设计集-5-3换热器说明书

TOC\o"1-4"\h\z\u第一章换热器设计依 设计依据 第二章换热器工艺方案的确 换热器概 换热器选 换热管规格选 壳程数和台 工艺条件的限 温度限 压力降限 物流安 物料流速的限 第三章换热器的设 换热器E0203自换热换热器的设 工艺数据汇 类型选 温 压 传热系 尺 详细结 换热器的机械设计及校 选 管板的选 SW6-2011强度校核报 换热器设备条件 设计依据《化工设备设计全书—换热器 《热交换器 GB/T151-《压力容器 GB150-《化工配管用无缝及焊接尺寸选用系列 HG/T20553-《钢制管法兰、垫片和紧固件 《容器支座 JB/T4712-《补强圈 JB/T4736-第二章换热器工艺方案的换热器概换热器选允许压力降得范围，对、维修的要求，材料价格，使用等等。2.1各类换热器特分名特相对费耗用金使用广泛；壳程不易，管壳两物料温差大固定管板浮头壳；管壳两物料温差可大120℃；垫片易渗漏热调料函优缺点同浮头式；造价高，不宜制造大直径设制造安装方便，造价较低；管程耐高压；结构紧凑，管子不易更换，不易机械于0.6MPa时，不宜采用有波形膨胀节的固定管板式换热器。换热管规格选工业生产设计中一般选用Ф19mm的管子，而对于易结垢的物料，则常高的情况下，采用Φ19mm×2mm的管子是合理的。属耗量，更为经济。因此，一般选用管长4~6m。对于大面积或无相变的换壳程数和降比单壳增加越低。采用一台较大的换热器比采用多台小换热器更经工艺条件的限温度限时，低温端的温差不应小于20℃。在冷却或者冷凝工艺物流时，冷却剂的温度应高于工艺物流中易结冻组分的冰点，一般高5℃。15°C。压力降限2.3允许的压力降工艺物流的压力允许压力9.8109.8109.8104~16.7103.9103~3.31016.7109.810物流安较脏和易结垢的物流应走管程，以便和控制结垢。若必须走流量较少的物流应走壳程，因为在壳使物流成为湍流状态，物料流速的2.4管壳式换热器中常用的流速流体的种一般流易结垢流气管壳（E0203自换热换热器为例换热器 自换热换热器的设工艺数据汇合适的换热工艺参数，并进行换热费用的优化，再根据E0203换热器为例，初步选定换热器的形式后，根据任务要求利用Aspen进行模拟计算，模拟出来的换热器工艺参数。表3-1E0203换热器物流参操作条参壳管物热流冷流介异丁烯、MTBE等有机异丁烯、MTBE等有机质量流量进口温度出口温度进口压力出口压力3-2E0203设计参工艺参项管壳项管壳单介质名有机物液有机物液进出温℃介质组异丁烯MTBE异丁烯MTBE操作压设计温℃设计压结构参换热器结构形浮头壳程公称直折流板形单弓型、水平切管直径×壁折流板间管计算长接管尺项管程管程出壳程壳程出开口方类型选温温差大于10℃，符合工业实际。设计温度以工作温度为依据。这里压EDR中换热器的压降设置为自动默认值，也可自己设置压降，出口绝压小于0.1MPa（真空条件，压降不大于进口压强的40%，出口绝压大于0.1MPa，压降不大于进口压强的20%。传热系系数和固壁热阻为EDR自动默认值。由于该换热器的管程、壳为有机化合物，可以取其平均污垢系数为0.0002m2K/W。尺450mm1268EDR默认值。3-1计算结果由上述计算结果可以看出，换热管换热面积为454.1㎡，设计余量为35.4%，符合设计要求；壳程流速为0.77m/s，管程流速为0.05m/s，均为湍流42.7W/（m2﹒K，（mm，0.79-（MPa，0.75-（MPa，454.1-，6（m，19-（mm，1-详细结3-2设备尺寸3-3换热管排布选20钢管，壳体使用Q345R较为妥当。管板的选34.84%，查阅相关资料标准可450mm1156mm。8根，定距管规格取为φ19×2。SW6-2011强度校核报3-3输入数据项管程/壳设计压力管程/壳程温度设备直计算长输入数SW6-2011计算结果如下表所示（SW6源文件见程序文件夹浮头式换热器设备计计算单郑州大归去来烯团壳程设计压力管程设计压力壳程设计温度℃管程设计温度℃筒体筒体公称直浮头式换热器筒体最小壁筒体名义厚校合筒体法兰厚校筒体后端法兰厚校前端管箱筒体名义厚校合前端管箱封头名义厚校合前端管箱法兰厚校合后端管箱筒体名义厚校合后端管箱封头名义厚校合后端管箱法兰厚校合带法兰凸形封头名义厚校合法兰设计厚校合钩圈计算厚校合管板管板名义厚校浮头式换热器筒体计算计算单计算所依据的标GB150.3-计算条筒体简材 厚度及重量计算厚= =有效厚名义厚n=重压力试验时应力校压力试验类试试验压pT1.25p[]= (或由用户输压力试验允许通T0.90s=圆筒的T=pT.(Die)=校核条T校核结合压力及应力最大允许工作压[pw]=(Die)=设计温度下计算应t =e校核条t结合前端管箱筒体计算结计算单计算所依据的标GB150.3-计算条筒体简材 厚度及重量计算厚= =有效厚名义厚n=重压力试验时应力校压力试验类试试验压pT1.25p[]= (或由用户输压力试验允许通T0.90s=圆筒的T=pT.(Die)=校核条T校核结合压力及应力最大允许工作压[pw]=(Die)=设计温度下计算应t =e校核条t结合前端管箱封头计算结计算单计算所依据的标GB150.3-计算条椭圆封头简材 (板材压力试验时应力校压力试验类试试验压pT1.25p[]1.0000(或由用户输入压力试验允许通过的应力T0.90s=试验压力下封头的应T=pT.(KDi0.5eh)=校核条T校核结合厚度及重量形状系1 D2K 2 i=6 2h i计算厚Kpch=2[]t0.5 =有效厚eh=nh-C1-C2=最小厚min=名义厚nh=结满足最小厚度要重最大允许工作压[pw]=KD = 结合后端管箱筒体计算结计算单计算所依据的标GB150.3-计算条筒体简材 厚度及重量计算厚= =有效厚名义厚n=重压力试验时应力校压力试验类试试验压pT1.25p[]= (或由用户输压力试验允许通T0.90s=圆筒的T=pT.(Die)=校核条T校核结合压力及应力最大允许工作压[pw]=(Die)=设计温度下计算应t =e校核条t结合后端管箱封头计算结计算单计算所依据的标GB150.3-计算条椭圆封头简材 (板材压力试验时应力校压力试验类试试验压pT1.25p[1.0000(或由用户输入压力试验允许通过的应力T0.90s=试验压力下封头的应T=pT.(KDi0.5eh)=校核条T校核结合厚度及重量形状系1 D2K 2 i=6 2h i计算厚Kpch=2[]t0.5 =有效厚最小厚min=名义厚nh=结满足最小厚度要重最大允许工作压[pw]=KD = 结合浮头计计算单 封头名义厚腐蚀裕材料名法兰材料名应[[f材料名应[bNm外内材料类软垫压紧面 b=2.53 DGb0>6.4mm DG垫片外径-2b结构尺寸l封头壁厚计AB 封头计算合螺栓受力计预紧状态下需要的最小螺栓载N操作状态下需要的最小螺栓载Wp=Fp+F=N所需螺栓总截面 Am=实际使用螺栓总截面Ab=nd2=B4操作情况下法兰受 FD=0.785D2i=N===N===N==NL 2cos==-=-操作情况下法兰总力M MDMGMT-Mr预紧情况下法兰受 力矩=N==计算结pDi4R2DL i 8[]t(DD 预紧状JM DDi a[]D DD 操作状JMpDDi p[]tDDD Ja，LL2J校核合钩圈计计算单材类A法兰外径与内径之比查得系数YLG0.5[Db0.5(DeDfi)]MWLGK DfiY 2YM2CD 注：带＃号的材料数据是设计者给定浮头计计算单 -封头名义厚腐蚀裕材料名法兰材料名应[[f材料名应[bNm外内径材料类软垫压紧面 b=2.53 b0>6.4mm DG2b结构尺寸l封头壁厚计AB 封头计算合螺栓受力计预紧状态下需要的最小螺栓载N操作状态下需要的最小螺栓载Wp=Fp+F=N所需螺栓总 Am=实际使用螺栓总截面Ab=nd2=B4操作情况下法兰受 力矩FD=0.785D2i=-N==-=-N==-=-N==-=-NL 2cos=-=操作情况下法兰总力M MDMGMT-Mr(pF(LL)F(LL)D T 预紧情况下法兰受 力矩=N==计算结pDi4R2DL i 8[]t(DD 预紧状JM DDi a[]D DD 操作状JM DDip[]tDDD Ja，LL2J校核合钩圈计计算单材类A法兰外径与内径之比查得系数YLG0.5[Db0.5(DeDfi)]MWLGK DfiY 2YM2CD 注：带＃号的材料数据是设计者给定前端管箱法兰计算结计算单简图N材料名许用应力法兰材料名应f螺栓材料名应b个垫片结构尺h材料类软垫Nm压紧面形b 螺栓受计算预紧状态下需要的最小螺栓载荷y=N操作状态下需要的最小螺栓载荷Wp=Fp+F=N实际使用螺栓总截面积A 2= 4力矩计F=0.785D2 i=N===N===N== W=NLG=计算力矩M=M与M[]t/[]中大 M= 螺栓间距校实际间 L b =n最小间Lmin (查GB150-2011表7-最大间Lmax形状常数确h0 Di010由查表7-9ZY整体法查图7-3和图7-eFIh0松式法查图7-5和图7-eFLh0f=整体法d1U =松式法d1U =f3ψ=δf==4fe13=剪应力计算许用结论预紧状W i操作状Wp i 输入法兰厚度δf140.0mm应性计算许用结论应HfM 1.5[]t=240.0fn任意式法兰,取 n校核合径应R(1.33fe1)M0f[]t=f校核合切应M0YZ 2 f[]t=f校核合综应=[]t=f校核合刚系J52.14VIMoo1校核合法兰校核结校核合后端管箱法兰计算结计算单 N材料名许用应力法兰材料名应f螺栓材料名应b个垫片结构尺h材料类金属垫Nm压紧面形b 螺栓受力计预紧状态下需要的最小螺栓载荷N操作状态下需要的最小螺栓载荷Wp=Fp+F=N实际使用螺栓总截面积A 2= 4力矩计F=0.785D2 i=N===N===N== W=NLG=计算力矩M=M与M[]t/[]中大 M= 螺栓间距校