1）合理地實現(xiàn)所規(guī)定的工藝條件：能夠從：①增大傳熱系數(shù)②提高平均溫差③妥善布置傳熱面等三個方面具體著手。（2）在進行強度、剛度、溫差應力以及疲勞壽命計算時.應遵照我國《鋼制石油化工壓力容器設(shè)計規(guī)定》和《鋼制管殼式換熱器設(shè)計規(guī)定》等有關(guān)規(guī)定與原則。根據(jù)需要可添置氣液排放口.檢查孔與敷設(shè)保溫層。（3）經(jīng)濟合理評價換熱器的最后指標是：在一定時間內(nèi)（普通1年內(nèi)的）固定費用（設(shè)備的購置費、安裝費等）與操作費（動力費、清洗費、維修費）等的總和為最小。在設(shè)計或選型時.如果有幾個換熱器都能完畢生產(chǎn)任務的需要.這一原則就尤為重要了。1.5設(shè)計的目的和意義通過設(shè)計把在“過程設(shè)備”及其它有關(guān)課程(機械制圖、金屬材料、化工原理等)中所學的理論知識在具體工作中綜合地加以應用.達成了理論知識和實踐親密結(jié)合的目的。另一方面.在設(shè)計過程中.我們能夠接受到必備的基本工程技能系統(tǒng)訓練.能夠純熟地應用計算圖表、手冊、規(guī)范和AutoCAD制圖.能熟悉有關(guān)國標和部頒原則(如GB、HG等)等。1.6設(shè)計的辦法和環(huán)節(jié)本次設(shè)計重要是進行換熱器的工藝計算.構(gòu)造設(shè)計和強度校核.重要環(huán)節(jié)有：（1）工藝計算；（2）估算傳熱面積；（3）工藝構(gòu)造尺寸；（4）換熱器熱量核算；（5）構(gòu)造設(shè)計；（6）擬定筒體內(nèi)徑；（7）擬定管箱構(gòu)造；（8）擬定管板構(gòu)造；（9）選擇鞍座構(gòu)造；（10）強度校核；（11）給出制造安裝的原則和規(guī)定。第二章2.1設(shè)計任務和操作條件TC"設(shè)計任務和設(shè)計條件"\fC1.解決能力：10萬噸/年煤油2.設(shè)備形式：列管式換熱器3.操作條件:(1)煤油：入口溫度140℃.出口溫度40℃(2)冷卻介質(zhì)：自來水.入口溫度30℃.出口溫度40℃(3)允許壓強降：不不不大于100kPa4)煤油定性溫度下的物性數(shù)據(jù)：密度825kg/m3.黏度7.15×10-4Pa.s.比熱容2.22kJ/(kg.℃).導熱系數(shù)0.14W/(m.℃)(5)每年按330天計.每天24小時持續(xù)運行2.2擬定設(shè)計方案2.2.1選擇換熱器的類型兩流體溫的變化狀況：熱流體進口溫度140℃.出口溫度40℃；冷流體進口溫度30℃.出口溫度為40℃.該換熱器用循環(huán)冷卻水冷卻.初步擬定選用固定管板式換熱器。2.2.2流程安排由于循環(huán)冷卻水較易結(jié)垢.若其流速太低.將會加緊污垢增加速度.使換熱器的熱流量下降.并且粘度大的流體應走殼程.由于殼程內(nèi)的流體在折流擋板的作用下.流通截面和方向都不停變化.在較低的雷諾數(shù)下就可達湍流狀態(tài)。因此從總體考慮.應使循環(huán)水走管程.煤油走殼程。選用Φ25mm×2.5mm的碳鋼管.管內(nèi)流速取u=1.25m/s2.3擬定物性數(shù)據(jù)TC"擬定物性數(shù)據(jù)"\fC定性溫度：對于普通油類和水等低黏度流體.其定性溫度可取流體進出口溫度的平均值。故殼程煤油的定性溫度為：℃管程流體的定性溫度為：℃溫差故初步可取帶膨脹節(jié)的固定管板式換熱器。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)。煤油在90℃下的有關(guān)物性數(shù)據(jù)以下（來自生產(chǎn)中的實測值）：密度定壓比熱容導熱系數(shù)粘度循環(huán)水在35℃下的物性數(shù)據(jù)：密度 定壓比熱容 熱導率粘度 2.4計算總傳熱系數(shù)我們的煤油為年產(chǎn)量10萬噸每年.則熱流量平均傳熱溫差冷卻水用量總傳熱系數(shù)K管程傳熱系數(shù)殼程傳熱系數(shù)假設(shè)殼程的傳熱系數(shù)污垢熱阻因此管壁導熱系數(shù).2.5計算傳熱面積考慮到15%的面積裕廢2.6工藝構(gòu)造尺寸的計算管徑和管內(nèi)流速選用Φ25×2.5傳熱管（碳鋼）.取管內(nèi)流速ui=1.25m/s管程數(shù)和傳熱管數(shù)根按單程管計算.所需的傳熱管長度為按單程管計算.設(shè)計傳熱管過長.宜采用多管程構(gòu)造.現(xiàn)取傳熱管長l=6m,則該換熱器管程數(shù)為管程。因此傳熱管總根數(shù)N=49×4=196根。平均傳熱溫差校正及殼程數(shù)平均傳熱溫差校正系數(shù)：按單殼程.雙管程構(gòu)造.溫差校正系數(shù)應查有關(guān)圖標.但R=10的點在圖上難以讀出.因而對應以替代R.PR替代P.查同一圖線.可得ΦΔt=0.82,平均傳熱溫差傳熱管排列和分程辦法采用組合排列辦法.即每程內(nèi)均按正三角形排列.隔板兩側(cè)采用正方形排列。取管心距a=1.25d。則a=1.25×25=31.25≈32（mm)橫過管束中心線的管數(shù)殼體內(nèi)徑采用多管程構(gòu)造.取管板運用率η=0.7.則殼體內(nèi)徑為圓整可取D=600mm.折流板采用弓形折流板.取弓形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=0.25×600=150mm取折流板間距B=0.3D=0.3×600=180mm?？扇≌哿靼彘g距B=200mm折流板數(shù)NB=傳熱管長/折流板間距=(6000/200)-1=29塊折流板圓缺面水平配備。接管殼程流體進.出口接管：取接管內(nèi)油品流速為u=1.0m/s。則接管內(nèi)徑為取原則管徑為Φ78mm×2mm管程流體進出口接管：取接管內(nèi)循環(huán)水流速u=1.5m/s,則接管內(nèi)徑為：取原則管徑為Φ132mm×2.0mm2.7換熱器核算熱量核算=1\*GB3①殼程對流傳熱系數(shù)。對圓缺形折流板.采用凱恩公式當量直徑.由正三角形排列得殼程流通截面積：殼程流體流速極其雷諾數(shù)分別為：普蘭特準數(shù)：因此黏度校正=2\*GB3②管程對流傳熱系數(shù)管程流通截面積：管程流體流速及其雷諾數(shù)和普蘭特準數(shù)：=3\*GB3③傳熱系數(shù)K=4\*GB3④傳熱面積S該換熱器的實際傳熱面積Sp傳熱面積裕度適宜.該換熱器能夠完畢生產(chǎn)任務。換熱器內(nèi)流體的流動阻力=1\*GB3①管程流動阻力由Re=17001.傳熱管相對粗糙度0.01/20=0.005.查莫狄圖得λi=0.036流速ui=0.62m/s密度ρ=994kg/m3。因此.管程流動阻力在允許范疇內(nèi)殼程阻力Ns=1,Ft=1.15流體流經(jīng)管束的阻力為F=0.5,f0=5×3738-0.228=0.7663nc=17根,NB=29塊,u0=0.162m/s流體流過折流板缺口的阻力：B=0.2m,D=0.6m∴∴殼程流動阻力也比較適宜。2.8壁溫計算由于該換熱器用循環(huán)水冷卻.進口溫度30℃.出口溫度為40℃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.減少了殼體和傳熱管壁溫之差。但在操作早期.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T=(140+40)×1/2=90℃t=(40+30)×1/2=35℃α0=495.9w/(m2·k)αi=3248w/(m2·k)∴Q=42.29℃殼體壁溫和傳熱壁溫之差為Δt=90-42.29=47.71℃＜50℃普通在管壁與殼壁溫度相差50℃以上時.為了克服溫差應為必須有溫差賠償裝置.故不需要設(shè)溫度賠償裝置。2.9換熱器重要構(gòu)造尺寸和計算成果各重要構(gòu)造和尺寸的計算成果見表2-1。表2-1構(gòu)造和尺寸的計算成果表參數(shù)管程殼程流率/(Kg/h)68700.312626進（出）口溫度/℃30.40140.40物性定性溫度/℃3590密度/（Kg/）994825定壓比熱容/[KJ/(Kg·℃)]4.082.22粘度/Pa·s0.0.熱導率/[W/(m·℃)]0.6260.140普朗特數(shù)4.7311.34設(shè)備構(gòu)造參數(shù)型號殼程數(shù)1殼體內(nèi)徑/mm600臺數(shù)1規(guī)格Φ25×2.5管心距/mm32管長/mm6000管子排列組合排列管數(shù)目/根196折流板數(shù)/個29傳熱面積/㎡86.3折流板間距/mm180管程數(shù)4材質(zhì)碳鋼重要計算成果管程殼程流速/(m/s)0.620.162表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)/[W/(㎡·℃)]3248495.9污垢熱阻/(㎡·℃/W)3.4394×10-41.72×10-4阻力/Pa3455熱流量/KW778.6傳熱溫差/K39傳熱系數(shù)/[W/(㎡·℃)]326面積裕度/%12.6%第三章構(gòu)造設(shè)計與選用3.1管箱法蘭的選用法蘭的形式法蘭的構(gòu)造形式：分平焊法蘭和對焊法蘭。法蘭的密封面形式：分平面、凹凸面和榫槽面。法蘭的構(gòu)造形式和密封面形式.應根據(jù)使用介質(zhì)、設(shè)計壓力、設(shè)計溫度、公稱直徑等因素來擬定。原則法蘭的選用法蘭原則有：管法蘭：HG5001～5028-58和JB74-90-59.設(shè)備法蘭：JB1157～1164-82。接管法蘭.本手冊規(guī)定只按HG5001～5028-58選用。對法蘭的構(gòu)造形式和密封面形式.未作具體規(guī)定.由設(shè)計者根據(jù)使用條件擬定。管箱上的設(shè)備法蘭.本手冊規(guī)定：公稱直徑Dg≤325mm.按HG5012-58平焊法蘭和HG5016-58對焊法蘭選用；公稱直徑Dg≥400mm.按JB1158-82甲型平焊法蘭。JB1159-82乙型平焊法蘭和JB1160-82長頸對焊法蘭選用。法蘭的密封面采用凹面。接管法蘭的規(guī)定1.凹凸或榫槽密封面的法蘭.密封面對下的.普通應設(shè)計成凸面或榫面.其它朝向的.則設(shè)計成凹面或槽面。2.重疊式換熱器中間接管的法蘭密封面.在確保密封的前提下.可采用平面依工藝條件：按管側(cè)壓力和殼側(cè)壓力中的較大值.設(shè)計溫度和公稱直徑Φ600mm.按JB/T4701-原則選用甲型平焊凹凸面法蘭；并擬定各構(gòu)造尺寸見表3-1.構(gòu)造見圖3-1。表3-1甲型平焊凹凸面法蘭尺寸JB/T4701-單位：mm名稱公稱直徑DNDD1D2D3D4d螺柱數(shù)量法蘭質(zhì)量/kg材質(zhì)容器法蘭6007306906556456425423M2040凸面凹面16Mn鍛54.252.7圖3-1甲型平焊凹凸面法蘭構(gòu)造尺寸3.2管箱構(gòu)造的設(shè)計管箱的作用是把管道中來的流體均勻分布到各傳熱管中和把管內(nèi)流體聚集在一起送出換熱器。在多程換熱器中.管箱還起著變化流體流向的作用。管箱側(cè)或管箱頂部有介質(zhì)流體的出、入口接管。管箱也有許多個構(gòu)造形式:A型：用于單程和多程管箱。其優(yōu)點是便于清洗換熱器的管程.缺點是管箱蓋構(gòu)造用材較多.尺寸較大時.需要鍛件。因此.國內(nèi)現(xiàn)在所使用的范疇較小。本手冊規(guī)定用于Dg≤900mmB型：用于單程和多程管箱。其優(yōu)點是構(gòu)造簡樸.便于制造；缺點是檢修和清洗換熱器的管程時.需將管程上的接管法蘭都拆開.并取下整個管箱。國內(nèi)現(xiàn)在采用最多。C型：用于多管程換熱器的介質(zhì)返回管箱。D型：用于單管程換熱器的管箱。選用的原則換熱器代號是BEM.表達前端管箱為B型原則橢圓封頭管箱.后端管箱為M型原則橢圓封頭管箱.管板延長部分兼作法蘭的固定管板式釜式重沸器.支座為鞍式支座；選材為20號碳鋼。圖3-2B型原則橢圓封頭管箱M型原則橢圓封頭管箱是和B型原則橢圓封頭管箱相似的固定管板構(gòu)造。選用B型封頭管箱（見圖3-3）.因換熱器直徑較小.且為四管程.管箱的最小長度：圖3-3B型封頭管箱3.2.1前端管箱按流通面積計算：（2）按相鄰焊縫間距離計算：管箱最小長度取兩者中的較大值.取管箱內(nèi)分程隔板厚度取15mm。3.2.2后端管箱后端管箱沒有接管.其最小長度：（1）按流通面積計算為：按相鄰焊縫間距離計算：取管箱最小長度取兩者中的較大值.取3.3折流板構(gòu)造設(shè)計折流板或支撐板的形式折流板或支撐板（下列簡稱折流板）有圓缺形.圓盤圓環(huán)形。其中以圓缺形用的較多。圓缺形折流板.按缺邊的位置分為上、下和左、右缺邊折流板（對立式換熱器.上、下是指殼程物料進口管與折流板缺邊垂直者.左、右是指平行者）。左、右缺邊折流板有單缺邊和雙缺邊.本手冊中采用圓缺形.單缺邊折流板。臥式換熱器.當殼程全是氣相或全是液相的清潔物料時.宜用上、下缺邊折流板。若氣體中有少量液體.則應在上缺邊折流板的下部最低處開小槽.如圖4-5（a）；若液體中有少量氣體.則應在下缺邊折流板的上部最高處開小槽.如圖4-5（b）。臥式換熱器.冷凝器和再沸器.當殼程是氣、液相共存或液體中帶有固體的物料時.宜用左、右缺邊折流板。為了排除殼體下部的液體.在折流板下部最低處應開小槽.如圖4-6由于本次設(shè)計殼體直徑較大.宜采用多弓形折流板.缺口高度普通取0.2～0.45倍的殼體內(nèi)直徑.本次設(shè)計取慣用值0.25倍。選材為A3F。折流板與管板間距圖見圖3-5圖3-5折流板與管板間距圖3.3.1殼程.管程接管的選用由上面工藝構(gòu)造尺寸的計算.能夠得到殼程時取煤油的流速.,因此按HG/T20592-原則中取管徑。管程走循環(huán)水.取循環(huán)水的流速為..因此按HG/T20592-原則中取。3.3.2折流板根據(jù)折流板數(shù)目（29）和管長（6000mm）.擬定前后端折流板距離管板200mm。通過計算折流板間距取折流板的間距為200mm.DN=600mm時.折流板外徑D=DN-3=597mm的鋼管.換熱管無支撐跨距L=1900mm。L>1900mm時.折流板厚度d取12mm。折流板的數(shù)目為29塊。表3-3折流板參數(shù)單位：mm容器公稱直徑DN折流板直徑D0管程d1孔數(shù)n1d2孔數(shù)n2600597425.8184115厚度dhb折流板間距數(shù)量折流板與管板間距L折流板材料12143.620029200A3F圖3-6折流板原則尺寸圖3.4管板構(gòu)造的設(shè)計選材為16Mn鍛。根據(jù)所選用的管箱法蘭.管箱側(cè)法蘭的構(gòu)造尺寸.擬定固定端管板最大外徑為D=730mm.固定管板最大布管圓直徑：DL=Di-2f=600-2×5=590mm。管板構(gòu)造尺寸見圖3-4和表3-2。圖3-4管板構(gòu)造表3-2管板尺寸表單位：mmDNDD1D2D3D4D5Cd260073069065560764261012.523螺柱（栓）bfb材料質(zhì)量/kg規(guī)格數(shù)量M2040505416Mn鍛139.5須用鍛件的場合a.板厚不不大于60mm。當厚度不不大于60mm時.鋼板質(zhì)量減少(分層、夾雜無法避免.各頂指標波動大)。b.形狀復雜的管板。此時若用板材則即費料又費時.c.以凸肩直接與殼體相焊的管板。此時普通管板過厚且對夾雜、分層規(guī)定更高。在下列條件下能夠選用16Mn構(gòu)造鋼板座管板①符合GB3274-88《碳素構(gòu)造鋼和低合金構(gòu)造鋼熱軋厚鋼板和鋼帶》原則:②按GB1591-79《低合金構(gòu)造鋼技術(shù)條件》復驗化學成分和機械性能;③設(shè)計壓力.p≤1.6MPa；設(shè)計溫度.0-350度。3.5換熱管采用JB/T4714、4715-92原則.換熱管選用.材料采用20號碳鋼.選擇正三角形排列.重要是考慮這種排列布管比較緊湊.傳熱系數(shù)較高.傳熱效果好.便于管板劃線及鉆孔。換熱管的管心距a=32mm.分程隔板槽兩側(cè)相鄰管的中心距為37mm；同時.由于換熱管管間需要進行機械清洗.故相鄰兩管間的凈空距離（S-d）不適宜不大于6mm。根據(jù)設(shè)計壓力、設(shè)計溫度及操作狀況選擇換熱管與管板的連接方式為強度焊。由于強度焊加工簡樸、焊接構(gòu)造強度高.抗拉脫力強.在高溫高壓下也能確保連接處的密封性能和抗拉脫能力。管子數(shù)為196根.管長為6000mm.管中心距32mm。3.6拉桿和定距管設(shè)計拉桿應盡量均勻布置在管束的外邊沿。若對于殼體內(nèi)徑不不大于或等于400mm的換熱器.在布管區(qū)內(nèi)或靠近折流板缺口處應布置適宜數(shù)量的拉桿.任何折流板應不少于4個支承點。拉桿直徑取Φ10.數(shù)量取6根。定距管的規(guī)格同換熱管.其長度同實際需要擬定。本臺換熱器定距管的布置能夠參考部件圖。拉桿的尺寸見表3-5.構(gòu)造簡圖見圖3-7.拉桿與定距管構(gòu)造見圖3-8。

表3-5拉桿尺寸單位：mm容器DN拉桿直徑d拉桿螺紋公稱直徑dnLaLbM600101212.56010管板上拉桿孔深Ld拉桿數(shù)量拉桿重量kg材料1860.617A3構(gòu)造簡圖3-73—8拉桿與定距管構(gòu)造圖3.7分程隔板由于是多管程換熱器.故此處需要用到分程隔板。查GB151-1999可知：分程隔板槽槽深.取4mm.槽寬為12mm.且分程隔板的最小厚度為8mm.取厚度為11mm。選材為A3。3-4分程隔板參數(shù)表槽深槽寬厚度個數(shù)材料4mm12mm11mm3A33.8接管設(shè)計選材20號碳鋼。在換熱器的設(shè)計中.為了使傳熱面積得以充足運用.殼程流體進、出口接管應盡量靠近兩端管板.而管箱進、出口接管應盡量靠近管箱法蘭.可縮短管箱殼體長度.減輕設(shè)備重量。然而.為了確保設(shè)備的制造、安裝.管口距管板或管箱法蘭的距離也不能靠得太近.它受到最小位置的限制。圖3-9殼程接管位置3.8.1殼程接管位置殼程接管位置的最小尺寸.見圖3-5.可按下式進行計算：帶補強圈接管mm不帶補強圈接管mm以上兩式中取C≥4S（S為管箱殼體厚度.mm）.且≥30mm。我們采用的是不加補強圈接管.因此我們用的公式是mm。殼程接管DN=74mm,。殼程接管位置.其最小尺寸為：mm取。3.8.2管箱接管位置圖3-6[8]管箱接管位置管箱接管位置的最小尺寸.見圖3-6.可按下式進行計算：帶補強圈接管mm不帶補強圈接管mm以上兩式中取C≥4S（S為管箱殼體厚度.mm）.且≥30mm。以上四式中b.hf——管板厚度.mm；L1/L2——殼程/管箱接管位置最小尺寸.mm；C——補強圈外緣（無補強圈時.為管外壁）至管板（或法蘭）與殼體連接焊縫之間的距離.mm；DH——補強圈外圓直徑.mm；dH——接管外徑.mm。通過計算我們選用的不用加補強圈故我們的公式選用。管箱接管DN=128mm.。管箱接管位置.其最小尺寸為：mm。取。3.8.3接管最小高度表3-4[8]PN<4.0MPa的接管外伸長度δD0~5051~7576~100101~125126~150151~175176~20080150150200200250250300150200200200200250250300由于是冷卻器.不需要設(shè)立保溫層故δ=0mm。因此殼程接管外伸長度為150mm.管程接管外伸長度為200mm。3.9防沖板設(shè)計為了避免殼程物料進口處.流體對換熱管表面的直接沖刷.應在殼程物料進口管處設(shè)立防沖板。其設(shè)立條件為：對于氣體和蒸汽（涉及飽和蒸汽或者氣液混合物料）應設(shè)立防沖板。對于液體物料.當其ρv2值超出下列數(shù)值時.應設(shè)立防沖板：（1）非腐蝕.非磨損性的單相液體.其ρv2>2230kg/m·s2；（2）其它多個液體.其ρv2>740kg/m·s2。防沖板的形式防沖板的形式.推薦下列四種喇叭管.D≤273mm的換熱器。圖中a15=15mm.a2≈d4.d4≈2di.σ=6mm。防沖板焊在殼體上.用于D≥325mm左、右缺邊折流板和D≤600mm上、下缺邊折流板的換熱器。防沖板焊在定距管上.用于D≥700mm上、下缺邊折流板的換熱器。防沖板焊在定距管上.用于D≤1200mm上、下缺邊折流板的換熱器。防沖板選矩形防沖板.其與殼體內(nèi)壁的高度為H1=（1/4~1/3）接管外徑.取H1=25mm；防沖板邊長L不不大于接管外徑20mm.取為120mm；厚度取B=4.5mm；選材為A3F。圖3-11防沖板安裝形式3.10接管法蘭的選用查HG20602-97中表PN1.6MPa.選用接管法蘭為不銹鋼襯里法蘭.選用各管口公稱直徑.查得各法蘭的尺寸。根據(jù)原則中規(guī)定.法蘭的密封面均采用MFM（凹凸面密封）。將查得的各參數(shù)整頓見表。選材16Mn鍛。表3-6凸面平焊鋼制管法蘭

PN

1.6MPa(16bar)

單位：mm公稱通徑DN80125連接尺寸法蘭外徑D200250螺孔分布直徑K160210螺孔直徑L1818螺孔數(shù)量n88螺紋ThM16M16法蘭厚度C2022密封面尺寸d132184d175110X120175W106155f244.5襯里厚度凸面t32t122凸面榫度t1010理論重量kg7.3410.84圖3-13接管法蘭3.11墊片查BSEN1514-1-1997-中文版-法蘭及其連接件—法蘭用墊片尺寸(米制).根據(jù)設(shè)計壓力.選用的法蘭構(gòu)造和尺寸.選擇各管口的密封墊片見（圖3-14）.各墊片的尺寸見表3-7。墊片類型以下：FF型墊片.合用于A型（平面）或B型（凸面）法蘭密封面IBC型墊片.合用于A型（平面）或B型（凸面）法蘭密封面TG型墊片.合用于C/D型（榫或槽）法蘭密封面SR型墊片.合用于E/F型（凸或凹）法蘭密封面圖3-14（2）使用IBC型墊片的B型法蘭密封面表3-7墊片尺寸表（BSEN1514-1-1997）管口名稱公稱直徑/mm內(nèi)徑D1/mm外徑D2/mm厚度材料管程進料口1251411821.5mmA3管程出料口125141182殼程進料口8089132殼程出料口8089132容器法蘭墊片600610679注：填充材料為石棉橡膠板。3.12螺柱（螺栓）查HG/T20592-.得螺柱的長度和平墊圈尺寸見表3-8。表3-8螺栓及墊片尺寸HG/T20592-單位：mm法蘭/DN螺栓規(guī)格（直徑×長度）每千個螺栓重量（帶螺母）kg數(shù)量材料平墊圈規(guī)格內(nèi)徑d1外徑d2公稱厚度h殼程進口法蘭/75M16×701388A317303殼程出口法蘭/75M16×70138817303管程進口法蘭/125M16×70138817303管程出口法蘭/125M16×70138817303容器法蘭/600M20×12035940213733.13鞍座3.13.1鞍座選用設(shè)備上的支座是支撐設(shè)備質(zhì)量和固定設(shè)備位置用的一種不可缺少的部件.支座的構(gòu)造形式和尺寸往往決定于設(shè)備的形式、載荷狀況及構(gòu)造材料。由于本次設(shè)計的換熱器為臥式設(shè)備.因此本次設(shè)計選用鞍式支座?，F(xiàn)在慣用的鞍式支座原則為JB/T4712-[13]。鞍式支座材料普通為Q235B.加強墊板的材料則應與筒體一致。按照JB/T4712-92原則.選擇鞍座的型號為：DN600、120°包角BI重型帶墊板鞍式支座；選材為16Mn。具體尺寸見表3-9。JB/T4712-92公稱直徑mmDN600腹板mm8墊板mm200636底板mm550筋板mm120螺栓間距mm4001508鞍座質(zhì)量（帶墊片）Kg2410墊板mm弧長710每增加100mm高度增加的質(zhì)量Kg5允許載荷Q/KN165鞍座高度h200墊片數(shù)量23.13.2鞍座的安裝位置鞍座的安裝構(gòu)造見圖3-10和3-11[13]；由于換熱管束長度L>3000mm.因此選用：LB=（0.5~0.7）L=；并且。需滿足殼程接管焊縫與支座焊縫間的距離規(guī)定.即：=105mm查表得,;式中：取.且。B為補強圈的外徑.S為筒體壁厚。鞍座安裝位置圖鞍式支座構(gòu)造圖第四章、強度校核4.1筒體壁厚計算由工藝設(shè)計給定設(shè)計溫度150℃,設(shè)計壓力1.6MPa,選16MnR鋼板卷制.材料150℃時.6～16mm時的[16]許用應力為.取焊縫系數(shù)Φ=0.7.腐蝕裕度C2=1.5mm.則：計算厚設(shè)計厚度 取C1=0.675mm名義厚度.經(jīng)查閱文獻.??；有效厚度水壓實驗壓力所選材料的屈服應力 水壓實驗應力校核由于故水壓強度滿足規(guī)定。4.2前端管箱短節(jié)和封頭厚度的計算由工藝設(shè)計給定設(shè)計參數(shù)為：設(shè)計溫度150℃.設(shè)計壓力1.60MPa,選用碳鋼-20鋼板.材料許用應力[]=130MPa,屈服強度.取焊縫系數(shù)0.70.腐蝕裕度。計算厚度設(shè)計厚度 名義厚度 結(jié)合考慮 開孔補強及構(gòu)造需要取；有效厚度 壓力實驗在這種狀況下一定滿足。管箱封頭厚度與短節(jié)相似.取.封頭尺寸[17]見表4-1.構(gòu)造見圖4-1。表4-1封頭尺寸表公稱直徑DN（mm）曲面高度（mm）直邊高度（mm）碳鋼厚度δ（mm）內(nèi)表面積A容積V6001504080．4640．0396圖4-1原則橢圓形封頭構(gòu)造簡圖4.3后端管箱短節(jié)和封頭厚度的計算由工藝設(shè)計給定設(shè)計參數(shù)為：設(shè)計溫度150℃.設(shè)計壓力1.60MPa,選用碳鋼-20鋼板.材料許用應力[]=170MPa,屈服強度.取焊縫系數(shù)0.70.腐蝕裕度。后端管箱內(nèi)徑為.其它條件、參數(shù)同筒體。短節(jié)計算壁厚短節(jié)設(shè)計壁厚短節(jié)名義壁厚有效厚度 水壓實驗應力校核由于故水壓強度滿足規(guī)定。管箱封頭也選用原則橢圓封頭：封頭計算壁厚：封頭名義壁厚：.取名義壁厚與短節(jié)等厚.封頭尺寸見表4-2.封頭構(gòu)造見圖4-2。表4-2封頭尺寸表公稱直徑DN（mm）曲面高度（mm）直邊高度（mm）碳鋼厚度δ（mm）內(nèi)表面積A容積V6001502580．4360.0352圖4-2原則橢圓形封頭構(gòu)造簡圖4.4固定管板強度計算固定管板厚度設(shè)計采用BS法。假定管板厚度b=54總換熱管數(shù)量n=196一根管壁金屬的橫截面積為：開孔強度削弱系數(shù)（四程）兩管板間換熱管有效長度（除掉兩管板厚）L取5892；計算系數(shù)K：故K=2.50；按管板簡支考慮.依K值查圖得G1=0.70.G2=1.65.G3=0.052筒體內(nèi)徑截面積管板上管孔所占的總截面積：系數(shù)系數(shù)管板選材為16Mn鍛。換熱管選材為20號碳鋼.在20－300℃范疇.膨脹系數(shù)大概為13.09。系數(shù)筒體殼壁的橫截面積:20號碳鋼彈性模量E=206Gpa系數(shù)殼程壓力.管程壓力當量壓差最大壓差管板最大應力： 管子最大應力：或管板和管子的強度校核管板計算厚度滿足強度規(guī)定?？紤]管板雙面腐蝕取C2=3mm.隔板槽深取4mm.實際管板厚為46mm。4.5管箱短節(jié)開孔補強校核開孔補強采用等面積補強法.由工藝設(shè)計給定的接管尺寸為考慮實際狀況選20號碳鋼鋼管[]=130MPa,,C2=1.5mm。接管計算壁厚接管有效壁厚開孔直徑 接管有效補強寬度B=2d=2132.8=265.6mm接管外側(cè)有效補強高度 需要補強面積能夠作為補強的面積為該接管補強的強度足夠.不需要另設(shè)補強構(gòu)造。4.6殼體接管開孔補強校核選用20號碳鋼管.鋼管許用應力。接管計算壁厚接管有效壁厚開孔直徑接管有效補強寬度接管外側(cè)有效補強高度需要補強面積能夠作為補強的面積為（4-30）(4-31)(4-32)故該開孔補強的強度足夠.不需另行補強。第五章、制造安裝清洗與維修5.1換熱器的制造5.1.1筒體換熱器筒體的圓度規(guī)定較高.必須確保殼體與折流板之間有適宜的間隙。如太大就要影響換熱效果.太小就要增加裝配的難度。切割好的鋼板應根據(jù)鋼板厚度、操作壓力高低選定破口形式進行邊沿加工。用鋼板卷制時.內(nèi)直徑允許偏差可通過外圓周長加以控制.其外周長允許上偏差10mm；下偏差為0。5.1.2封頭和管箱封頭和管箱的厚度普通不不大于殼體的厚度。分程隔板兩側(cè)全長均應焊接.并應含有全焊透的焊縫。由于焊接應力較大.故管箱和封頭法蘭等焊接后.須進行消除應力的熱解決.最后進行機械加工。5.1.3換熱管直管一律采用整根管子而不允許有接縫。管子應當進行校直.管子兩端須用磨管機去除氧化皮、鐵銹、及污垢等雜質(zhì)直至露出金屬光澤。除銹長度不不大于兩倍管板厚度。當管子與管板的連接采用脹接工藝時.管端硬度應低于管板硬度。同一根換熱管的對接焊縫.直管不得超出一條；U型管不得超出二條；最短管長不應不大于300mm；涉及最少50mm直管段范疇內(nèi)不得有拼接焊縫。管端破口應采用機械辦法加工.焊前應清洗干凈。換熱管組裝規(guī)定兩管板互相平行.允許誤差不得不不大于1mm.兩管板間長度誤差為±2mm；管子與管板應垂直；拉感應牢固固定；定距管兩端面要整潔；穿管時管子頭不能用鐵器直接敲打。5.1.4折流板由于折流板很薄.鉆孔時鉆頭的推力使管板中心變形.故可將下料或圓整的折流板去掉毛刺并校平.重疊、壓緊后沿周邊點焊、然后一起鉆孔。為了確保順利穿管.必須是折流板的管孔與管板中心在同始終線上.能夠?qū)⒐馨瀹斪縻@模放在折流板上.壓緊后進行引孔.即以管板危機出現(xiàn)在折流板上鉆出和管板孔距一致的定位孔.然后取下管板.將折流板壓緊.并換上適宜的鉆頭。5.1.5管板管板由低合金鋼鍛件Q345（16Mn）制成.加工前表面不平度不得不不大于2mm.如超出此值.應先進行校平.然后進行加工。拼接管板的對接接頭應進行100%射線或超聲檢測.按JB4730-94進行表面檢測.檢測成果不低于Ⅲ級.或超聲檢測中的Ⅰ級為合格[20]。換熱管與管板的連接：兩者采用焊接的形式連接.連接部位的換熱管和管板孔表面.應清理干凈.不得有毛刺、鐵屑、銹斑、油污等。焊渣及凸出于換熱器內(nèi)壁的焊瘤均應去除。管板與換熱管焊接時.管孔表面粗糙度Ra值≤25μm。5.1.6根據(jù)換熱器的構(gòu)造形式.應在換熱器的兩端留有足夠的空間來滿足操作、清洗、維修的需要.固定管板式換熱器的兩端應留出足夠的空間方便能抽出和更換管子。5.2換熱器的安裝5.2.1安裝安裝位置：根據(jù)該換熱器的構(gòu)造形式.在換熱器的兩端留有足夠的空間來滿足拆裝、維修的需要。安裝換熱器的基礎(chǔ)：必須足以使換熱器不發(fā)生下沉.或使管道把過大的變形傳到換熱器的接管上。5.2.2地腳螺栓和墊鐵（1）活動支座的地腳螺栓應裝有兩個緊鎖的螺母.螺母與底板間應留有1～3mm的間隙。（2）地腳螺栓兩側(cè)都有墊鐵.但不得與下面的平墊鐵或滑板焊死。（3）墊鐵的安裝不應妨礙換熱器的熱膨脹。5.3換熱器的焊接5.3.1殼體焊接工藝焊接殼體時.應先焊筒節(jié)縱縫.焊好后校圓.再組裝焊接環(huán)縫。要注意的是必須先焊縱縫后焊環(huán)縫.由于若先將環(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.其成果會引發(fā)過大的應力.甚至產(chǎn)生裂紋[21]。每條焊縫的焊接次序是先焊筒體里面.焊完后從外面用碳弧氣刨清理焊根.將容易產(chǎn)生裂紋和氣孔的第一層焊縫基本刨掉.經(jīng)磁粉或著色探傷確信沒有缺點存在后再焊外側(cè)。殼體的材料為20號碳鋼.其可焊性較好。焊前不需要進行預熱.采用埋弧自動焊.開V型坡口.采用H08Mn2焊絲和HJ431焊劑.焊完后需將其加熱到600～650℃.要進行焊后熱解決以消除殘存應力.并且也可軟化淬硬部位.提高韌性。5.3.2換熱管與管板的焊接工藝換熱管與管板的焊接普通采用手工電弧焊.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。管子的材料為10號鋼.而管板的材料為鍛件16Mn.兩者的焊接性能都較好.由于管板厚度較大.此時應進行焊前預熱.預熱溫度為100～200℃.選用焊條J506.焊后熱解決溫度為600～650℃.以消除殘存應力。管子與管板焊接最重要的問題是焊接缺點.缺點普通為氣孔或裂紋。它們直接關(guān)系到工程的質(zhì)量。產(chǎn)憤怒孔的重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。因此在焊接前.要特別注意焊接部位的脫脂和除銹。另一種可能產(chǎn)生的缺點是裂紋.如果接頭的化學成分控制不當.熱影響區(qū)過分硬化.結(jié)點處有油污及管子與管板孔配合間隙過大等.都易在焊縫處引發(fā)裂紋。5.3.3法蘭與筒體的焊接工藝法蘭與筒體的焊接屬于C類接頭。法蘭的材料為鍛件20MnMoⅡ.筒體的材料為20號碳鋼.兩者都含有良好的綜合機械性能和焊接性能.此時能夠采用埋弧自動焊.焊絲為H10MnSiA.焊劑為HJ250.焊后需要進行消除應力熱解決.需要將熱解決溫度控制在550～650℃。5.4換熱器結(jié)垢的清洗5.4.1、清洗劑的選擇清洗劑的選擇.現(xiàn)在采用的是酸洗.它涉及有機酸和無機酸。有機酸重要有：草酸、甲酸等。無機酸重要有：鹽酸、硝酸等。根據(jù)換熱器結(jié)垢和工藝、材質(zhì)和水垢成分分析得出：1)換熱器流通面積小.內(nèi)部構(gòu)造復雜.清洗液若產(chǎn)生沉淀不易排放。2)換熱器材質(zhì)為鎳鈦合金.使用鹽酸為清洗液．容易對板片產(chǎn)生強腐蝕.縮短換熱器的使用壽命。通過重復實驗發(fā)現(xiàn).選擇甲酸作為清洗液效果最佳。在甲酸清洗液中加入緩沖劑和表面活性劑.清洗效果更加好.并可減少清洗液對板片的腐蝕。通過對水垢樣本的化學實驗研究表明.甲酸能夠有效地去除水垢。通過酸液浸泡實驗.發(fā)現(xiàn)甲酸能有效地去除附在板片上的水垢.同時它對換熱器板片的腐蝕作用也很小。5.4.2、去除水垢的基本原理（1)溶解作用：酸溶液容易與鈣、鎂、碳酸鹽水垢發(fā)生反映.生成易溶化合物.使水垢溶解。2)剝離作用：酸溶液能溶解金屬表面的氧化物．破壞與水垢的結(jié)合。從而使附著在金屬氧化物表面的水垢剝離。并脫落下來。3)氣掀作用：酸溶液與鈣、鎂、碳酸鹽水垢發(fā)生反映后.產(chǎn)生大量的二氧化碳。二氧化碳氣體在溢出過程中。對于難溶或溶解較慢的水垢層.含有一定的掀動力.使水垢從換熱器受熱表面脫落下來。4)疏松作用：對于含有硅酸鹽和硫酸鹽混合水垢.由于鈣、鎂、碳酸鹽和鐵的氧化物在酸溶液中溶解.殘留的水垢會變得疏松.很容易被流動的酸溶液沖刷下來。5.4.3、清洗水垢的工藝規(guī)定（1)酸洗溫度：提高酸洗溫度有助于提高除垢效果．如果溫度過高就會加劇酸洗液對換熱器板片的腐蝕.通過重復實驗發(fā)現(xiàn).酸洗溫度控制在60~E為宜。2)酸洗液濃度：根據(jù)重復實驗得出.酸洗液應按甲酸81.0％、水17.0％、緩沖劑1.2％、表面活性劑0．8％的濃度配制.清洗效果極佳。3)酸洗辦法及時間：酸洗辦法應以靜態(tài)浸泡和動態(tài)循環(huán)相結(jié)合的辦法進行。酸洗時間為先靜態(tài)浸泡2h.然后動態(tài)循環(huán)3～4h。在酸洗過程中應經(jīng)常取樣化驗酸洗濃度.當相鄰兩次化驗濃度差值低于0．2％時.即可認為酸洗反映結(jié)束。4)鈍化解決：酸洗結(jié)束后.板式換熱器表面的水垢和金屬氧化物絕大部分被溶解脫落.暴露出嶄新的金屬.極易腐蝕.因此在酸洗后.對換熱器板片進行鈍化解決。5.4.4、清洗水垢的具體環(huán)節(jié)1)沖冼：酸洗前.先對換熱器進行開式?jīng)_洗.使換熱器內(nèi)部沒有泥、垢等雜質(zhì).這樣既能提高酸洗的效果.也可減少酸洗的耗酸量。2)將清洗液倒人清洗設(shè)備.然后再注入換熱器中。3)酸洗：將注滿酸溶液的換熱器靜態(tài)浸泡2h。然后持續(xù)動態(tài)循環(huán)3～4h。其間每隔0.5h進行正反交替清洗。酸洗結(jié)束后.若酸液pH值不不大于2.酸液可重復使用.否則.應將酸洗液稀釋中和后排掉。4)堿洗：酸洗結(jié)束后.用NaOH.Na.PO.軟化水按一定的比例配制好.運用動態(tài)循環(huán)的方式對換熱器進行堿洗.達成酸堿中和.使換熱器板片不再腐蝕。5)水洗：堿洗結(jié)束后.用清潔的軟化水．重復對換熱器進行沖洗0.5h.將換熱器內(nèi)的殘渣徹底沖洗干凈。6)統(tǒng)計：清洗過程中.應嚴格統(tǒng)計各環(huán)節(jié)的時間.以檢查清洗效果?？傊?清洗結(jié)束后.要對換熱器進行打壓實驗。合格后方可使用。5.4.5避免板式換熱器結(jié)垢的方法(1)運行中嚴把水質(zhì)關(guān).必須對系統(tǒng)中的水和軟化罐中的軟化水進行嚴格的水質(zhì)化驗.合格后才干注人管網(wǎng)中。2)新的系統(tǒng)投運時.應將換熱器與系統(tǒng)分開.進行一段時間的循環(huán)后.再將換熱器并人系統(tǒng)中．以避免管網(wǎng)中雜質(zhì)進入換熱器。3)在整個系統(tǒng)中.除污器和過濾器應當進行不定時的清理外.還應當保持管網(wǎng)中的清潔.以避免換熱器堵塞。嚴格按照板式換熱器的清洗方式進行清洗.是生產(chǎn)正常運行的重要確保5.5試車5.5.1.試車前應查閱圖紙有無特殊規(guī)定和闡明.銘牌有無特殊標志.如管板與否按壓差設(shè)計.對試壓、試車程序有無特殊規(guī)定等[23]；5.5.2.試車前應清洗整個系統(tǒng).并在入口接管處設(shè)立過濾網(wǎng)；5.5.3.系統(tǒng)中如無旁路.試車前應增設(shè)臨時旁路；5.5.4.啟動放氣口.使流體充滿設(shè)備；5.5.5.當介質(zhì)為蒸汽時.開車前應排空殘液.以免形成水擊；有腐蝕性的介質(zhì).停車后應將殘存介質(zhì)排凈；5.5.6.開車或停車過程中.應緩慢升溫和降溫.避免造成壓差過大和熱沖擊。5.5.7換熱器就位后需用水平儀對換熱器找平5.6換熱器的修理5.6.1殼體殼體的檢修與質(zhì)量原則.屬于壓力容器范疇的按原化學工業(yè)部頒發(fā)的《壓力容器維護檢修規(guī)程》(HG25001－91)有關(guān)規(guī)定執(zhí)行；非壓力容器也可參考執(zhí)行。5.6.2換熱管的維修1.換熱器脹管由于溫度、壓力的波動以及溫差變形的不均勻性造成管子從管板中拉脫、松動而使介質(zhì)泄漏.可采用補脹來消除泄漏.脹管率為6％左右。同一部位如補脹最多三次.否則會使管板孔處材料冷作硬化而脹不緊。對補脹無效的換熱器管.能夠用管堵將管子兩端封死.也能夠更換換熱管或者采用焊接辦法。若采用焊接.應在焊接后對周邊的管子再補脹一次.以免由于焊接后管板的熱脹冷縮而引發(fā)四周其它管子的脹縫松動泄漏。2.換熱器由于腐蝕、磨蝕、沖蝕、沉積腐蝕等因素.使管子產(chǎn)生裂縫、穿孔而泄漏.這時無法修復。普通解決的辦法有兩種：一是堵管.二是更換新管。在泄漏管子數(shù)量不多時.能夠用管堵將管子兩端封死。如管程壓力較高時.能夠堵緊后再焊死。3. 管堵應符合以下條件：A管堵為圓錐形.長度為管內(nèi)徑的兩倍.小端直徑為管內(nèi)徑的0.85倍.錐度為1:10。B管堵金屬材料的硬度.應低于或等于管子的硬度。C 堵管的總數(shù).普通不得超出換熱器管束該管程的10％(根據(jù)本廠工藝和生產(chǎn)狀況可適宜增減)。4. 換熱器管板處泄漏或換熱器本身大量泄漏而無法修復時.應進行換管。換管的環(huán)節(jié)以下：A換熱管的取出將泄漏的管子做出標記.在鉆床上將兩端管板處的管端部分鉆掉,然后沖出管子。如更換全部列管.可用氣焊將管束割去.氣割時應距離管板100mm以上.以減少氣割火焰對管板加熱而產(chǎn)生變形；然后沖出管子。B管板孔的清理、修磨和檢查 首先將槽內(nèi)的管圈挑出.然后用鐵刷或細砂布去除管板孔內(nèi)的油污或鐵銹.也能夠用磨孔機磨孔。管板上管孔直徑最大允許偏差如表1。表1管板上管孔直徑最大允許偏差管子外徑192532384557管孔直徑19.425.432.538.545.557.7最大偏差0.200.240.300.300.400.40運用舊管板最大孔徑19.6025.6432.8038.8045.9058.10管板清理及修磨后必須檢查：管孔內(nèi)不得有穿通的縱向或螺旋形的刀痕；管孔的軸線應垂直于管板平面；管板的密封槽或法蘭面應光滑無傷痕.管板的管孔直徑偏差、圓度及圓柱度都應在允許范疇內(nèi)。管板孔內(nèi)不得有油污、鐵銹、刀痕.管板的密封槽或法蘭面應光滑無傷痕。C換熱器管應符合下列規(guī)定脹接管材的硬度應比管板材料硬度小HB30左右.否則在管端進行退火解決。換熱管應為YB231－70《無縫鋼管》和YB804－70《不銹、耐酸鋼無縫鋼管》中高精度冷拔管；其質(zhì)量應符合GB151《鋼制管殼式換熱器》。管子脹接部分不應有縱向刻痕.但允許有深度不超出0.1mm的環(huán)向溝槽。普通狀況下較長的換熱管直管.允許有一道對接焊縫.最短的管長不不大于300mm；U形管允許有兩道對接焊縫.兩道焊口之間的距離不不大于300mm。對接接頭應作焊接工藝評定.對接焊縫應平滑.對口錯邊量不不不大于管壁厚度的15％.對接后的不直度以不影響穿管為限.并逐根用直徑為0.85倍管內(nèi)徑的鋼球進行通球?qū)嶒灪退畨簩嶒?水壓實驗的實驗壓力為管程設(shè)計壓力的兩倍。U形管彎管段的圓度偏差.應不不不大于管子名義外徑的10％；不適宜熱彎的碳鋼、低合金鋼管彎制后應作去除應力熱解決。D穿管的準備① 切管.管子的長度偏差為±2mm。切管時應考慮管子的長度要比兩管板外端面之間的設(shè)計距離長某些.脹接管長出6～8mm.焊接管長出2倍的管子壁厚。② 退火.當管子的硬度達不到規(guī)定時.應采用退火來確?？伤苄?。將管端加熱到600～650℃,保溫10～15分鐘,用石棉布包好或插入溫熱而干燥的砂子中。退火長度單管板換熱器為150～200mm.雙管板的換熱管為350～400mm。③ 磨管.管子兩端要磨光,去掉鐵銹等污物,露出金屬光澤,其長度為普通不不大于管板厚度的二倍(或120～150mm)；內(nèi)壁也要進行適宜的清理、打磨。E管束的組裝部分管子更換時.可將準備好的管子逐個穿進管孔.并在兩端留出適宜的長度.脹接管要留出3～4mm,焊接管留出一種管壁厚度。管束全部更換時.應將兩端管板分別夾在胎具上.確保同心度、垂直度、平行度和板間的距離：管板的平行度誤差不大于±1mm.兩端距離誤差不大于±2mm；然后.將拉桿、定距離板、支持板、折流板等按規(guī)定固定好.并校對各部分尺寸和折流方向、同心度等與否合乎規(guī)定；最后逐根插入換熱管。穿管時嚴禁用鐵錘直接打入.全部管子穿好后.可根據(jù)圖紙規(guī)定進行脹管、焊接或脹焊并用。F脹管工作原理：工作時.脹桿作旋轉(zhuǎn)運動.滾子在正向旋轉(zhuǎn)的脹桿推動下.由于PY力的作用使?jié)L子邁進；又因PX力的作用.使?jié)L子在邁進的同時.擠推與其接觸的周邊金屬壓向管板孔內(nèi)壁；隨著脹桿的繼續(xù)旋轉(zhuǎn)工作.致使管壁塑性變形.使與其相配的管板內(nèi)孔發(fā)生彈性變形；當脹管器對管口及管板管孔的擠壓力達成一定值時.管板內(nèi)孔依靠彈性變形.緊緊地固住已經(jīng)發(fā)生塑性變形的管頭.達成脹管的目的。G 脹接.脹接前必須檢查管板、管端的材質(zhì)、尺寸、機械性能、凈化解決等與否符合規(guī)定。脹管時.氣溫不要低于－10℃.脹管次序普通從中心擴展到周邊對稱交叉進行.脹接后的管子擴大部分或過渡部分應光滑.無裂縫和溝槽.脹接處應嚴密不漏；若發(fā)現(xiàn)脹接質(zhì)量不符合圖紙規(guī)定時.能夠重脹.重脹次數(shù)不超出三次。為了確保脹管質(zhì)量應選擇適宜的脹管率.普通中、低壓換熱器的脹管率hs＝6～7％.壓力較高的脹管率hd＝1～1.5％或hs＝1～1.5％。其中：hs=hd=式中hs：管子內(nèi)徑的脹大值對管壁厚度S的相對百分率；hd：管子內(nèi)徑的脹大值對管板孔內(nèi)徑D的相對百分率；d0：脹緊前管子的內(nèi)徑mmd1：脹緊后管子的內(nèi)徑mme：脹緊前管子與管孔的間隙mm管板孔徑與管子外徑的間隙e應在表2范疇內(nèi)。表2管板孔徑與管子外徑的間隙e管子外徑mm19252857間隙e最大值mm0.500.500.801.10間隙e最小值mm0.300.300.350.55脹管的操作工藝① 對操作者的規(guī)定：操作者首先應掌握有關(guān)脹接技術(shù)的基本知識.理解脹管的全套過程及規(guī)定等.操作者能純熟操作并且含有一定經(jīng)驗.能通過觀察、分析能判斷脹接質(zhì)量。② 試脹：如進行大量的脹管.為確保脹接質(zhì)量和脹管的一次成功.應進行試脹。試脹時的一切條件.涉及管子與管板的材質(zhì)、機械性能、尺寸、脹管工具、周邊環(huán)境及操作者均應現(xiàn)實際工作一致。在試脹中精密地測量脹管前后管子與管板孔的直徑.以擬定脹管率;脹完后進行密封實驗、拉脫實驗；并以此鑒定脹管質(zhì)量和擬定大批脹管的操作工藝。③ 脹管前的準備及檢查：除管板、管子的材質(zhì)、尺寸、外觀與機械性能必須符合規(guī)定規(guī)定外.還應選擇適宜的脹管器；脹前脹管器的脹桿和滾柱及管頭內(nèi)表面涂以潤滑油.但不得將油脂落在管子與管孔的間隙內(nèi)。④ 緊固：在脹管時.并管子的一端固定后另一端便可開始脹接.但一根管子的兩端不能同時脹接。當管子脹到與管孔壁完全貼合.固定脹管器不能推動.緊固脹管的環(huán)節(jié)完畢；之后用翻邊脹管器進行脹緊與翻邊。⑤ 脹接次序：由于脹接時管子伸長對管板產(chǎn)生一種反力.如脹接次序不合理.管板則可能產(chǎn)生變形。對的的脹接次序有兩種：一種是一端管板脹完.另一端管板的脹序應當從中央第一區(qū)開始脹.然后放射形地向第2、3、4……區(qū)次序脹下去。另一種是在脹第二端管板時.為減少管子殘存縱向應力.應當