第一章 概述
④ 可用于壳程结垢比较严重的场合; ⑤ 可用于管程易腐蚀场合。 缺点:
① 在管子的U 形处易冲蚀,应控制管内流速; ② 管程不适用结垢较重的场合; ③ 单管程换热器不适用;
④ 不适用于内导流筒,故死区较大。
1.5 设计的思想
设计是为生产服务,要设计出一台能够满足生产需要的换热器,必须做到设计要满足生产需要,满足换热器安全可靠运行,满足经济合理等基本要求。
1.5.1 首先设计必须满足生产需要
所设计的产品能够进行稳定可靠得操作,从而满足正常的生产需要,此外,还能够适应生产负荷以及操作参数在一定范围内的波动,所以产品的可操作性和可控制性是设计中应该考虑的重要问题。另外,设备与部件应便于运输与装拆,确保检修和更换零件的便利。
1.5.2 设计必须安全可靠
一般来讲,换热器的失事,不仅仅使容器和设备本身遭到破坏,而往往会破坏周围的其他设备及建筑,甚至造成人身伤亡事故,而由于内部介质向外扩散带来的化学爆炸、着火燃烧或恶性中毒等连锁反应更会造成不可估量的灾难性破坏。因此,根据压力容器可能的失效形式,设计上应满足强度、刚度、稳定性、密封性和耐蚀性等基本要求。
1.5.3 设计必须经济合理
在竞争激烈的当代社会中,“经济合理”的消费理念已成为了生产者的共识,一般情况下,生产者都追求所设计的设备总是以较少的投资获取最大的经济利润,要求其经济技术指标具有竞争性,因此,在各种方案的分析对比过程中,其经济技术指标评价往往是最重要的决策因素之一。
要想设计一台既满足要求又经济合理的换热器,不仅仅是必须严格按照有关标准和制造条件进行简单的常规设计,同时还必须要综合考虑生产条件、安全要求和技术经济上的合理等因素,这样才能选择一个最佳设计。
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广东石油化工学院本科毕业设计:浮头式渣油换热器的设计(250㎡) 1.6 设计的特点
结构坚固、可靠性高、适应性广、易于制造、处理能力大、生产成本较低、选用的材料范围广、换热表面的清洗比较方便;设备的体积和金属材料的消耗量少;机械加工和制造安装合理方便;检修容易;设备的使用寿命长;有足够的机械强度;操作费用低。
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第二章 设计主要参数
第二章 设计主要参数
2.1 原始数据
管程 介质:减三线油 设计压力:Pc1=2.5MPa 设计温度:3350C 300入口温度:t'01=315C 出口温度:t\1=2700C 地震等级:7级 焊缝系数:?=0.85 容器类别:二级
2.2 定性温度及物性参数
密度(kg3):?1=927 比热容(mkj0):CP粘度(Pa.Skg):.c1=1.9 ?1=2.0?10?4 导热系数(kj0定性温度t?t'm?.):?1=0.12 t\C2:t1=292.5 普朗特常数:Pr1?3.17
壳程 初底油 Pc2=2.8MPa 0C t'2=2550C t\2=2750C
场土类别:二级
碳钢腐蚀余量:C2=4mm 换热面积:F0=250m2
?2=903.8
CP2=2.0
?2=1.3?10?4 ?2=0.13
t2=265
Pr2?2
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广东石油化工学院本科毕业设计:浮头式渣油换热器的设计(250㎡)
第三章 零件结构型式的选择
3.1 前端管箱
A 型(平盖管箱) 前端管箱形式中A,装有管箱平盖(或称盲板),清洗管程时只要拆开盲板即可,而不必拆卸整个管箱和与管箱相连的管路,缺点是盲板结构用材多,且尺寸较大时得用锻件,耗费大量机加工工时,提高制造成本,增加一道密封的泄漏可能。一般多用于DN<900mm 的浮头式换热器中。
B 型封头管箱型。用于单程或多程管箱,优点是结构简单,便于制造,适于高压,清洁介质,可省掉一块造价高的盲板、法兰和几十对螺栓,且椭圆封头受力情况要比平端盖好得多,缺点是检查管子和清洗管程时必须拆下连接管道和管箱,但这种形式用的最多。
本设计在考虑了操作的方便,且考虑B 型管箱的优点后,选取B 型封头管箱型为前端管箱。
图3-1 前端管箱
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第三章 零件结构形式的选择
3.2 壳体
一般换热器上使用单程壳体,由于选取的换热管根数不多,因此可以选取单程壳体,代号为E。
3.3 后端管箱
由于所设计是浮头式换热器,一般都会采用带钩圈的浮头结构,所以此处选用代号为S 的钩圈式浮头管箱。
3.4 管束分程和分程隔板的布置
3.4.1 管束分程
在设计中,如采用多管程,则需要在管箱中安装分程隔板。分程时,应使各程管子数目大致相等,隔板形式要简单,密封长度要短。为使制造、维修和操作方便,一般采用偶数管程。但程数不宜太多,否则隔板本身将占去相当大的布管用的面积,而且在壳程中形成许多旁路,影响传热。随着程数的增加,换热器的传热效率下降且与错流传热接近。故选用双管层就可以满足要求,其中管束分程方法常采用平行方式。
3.4.2 分程隔板的布置
在换热器中,不论是管外还是管内的流体,要提高它们的传热系数,通常是采用设置隔板的方法来增加程数以提高流体流速实现其目的。在设计时要求管箱隔板的密封面与管箱法兰密封面,管板密封面与分程槽面必须处于同一基面,如下图所示:
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