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1、 2014 屆畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 F170 填料函式廢熱鍋爐機(jī)械設(shè)計(jì) 院、 部： 機(jī)械工程學(xué)院 學(xué)生姓名： # 指導(dǎo)教師： # 職稱 副教授 專 業(yè)： 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化 班 級(jí)： # 完成時(shí)間： 2014.5 I摘 要本課題研究的目的主要是針對(duì)給定的填料函式換熱器設(shè)計(jì)要求，通過查閱資料、分析設(shè)計(jì)條件，根據(jù)一些基本計(jì)算來確定填料函式換熱器的結(jié)構(gòu)。通過分析填料函式換熱器的設(shè)計(jì)條件，確定設(shè)計(jì)步驟。對(duì)填料函式換熱器筒體、封頭、管板等部件的材料選擇、壁厚計(jì)算和強(qiáng)度校核。對(duì)填料函式換熱器前端管箱、后端管箱、傳熱管和管板等結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)，對(duì)換熱器進(jìn)行開孔補(bǔ)強(qiáng)校核。繪制符合設(shè)計(jì)要求的填料函式換熱器的圖紙，給出

2、相關(guān)的技術(shù)要求.在填料函式換熱器的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過程中，要參考相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行設(shè)計(jì)，比如GB150、GB151 等，使設(shè)計(jì)能夠符合相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。同時(shí)要使設(shè)計(jì)的結(jié)構(gòu)滿足生產(chǎn)的需要，達(dá)到安全生產(chǎn)的要求。關(guān)鍵詞：換熱器；填料函式；設(shè)計(jì)；強(qiáng)度 IIABSTRACTThe purpose of this research project is for a given fixed tube Stuffing box heat exchanger design requirements, through access to information, analysis and design conditions, bas

3、ed on some basic calculations to determine the fixed tube Stuffing box heat exchanger structure.By analyzing the fixed tube sheet Stuffing box heat exchanger design conditions, determine the design steps. On the fixed tube Stuffing box heat exchanger cylinder, head, tube sheet and other components o

4、f the material selection, calculation and strength check of wall thickness. Fixed tube Stuffing box heat exchanger of the front tube box, back-end tube box, heat transfer tube and tube sheet structure of the design, Stuffing box heat exchanger check opening reinforcement. Drawing with the design req

5、uirements of the fixed tube sheet Stuffing box heat exchanger drawings, given the relevant technical requirementsFixed tube sheet Stuffing box heat exchanger in the structural design process, to refer to the relevant standards for the design, such as GB150, GB151, so that the design will satisfy the

6、 relevant criteria. At the same time make the design of the structure to meet production needs, to safety requirements.Key words Stuffing box heat exchanger; fixed tube sheet; design; strengthIII目目 錄錄摘 要 I符號(hào)說明11.緒論21.1 概念及其意義21.2 換熱器的特點(diǎn)21.3 換熱器的種類21.4 填料函式換熱器21.5 設(shè)計(jì)任務(wù)、要求32.換熱器結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)42.1 換熱器的工藝條件42.2 初

7、選設(shè)備尺寸42.3 換熱管與管板的連接 52.4 管板與殼體的連接52.5 管板與管箱的連接63. 換熱器的材料選擇及零部件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)83.1 換熱管83.2 折流板83.3 拉桿、定距管103.4 防沖板113.5 接管113.6 管箱123.7 管板結(jié)構(gòu)尺寸133.8 封頭153.9 法蘭163.10 換熱器填料選取164. 換熱器的強(qiáng)度設(shè)計(jì)與校核174.1 殼體、管箱的壁厚計(jì)算174.2 管箱法蘭的強(qiáng)度校核184.3 換熱器管板厚度計(jì)算214.4 對(duì)管子與管板的連接拉脫力的校核計(jì)算26IV4.5 殼體開孔補(bǔ)強(qiáng)的計(jì)算274.6 換熱器鞍座的設(shè)計(jì)校核284.7 壓力試驗(yàn)325. 換熱器的制造、

8、檢驗(yàn)、安裝、使用和維修345.1 材料345.2 焊接345.3 換熱器的清洗345.4 換熱器的維護(hù)于檢修345.5 管殼式換熱器的防腐保護(hù)355.6 換熱器在使用中常見故障及處理35結(jié) 論36參考文獻(xiàn)37致 謝381符號(hào)說明符 號(hào)意 義單 位t許用應(yīng)力MPat計(jì)算應(yīng)力MPaC厚度附加量mmC1鋼材厚度偏差mmC2腐蝕裕量mmDi圓筒內(nèi)直徑mmPwt最大允許工作壓力MPaPc計(jì)算壓力MPaE材料的彈性模量Pa焊縫系數(shù)計(jì)算厚度mm d設(shè)計(jì)厚度mmn名義厚度mm e有效厚度mmm墊片系數(shù)mmye比壓力MPa A補(bǔ)強(qiáng)截面積mm2B補(bǔ)強(qiáng)有效寬度mmF壓力NK橢圓形封頭形狀系數(shù)M力矩N.mm21.緒論

9、1.1 概念及其意義換熱器是將熱流體的部分熱量傳遞給冷流體的設(shè)備，又稱熱交換器。在石油、化工、輕工、制藥、能源等工業(yè)生產(chǎn)中，常常需要把低溫流體加熱或者把高溫流體冷卻，把液體汽化成蒸汽或者把蒸汽冷凝成液體。這些過程均和熱量傳遞有著密切聯(lián)系，因而均可以通過換熱器來完成。1.2 換熱器的特點(diǎn)（1）傳熱效率高 （2）使用安全可靠（3）占地小，易維護(hù)（4）隨機(jī)應(yīng)變（5）有利于低溫?zé)嵩吹睦茫?）阻力損失少（7）冷卻水量?。?）在投資效率低1.3 換熱器的種類換熱器可分為以下六類：板式換熱器、管式換熱器、螺旋板式換熱器、空氣換熱器、容積式換熱器、管板式換熱器。1.4 填料函式換熱器1.4.1 填料函式換熱

10、器概述填料函式換熱器是一種耐高溫高壓，堅(jiān)固可靠耐用；制造應(yīng)用歷史悠久，制造工藝及操作維檢技術(shù)成熟的換熱器1.4.2 填料函式換熱器的特點(diǎn)由于采用填料函式密封結(jié)構(gòu)，使得管束在殼體軸向可以自由伸縮，不會(huì)產(chǎn)生殼壁與管壁熱變形差而引起的熱應(yīng)力。其結(jié)構(gòu)較浮頭式換熱器簡單，加工制造方便，節(jié)省材料，造價(jià)比較低廉，且管束從殼體內(nèi)可以抽出，管內(nèi)、管間都能進(jìn)行清洗，維修方便。3由于填料處容易泄露，填料函式換熱器一般適用于低壓工作條件，且不適用于有毒、易爆、易燃的介質(zhì)，使用溫度也受填料限制。故此現(xiàn)在已經(jīng)很少采用了。1.5 設(shè)計(jì)任務(wù)、要求對(duì) F170 填料函式廢熱鍋爐的機(jī)械設(shè)計(jì)。需完成的主要內(nèi)容如下：主體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、材

11、料選擇及零部件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、強(qiáng)度計(jì)算與校核、加工工藝、裝配程序、安全防腐等、繪制裝配圖及零部件圖。設(shè)計(jì)要求如下：首先需在互聯(lián)網(wǎng)、圖書館、工廠廣泛查閱相關(guān)科技資料、進(jìn)行結(jié)構(gòu)及材料選擇論證時(shí)，要求資料詳實(shí)，數(shù)據(jù)充分、進(jìn)行強(qiáng)度校核時(shí)，要求計(jì)算準(zhǔn)確，分析詳細(xì)，公式的字母含義應(yīng)標(biāo)明、查閱到 10 篇以上與題目相關(guān)的文獻(xiàn)，按要求格式獨(dú)立撰寫不少于 12000 字的設(shè)計(jì)說明書；寫出不少于 400 字的中文摘要；至少翻譯一篇本專業(yè)外文文獻(xiàn)（10000 個(gè)以上印刷符號(hào)），并附譯文、完成不少于 3 張零號(hào)圖紙的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)圖、裝配圖和零件圖，其中應(yīng)包含一張以上用計(jì)算機(jī)繪制的具有中等難度的 1 號(hào)圖紙，同時(shí)至少有折合 1

12、號(hào)圖幅以上的圖紙用手工繪制，并要求圖面整潔，視圖齊全，布局合理，線條、文字及尺寸標(biāo)注等均應(yīng)符合有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定。42.換熱器結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)根據(jù)任務(wù)書選取如下圖所示結(jié)構(gòu)：圖 1 換熱器總體結(jié)構(gòu)2.1 換熱器的工藝條件任務(wù)書給定工藝條件如下：管程介質(zhì)： 煙道氣 殼程介質(zhì)：水管程設(shè)計(jì)壓力：1.35Mpa 殼程設(shè)計(jì)壓力：1.25Mpa管程設(shè)計(jì)溫度：320 殼程設(shè)計(jì)溫度：90 腐蝕余量：殼程 3mm、管程 2mm 換熱面積：170m2 工作壓力：殼程 1MPa、管程 1.1MPa 2.2 初選設(shè)備尺寸2.2.1 選定結(jié)構(gòu)管 子：d0=0.025m換熱管長：L=4.5m選取單殼程雙管程的換熱器， 52.2.2 計(jì)算

13、傳熱管數(shù)量TN選取管長 L=4.5m的換熱管，NT為：2254815.4025.01700LdANpT符號(hào)意義：選定的管外徑 ：換熱面積。0dPAL ：選定管長 ：管總根數(shù) TN根據(jù)換熱器設(shè)計(jì)手冊(cè)表 1-2-7 取=588TN2.2.3 計(jì)算殼體大小 D選 t=1.25d0 （t 表示管心距）mmt312525. 1根據(jù)換熱器設(shè)計(jì)手冊(cè)表 1-6-16 t 距取 32 mm （nc表示中心排管數(shù)）275881.11.1TcNn根據(jù)設(shè)計(jì)需要單殼程雙管程結(jié)構(gòu)則; (D：殼程內(nèi)徑) mmdntDc8072532127323210取整得 DN800mm2.3換熱管與管板的連接按連接方式可以把其以下三種形

14、式：（1） 強(qiáng)度脹接：是指為了達(dá)到結(jié)構(gòu)的密封性及強(qiáng)度要求所進(jìn)行的脹接。（2） 強(qiáng)度焊：為了達(dá)到設(shè)計(jì)所需的密封性及強(qiáng)度要求的焊接。（3） 脹焊并用：顧名思義就是強(qiáng)度脹加密封焊或者是強(qiáng)度焊加貼脹。以上三種方式主要區(qū)別在于管口是否開槽、管子的伸出長度及焊接部分。2.4管板與殼體的連接管板與殼體的連接取決于換熱器的形式。固定管板換熱器其連接方式可采用焊接連接，至于填料函式、U 形管式和浮頭式換熱器都采用可拆連接。(1) 不可拆連接方式（如圖 2）固定管板換熱器管板直接焊接在殼體上面，并做法蘭用。因?yàn)槠浣Y(jié)構(gòu)不易焊透，因此適用于設(shè)計(jì)壓力不高的場合。焊接形式由角焊縫改為單面對(duì)焊，有利于提高焊縫的強(qiáng)度，但是此

15、結(jié)構(gòu)焊接時(shí)不容易調(diào)整。其使用壓力為 14MPa。6(2) 可拆連接方式填料函式、U 形管式和浮頭式換熱器的有一塊管板是剛性固定的，為了清洗管束的方便，所以將一塊管板作成可拆式的。也就是管板夾于法蘭和殼體之間。只要拆下管箱就可以把管板和管束從殼體中拿出來。圖 2 兼作法蘭的管板與殼體的連接結(jié)構(gòu)本設(shè)計(jì)采用有墊板的結(jié)構(gòu)。2.5 管板與管箱的連接管板與管箱德 連接方式多種多樣，當(dāng)外界的條件改變時(shí)（如：溫度、壓力、耐腐情況）其連接形式也隨著改變。法蘭的的形式也會(huì)跟著改變，所以要慎重認(rèn)真的選擇它們的連接結(jié)構(gòu)。本設(shè)計(jì)（填料函式換熱器）它們連接形式相對(duì)簡單，在保證密封的前提下可以按壓力、溫度來選擇法蘭。本設(shè)計(jì)

16、選下圖所示結(jié)構(gòu)7圖 3 管板與管箱的連接83. 換熱器的材料選擇及零部件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)3.1 換熱管3.1.1 換熱管的型式和尺寸換熱管有的采用光管，有的采用波紋管，有的采用螺紋管，還有翅片管的。如果沒有特殊要求并考慮到加工及價(jià)格方面，首選光管。本設(shè)計(jì)同樣采用光管。在國內(nèi)現(xiàn)今使用的列管式換熱器中僅僅只有 252mm 及 192mm 兩種可選的管子。在兼顧考慮了本設(shè)計(jì)的管程介質(zhì)、介質(zhì)流速及結(jié)垢的難易程度。選取252mm 尺寸的管子作為本設(shè)計(jì)的選型換熱管。3.1.2 換熱管的材料 換熱管的材料選取范圍很廣，主要有碳素鋼、低合金鋼、高合金鋼、奧氏體不銹鋼、鋁管及其合金等；本設(shè)計(jì)選用 0Cr18Ni9。3.

17、1.3 換熱管排列形式及管心距圖 4 管子的排列方式管子在管板上的排列有正三角形、正方形和同心圓排列三種方式，如上圖。正三角形排列對(duì)殼程介質(zhì)的流速有很大的加快作用并且排管也多。在殼程的清洗方面正方形排列有它獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)。而對(duì)于同心圓排列差不多只用于小直徑換熱器中本設(shè)計(jì)需要較高的傳熱系數(shù)采用正三角形排列。根據(jù)換熱器設(shè)計(jì)手冊(cè)表 1-2-14 選取管中心距 Sn=32mm。3.2 折流板折流、折流，也就是起到改變流體的流動(dòng)方向的板子。它不但能改變流體的方向提高傳熱系數(shù)還可以起到支承管子的作用。93.2.1 折流板的主要幾何參數(shù)本設(shè)計(jì)選取單弓形折流板，折流板缺口高度可用占圓筒直徑百分二十五來算。故缺口高

18、度。按經(jīng)驗(yàn)我們布置的折流板間距最小尺寸大于或者mmh20080025. 0等于圓筒直徑的五分之一。在有特殊要求或者說明的情況下也可取較小的間距。折流板的最大間距尺寸應(yīng)該保證換熱器在無支撐長度的尺寸小于或者等于換熱器設(shè)計(jì)手冊(cè)表 1-6-34 中的規(guī)定，而且不能大于換熱器的殼體直徑。 由上可以取折流板間距為 750mm計(jì)算本設(shè)計(jì)所需的折流板數(shù)量： NB=1=1=5折流板間距換熱管長75045003.2.2 折流板與殼體間隙從理論上來說我們希望折流板與殼體的間隙越小越好，這樣不但可以減少殼程流體介質(zhì)在間隙處泄漏量，還間接的提高了傳熱效率。但是考慮到實(shí)際的加工精度以及安裝的難易程度我們一般留 6mm

19、的間隙。對(duì)折流板外直徑計(jì)算：-mmDND7946 3.2.3 折流板厚度根據(jù)換熱器設(shè)計(jì)手冊(cè)可知公稱直徑和換熱管無支承跨距 L 對(duì)折流板厚度起到主要的影響，所以根據(jù)表可以選取 8mm。3.2.4 折流板的管孔從工藝方面考慮。最外排的管孔距折流板外邊緣的距離一般不小于 5mm。(1)折流板(支持板)應(yīng)平整，平面度公差為 3mm。(2)相鄰兩孔中心距離極限偏差為0.3mm，允許有4%相鄰兩孔中心距極限偏為0.5mm，任意兩管孔中心距極限偏差為1mm。 (3)鉆孔后應(yīng)除去管孔用邊的毛刺。注:本條適用于管子外徑38mm。當(dāng)管子外徑為 57mm 時(shí)上述的公差數(shù)值相應(yīng)改為0.50、0.70、1.20mm。3

20、.2.5 材料的選取10根據(jù)任務(wù)書中本換熱器的殼程設(shè)計(jì)壓力 P1.25MPa 和殼程設(shè)計(jì)溫度 90,以及GB150-1998 選 Q235-B 鋼板作為折流板的材料。Q235B 有一定的伸長率、強(qiáng)度，良好的韌性和鑄造性，易于沖壓和焊接，廣泛用于一般機(jī)械零件的制造。3.3 拉桿、定距管3.3.1 拉桿的結(jié)構(gòu)形式圖 5 拉桿的結(jié)構(gòu)形式國內(nèi)常用拉桿形式主要有兩種：拉桿定距管結(jié)構(gòu)：折流板的固定都是通過拉桿和定距管來實(shí)現(xiàn)的，對(duì)那些換熱管外徑不小于 19mm 的換熱器對(duì)此結(jié)構(gòu)很是熱衷。拉板與折流板點(diǎn)焊結(jié)構(gòu)：采用焊接的方式將拉桿與折流板焊接這一起起到固定的作用。此結(jié)構(gòu)適合管束外徑不超過 14mm 的換熱器。

21、此次設(shè)計(jì)管束外徑為 25mm，換熱器 DN 為 800mm，所以選擇拉桿定距管結(jié)構(gòu)。3.3.2 拉桿直徑、數(shù)量和尺寸根據(jù)化工設(shè)備設(shè)計(jì)全書換熱器表 8-13，選取拉桿 d12mm，數(shù)量為 8 根。3.3.3 拉桿的布置 拉桿應(yīng)分布在管束的外邊緣，有利于提高折流板的穩(wěn)定性。直徑大的換熱器在11中心區(qū)也要布置一定的拉桿。無論拉桿的多少，任何折流板的支承不能少于三。3.4 防沖板防沖板顧名思義就是為了防止入口介質(zhì)對(duì)接管表面的沖刷而安裝在介質(zhì)入口的一塊板子。主要起到減少震動(dòng)以及減少對(duì)換熱管的沖刷力。當(dāng)殼程入口的動(dòng)能或腐蝕性液體密度大于某一個(gè)值得時(shí)候應(yīng)該設(shè)置防沖板。防沖板的位置應(yīng)該設(shè)置在防沖板周邊的流通面

22、積為殼程進(jìn)口面積的 11.25 倍的范圍內(nèi)的地方最為合適。防沖板的形式主要有兩種：防沖板焊在殼體上和防沖板焊在定距管上。本設(shè)計(jì)采用防沖板焊接在殼體上的結(jié)構(gòu)。3.5 接管一般是焊接在換熱器殼體上，主要作用是把外部管道和換熱器連接在一起。是外部和換熱器本身的中間橋梁。 3.5.1 接管長度 接管外伸的長度按下式計(jì)算： (mm)151hhl符號(hào)意義：h 表示法蘭厚度，mm； h1表示螺母厚度，mm； 表示保溫層厚度，mm； 表示實(shí)際裝高度，mm。 l由上述可得:水進(jìn)口高度 =150mm；出口高度 =150mm；煙道氣進(jìn)口高度ll=150mm；出口高度 =150mm。ll3.5.2 殼程接管位置最小尺

23、寸 圖 6 殼程接管位置12管箱接管位置的最小尺寸如圖 6,可按下列公式計(jì)算:帶補(bǔ)強(qiáng)圈接管： L1DH /2+(b-4)+C mm不帶補(bǔ)強(qiáng)圈接管： L1dH/2+(b-4)+C mm式中取 C4S 且30mm。3.5.3 管箱接管位置最小尺寸 圖 7 管箱接管位置管箱接管位置最小尺寸見圖 7，按下式估算帶補(bǔ)強(qiáng)圈接管尺寸： L2DH/2+ hf+C mm無補(bǔ)強(qiáng)圈接管尺寸： L2dH/2+ hf+C mm式中： b管板厚度，mm； L1/L2殼程/管箱接管位置最小尺寸，mm； C補(bǔ)強(qiáng)圈外邊緣至管板與殼體連接焊縫之間的距離，mm；DH補(bǔ)強(qiáng)圈外圓直徑，mm。dH接管外徑，mm。取 C4S(S 為殼體厚

24、度，mm)且30mm由上可知：煙道氣出口接管 L2=150mm，其他三個(gè)接管高度都是 L2=250mm。3.5.4 排氣，排液管排氣，排液管主要的作用是排出換熱器本身產(chǎn)生的廢氣廢液，一些新型換熱器還可以對(duì)某些可以回收的加以回收利用。一般在換熱器極點(diǎn)設(shè)置排氣或者排液管。3.6 管箱管箱通過把換熱管里面的介質(zhì)匯集到一起并把它們送出換熱器。對(duì)于有隔板的13管箱還起到改變介質(zhì)流動(dòng)方向的作用。3.6.1 管箱結(jié)構(gòu)形式（1）平蓋管箱：在中低壓換熱器使用平蓋法蘭的條件是管程較臟，可不拆卸接管的條件下，只要拆除平蓋就可進(jìn)行管程通洗。但采用平蓋正如你說的多了兩個(gè)法蘭及兩個(gè)平蓋，材料耗費(fèi)大，成本高。圖 8 管箱結(jié)

25、構(gòu)形式（2）封頭管箱：封頭管箱型適用性很廣，不但可以用于單程更可以用于多程管箱。不僅僅擁有結(jié)構(gòu)簡單，容易制造，適合高壓環(huán)境等優(yōu)點(diǎn)，還可以省掉一塊造價(jià)高的盲板、法蘭和部分螺栓。在受力方面比平端蓋也要好很多，缺點(diǎn)是不利于清洗。本設(shè)計(jì)單殼程雙管程，故用封頭管箱。3.7 管板結(jié)構(gòu)尺寸管板是管殼式換熱器的一個(gè)重要原件,它除了與管子和殼體連接外,還是換熱器中的一個(gè)重要壓力原件。3.7.1 管板的受力分析管板的受力主要來源管程、殼體以及管箱。但是具體受力分析情況復(fù)雜。影響管板應(yīng)力主要有以下幾種原因：（1）管板的應(yīng)力大小和管板直徑、厚度、壓力，溫度等有很大關(guān)聯(lián)。（2）由于管束對(duì)管板的支撐作用，且換熱管與管板都

26、是固定在一起。因此對(duì)管板的變形有阻礙作用。各式換熱器中固定管板式換熱器對(duì)這種支撐表現(xiàn)最為明顯14（3）由于管孔的存在對(duì)管板的強(qiáng)度和剛度有明顯的影響，并且還會(huì)在孔邊緣產(chǎn)生應(yīng)力。在換熱器裝配完成之后管孔內(nèi)的換熱管對(duì)管板的強(qiáng)度和剛度有一定的增強(qiáng)。（4）管板周邊所采用的緊固形式對(duì)管板應(yīng)力也會(huì)產(chǎn)生一定的影響一般計(jì)算是反映在緊固系數(shù)上面。（5）由于管子，殼體及管板所采用的材料不同，因此在設(shè)備運(yùn)行中各個(gè)構(gòu)件必然會(huì)存在溫度的差異。由于溫度不同變形量也必然會(huì)不同，導(dǎo)致殼體應(yīng)力的增加。 3.7.2 管板尺寸固定管板的尺寸都是根據(jù)配套的法蘭來選定的。根據(jù)化工過程及設(shè)備設(shè)計(jì)表 1-8，管子與管板采用脹接是管板總厚度不

27、得小于 20mm。（1）固定端管板尺寸如圖 9 所示：圖 9 固定端管板根據(jù)化工過程及設(shè)備設(shè)計(jì)表 1-10 得： A1=847mm B1=796mm C1=796mm b1=40mm（2）浮動(dòng)端管板尺寸如圖 10：15圖 10 浮動(dòng)端管板查化工過程及設(shè)備設(shè)計(jì)表 1-12 得： A2=790mm B2=762mm C2=762mm b2=40mm3.7.3 管板孔直徑和允許公差根據(jù)化工設(shè)備設(shè)計(jì)全書換熱器表 8-4 取管孔直徑為 25.4，允許偏差為2 . 03.7.4 管板材料同其他結(jié)構(gòu)部分材料選取一樣，在滿足力學(xué)性能外還應(yīng)該考慮材料的成本及加工的難易程度。比如在本結(jié)構(gòu)還應(yīng)考慮殼體和管程的腐蝕性

28、以及電位差對(duì)腐蝕有無影響。本換熱器采用 Q235-B。3.8 封頭3.8.1 封頭的選用換熱器的管箱選用橢圓形封頭或平蓋封頭應(yīng)根據(jù)具體條件決定，一般直徑大、壓力高維修情況允許的情況下傾向于使用橢圓形封頭管箱；直徑較大，但壓力不高，維修需要經(jīng)常拆卸傾向于使用平蓋封頭。封頭設(shè)計(jì)時(shí)首先選用標(biāo)準(zhǔn)中推薦的型式與參數(shù)，后根據(jù)受力情況進(jìn)行厚度計(jì)算。計(jì)算厚度： mmPDPctic38. 525. 15 . 018 .111280025. 15 . 02設(shè)計(jì)厚度：mmcd38. 8338. 52名義厚度：mm10138. 81圓整cd （根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)碳素鋼的厚度為 10mm）有效厚度：mmcce2 . 68 . 0

29、3101021163.8.2 煙道氣進(jìn)、出口處的封頭 本設(shè)計(jì)采用橢圓形封頭。課程設(shè)計(jì)溫度 90，課程的設(shè)計(jì)壓力 P1.25MPa，材料用 Q235B,其許用應(yīng)力t=111.8MPa 取焊縫系數(shù) 1。腐蝕余量3mm, 2c=0.8mm（鋼板厚度偏差） 。1c1c根據(jù) GB150-1998 規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)橢圓形封頭的有效厚度應(yīng)不少于封頭內(nèi)直徑的 0.15，設(shè)計(jì)溫度下圓筒的最大允許工作應(yīng)力,查表系數(shù) K 取值為 1 MPaMPKDPeiteW25.172.12.625.1800118.1112.6205.12根據(jù) JB/T 4737-95 選取橢圓形封頭為 直邊高度=25mm,曲面高度10800gD2h=

30、200mm1h3.9 法蘭換熱器的法蘭選擇一般都是采用標(biāo)準(zhǔn)法蘭。法蘭結(jié)構(gòu)形式：按法蘭環(huán)和圓筒及錐頸三部分結(jié)構(gòu)形式可以把法蘭分為松式、一體式和任意式三種。3.10 換熱器填料選取填料的選取主要根據(jù)介質(zhì)、溫度的高低和壓力大小。主要有以下幾種結(jié)構(gòu)：(1)油浸石棉繩，主要用于 450 度、壓力 6.0MPa 以下蒸汽溫度下(2)橡膠石板繩，主要用于 450 度、壓力 6.0MPa 以下蒸汽溫度下(3)石墨石板繩，顧名思義是石板繩和石墨粉的合成產(chǎn)物，適用于溫度 450 度，適用壓力 16.0MPa。(4)聚四氟乙烯，由化學(xué)知識(shí)可知這是一種高聚物。主要用于腐蝕性介質(zhì)上，溫度小于或者等于 200 度，主要由

31、車削加工或者壓制而成。174. 換熱器的強(qiáng)度設(shè)計(jì)與校核4.1 殼體、管箱的壁厚計(jì)算4.1.1 殼體 材料選用 Q235-B，按 GB1501998 在換熱器殼程設(shè)計(jì)壓力 1.25MP 和殼程的設(shè)計(jì)溫度 90下的許用應(yīng)力值為t=111.8MP,受壓元件的焊接接頭型式是雙面焊對(duì)接接頭或相當(dāng)于雙面焊的全焊透對(duì)接接頭， 100無損探傷的焊接的接頭系數(shù)為1.00，局部無損探傷系數(shù) 0.85，取 1。公稱內(nèi)徑 Di=800mm,材料的腐蝕余量3mm,鋼板厚度負(fù)偏差0.8mm2c1c計(jì)算殼體厚度： mm49. 425. 118 .111280025. 12cticPDP設(shè)計(jì)的殼體厚度：mmCd49. 734

32、9. 42名義殼體厚度： mm29. 88 . 049. 7mmn（按查碳素鋼圓筒厚度為 10mm）1999151GB有效的殼體厚度：mme2 . 68 . 0310在設(shè)計(jì)的許可溫度下對(duì)圓筒計(jì)算應(yīng)力值如下：MPaDPeeiCt27.812 . 622 . 680025. 12 MPatt8 .111108.111在不超過設(shè)計(jì)溫度的條件下圓筒最大允許工作應(yīng)力計(jì)算如下： 2 . 680018 .1112 . 622eiteWDPMPaMP25. 172. 1184.1.2 管箱選取 Q235B 作為管箱的材料。由 GB150-1998,在管程設(shè)計(jì)壓力 1.35MPa 和管程設(shè)計(jì)溫度 320下的許用

33、應(yīng)力值為t=80.2Mpa 焊接接頭系數(shù) 1，管箱公稱直徑Di=800mm,腐蝕余量2mm。2c計(jì)算管箱的厚度如下： mm79. 635. 112 .80280035. 12cticPDP設(shè)計(jì)的管箱厚度如下：mmCd79. 8279. 62名義管箱厚度為： mm108 . 079. 8圓整mmn有效的管箱厚度值為：mme2 . 78 . 0210管箱圓筒的計(jì)算應(yīng)力計(jì)算如下：MPaDPeeiCt675.752 . 722 . 780035. 12 MPatt2 .8012 .80管箱圓筒允許的最大工作應(yīng)力計(jì)算值為： 2 . 780012 .802 . 722eiteWDPMPaMP35. 143

34、. 14.2 管箱法蘭的強(qiáng)度校核4.2.1 管箱法蘭(1) 墊片由 JB471892 表 4 采用墊片外徑 D844mm，墊片內(nèi)徑 d=804mm,厚度=3mm 的石棉橡膠墊片。按 GB1501998 表 92 可以查得：管箱墊片系數(shù)m=2.0mm,比壓力 y=11MPa1) 計(jì)算管箱墊片的有效密封寬度值 管箱墊片的接觸寬度 N22mm，墊片的基本密封寬度 bON/2=22/2=11mm 由 GB1501998，當(dāng) bO6.4mm 的情況下，192)在有壓緊力的情況下管箱墊片的中心圓直徑 取 bO6.4mm 時(shí)，墊片的中心圓直徑 mmbDDG8288284423)管箱墊片實(shí)際壓緊力的大小預(yù)緊狀

35、態(tài)下墊片的最小壓緊力NybDFFGaG96.22879211882814. 314. 3操作狀態(tài)下墊片的最小壓緊力NpmbDFFtGPG08.6239875. 00 . 2882828. 628. 6(2) 螺栓1)管箱法蘭螺栓的布置按 GB150-1998 的表 9-3，選取 LA24mm，Le20，螺栓最小間距mmL462)管箱法蘭螺栓的載荷預(yù)緊時(shí)需要的最小管箱法蘭螺栓載荷 =aWaFNybDG96.22879211882814. 314. 3操作時(shí)需要的最小管箱法蘭螺栓載荷NPbDPDFFWcmGcGPP648.5964217 . 00 . 2882828. 675. 0828785.

36、028. 6785. 0223) 螺栓的橫截面積 預(yù)緊時(shí)需要的最小管箱法蘭螺栓面積為： 229.117319596.228792mmWAbaa 操作時(shí)需要的最小管箱法蘭螺栓面積為： 276.3388176648.596421mmWAtbPP 管箱法蘭螺栓的實(shí)際面積取 Aa 和 AP 兩者中的最大值=3388.76（mm2）mA 4) 管箱法蘭螺栓的實(shí)際面積bAmmbbO84.853.222287922028414. 34mmndAb20 AbAm ,符合設(shè)計(jì)要求5) 管箱法蘭螺栓的設(shè)計(jì)載荷：預(yù)緊時(shí)螺栓設(shè)計(jì)載荷 =1187639.7 (N)WGF操作時(shí)螺栓設(shè)計(jì)載荷(3) 法蘭管箱法蘭厚度：mm4

37、011)管箱法蘭的力矩為： NFFFNPDFNPDFmmLLLmmDDLmmLLNFFmmLDTtGtiDGATGbGADPGA58.2683737680058.40363758.40363775.0828785.0785.037680075.0800785.0785.04522640242262828890244405.0245.008.62398242222112)預(yù)緊狀態(tài)下的管箱法蘭力矩：mmNLFMGGa08.16223502608.623983)操作時(shí)的管箱法蘭力矩為：mmNLLFLLFMGTTGDDP02.7292314264558.2683726443768004) 管箱法蘭的設(shè)

38、計(jì)力矩值 NWWP648.59642121管箱法蘭的材料 Q235B 在殼程設(shè)計(jì)溫度 90下的許用應(yīng)力值如下：常溫下管箱法蘭材料的許用應(yīng)力值為：4.3 換熱器管板厚度計(jì)算 4.3.1 管板參數(shù)計(jì)算管板中未能被管束支承的面積： 換27.1714932866.0453231866.0mmsssnAnd三角形排列熱器管板布管區(qū)的面積值為:At=1.732ns2+Ad =1.732 800 322+17149.7=1436004.1(mm2)換熱器管板的布管區(qū)當(dāng)量直徑計(jì)算如下：mmADtt51.135214.31.143600444系數(shù) 1.6921352.512RD2800tt4.3.2 管板的結(jié)構(gòu)

39、尺寸根據(jù)前選取尺寸：寬度 bf=133mm, 厚度 f=40mm， 厚度 =50mm= =pEfE51006. 2MPapEfEMPa5106 .20sEMPa5106 .20根據(jù)/Di=8/800=0.01 和/Di=40/800=0.05,查圖 26 得=0.006；sfw根據(jù)/Di=8/800=0.01 和/Di=36/800=0.045,查圖 26 得=0.015.sfw計(jì)算開孔前的管板抗彎剛度值如下：mmNEDP236.03.0112501006.211223523 MPatf8 .111 MPaf37522旋轉(zhuǎn)剛度的參數(shù)為： MPaEDbDbEKsiffifff853531008.

40、11006.2006.08004021338001331006.2212122121MPaEDbDbEKiffifff8535 31063.21006.2015.08004021338001331006.2212122121 Kf = 3.71(MPa)換熱器管板布管區(qū)的當(dāng)量直徑為： mmADtt51.135214.31.14360044495.41071.31008.101.1701.171071.3236.0851.1352800888822fffofftifKKKKKDDDK根據(jù) GB151-1999 的圖 19、圖 20 和圖 21，由分69.101.171tfK和別查取：CC=0.1

41、125, Ce=0.065, CM=0.1304.3.3 計(jì)算管板的應(yīng)力對(duì)管板中心處（r=0） 、布管區(qū)周邊處（r=Rt）和邊緣處（r=R）d 的徑向應(yīng)力的計(jì)算1Ps=1.25MPa,Pt=0MPa： MPaDPPCitsCorr9050800025. 14 . 01125. 0|2223MPaDPPCMPaDPPCitsMRrritseRrrt4.6250800025.1130.02323|5250800025.14.0065.0|22222. 由 Pt=1.35MPa,Pt=0MPa：MPaDPPCMPaDPPCMPaDPPCitsMRrritseRrritsCorrt39.6750900

42、35.10130.02323|16.565090035.104.0065.0|2.975080035.104.01125.0|222222根據(jù)圖 22 按查取下列數(shù)據(jù)：69.195.41tfoK和R=0.35, T=0.354.3.4 法蘭的操作力力矩對(duì)法蘭的基本力矩 Mm 的計(jì)算，在操作工況下法蘭力矩 Mp mmN02.792314MmmN258176103752696.2647LAMpbGmm4.3.5 管箱法蘭的預(yù)緊力對(duì)法蘭預(yù)緊力矩 Mfo的計(jì)算：在 Ps 作用下的力矩為：mm/mmN5.7027718003.1425817610DMMimfo24在 Pt 作用下力矩為：mmmmNPRC

43、KKDMMtMffiPfo/53.2421615. 12800130. 01071. 31063. 280014. 302.729231428824.3.6 對(duì)法蘭的徑向應(yīng)力的計(jì)算對(duì)法蘭預(yù)緊力矩 Mfo在管板的中心處（r=o） ，布管區(qū)周邊處(r=Rt)和邊緣處(r=R) 所引起的徑向應(yīng)力的計(jì)算1本設(shè)計(jì)課程壓力 Ps=1.25MPa,Pt=0MPa：MPaMMPaMfoRRrrfoTRroorotrr44.15071.1027735.0|58.21504.071.10277635.06|22222. 本設(shè)計(jì)管程的設(shè)計(jì)壓力 Pt=1.15MPa,Pt=0MPa：MPaMMPaMfoRRrrfoT

44、Rroorotrr65.1501174935.0|67.24504.011749635.06|22224.3.7 對(duì)設(shè)計(jì)力矩 Mws 和管板延長部分應(yīng)力大小的計(jì)算1本設(shè)計(jì)殼程的設(shè)計(jì)壓力為：Ps=1.25MPa,Pt=0MPa：MPaYMmmmmNPPRCKKMMfwsftsMfffoRws.20.934002.36531314.3/1206025.12800130.01071.31008.171.1027735.0112228822. 本設(shè)計(jì)管程的設(shè)計(jì)壓力為：Pt=1.15MPa,Pt=0MPa：MPaYMmmmmNPPRCKKMMfwsfstMfffoRws41.2140059.839131

45、4.3/8.54335.12800130.01071.31008.11174935.011222882254.3.8 對(duì)應(yīng)力的校核計(jì)算1本設(shè)計(jì)殼程設(shè)計(jì)的壓力值為：Ps=1.25MPa,Pt=0MPa；在不超過設(shè)計(jì)溫度的情況下管板的材料 Q235-B 的許用應(yīng)力值為： MPa105tr在不超過設(shè)計(jì)溫度的情況下管板延伸法蘭材料的許用應(yīng)力值為： MPa105tf tfftrRrorRrrtrRrorRrrtrorororr5 . 120.935 . 14 .2644. 196.245 . 138.4258.218 .20MPa5 .1575 . 142.1458.2136|tt2.本設(shè)計(jì)管程的設(shè)計(jì)壓

46、力為：Pt=1.35MPa,Pt=0MPa：在不超過設(shè)計(jì)溫度的情況下管板材料的許用應(yīng)力值為： MPatr105在不超過設(shè)計(jì)溫度的情況下管板延伸法蘭材料的許用應(yīng)力值為： MPatf105 tfftrRrorRrrtrRrorRrrtrorororr5 . 141.215 . 130.28)65. 1(95.295 . 129. 0)67.24(96.245 . 167.66)67.24(42|tt 因此管板符合設(shè)計(jì)的標(biāo)準(zhǔn)。4.4 對(duì)管子與管板的連接拉脫力的校核計(jì)算4.4.1 換熱器換熱的管軸向應(yīng)力為：22221244.14421425444mmdda26 在不超過設(shè)計(jì)溫度的情況下?lián)Q熱管的許用應(yīng)力

47、值為： MPatt2.80以換熱器殼程的設(shè)計(jì)壓力為：Ps=1.25MPa,Pt=0MPa； ttttstMPaPadPP25.4044.14442514.3025.1422以換熱器管程設(shè)的計(jì)壓力為: Pt=1.35MPa,Pt=0MPa： ttttstMPaPadPP24.335.144.14442514.335.10422換熱器的殼程設(shè)計(jì)壓力 Ps=1.25MPa,換熱器管程的設(shè)計(jì)壓力 Pt=1.35MPa，同時(shí)作用： ttttstMPaPadPP0103.135.144.14442514.335.125.14224.4.2 換熱器換熱管與管板連接拉脫力由 GB151-1999 MPaqtt

48、1.402.805.05.0管束與管板的焊腳高度為：l=2mm以換熱器殼程的設(shè)計(jì)壓力 Ps=1.25MPa,Pt=0MPa： qMPadlaqt22.322544.1445.3以換熱器管程的設(shè)計(jì)壓力 Pt=1.35MPa,Pt=0MPa： qMPadlaqt54.222544.14476.2換熱器殼程的設(shè)計(jì)壓力 Ps=1.25MPa,換熱器管程的設(shè)計(jì)壓力 Pt=1.35MPa，同時(shí)作用的情況下：27 qMPadlaqt745.022544.1448103.0 因此管束與管板連接拉脫力符合設(shè)計(jì)的要求。4.5 殼體開孔補(bǔ)強(qiáng)的計(jì)算1. 當(dāng)滿足下列全部要求時(shí)，殼體開孔可以不用補(bǔ)強(qiáng)，依據(jù) GB150-1

49、998：1)換熱器的設(shè)計(jì)壓力不超過 2.5Mpa.2)當(dāng)兩孔直徑之和的兩倍大于兩相鄰開孔中心的間距3)殼體接管的公稱外徑不超過 89mm4). 換熱器的接管的最小壁厚適合 GB150-1998 表 8-1 中的類容2. 換熱器殼體水入口和管箱封頭、煙道氣出入口開孔補(bǔ)強(qiáng)的校核。因設(shè)計(jì)設(shè)定的尺寸相同，只要計(jì)算其中一個(gè)即可。1)等面積補(bǔ)強(qiáng)法是開孔補(bǔ)強(qiáng)所采用方式換熱器管箱、圓筒計(jì)算的厚度 2.13mm，有效厚度 e8.0mm，設(shè)計(jì)殼程壓力 P1.25MPa,殼程設(shè)計(jì)溫度 90，在圓筒接有 159x7 的接管，接管的高度為221mm,圓筒和接管所選用的材料為 Q235-B,其許用應(yīng)力為t=111.8MP

50、a,換熱器封頭和接管的厚度附加量 C1.0mm，換熱管焊接接頭的系數(shù) 1。計(jì)算換熱器接管的壁厚： mmPDPctcct28.625.112.80280025.12換熱器接管的有效厚度為： mmCCntet601712殼體的開孔直徑為： mmCddi78812728002換熱器接管的有效補(bǔ)強(qiáng)寬度為： mmdB157678822換熱器的接管外側(cè)的有效補(bǔ)強(qiáng)高度為： mmdhet24.97615761此設(shè)計(jì)所需要的補(bǔ)強(qiáng)面積為 ： 28mmdA44.167813.2788接管補(bǔ)強(qiáng)的面積計(jì)算如下： AAAmmfhAmmdBArtete2.380264.75256.304964.752113.2624.97

51、2256.304913.2678815762121221該設(shè)計(jì)接管補(bǔ)強(qiáng)的強(qiáng)度足夠大，不要另外增設(shè)補(bǔ)強(qiáng)結(jié)構(gòu)。4.6 換熱器鞍座的設(shè)計(jì)校核本設(shè)計(jì)的公稱直徑，初步估計(jì)鞍座的重量，根據(jù) JB/T4712-92,初選取mm800鞍座，BI800-F(S),120 度包角帶墊板四筋的鞍式支座。4.6.1 計(jì)算換熱器鞍座的支撐反力 換熱器的總質(zhì)量：12484mkg計(jì)算設(shè)備運(yùn)行過程中水和煙道氣的總質(zhì)量約為：介質(zhì)密度： ，3936mm/g10338. 1mm/g101KK煙道氣水， KgLAm7 .688914. 229. 081512水最大設(shè)備運(yùn)行質(zhì)量為：Kgmmm7 .31727 .688248421換熱器

52、鞍座的支撐反力為： 1 .15562281. 97 .31722mgF4.6.2 對(duì)筒體的軸向彎矩進(jìn)行計(jì)算;3494Lmm400Amm 圓筒之間界面處的彎矩：mmNLALhLhRFLMiim.108 . 6349432954134944004349429540521434941 .15562434121462222221在鞍座處截面上的彎矩大小為：mmNLhALhRLAFAMiim.1012. 13494329541349440022954053494400114001 .15562341211622222 4.6.3 換熱器圓筒軸向應(yīng)力由于彎矩引起在圓筒中截面上的軸向應(yīng)力29在最高點(diǎn)處的表現(xiàn)

53、形式為： MPaRMPRemem23.122 . 740514. 3108 . 62 . 724055 . 014. 3226211最低處： MPaRMPRemem89.152 . 740514. 3108 . 62 . 724055 . 014. 3226212在鞍座處圓筒截面積上由于彎矩引起的軸向應(yīng)力在最高點(diǎn)處： MPaRMPRemem36.142 . 740514. 31012. 12 . 724055 . 014. 3226223在最低點(diǎn)處： MPaRMPRemem76.132 . 740514. 31012. 12 . 724055 . 014. 3226224根據(jù)化工設(shè)備設(shè)計(jì)全書換

54、熱器可知：12K =0.107,K =0.192由于設(shè)計(jì)壓力引起的軸向壓力為： MPaRPemcp06.142 . 724055 . 02在鞍座截面積最高點(diǎn)處出現(xiàn)最大軸向拉應(yīng)力，值為： MPaMPatp17042.2806.1436.1433由上文可知：30 170tMPa在鞍座最低點(diǎn)處出現(xiàn)最大的軸向壓應(yīng)力： MPa76.1344換熱器筒體的軸向許用壓應(yīng)力如下 ：MPaac170 MPaMPaac17076.1344.6.4 計(jì)算圓筒的切向剪應(yīng)力 MPahLALRFKiem4 . 5295343494400234942 . 74051 .15562171. 13423已知包角為時(shí)，120 C。

55、171. 13K對(duì)圓筒的切向剪應(yīng)力進(jìn)行校核： MPaMPat1361708 . 08 . 04 . 5切向剪切力沒有超出允許范圍 4.6.5 計(jì)算圓筒周向應(yīng)力換熱器的鞍座有效寬度的計(jì)算： mmRbbem2 .2342 . 740556. 115056. 12符號(hào)意義：b換熱器的支座周向?qū)挾龋琺m.在鞍座橫截面最低點(diǎn)處軸向應(yīng)力： MPabFkKe70. 02 .2342 . 71 .15562761. 01 . 0255在式中：由于容器焊接在鞍座上，所以取0.1k 包角的角度為，故取120 C。50.761K 31在鞍座變焦處的周向應(yīng)力862. 8405/3494/mRL所以MPaFKbFee1

56、 .262 . 721 .155620528. 032 . 72 .23441 .1556223422626根據(jù)過程設(shè)備設(shè)計(jì)中的表 5-3 可知60.0528K 換熱器圓筒所受到的周向應(yīng)力校核 50.7170tMPaMPa MPaMPat5 .21225. 11 .266故換熱器圓筒所受的周向應(yīng)力滿足設(shè)計(jì)要求。4.6.6 換熱器鞍座的應(yīng)力校核 水平方向鞍座所承受的應(yīng)力MPaFKFS7 .31741 .15562204. 09由換熱器設(shè)計(jì)手冊(cè)表 3-2-16 得到90.204K 鞍座有效斷面上的平均應(yīng)力：MPabHFss94. 281357 .3174094.6.7 換熱器鞍座的平均應(yīng)力校核 M

57、PaMPasa33.75113323294. 29根據(jù)上式子可知此鞍座達(dá)到設(shè)計(jì)要求。4.7 壓力試驗(yàn)4.7.1 管程圓筒 管程的設(shè)計(jì)壓力 P1.35MPa， 管程的設(shè)計(jì)溫度 320，計(jì)算試驗(yàn)壓力為： MPaPPtT688.12.802.8035.125.125.1 32當(dāng)換熱器的各元件用不同的材料時(shí)，應(yīng)取各元件材料許用應(yīng)力最小的比值。管程圓筒的應(yīng)力校核為：MPaDPeeiTT62.942.722.7800688.12S=170.2MPa, MPa153.2170.210.90.9sT4.7.2 殼程圓筒 殼程的設(shè)計(jì)壓力 P1.25MPa, 殼程的設(shè)計(jì)溫度 90，計(jì)算試驗(yàn)壓力如下： MPaPPt

58、T58.18.11111325.125.125.1殼程圓筒的應(yīng)力校核如下：MPaDPeeiTT73.1022.622.680058.12S=170.2MPa,MPa2 .1532 .17019 . 09 . 0sT因此此換熱器滿足設(shè)計(jì)要求335. 換熱器的制造、檢驗(yàn)、安裝、使用和維修5.1 材料在獲得材料的時(shí)候制造方應(yīng)該對(duì)材料的質(zhì)量證明書進(jìn)行辨別。包括生產(chǎn)單位的檢驗(yàn)章、證書是否清晰。并且在材料的明顯部位有牢固的標(biāo)記。采用外國材料，要選用外國允許標(biāo)注內(nèi)有使用實(shí)例的材料。在選材時(shí)應(yīng)該考慮其焊接性能、制造工藝以及是否經(jīng)濟(jì)合理且應(yīng)該符合相應(yīng)的要求。5.2 焊接（1）焊接工藝的評(píng)定在工件施焊前，對(duì)所有需

59、要焊接的元件進(jìn)行焊接工藝的評(píng)定。（2）焊接材料材料包括焊條、焊劑、氣體電極等。對(duì)于奧氏體的與低合金鋼之間的焊縫要保證其力學(xué)性能。（3）焊接坡口的選擇首先焊縫的填充金屬要少、還要避免產(chǎn)生缺陷、且焊工要容易操作。（4）施焊的環(huán)境焊條與焊劑要保證干燥，在氣體保護(hù)焊的時(shí)候風(fēng)速太快要停止焊接。濕度太大也要停止焊接，雨雪環(huán)境下不能進(jìn)行焊接。5.3 換熱器的清洗換熱器可以用機(jī)械清洗和化學(xué)清洗法進(jìn)行清洗。至于具體選擇哪種方法進(jìn)清洗則要根據(jù)地點(diǎn)、場所、垢的成分和清洗的難以程度。（1）機(jī)械清洗：機(jī)械清洗又可以分為噴水清洗、噴砂清洗、鋼絲刷子清洗、刮刀除垢以及噴丸清洗。（2）化學(xué)清洗：同樣化學(xué)清洗也可以分為酸洗、堿

60、洗和溶劑清洗三種方式。5.4 換熱器的維護(hù)于檢修為了保證設(shè)備的正常運(yùn)行，必須對(duì)換熱器進(jìn)行維護(hù)。以保證設(shè)備高效運(yùn)作，避免可能發(fā)生的意外事故。換熱管穿孔出現(xiàn)泄漏時(shí)，必須把壞的換熱管拆卸下來重新?lián)Q新管。管子的更換34很麻煩，對(duì)于脹管就更是麻煩。所以當(dāng)泄漏不是很大且不影響換熱器的正常運(yùn)作，可以采用堵管的方法。當(dāng)焊接處出現(xiàn)泄漏是需要對(duì)焊縫進(jìn)行補(bǔ)焊，當(dāng)脹接管出現(xiàn)松動(dòng)是需要對(duì)其補(bǔ)脹。5.5 管殼式換熱器的防腐保護(hù) 針對(duì)換熱器防腐問題，傳統(tǒng)方法以補(bǔ)焊為主，但補(bǔ)焊易使管板內(nèi)部產(chǎn)生內(nèi)應(yīng)力，難以消除，可能造成冷卻管板焊縫再次滲漏。現(xiàn)西方國家多采用高分子復(fù)合材料的方法進(jìn)行保護(hù)，其中應(yīng)用最多的是美嘉華技術(shù)產(chǎn)品。其具有優(yōu)

61、異的粘著性能及抗溫、抗化學(xué)腐蝕性能，在封閉的環(huán)境里可以安全使用而不會(huì)收縮，特別是良好的隔離雙金屬腐蝕和耐沖刷性能，從根本上杜絕了修復(fù)部位的腐蝕滲漏，為換熱器提供一個(gè)長久的保護(hù)涂層。5.6 換熱器在使用中常見故障及處理 1 供熱溫度不能滿足要求 產(chǎn)生原因 一次側(cè)介質(zhì)流量不足，導(dǎo)致熱側(cè)溫差大，壓降小。冷側(cè)溫度低，并且冷、熱末端溫度低。并聯(lián)運(yùn)行的多臺(tái)板式換熱器流量分配不均。換熱器內(nèi)部結(jié)垢嚴(yán)重。 處理方法增加熱源的流量或加大熱源介質(zhì)管路直徑。 平衡并聯(lián)運(yùn)行的多臺(tái)板式換熱器的流量。拆開板式換熱器清洗板片表面結(jié)垢。2 傳熱效果差 產(chǎn)生原因 換熱管結(jié)垢。 水質(zhì)不好、油污與微生物多。 隔板短路 處理方法 化學(xué)

62、清洗或射流清洗垢污。 加強(qiáng)過濾、凈化介質(zhì)，加強(qiáng)水質(zhì)管理。35結(jié) 論畢業(yè)論文是本科學(xué)習(xí)階段一次非常難得的理論與實(shí)際相結(jié)合的機(jī)會(huì)，通過這次比較完整的換熱器結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，我擺脫了單純的理論知識(shí)學(xué)習(xí)狀態(tài)，和實(shí)際設(shè)計(jì)的結(jié)合鍛煉了我的綜合運(yùn)用所學(xué)的專業(yè)基礎(chǔ)知識(shí)，解決實(shí)際工程問題的能力，同時(shí)也提高我查閱文獻(xiàn)資料、設(shè)計(jì)手冊(cè)、設(shè)計(jì)規(guī)范以及電腦制圖等其他專業(yè)能力水平，而且通過對(duì)整體的掌控，對(duì)局部的取舍，以及對(duì)細(xì)節(jié)的斟酌處理，都使我的能力得到了鍛煉，經(jīng)驗(yàn)得到了豐富，并且意志品質(zhì)力，抗壓能力及耐力也都得到了不同程度的提升。這是我們都希望看到的也正是我們進(jìn)行畢業(yè)設(shè)計(jì)的目的所在。雖然畢業(yè)設(shè)計(jì)內(nèi)容繁多，過程繁瑣但我的收獲卻更加

63、豐富。各種系統(tǒng)的適用條件，各種設(shè)備的選用標(biāo)準(zhǔn)，各種部件的作用，我都是隨著設(shè)計(jì)的不斷深入而不斷熟悉并學(xué)會(huì)應(yīng)用的。和老師的溝通交流更使我從經(jīng)濟(jì)的角度對(duì)設(shè)計(jì)有了新的認(rèn)識(shí)也對(duì)自己提出了新的要求，舉個(gè)簡單的例子：換熱器結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)如果選擇不當(dāng)就將造成上萬元的直接經(jīng)濟(jì)損失，這些本是我工作后才會(huì)意識(shí)到的問題，通過這次畢業(yè)設(shè)計(jì)讓我提前了解了這些知識(shí)，這是很珍貴的。36參考文獻(xiàn)1 GB1501998，鋼制壓力容器S2 GB1511999，管殼式換熱器S3 董其伍.化工設(shè)備設(shè)計(jì)手冊(cè).材料與零部件（上）M 上海科學(xué)技術(shù)出版社 ,1982 年4 鋼制管法蘭、墊片、緊固件 HG2059220635-97 中華人民共和國化工

64、工業(yè)部 發(fā)布5 董大勤、袁鳳隱.壓力容器與化工設(shè)備使用手冊(cè)（上冊(cè)）M. 化學(xué)工業(yè)出版社, 2000 年 6 鄒廣華、劉強(qiáng).過程裝備制造與檢測(cè)M. 北京化工工業(yè)出版社 ,2003 年7 王非、林英編.化工設(shè)備設(shè)計(jì)全書.化工設(shè)備用鋼M. 北京化工工業(yè)出版社, 2003 年 12 月8 化工煉油設(shè)備常用標(biāo)準(zhǔn)匯編（上冊(cè)）M 蘭州石油機(jī)械研究所編 北京技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)出版社出版,1978 年9 鄭建法、董其伍、桑芝富.過程設(shè)備設(shè)計(jì)M. 北京化學(xué)工業(yè)出版社 ,2001年 7 月10 潘國昌、郭慶豐. 化工原理課程設(shè)計(jì)教材.化工設(shè)備設(shè)計(jì)M. 北京清華大 學(xué)出版社,1996 年11 秦叔經(jīng)、葉文邦等. 化工設(shè)備設(shè)計(jì)全

65、書.換熱器M 北京化學(xué)工業(yè)出版社, 2002 年 12 月12 化工機(jī)械和設(shè)備安裝 M 化學(xué)工業(yè)部人事教育司，化學(xué)工業(yè)部教育培訓(xùn)中心 組織編寫 北京：化學(xué)工業(yè)出版設(shè) ,1997 年13 壓力容器制造和修理M 壓力容器實(shí)用技術(shù)從書編寫委員會(huì)編 北京： 化學(xué)工業(yè)出版社 ,2004 年14鄭品森. 化工機(jī)械制造工藝M .北京：化學(xué)工業(yè)出版社 ,1979 年37致 謝大學(xué)四年學(xué)習(xí)時(shí)光已經(jīng)接近尾聲，在此我想對(duì)我的母校，我的父母、親人們，我的老師和同學(xué)們表達(dá)我由衷的謝意。畢業(yè)設(shè)計(jì)是對(duì)我們知識(shí)運(yùn)用能力的一次全面的考核，也是對(duì)我們進(jìn)行科學(xué)研究基本功的訓(xùn)練，培養(yǎng)我們綜合運(yùn)用所學(xué)知識(shí)獨(dú)立地分析問題和解決問題的能力

66、，為以后撰寫專業(yè)學(xué)術(shù)論文和工作打下良好的基礎(chǔ)。本次設(shè)計(jì)能夠順利完成，首先我要感謝我的母校湖南工學(xué)院，是她為我們提供了學(xué)習(xí)知識(shí)的土壤，是她給了我在大學(xué)四年深造的機(jī)會(huì)，使我們?cè)谶@里茁壯成長，學(xué)習(xí)和提高；其次我要感謝機(jī)械工程學(xué)院教過我的所有老師們，他們嚴(yán)謹(jǐn)細(xì)致、一絲不茍，不僅教會(huì)我們專業(yè)方面的知識(shí)，而且教會(huì)我們做人做事的道理，他們循循善誘的教導(dǎo)和不拘一格的思路給予我無盡的啟迪。尤其要誠摯的感謝在本次設(shè)計(jì)中給與我大力支持和幫助的論文指導(dǎo)老師-鄒芝芳老師，他在忙碌的教學(xué)工作中擠出時(shí)間來審查、修改我的論文，每有問題，老師總是耐心的解答，為我指點(diǎn)迷津，幫助我開拓研究思路，精心點(diǎn)撥、熱忱鼓勵(lì)，使我能夠充滿熱情的投入到畢業(yè)設(shè)計(jì)中去。還要感謝在整個(gè)畢業(yè)設(shè)計(jì)期間和我密切合作的同學(xué)，和曾經(jīng)在各個(gè)方面給予過我?guī)椭幕锇閭?，他們熱心的幫助，使我感到了來自兄弟姐妹的情誼。最后還要感謝相關(guān)資料的編著者和給予我們支持的社會(huì)各界人士，感謝您們?yōu)槲覀兲峁┮粋€(gè)良好的環(huán)境，使本次設(shè)計(jì)圓滿完成。在此，我再一次真誠地向幫助過我的老師、同學(xué)和大家表示感謝！