發(fā)電廠畢業(yè)設(shè)計(jì)文獻(xiàn)綜述參考格式模板

1、 學(xué)號(hào)：* * 大 學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）文獻(xiàn)綜述（*屆）題 目 * 學(xué) 生 * 學(xué) 院 * 專 業(yè) 班 級(jí) * 校內(nèi)指導(dǎo)教師 * 專業(yè)技術(shù)職務(wù) * 校外指導(dǎo)老師 專業(yè)技術(shù)職務(wù) 二一一年三月題目：*一、前言1 課題研究的意義，國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢(shì)1.1課題研究的意義換熱器是一種實(shí)現(xiàn)物料之間熱量傳遞的節(jié)能設(shè)備，被廣泛應(yīng)用于各個(gè)工業(yè)部門，尤其在石油、化工生產(chǎn)中應(yīng)用更為廣泛。它既是工藝流程中的重要裝備，同時(shí)又是企業(yè)減少能源消耗、降低生產(chǎn)成本的主要手段。在石油、化工裝置中換熱器占總設(shè)備量和設(shè)備投資的40%左右。換熱器中應(yīng)用最為廣泛、使用量最大的則是管殼式換熱器，約占換熱器總量的90%，它具有選材范圍廣

2、，換熱表面清洗較方便，適應(yīng)性強(qiáng)，處理能力大，能承受高溫和高壓等特點(diǎn)。熱電聯(lián)產(chǎn)是發(fā)電廠同時(shí)向用戶供給電能和熱能的生產(chǎn)方式，即發(fā)電廠既生產(chǎn)電能，又利用汽輪發(fā)電機(jī)做過(guò)功的蒸汽對(duì)用戶供熱的生產(chǎn)方式。在全球資源枯竭和化石燃料造成的污染日益嚴(yán)峻的情況下, 熱電聯(lián)產(chǎn)項(xiàng)目日益受到世界各國(guó)的高度重視。其環(huán)境效益和社會(huì)效益非常巨大，是全球公認(rèn)的節(jié)約能源、改善環(huán)境、增強(qiáng)城市基礎(chǔ)設(shè)施功能的重要措施。其中，管殼式換熱器也廣泛應(yīng)用于熱電聯(lián)產(chǎn)項(xiàng)目中，在節(jié)能降耗中發(fā)揮著重要作用。1.2國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢(shì) 據(jù)統(tǒng)計(jì)，在一般石油化工企業(yè)中，換熱器的投資的40%-50%；在現(xiàn)代石油化工企業(yè)中約占30%-40%；在熱電廠中，如果

3、把鍋爐也作為換熱設(shè)備，換熱器的投資約占整個(gè)電廠總投資的70%；在制冷機(jī)中，蒸發(fā)器的質(zhì)量要占制冷機(jī)總質(zhì)量的30%-40%，其動(dòng)力消耗約占總值的20%-30%。由此可見，換熱器的合理設(shè)計(jì)和良好運(yùn)行對(duì)企業(yè)節(jié)約資金、能源和空間都十分重要。提高換熱器傳熱性能并減小其體積，在能源日趨短缺的今天更是有明顯的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。管殼式換熱器是一個(gè)量大而品種繁多的產(chǎn)品，由于國(guó)防工業(yè)技術(shù)不斷的發(fā)展，換熱器操作條件日趨苛刻，透切需要更新的耐磨損、耐腐蝕、高強(qiáng)度材料，近年來(lái)，我國(guó)在發(fā)展不銹鋼銅合金復(fù)合材料、鎂鋁合金及碳化硅等非金屬材料等方面都有不同程度的進(jìn)展，其中尤以鈦材發(fā)展較快，鈦對(duì)海水、氯堿、醋酸等有較好的抗腐蝕

4、能力，如在強(qiáng)化傳熱，效果將更好。近年來(lái)國(guó)內(nèi)在節(jié)能增效等方面改進(jìn)換熱器性能，提高傳熱效率，減少傳熱面積降低壓降，提高裝置熱強(qiáng)度等方面的研究取得了顯著成績(jī)。換熱器的大量使用，有效的提高了能源的利用率，使企業(yè)成本降低，效益提高。根據(jù)國(guó)民經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展第十一個(gè)五年規(guī)劃綱要，“十一五”期間我國(guó)經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)將保持年均75%的速度。而石化及鋼鐵作為支柱產(chǎn)業(yè)，將繼續(xù)保持快速發(fā)展的勢(shì)頭，預(yù)計(jì)2010年鋼鐵工業(yè)總產(chǎn)值將超過(guò)5000億元，化工行業(yè)總產(chǎn)值將突破4000億元。這些行業(yè)的發(fā)展都將為換熱器行業(yè)提供更加廣闊的發(fā)展空間。未來(lái)，國(guó)內(nèi)市場(chǎng)需求將呈現(xiàn)以下特點(diǎn)：對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量水平提出了更高的要求，如環(huán)保、節(jié)能型產(chǎn)品將是今后發(fā)展

5、的重點(diǎn)；要求產(chǎn)品性價(jià)比提高；對(duì)產(chǎn)品的個(gè)性化，多樣化的要求趨勢(shì)強(qiáng)烈；逐漸注意品牌產(chǎn)品的選用大工程項(xiàng)目青睞大企業(yè)或企業(yè)集團(tuán)產(chǎn)品。對(duì)國(guó)外換熱器市場(chǎng)的調(diào)查表明，管殼式換熱器占64%。雖然各種板式式換熱器的競(jìng)爭(zhēng)力在上升，但管殼式換熱器仍將占主導(dǎo)地位。隨著動(dòng)力、石油化工工業(yè)的發(fā)展，其設(shè)備也繼續(xù)向著高溫、高壓、大型化方向發(fā)展。而換熱器在結(jié)構(gòu)方面也有不少新的發(fā)展。螺旋折流板換熱器是最新發(fā)展起來(lái)的一種管殼式換熱器，是由美國(guó)ABB公司提出的?；驹頌椋簩A截面的特制板安裝在“擬螺旋折流系統(tǒng)”中每塊折流板占換熱器殼程中橫剖面的四分之一，其朝向換熱器的軸線與換熱器軸線保持一定傾斜度。在氣-水換熱的情況下傳遞相同熱量

6、時(shí)，該換熱器可減少30%-40%的傳熱面積，節(jié)省材料20%-30%。2課題的研究目標(biāo)、內(nèi)容和擬解決的關(guān)鍵問(wèn)題2.1研究目標(biāo)、內(nèi)容根據(jù)給定的工藝技術(shù)參數(shù)（如管程及殼程的設(shè)計(jì)壓力、設(shè)計(jì)溫度、熱負(fù)荷、介質(zhì)的物理及化學(xué)性質(zhì)等）的相關(guān)條件，進(jìn)行熱力設(shè)計(jì)；綜合考慮換熱管束、管板、管箱、殼體、折流板和支撐板、進(jìn)、出接管及防沖與導(dǎo)流等結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)。應(yīng)用傳熱學(xué)、流體力學(xué)、材料力學(xué)及換熱器結(jié)構(gòu)等知識(shí)，制定可應(yīng)用于制造生產(chǎn)的汽-水管殼式換熱器用于全廠采暖換熱的相關(guān)文件。內(nèi)容主要包括：換熱器熱力設(shè)計(jì)計(jì)算，換熱器的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及強(qiáng)度校核計(jì)算，設(shè)備工程圖紙繪制。2.2擬解決的關(guān)鍵問(wèn)題計(jì)算方面：換熱器熱力計(jì)算、換熱器設(shè)計(jì)參數(shù)的合

7、理選取、換熱器的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及強(qiáng)度校核計(jì)算。結(jié)構(gòu)方面：管束、管板、管箱、殼體、折流板、支座、法蘭、進(jìn)、出接管及防沖與導(dǎo)流等結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)。工程圖紙：手工裝配圖；換熱器的裝配圖以及若干關(guān)鍵零部件CAD圖。二、設(shè)計(jì)方案的確定1方案的原理、特點(diǎn)與選擇依據(jù)1.1方案的原理、特點(diǎn)管殼式換熱器是典型的間壁式換熱器，管殼式換熱器主要由殼體、管板、封頭、管箱等部分組成。殼體多呈圓形，內(nèi)部裝有平行管束，管束兩端固定于管板上。在管殼式換熱器內(nèi)進(jìn)行換熱的兩種流體，一種在管內(nèi)流動(dòng)，其行程稱為管程；一種在管外流動(dòng)，其行程稱為殼程,管束的壁面即為傳熱面。本設(shè)計(jì)采用固定管板式換熱器，蒸汽走殼程，水走管程。為了提高管外流體給熱系數(shù)，

8、通常在殼體內(nèi)安裝一定數(shù)量的橫向折流擋板。折流擋板不僅可防止流體短路、增加流體速度，還迫使流體按規(guī)定路徑多次錯(cuò)流通過(guò)管束，使湍流程度大為增加。管殼式換熱器的工作原理圖如圖1所示，熱流體從溫度冷卻到，冷卻介質(zhì)溫度從加熱到，根據(jù)傳熱基本方程式：。 管程出口 殼程進(jìn)口折流板 殼程出口 管程進(jìn)口 圖1管殼式換熱器工作原理1.2管殼式換熱器特點(diǎn)管殼式換熱器換熱表面清洗較方便，適應(yīng)性強(qiáng)，處理能力大，操作彈性大，易于制造，結(jié)構(gòu)可靠，材料范圍廣，生產(chǎn)成本低等特點(diǎn)，特別是它能在高溫和高壓條件下應(yīng)用。1.3方案選擇依據(jù)選型。選用固定管板式換熱器，固定管板式換熱器如圖2所示：圖2固定管板式換熱器由于固定管板式換熱器結(jié)

9、構(gòu)簡(jiǎn)單，清洗方便，鍛件使用較少，制造成本低；管程可以分成多程，殼程也可以分成雙程，規(guī)格范圍廣，在工程上廣泛應(yīng)用；當(dāng)膨脹之差較大時(shí)，可在殼體上設(shè)置膨脹節(jié)，以減少因管、殼程溫差而產(chǎn)生的熱應(yīng)力。管、殼程介質(zhì)配置。本設(shè)計(jì)蒸汽走殼程，水走管程。比較蒸汽和水的性質(zhì)，飽和蒸汽它對(duì)流速和清洗無(wú)甚要求，且易于排除冷凝液。換熱管管型選用光管。因?yàn)槠鋺?yīng)用廣泛、價(jià)廉、易于制造、安裝、檢修、清洗方便。換熱管管長(zhǎng)。換熱管越長(zhǎng)時(shí)單位傳熱面積材料耗量低，但是管子過(guò)長(zhǎng)，清洗、安裝不方便。并且要求換熱器外形尺寸小于5000，所以換熱管選用3000。換熱管束排列。本設(shè)計(jì)選用正三角形排列法。管束分程。本設(shè)計(jì)選用單管程數(shù)，當(dāng)換熱器換熱

10、面積較大而管子又不能很長(zhǎng)時(shí)，換熱管數(shù)就得增大，為了減小管程流體的流通橫截面積，提高管程流速，增大傳熱系數(shù)就需要降管束分程。偶數(shù)管程對(duì)制造、檢修、操作都較為方便，因而應(yīng)用普遍。但是管程數(shù)越大，設(shè)備造價(jià)越高。2設(shè)計(jì)步驟2.1掌握管殼式換熱器的結(jié)構(gòu)及工作特性2.1.1壓力容器分類本設(shè)計(jì)的最大設(shè)計(jì)壓力為，查GB150知：所設(shè)計(jì)的換熱器屬于中壓容器（）。根據(jù)壓力容器安全技術(shù)監(jiān)察規(guī)程知：本設(shè)計(jì)的換熱器為第二類壓力容器，所以在設(shè)計(jì)、制造時(shí)應(yīng)按照第類壓力容器的標(biāo)準(zhǔn)。2.1.2材料選擇對(duì)于換熱管，根據(jù)溫度、壓力以及介質(zhì)的特性等綜合考慮，換熱管的材料選擇20鋼，對(duì)于筒體、封頭、管板、折流板的材料均選取Q345R鋼

11、板。2.2根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)選取管殼式換熱器的型號(hào)根據(jù)工藝要求，選用臥式管殼式表面凝結(jié)型換熱器，企業(yè)要求換熱管選用。2.3換熱器熱力設(shè)計(jì)計(jì)算收集原始數(shù)據(jù)。根據(jù)設(shè)計(jì)任務(wù)，收集盡可能多的有關(guān)數(shù)據(jù)流體的物理化學(xué)性能。確定物性參量。安排管、殼程流體，確定定性溫度，計(jì)算或查得換熱介質(zhì)物性參量：密度、粘度、比熱、導(dǎo)熱系數(shù)、普朗特常數(shù)：.（2-1）熱平衡計(jì)算。確定冷、熱流體的流量及傳熱對(duì)數(shù)平均溫差。初選傳熱系數(shù)。根據(jù)換熱介質(zhì)，流速及流態(tài)，查管殼式換熱器傳熱系數(shù)參考表，初步確定傳熱系數(shù)。估算傳熱面積：.（2-2）換熱器傳熱面積的確定。根據(jù)傳熱方程和所選換熱管的規(guī)格，確定換熱管中心距、換熱管長(zhǎng)度、管程數(shù)、管束中間換熱管數(shù)

12、、換熱管排布、總換熱管數(shù)，進(jìn)而確定換熱器傳熱面積?？倐鳠嵯禂?shù)的計(jì)算。初步確定換熱器的結(jié)構(gòu)，根據(jù)冷、熱側(cè)流體的流速和溫度決定污垢熱阻，最后計(jì)算總傳熱系數(shù)。校核總傳熱系數(shù)?？倐鳠嵯禂?shù)滿足：.（2-3）流動(dòng)阻力計(jì)算。根據(jù)所確定的設(shè)備結(jié)構(gòu)參數(shù)，確定管程、殼程流體的流動(dòng)阻力降。其中管、殼程壓降均小于允許相應(yīng)的壓降。2.4換熱器的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及強(qiáng)度校核計(jì)算根據(jù)使用、制造、安裝和維修的要求，進(jìn)行總體結(jié)構(gòu)型式和各部分零部件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和選用。根據(jù)制造和使用的要求，經(jīng)濟(jì)合理地選用零部件的材料。根據(jù)強(qiáng)度、剛度和穩(wěn)定性的要求，計(jì)算確定各零部件的尺寸。換熱器強(qiáng)度計(jì)算除按受壓容器對(duì)殼體、封頭、法蘭等進(jìn)行計(jì)算選擇外，還有其特有的

13、強(qiáng)度計(jì)算，包括管板強(qiáng)度計(jì)算，筒體軸向應(yīng)力校核，溫差應(yīng)力計(jì)算和管子拉脫力校核等，當(dāng)采用膨脹節(jié)時(shí)，還要進(jìn)行膨脹節(jié)的強(qiáng)度計(jì)算。2.4.1設(shè)備的強(qiáng)度計(jì)算2.4.1.1設(shè)計(jì)參數(shù)確定設(shè)計(jì)壓力（包括管層和殼層）、設(shè)計(jì)溫度（包括管層和殼層）、鋼板的許用應(yīng)力、腐蝕裕量、密封選擇、焊接接頭系數(shù)等等。焊接接頭系數(shù)參考如表1所示：表1鋼制換熱器焊接接頭系數(shù)焊接接頭型式焊接接頭系數(shù)全部無(wú)損檢測(cè)局部無(wú)損檢測(cè)雙面焊對(duì)接接頭和相當(dāng)于雙面焊的全焊透對(duì)接接頭單面焊對(duì)接接頭（沿焊接接頭根部全長(zhǎng)有緊貼基本金屬的墊板）說(shuō)明：對(duì)于無(wú)法進(jìn)行無(wú)損檢測(cè)的固定管板式換熱器殼程圓筒的環(huán)向焊接接頭，當(dāng)采用氬弧焊打底或沿焊接接頭根部全長(zhǎng)有緊貼基本金屬

14、的墊板時(shí)，其焊接接頭系數(shù)。2.4.1.2強(qiáng)度計(jì)算（1）筒體計(jì)算設(shè)計(jì)溫度下圓筒的計(jì)算厚度：.（2-4）設(shè)計(jì)溫度下圓筒的計(jì)算應(yīng)力： （2-5）設(shè)計(jì)溫度下圓筒的最大允許工作壓力：.（2-6）（2）標(biāo)準(zhǔn)橢圓形封頭計(jì)算標(biāo)準(zhǔn)橢圓形封頭的計(jì)算厚度： .（2-7） 其中，GB150規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)橢圓形封頭的有效厚度應(yīng)不小于封頭內(nèi)直徑的0.15%。橢圓形封頭的最大允許工作應(yīng)力：.（2-8）（3）法蘭計(jì)算（參考過(guò)程設(shè)備設(shè)計(jì)書）（4）管板計(jì)算（參照GB151-1999管殼式換熱器P28）1).管板厚度計(jì)算：.（2-9）2).應(yīng)力校核如表2所示表2應(yīng)力校核校核條件無(wú)溫差（） 溫差（） 管板徑向應(yīng)力管板布管區(qū)周邊處徑向應(yīng)力管

15、板布管區(qū)周邊處剪切應(yīng)力殼體軸向應(yīng)力管子軸向應(yīng)力（當(dāng)時(shí)）（當(dāng)時(shí)）拉脫力脹接：焊接：注：管板兼做法蘭時(shí)，還需滿足：。（5）膨脹節(jié)設(shè)計(jì)（參考過(guò)程設(shè)備設(shè)計(jì)書）2.5設(shè)備工程圖紙繪制繪制1張A0或A1的手工裝配圖；1張換熱器的裝配圖以及若干關(guān)鍵零部件的CAD圖。三、階段性設(shè)計(jì)計(jì)劃、設(shè)計(jì)目標(biāo)與應(yīng)用價(jià)值1階段性設(shè)計(jì)計(jì)劃、設(shè)計(jì)目標(biāo)寒 假：查閱文獻(xiàn)、翻譯外文文獻(xiàn)第 1 周：撰寫文獻(xiàn)綜述，確定設(shè)計(jì)方案第02-04周：換熱器熱力設(shè)計(jì)計(jì)算第04-08周：換熱器的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及強(qiáng)度校核計(jì)算第08-09周：企業(yè)調(diào)研實(shí)習(xí)第09-12周：設(shè)備工程圖紙繪制第12-15周：設(shè)計(jì)說(shuō)明書撰寫第15-18周：答辯2應(yīng)用價(jià)值管殼式換熱器雖然

16、在傳熱效率、緊湊性及金屬消耗量等方面不及其他新型高效換熱器，但它具有處理量大，適應(yīng)性強(qiáng)，操作彈性大，易于制造，結(jié)構(gòu)可靠，材料范圍廣，生產(chǎn)成本低等特點(diǎn)，特別是它能在高溫高壓條件下應(yīng)用。四、參考文獻(xiàn)1 白志國(guó).管殼式換熱器的設(shè)計(jì)J.中國(guó)造船，2002,（43）:256-258.2 中電聯(lián)熱電聯(lián)產(chǎn)調(diào)研組.熱電聯(lián)產(chǎn)：困境待解J.中國(guó)電力企業(yè)管理，2008，（9）：29-31.3 宿微，趙渤亭.管殼式換熱器設(shè)計(jì)的幾個(gè)問(wèn)題及解決C.石油和化工設(shè)備，2009，10:24-26.4 史美中.熱交換器原理與設(shè)計(jì)M.北京：化學(xué)工業(yè)出版社，1992.5 刁玉偉.化工設(shè)備機(jī)械基礎(chǔ)第3版M.大連理工大學(xué)出版社，1996

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