BEM600固定管板換熱器設計

1、青青 島島 科科 技技 大大 學學 本本 科科 畢畢 業(yè)業(yè) 設設 計計題目：題目：BEM600BEM600固定管板式換熱器設計固定管板式換熱器設計 指導教師：學生姓名： 學號： 班級：裝控104班一一.固定管板式換熱器固定管板式換熱器 1、固定管板式換熱器的結構特點結構特點 此種換熱器的特點是管束以焊接或脹接管束以焊接或脹接在兩塊管板管板上，管板分別焊接在外殼的兩端管板分別焊接在外殼的兩端并在其上連接有頂蓋頂蓋，頂蓋和殼體上裝有流體進出口接管。固定管板換熱器固定管板換熱器性能優(yōu)點性能優(yōu)點性能缺點性能缺點一一.固定管板式換熱器固定管板式換熱器管子外表面進行檢管子外表面進行檢查和機械清洗，不查和機

2、械清洗，不適宜處理臟的或有適宜處理臟的或有腐蝕性的介質腐蝕性的介質結構簡單，制造結構簡單，制造成本較低。管內成本較低。管內不易積累污垢，不易積累污垢，污垢便于清洗。污垢便于清洗。 殼程殼程管程管程介質水水工作壓力0.8MPa0.8MPa進出口溫度70/95130/110流量160t/h 1.1.根據(jù)已知參數(shù)進行根據(jù)已知參數(shù)進行傳熱計算傳熱計算，并，并初選設備規(guī)格初選設備規(guī)格 初選傳熱系數(shù)K=1200w/(/K) 所需傳熱面積S 換熱管選用192，正三角形排列。 管內流速v=1.5 m/s 可計算出所需換熱管數(shù)n=332 根。 采用單殼程雙管程，管長L=4.5m 殼體內徑D=600 mm三三.主

3、要設計過程主要設計過程2647.8916.35120010775.3mtKQSm固定管板換熱器固定管板換熱器性能優(yōu)點性能優(yōu)點性能缺點性能缺點一一.固定管板式換熱器固定管板式換熱器管子外表面進行檢管子外表面進行檢查和機械清洗，不查和機械清洗，不適宜處理臟的或有適宜處理臟的或有腐蝕性的介質腐蝕性的介質結構簡單，制造結構簡單，制造成本較低。管內成本較低。管內不易積累污垢，不易積累污垢，污垢便于清洗。污垢便于清洗。 二二.主要設計思路主要設計思路1.1.根據(jù)已知參根據(jù)已知參數(shù) 進 行數(shù) 進 行傳 熱傳 熱計算計算，并，并初初選設備規(guī)格選設備規(guī)格。2.2.壓力壓力降校核降校核3.3.傳熱面積傳熱面積核算

4、核算4.4.強度計算強度計算和結構設計和結構設計 1.1.根據(jù)已知參數(shù)進行根據(jù)已知參數(shù)進行傳熱計算傳熱計算，并，并初選設備規(guī)格初選設備規(guī)格 初選傳熱系數(shù)K=1200w/(/K) 所需傳熱面積S 換熱管選用192，正三角形排列。 管內流速v=1.5 m/s 可計算出所需換熱管數(shù)n=332 根。 采用單殼程雙管程，管長L=4.5m 殼體內徑D=600 mm三三.主要設計過程主要設計過程2647.8916.35120010775.3mtKQSm固定管板式列管換熱器9三.主要設計過程 2.壓降校核壓降校核管程壓降(Pa)殼程壓降(Pa)5 .311055 . 1)772713010()(21iiFPP

5、PiiiPiifdNlGP221PiNGP422223686373.103.1303.0017.0)113(6.0257.08.971)1(2)(20001211 pBifdNDuP四、強度計算和結構設計四、強度計算和結構設計管程筒體計算厚度：殼程封頭計算厚度： mmPDPctc65.188.085.0189260088.02名義厚度取6mm mmPDPctc65. 188. 05 . 085. 0189260088. 05 . 02名義厚度取6mm強 度計 算四、強度計算和結構設計四、強度計算和結構設計 管板兼做法蘭固定管板式列管換熱器12 鑒于本設備壓力較低，介質為鑒于本設備壓力較低，介質

6、為 水，主要采用水，主要采用Q345RQ345R材料。材料。 管板計算厚度管板計算厚度 0.75d=14.25mm 結構開槽深度結構開槽深度5mm 分程隔板槽深度分程隔板槽深度4mm,最后圓整鋼最后圓整鋼 板規(guī)格板規(guī)格50mm 管板布管區(qū)周邊的剪切應力 殼體法蘭應力殼程圓筒軸向應力 換熱管與管板拉脫應力 管子應力 2.管板厚度的計算管板厚度的計算許用應力許用應力四、強度計算和結構設計四、強度計算和結構設計 4.換熱管與管板的連接換熱管與管板的連接 本換熱器設計壓力小于4MPa，且設計溫度小于300，操作中無劇烈的振動，無過大的溫度變化及無明顯的應力腐蝕，故管板與換熱管可采用強度脹接強度脹接。四

7、、強度計算和結構設計四、強度計算和結構設計 5.管板與殼體、管箱的連接方式管板與殼體、管箱的連接方式 固定管板換熱器管板兼做法蘭管板兼做法蘭，選用C型。五、結構部件的選擇五、結構部件的選擇 1.接管的選擇及開孔補強接管的選擇及開孔補強 接管內徑為150mm，進行開孔補強計算，計算知不需要進行補強。 2.拉桿與定距管拉桿與定距管 拉桿定距管結構，此結構適用于換熱管外徑d19mm的管束，4根拉桿。五、結構部件的選擇五、結構部件的選擇 3.折流板折流板 設置折流板的主要目的是為了增加殼程流體的流速增加殼程流體的流速，提高殼提高殼程的傳熱膜系數(shù)程的傳熱膜系數(shù)，從而達到提高總傳熱系數(shù)的目的到提高總傳熱系

8、數(shù)的目的。同時，設置折流板對于臥式換熱器的換熱管具有一定得支撐作用具有一定得支撐作用，當換熱管過長，而管子承受的壓應力過大時，在滿足換熱器殼程允許壓降的情況下，增加折流板的數(shù)量，減小折流板間距，對于焊接換熱管焊接換熱管的手里狀況和防止流體流動誘發(fā)震動有一定的作用的手里狀況和防止流體流動誘發(fā)震動有一定的作用。而且，設置折流板也有利于換熱管的安裝有利于換熱管的安裝。 五、結構部件的選擇五、結構部件的選擇 4.鞍座鞍座 鞍座選取DN600mm、重形、120度包角、焊制、雙筋、帶墊板鞍座，鞍座和墊板材料均選用Q345R板材。 5.吊耳吊耳（在管箱上設置）五、結構部件的選擇五、結構部件的選擇 防沖板防沖

9、板 為了防止殼程物料進口處流體對換熱管表流體對換熱管表面積的直接沖刷面積的直接沖刷，應在殼程進口管處設置防沖板。 防沖板的固定形式為：用U U型螺栓固定型螺栓固定在換熱管上。 厚度為6mm。五、結構部件的選擇五、結構部件的選擇6.法蘭的選擇容器法蘭選用甲型平焊法蘭甲型平焊法蘭公稱壓力為1.0MPa。 五、結構部件的選擇五、結構部件的選擇接管法蘭選用帶頸平焊法蘭帶頸平焊法蘭公稱壓力為1.0MPa。五、總結五、總結 首先根據(jù)工業(yè)生產的要求設計符合要求的換熱器設計符合要求的換熱器，工藝計算初選了換熱器規(guī)格，確定的換熱器殼徑殼徑600mm600mm、管子數(shù)管子數(shù)3 36262、公稱壓力1.0MPa、管子尺寸為192、管長4500mm、單殼程雙管程；進行了管殼程壓降的核算，管程壓降31.1KPa，殼程壓降45.5KPa，均符合不大于50KPa的要求；計算得到的傳熱系數(shù)Ko=1291W/m2K，傳熱安全系數(shù)為21.3%，滿足工藝要求。 選取管箱、