湖南石油化工職業技術學院
折流板間距取600mm;折流板最小厚度為6mm,折流板外徑為995.5mm,材料為q235-a鋼,如圖2-4所示。 拉桿選用,共10根,材料為q235-a鋼。
(9)膨脹節
根據gb151-1999附錄f的計算方法進行換熱管壁溫的計算,從設備的具體操作情況,可以假定k、dr、q和a保持不變,進行簡化計算:
熱流體的平均溫度tm為:
式中:ti——殼層熱流體的入口溫度,40co;
to——殼層熱流體的出口溫度,70co;
則:tm=55.6
冷流體的平均溫度mt為:
式中:ti——管層冷流體的入口溫度,30℃;
to——管層冷流體的出口溫度,35℃;
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即換熱器管壁溫為56.5℃。
圓通壁溫ts的計算:
應外部有良好的保溫,故殼體壁溫可取殼層流體的平均溫度:ts=tm=80.5℃
管殼層溫差:
△t=ts-t t=80.5-56.5=24℃<50℃
所以無需
3.3換熱管排列形式
換熱管的常用排列方式主要有正三角形、轉角三角形、正方形和轉角正方形。由於三角形排列較為廣泛,而且在同一直徑管板面積上可排列較多換熱管,所以管束採用三角形排列如圖3-1,由化工設備教材表5-3可知換熱管中心距s為25㎜。
3.4 筒體
查教材化工設備,筒體的材料主要有碳素鋼、低合金鋼鋼板、不鏽鋼鋼板等。根據筒體所承受的壓力機殼程流體的性質等,選取碳素鋼中的20號鋼作為筒體的材料。
(1) 筒體厚度
材料選用20r鋼,計算壁厚為
式中 pc——計算壓力,取pc=1.1pw=5.0mpa
di=1000mm; ø=0.80
故δ=2.4mm
因為δ小於δmin=3mm,所以取δ=3mm。
腐蝕裕量c2=1.2mm,查表得c1=0.25mm。
圓整後取δn=4.5mm
鋼板厚度負偏差1c=0.3mm(假設名義厚度為34mm),取腐蝕裕量2c=1,厚附加量12ccc,=1.3。
設計厚度: ;
按照gb450-1998規定對碳素鋼、低合金鋼製容器, ,所以取鋼板最小厚度3mm,加上2c,考慮到殼體需要進行焊
接,使其不被焊透,根據《化工設備機械基礎》筒體的最小焊接厚度為5mm,所以最後按厚度規格向上圓整後取筒體的名義厚度為6mm。
所以無縫鋼管的外直徑為273。
(2 筒體的長度
根據換熱器設計手冊,長徑比在5-15,換熱管伸出管板的長度為l1=1.5mm。
圓筒節長度l為:
式中:b——管板厚度,34mm;
l1——換熱管伸出管板的長度,1.5mm;
則:l=1500-2×1.5-2(34-4)=1437mm
3.5 管板的設計與計算
查換熱器設計手冊,管板常用的材料有低碳鋼、普通低合金鋼、不鏽鋼、合金鋼和複合鋼板等,由於本次的設計壓力在0.3-0.5amp,屬於低壓,所以選用碳素鋼中的16mnr。管板型式採用整體管板如圖3-3,各部分尺寸查表3-4,管板管孔尺寸查gb151-1999見表3-5。
3.6 折流板
根據換熱器計算手冊折流板的形式弓形折流板、圓盤-圓形折流板、矩形折流板。由於本次換熱器的直徑較小,所以本次臥式換熱器的折流板採用弓形折流板中的單弓形。材料選用低合金15crmor。通過拉桿與定距管固定。
3.6.1 折流板各部尺寸
取52mm。
查換熱器的設計手冊表3-9得厚度為3mm。
查換熱器設計手冊表3-10得外直徑為259mm。
3.6.2 折流板布置
查換熱器設計手冊表3-11,可知折流板管孔的直徑為19.6mm,在缺口朝下的折流板的最高處開通氣孔如圖3-8。
根據換熱器設計手冊,對於安放位置,一般應使管束兩端的折流板儘可能的靠近殼層進出口接管,其餘折流板按等距離布置,靠近管板的折流板與管板間的距離l為如圖3-9: 式中:l1——導熱油接管中心距管板密封面的距離,73mm;