固定管板式换热器检修要点
卧式固定管板式换热器结构
固定管板式换热器由管箱、壳体、管板、管子等零部件组成，其结构较紧凑，排管较多，在相同直径下面积较大，制造较简单。
换热器的检修
（1）检修前的准备：
接到检修任务书后,准备必要的图纸资料，包括总装图纸、零部件图纸及相应的零部件标准、规范，确定检修内容，制定检修方案（在制定检修方案时，应遵循原化学工业部颁发的《化工企业安全管理制度》拟定相应的安全措施），编制检修计划和检修进度。在交付检修前，应切断电源，做好设备及管路的切断、隔绝、置换和清洗（置换和清洗时，不得随意排放设备中的介质）等项工作，经分析合格后移交检修人员进行检修，向检修人员进行任务、技术、安全交底，检修人员应熟悉检修规程和质量标准，对于重大缺陷应提出技术措施。落实检修所需的材料与备件，准备好检修中所需的工具，尤其是专用工具。
（2）检修注意事项：
1.换热器在进行检修前, 必须办理“三证”, 即“检修许可证”、“设备
交出证”和“动火证”。
2.检修用搭置的脚手架、安全网，升降装置等应符合工厂安全技术规程要
求。高处进行检修时，要符合高空作业安全要求。
3.检修人员现场确认设备已与系统切断；按合理的顺序拆除与设备相联的
所有管线及伴热管线并加盲板，拆除保温层等。
4.换热器内部介质排净后，应加设盲板隔断与其连接的管道和设备，并设
有明显的隔断标志。
5.对于盛装易燃、易爆、易蚀、有毒、剧毒或窒息性介质的设备，必须经
过置换，中和，消毒，清洗等处理，并定期取样分析以保证设备中有毒、
易燃介质含量符合《化工企业安全管理制度》的规定。
6.由于介质的腐蚀、冲蚀、积垢，必须进行清理。可根据结垢的程度、介
质的特性以及现场的条件分别选用机械清洗、高压水冲洗清理、化学除
垢清理和海绵球清洗法。
7.换热器内照明电压不高于24V，换热器外照明电压不高于36V。
8.进入容器内工作的人员，应严格遵守入塔进罐的安全规定。
9.需更换的本体及其相应的受压元件产品等应有质量合格证明文件。
10.起重机具必须严格进行检查，符合要求。
（3）拆出过程注意事项
1.拆除管道法兰、换热器管箱及换热器主法兰部位的保温拆除，并妥善保管，
以利旧。
2. 连接螺栓喷涂松动剂，确认换热器温度适合松动剂喷涂，将松动剂喷涂
到换热器需要拆卸的各连接螺栓。
3.拆封头：对称拆卸螺栓，分三轮松开最后留上面2条、左右各1条螺栓，
用撬棍撬封头法兰，确认无介质后将螺栓全部卸下。用起吊设施将封头吊下。
密封面朝上落地，用枕木垫好，清理密封面并做好防护。
4.拆管箱：对称拆卸螺栓，用起吊设施将管箱吊下。密封面朝上落地，用枕
木垫好，注意防止铭牌及附件损伤。清理管箱及接管法兰密封面并做好防护。对状态进行确认。将筒体整体运至指定位置。组织吹扫、清理封头、管箱及换热管内表面的杂质、污垢等。高压水清洗换热管内表面，检查检查换热管内清洗质量，清洗质量合格后检查管板外表面、管子内表面结焦、堵塞情况。对状态进行确认。
（4）拆出后检查项目
1. 清理换热器的壳程、管程及封头积存的污垢。
2. 检查换热器内部构件有无变形、断裂、松动，防腐层有无变质、脱落、
鼓泡以及内壁有无腐蚀、局部凹陷、沟槽等，并视情况修理。
3. 检查修理管束、管板及管程现壳程连接部位，对有泄漏的换热管进行
补焊、补胀和堵管。
4. 检查更换进出管口填料、密封垫。
5. 检查更新部分连接螺栓、螺母。
6. 检查校验仪表及安全装置。
7. 检查修理静电接地装置。
8. 检查更换管件、阀门及附件。
9. 修补壳体、管道的保温层。
10. 整体防腐、保温。
11. 外部检查的内容：检查换热器的保温层是否完好，有无漏气或漏液现象；对无保温层的换热器应检查防腐层是否完好及换热器外表面的锈蚀情况；检查换热器的壳体、密封部位、焊缝、接管等有无泄漏、裂缝及变形等；检查换热器有无异常声响与振动；了解换热器在运行中的有关情况，特别是有无介质堵塞和泄漏现象；压力表、安全阀等安全附件按规定进行校验或更换。
12. 内外部检查：换热器的内外部检查，是在换热器停车或检修时进行，换热器壳体的内、外表面，开孔接管处等部位有无介质腐蚀或冲刷磨损现象；检查管束腐蚀、结垢情况和有无泄漏；检查管束与管板连接部位有无泄漏；检查结果予以记录，发现缺陷予以处理。
壳体壁厚测定，并进行校核。换热器壁厚的计算公式如下：
S＝
式中：S壳体的计算壁厚cm； D n壳体的内径cm；
[σ] 壳体材料的许用应力MPa；φ焊缝系数
P壳体的设计压力 MPa。
测量壳体壁厚小于计算壁厚时，应降压使用或报废。
13. 腐蚀、裂纹等缺陷检查检查管板、壳体、芯子内表面、管箱内外表面腐蚀、裂纹等缺陷，必要时组织进行超声波或射线探伤。重点检查以下部位：管板/管头/胀口或焊口/焊缝及热影响区/内隔板根部、接管根部/封头过渡部位/法兰密封面/换热器采取的防腐涂层；防冲板，对检查结果进行确认。14.支座及基础检查检查支撑或支座有无损坏，基础有无下沉、倾斜、开裂，地脚螺栓、垫铁等有无松动。
15.检查螺栓、螺母逐条清洗，宏观检查裂纹、损伤、腐蚀等缺陷。封头、管箱、浮头螺栓螺母至少各抽2条，进行光普材质复查、磁粉或渗透检验，对检查结果进行确认。
16.检查管箱密封面、壳体密封面、封头盖密封面有无腐蚀、径向划痕等影响密封的缺陷。
17.检查回装垫片规格、型号、材质是否符合要求。检查回装垫片是否有径向划痕、开裂等影响密封的缺陷。
18.全面检验：组织检测单位按照《压力容器安全技术监察规程》、《压力容器定期检验规则》要求，组织进行压力容器全面检验。对于发现的缺陷，编制详细的缺陷修复技术方案，确认缺陷修复技术方案经过审批。按缺陷修复
技术方案对检查及全面检验过程中发现的超标缺陷进行修理。
（4）检查合格后回装
1.壳程试压安装壳体法兰试压盲板，试压用橡胶石棉垫，正式垫片先不用。
装配试压管线，向壳程注水。试压时按照试压曲线逐级升压，随时检查，及时发现异常情况。达到试验压力时，保压检查30min 。检查有无泄漏现象。
检查换热管是否有破裂，胀口是否有渗漏。如换热管有破裂，泄压后可用锥度为3°-5°的金属柱塞堵住或更换换热管。同一管程内，堵死的换热管一般不应超过换热管总数的10%，如工艺计算允许，这一比例可以适当增加。
如果管口渗漏，泄压后可以进行补胀或补焊，但补胀（焊）的次数最多不准超过三次，否则需要更换换热管。如有缺陷，将缺陷处理后，重新试压，直到合格为止。对试压及处理结果进行确认。
2.管程试压回装封头、管箱，管箱法兰加盲板。装配试压管线。试压时按
照试压曲线逐级升压，随时检查，及时发现异常情况。达到试验压力时，保压检查30min。检查管箱及管箱法兰处有无泄漏。如有缺陷，将缺陷处理后，重新试压，直到合格为止。对试压结果进行确认。
3.盲板拆除拆除壳程进出口法兰盲板，法兰回装。确认盲板拆除，法兰回
装完。保温恢复，确认保温恢复合格。
4.清理现场清理现场各类检修工具，材料和各类垃圾。清除、擦净现场各处
油污，对恢复状态进行确认。
（5）回装试车安全注意事项
1.检查盲板是否拆除, 检查管道、阀门、过滤器及安全装置是否符合要
求。
2.凡影响试车安全的临时设施、起重吊具等应一律拆除。
3.排净设备内水、气，对易燃、易爆介质的设备，还应用惰性气体置换
干净,保证运行安全。
4.试车中应检查有无泄漏、异常声响，如未发现泄漏、介质互串、温度
及压力在允许值内，则试车符合要求。
固定管板式换热器使用中的注意事项及工作原理
固定管板式换热器的注意事项及工作原理 固定管板式换热器在运行中应注意事项有： (1)换热器在新安装或检修完之后必须进行试压后才能使用。 (2)换热器在开工时要先通冷流后通热流，在停工时要先停热流后停冷流。以防止不均匀的热胀冷缩引起泄漏或损坏。 (3)固定管板式换热器不允许单向受热，浮动式换热器管、壳两侧也不允许温差过大。 (4)启动过程中，排气阀应保持打开状态，以便排出全部空气，启动结束后应关闭。 (5)如果使用碳氢化合物，在装入碳氢化合物之前要用惰性气体驱除换热器中的空气，以免发生爆炸。 (6)停工吹扫时，引汽前必须放净冷凝水，并缓慢通气，防止水击。换热器一侧通气时，必须把另一侧的放空阀打开，以免弊压损坏，关闭换热器时，应打开排气阀及疏水阀，防止冷却形成真空损坏设备。 (7)空冷器使用时要注意部分流量均匀，确保冷却效果。 (8)经常注意监视防止泄漏。 固定管板式换热器的工作原理：
图1 [固定管板式换热器]为固定管板式换热器的构造。A流体从接管1流入壳体内，通过管间从接管2流出。B流体从接管3流入,通过管内从接管4流出。如果A流体的温度高于B流体,热量便通过管壁由A流体传递给B流体；反之，则通过管壁由B流体传递给A流体。壳体以内、管子和管箱以外的区域称为壳程，通过壳程的流体称为壳程流体 (A流体)。管子和管箱以内的区域称为管程,通过管程的流体称为管程流体(B流体)。管壳式换热器主要由管箱、管板、管子、壳体和折流板等构成。通常壳体为圆筒形;管子为直管或U形管。为提高换热器的传热效能，也可采用螺纹管、翅片管等。管子的布置有等边三角形、正方形、正方形斜转45°和同心圆形等多种形式，前3 种最为常见。按三角形布置时，在相同直径的壳体内可排列较多的管子，以增加传热面积，但管间难以用机械方法清洗，流体阻力也较大。管板和管子的总体称为管束。管子端部与管板的连接有焊接和胀接两种。在管束中横向设置一些折流板，引导壳程流体多次改变流动方向，有效地冲刷管子，以提高传热效能，同时对管子起支承作用。折流板的形状有弓形、圆形和矩形等。为减小壳程和管程流体的流通截面、加快流速，以提高传热效能，可在管箱和壳体内纵向设置分程隔板，将壳程分为2程和将管程分为2程、4程、6程和8程等。
固定管板式换热器课程设计
固定管板式换热器设计
目录 第一章绪论··3 1.1什么是管壳式换热器·3 1.2管壳式换热器的分类··3 第二章总体结构设计··4 2.1固定管板式换热器结构··4 第三章机械设计··4 3.1工艺条件 (4) 3.2设计计算 (4) （1）管子数n (5) （2）换热管排列形式··5 （3）管间距的确定 (5) （4）壳程选择··5 3.3 筒体··6 （1）换热器壳体内径的确定··6 （2）换热器封头的选择··6 3.4 折流板··6 （1）折流板切口高度的确定··6 （2）确定折流板间距··6 （3）折流板的排列方式··7 （4）折流板外径的选择··7 （5）折流板厚度的确定··7
（6）折流板的管孔确定··7 3.5 拉杆、定距管··7 （1）拉杆的直径和数量··7 （2）拉杆的尺寸··8 （3）拉杆的布置··9 （4）定距管··9 3.6、防冲板··9 3.7、接管··9 （1）接管的公称直径··9 （2）接管的壁厚确定··9 （3）接管高度的确定··9 3.8 法兰··10 （1）容器法兰的选用··10 （2）接管法兰··10 3.9 垫片的选用··11 3.10 管板的设计与计算··11 3.11 支座··12 3.12 圆筒节的设计··13 第四章列管式换热器机械结构设计··13 4.1 传热管与管板的连接··14 4.2 管板与壳体及管箱的连接··14 4.3 管法兰与接管连接··14
第五章强度计算··15 5.1 换热器壳体壁厚的计算··15 5.2 管箱短节··16 第六章安装制造··16 6.1 换热器制造··16 6.2 换热器安装··17 参考文献··18 心得体会··18
固定管板式换热器结构设计
固定管板式换热器的结构设计 摘要 换热器是化工、石油、动力、冶金、交通、国防等工业部门重要工艺设备之一，其正确的设置，性能的改善关系各部门有关工艺的合理性、经济性以及能源的有效利用与节约，对国民经济有着十分重要的影响。 换热器的型式繁多，不同的使用场合使用目的不同。其中常用结构为管壳式，因其结构简单、造价低廉、选材广泛、清洗方便、适应性强，在各工业部门应用最为广泛。 固定管板式换热器是管壳式换热器的一种典型结构，也是目前应用比较广泛的一种换热器。这类换热器具有结构简单、紧凑、可靠性高、适应性广的特点,并且生产成本低、选用的材料范围广、换热表面的清洗比较方便。固定管板式换热器能承受较高的操作压力和温度，因此在高温高压和大型换热器中，其占有绝对优势。 固定管板式换热器主要由壳体、换热管束、管板、前端管箱（又称顶盖或封头）和后端结构等部件组成。管束安装在壳体内，两端固定在管板上。管箱和后端结构分别与壳体两端的法兰用螺栓相连，检修或清洗时便于拆卸。换热器设计的优劣最终要看是否适用、经济、安全、运行灵活可靠、检修清理方便等等。一个传热效率高、紧凑、成本低、安全可靠的换热器的产生，要求在设计时精心考虑各种问题.准确的热力设计和计算，还要进行强度校核和符合要求的工艺制造水平。 关键词：换热器；固定管板式换热器；结构；设计
The Structural Design of Fixed Tube Plate Heat Exchanger Author : Chen Hui-juan Tutor : Li Hui Abstract Heat exchanger is one of the most important equipments which is used in the fields of chemical, oil, power, metallurgy, transportation, national defense industry. Its right setting and the improvements of performance play an important role in the rationality o technology, economy, energy utilization and saving, which has a very important impact on the national economy. The type of heat exchanger is various, the different use occasions and the purpose is are commonly used for the tube shell type structure, because of its simple structure, low cost and wide selection, easy to clean, strong adaptability, the most widely used in various industry departments. Fixed tube plate heat exchanger is a kind of typical structure of tube and shell heat exchanger, also is a kind of heat exchanger is applied more widely. This kind of heat exchanger has simple and compact structure, high reliability, the characteristics of wide adaptability, and the production of low cost, wide range of selection of materials, heat exchange surface cleaning more convenient. Fixed tube plate heat exchanger can operate under high pressure and temperature, therefore, the heat exchanger in high temperature and high pressure and large in its possession of absolute advantage. Fixed tube plate heat exchanger is mainly composed of shell, heat
换热器基本知识
一、换热器的结构型式有哪些？ 换热器是很多工业部门广泛应用的一种常见设备，通过这种设备进行热量的传递，以满足生产工艺的需要。可按用途、换热方式、结构型式三种不同的方法进行分类。按结构型式分类如下： 换热器分为管式换热器、板式换热器、新型材料换热器和其他型式的换热器。 管式换热器又分为：套管式换热器、管壳式换热器、沉浸式换热器、喷淋式换热器和翅片管式换热器。 板式换热器又分为：夹套式换热器、平板式换热器、伞板式换热器、螺旋板式换热器、板翅式换热器和板壳式换热器。 新型材料换热器分为：石墨换热器、聚四氟乙烯换热器、玻璃换热器和钛材及其他稀有金属材料换热器。 其他形式的换热器包括回转式换热器和热管。 二、换热器管为什么会结垢？如何除垢？ 因为换热器大多是以水为载热体的换热系统，由于某些盐类在温度升高时从水中结晶析出，附着于换热管表面，形成水垢。在冷却水中加入聚磷酸盐类缓冲剂，当水的PH值较高时，也可导致水垢析出。初期形成的水垢比较松软，但随着垢层的生成，传热条件恶化，水垢中的结晶水逐渐失去，垢层即变硬，并牢固地附着于换热管表面上。 此外，如同水垢一样，当换热器的工作条件适合溶液析出晶体时，换热管表面上即可积附由物料结晶形成的垢层；当流体所含的机械杂质有机物较多、而流体的流速又较小时，部分机械杂质或有机物也会在换热器内
沉积，形成疏松、多孔或胶状污垢。 换热器管束除垢的方法主要有下列三种。 一、手工或机械方法 当管束有轻微堵塞和积垢时，借助于铲削、钢丝刷等手工或机械方法来进行清理，并用压缩空气，高压水和蒸汽等配合吹洗。当管子结垢比较严重或全部堵死时，可用管式冲水钻（又称为捅管机）进行清理。 二、冲洗法 冲洗法有两种。第一种是逆流冲洗，一般是在运动过程中，或短时间停车时采用，可以不拆开装置，但在设备上要预先设置逆流副线，当结垢情况并不严重时采用此法较为有效。 第二种方法是高压水枪冲洗法。对不同的换热器采用不同的旋转水枪头，可以是刚性的，也可以是绕性的，压力从10MPa至200ＭＰa自由调节。利用高压水除污垢，无论对管间、管内及壳体均适用。高压水枪冲洗换热器效果较好。应用广泛。 三、化学除垢 换热器管程结垢，主要是因为水质不好形成水垢及油垢的结焦沉淀和粘附两种形式，用化学法除垢，首先应对结垢物质化验分析，搞清结垢物性质，就可以决定采用哪种溶剂清洗。一般对硫酸盐和硅酸盐水垢采用碱洗（纯碱、烧碱、磷酸三钠等），碳酸盐水垢则用酸洗（盐酸、硝酸、磷酸、氟氢酸等）。对油垢结焦可用氢氧化钠、碳酸钠、洗衣粉、液体洗涤剂、硅酸钠和水按一定的配比配成清洗液进行清洗。采用化学清洗的办法，现场需要重新配管，比较花费时间。
固定管板式换热器课设
江汉大学 课题名称: 固定管板式换热器设计 系别: 化学与环境工程学院 专业: 过控１21班 学号: 1222091０４119 姓名: 库勇智 指导教师: 杨继军 时间: 2016年元月 课程设计任务书 设计题目:固定管板式换热器设计 一、设计目得: 1.实用国家最新压力容器标准、规范进行设计,掌握典型得过程装备 设计得全过程、 2.掌握查阅与综合分析文献资料得能力,进行设计方法与设计方案得 可行性研究与论证。 3.掌握软件强度设计计算,要求设计思路清晰,计算数据准确可靠,正 确掌握计算机操作与专业软件得实用。 4.掌握图纸得计算机绘图。 二、设计条件: 设计条件单
管口表 三、设计要求: 1。换热器机械设计计算及整体结构设计 2、绘制固定管板式换热器装配图(一张一号图纸) 3。管长与壳体内径之比在3-2０之间 四、主要参考文献 1.国家质量监督检验检疫总局,GＢ150—2０１1《压力容器》,中国标
准出版社,２011。 2。国家质量监督检验检疫总局,ＴSG R０00４-2009《固定式压力容器安全技术监察规程》,新华出版社,20０9、 3.国家质量监督检验检疫总局,GB151—1999《管壳式换热器》,中国标准出版社,19９９、 4、天津大学化工原理教研室,《化工原理》上册,姚玉英主编,天津科学技术出版社,2012、 5、郑津样,董其伍,桑芝富主编,《过程装备设计》,化学工业出版社,2010。 6。赵惠清,蔡纪宁主编,《化工制图》,化学工业出版社,２0０８。7.潘红良,郝俊文主编,《过程装备机械设计》,华东理工大学出版社,20０6、 ８。E.U、施林德尔主编,《换热器设计手册》第四卷,机械工业出版社,１98９。 前言 换热设备就是用于两种或两种以上流体间、一种流体一种固体间、固体粒子间或者热接触且具有不同温度得同一种流体间热量(或焓)传递得装置。 换热器就是化工、石油、动力、冶金、交通、国防等工业部门重要工艺设备之一,其正确得设置,性能得改善关系各部门有关工艺得合理性、经济性以及能源得有效利用与节约,对国民经济有着十分重要得影响。在炼油、化工装置中换热器占总设备数量得４0％左右,
固定管板式换热器课设报告
江汉大学 课题名称：固定管板式换热器设计 系别：化学与环境工程学院 专业：过控121班 学号： 122209104119 姓名：库勇智 指导教师：杨继军 时间： 2016年元月
课程设计任务书 设计题目：固定管板式换热器设计 一、设计目的： 1.实用国家最新压力容器标准、规范进行设计，掌握典型的过程装 备设计的全过程。 2.掌握查阅和综合分析文献资料的能力，进行设计方法和设计方案 的可行性研究和论证。 3.掌握软件强度设计计算，要求设计思路清晰，计算数据准确可靠， 正确掌握计算机操作和专业软件的实用。 4.掌握图纸的计算机绘图。 二、设计条件： 设计条件单 名称管程壳程 物料名称循环水甲醇 工作压力0.45Mpa 0.05Mpa 操作温度40℃70℃ 推荐钢材10，Q235-A，16MnR 换热面积60㎡ 推荐管长Φ=25 32-39㎡40-75㎡76-135㎡ 2m 2．5 3m
管口表 符号公称直径用途 a 200 冷却水金口 b 200 甲醇蒸汽进口 c 20 放气口 d 70 甲醇物料出口 e 20 排净物 f 200 冷却水出口 三、设计要求： 1.换热器机械设计计算及整体结构设计 2.绘制固定管板式换热器装配图（一张一号图纸） 3.管长与壳体内径之比在3-20之间 四、主要参考文献 1.国家质量监督检验检疫总局，GB150-2011《压力容器》，中国标准出版社，2011. 2.国家质量监督检验检疫总局，TSG R0004-2009《固定式压力容器安全技术监察规程》，新华出版社，2009. 3.国家质量监督检验检疫总局，GB151-1999《管壳式换热器》，中国标准出版社，1999. 4.天津大学化工原理教研室，《化工原理》上册，姚玉英主编，天津科学技术出版社，2012. 5.郑津样，董其伍，桑芝富主编，《过程装备设计》，化学工业出版社，
固定管板式换热器
固定管板式换热器的设计 学生：库勇智，化学与环境工程学院 指导教师：王小雨，江汉大学 摘要 换热器是用来在流体间交换热量的装置，在化学专业中具有非常重要的地位，被使用于化工各行业中。由于其中固定管板式换热器管板和壳体是一体构造，具有结构简单、造价十分便宜的优点，所以被普遍的使用。 这篇设计说明书上面着重说明了换热器的换热面积、各个设计压力和设计温度以及接管等数据参数。根据上面所给的数据和换热器类型来对换热器的各个零部件，即换热管根数，尺寸、排列方式，壳体和管箱、封头等等，最后校核、压力试验，根据工艺结构选出材料，最后作图。 本设计说明书的每一部分都是完全参照GB150-2011《压力容器》和GB151-2014《热交换器》中固定管板式换热器的有关标准来计算、校核和选型的。 关键词 管壳式换热器；固定管板式换热器；加热器
Abstract Heat exchanger is a device for exchanging heat between the fluids and in chemistry has a very important position, is used in the chemical industry. Because of the fixed tube plate heat exchanger tube plate and the shell is an integral structure, with has the advantages of simple structure, low cost advantages, so be widely use. The design specification above illustrates the change of the heat exchange area of the heat exchanger, each design pressure and temperature and over data parameters. According to the data given above and the heat exchanger type heat exchanger parts, i.e. the heat exchange tube number, size, arrangement, shell and tube box, head, and so on, finally checking, pressure test, selected according to process structure materials. Finally, drawing. The design specification is strictly according to GB150-2011< pressure container > and heat GB151-2014< exchanger is > fixed tube plate heat exchanger of the relevant provisions of the calculation, selection and checking. Key words Shell and tube heat exchanger ；fixed tube heat exchanger ；heater
固定管板式换热器课程设计
一 列管换热器工艺设计 1、根据已知条件，确定换热管数目和管程数： 选用.5225?φ的换热管 则换热管数目：5.737019 .014.35.2110 A 0≈??== d l n p π根 故738=n 根 管程数：对于固定板式换热器，可选单管程或双管程，为成本计，本设计采用单管程。 2、管子排列方式的选择 （1）采用正三角形排列 （2）选择强度焊接,由表1.1查的管心距t=25mm 。 表1.1 常用管心距 管外径/mm 管心距/mm 各程相邻管的管心距/mm 19 25 38 25 32 44 32 40 52 38 48 60 （3）采用正三角形排列，当传热管数超过127根，即正六边形的个数a>6时，最外层六边形和壳体间的弓形部分空间较大，也应该配置传热管。不同的a 值时，可排的管数目见表1.2。具体排列方式如图1，管子总数为779根。 表1.2 排管数目 正六角形的数目a 正三角形排列 六角形对角线上的管数b 六角形内的管数 每个弓形部分的管数 第一列 第二列 第三列 弓形部分的管数 管子总数 1 3 7 7 2 5 19 19 3 7 37 37 4 9 61 61 5 11 91 91 6 13 12 7 127 7 15 169 3 1 8 187 8 17 217 4 24 241 9 19 271 5 30 10 21
301 11 23 397 7 42 439 12 25 469 8 48 517 13 27 547 9 2 66 613 14 29 631 10 5 90 721 15 31 721 11 6 102 823 16 33 817 12 7 114 931 17 35 919 13 8 126 1045 18 37 1027 14 9 138 1165 19 39 1411 15 12 162 1303 20 41 1261 16 13 4 198 1459 21 43 1387 17 14 7 228 1616 22 45 1519 18 15 8 246 1765 23 47 1657 19 16 9 264 1921 图1.1折流板的管孔及换热管及拉杆分布 3、壳程选择 壳程的选择：简单起见，采用单壳程。 4、壳体内径的确定 换热器壳体内径与传热管数目、管心距和传热管的排列方式有关。壳体的内径需要圆整成标准尺寸。以400mm为基数，以100mm为进级档，必要时可以50mm为进级档。 对于单管程换热器，壳体内径公式0 b t+ - D d = ~ )3 2( )1 (
固定管板式换热器的检修施工方案
编号南京扬子石化检安公司 检修施工方案 装置名称： 设备名称： 设备位号： 工作令号： 编制： 审核： 会签： 审定： 审批： 二OOO年月
目录 总则--------------------------------------------------------------------------- 一、设备简介------------------------------------------------------------ 二、检修内容------------------------------------------------------------ 三、检修程序及质量标准--------------------------------------------- 1、检修前的准备---------------------------------------------------- 2、检修---------------------------------------------------------------- 3、压力试验---------------------------------------------------------- 四、安全措施------------------------------------------------------------ 五、人员配备------------------------------------------------------------ 六、检修用工、器具、设备及消耗物品--------------------------- 七、施工网络------------------------------------------------------------ 八、备品备件表--------------------------------------------------------- 附件-----------------------------------------------------------------------
固定管板式换热器课设论文
化工原理课程设计（论文） 煤油冷却器的设计 学院 专业 年级 学号 学生姓名 指导教师 2011年 11月
目录 一．任务书 (4) 1.1题目 1.2任务及操作条件 1.3列管式换热器的选择及设计要求 二．概述 (5) 2.1换热器概述 2.2固定管板式换热器 2.3设计背景及设计要求 三．物料数据的确定 (10) 3.1试算并初选换热器规格 3.2计算总传热系数 3.3计算传热面积 四．工艺结构尺寸 (13) 4.1.管径和管内流速 4.2.管程数和传热管数 4.3传热管排列和分程方法 4.4壳体内径 4.5折流板 4.6接管 4.7拉杆和定距管 4.8管板厚度
4.9封头 4.10缓冲挡板 4.11放气孔、排液孔 4.12膨胀节 4.13胀接 4.14密封垫圈 五．换热器核算 (20) 5.1壳程对流传热系数 5.2管程对流系数 5.3传热系数K 5.4传热面积 5.5计算压强降 六．工艺计算结果汇总表 (25) 七．后记 (26) 参考文献 (27)
煤油冷却器的设计 一．化工原理课程设计任务书 1.1设计题目：煤油冷却器的设计 1.2设计任务及操作条件 1.处理能力 19.6*104 吨/年煤油 2.设备型式列管式换热器 3.操作条件 a 煤油：入口温度145℃，出口温度 35℃ b 冷却介质：自来水，入口温度 30℃，出口温度 40℃ c 允许压强降：不大于105 pa d 煤油定性温度下的物性数据：密度为825kg/m3 ，粘度为7.15*10-4 pa*s，比热容为2.22kJ/（kg *℃），导热系数为0.14w/（m*℃） e 每年按330天计，每天24小时连续运行 1.3换热器的选择及设计要求 列管式换热器的形式主要依据换热器管程与壳程流体的温度差来确定。由于两流体的温差大于50 C，故选用带补偿圈的固定管板式换热器。这类换热器结构简单、价格低廉，但管外清洗困难，宜处理壳方流体较清洁及不易结垢的物料。因水的对流传热系数一般较大，并易结垢，故选择冷却水走换热器的管程，煤油走壳程。
固定管板式换热器管板强度的有限元分析_曹海兵
第46卷第3期2009年6月化 工 设 备 与 管 道P R O C E S SE Q U I P M E N T ＆P I P I N G V o l .46 N o .3 J u n .2009 固定管板式换热器管板强度的有限元分析 曹海兵, 江楠 (华南理工大学化工机械研究所,广州 510640) 摘 要:某公司根据G B 151按照常规设计方法设计了一台冷凝器,结果发现由于管板厚度(200m m )过大造成工艺条件无法满足。为了对管板进行合理的设计,使其既满足强度要求也满足工艺条件,利用有限元计算软件对管板进行了详尽的计算与分析,调整管板厚度为150m m ,并依据J B 4732《钢制压力容器———分析设计标准》对其安全性进行了评价。 关键词:有限元; 应力分析; 管板中图分类号:T Q 050.3 文献标识码:A 文章编号:1009-3281(2009)03-0004-04 F i n i t e E l e m e n t A n a l y s i s o f T u b e s h e e t i n F i x e dT u b e s h e e t H e a t E x c h a n g e r C A O H a i -b i n g , J I A N G N a n (R e s e a r c hI n s t i t u t e o f P r o c e s s E q u i p m e n t ,S o u t hC h i n aU n i v e r s i t y o f S c i e n c e a n dT e c h n o l o g y ,G u a n g z h o u 510640,C h i n a )A b s t r a c t : A c o o l e r w a s d e s i g n e d i na c c o r d a n c e w i t ht h e m e t h o d f r o mG B 151.B u t ,i t w a s f o u n d l a t e r t h a t t h e t u b e s h e e t w a s t o o t h i c k (t h et h i c k n e s s w a s 200m m )t o s a t i s f y t h e p r o c e s s r e q u i r e m e n t s .T o r e a c h t h e r e q u i r e m e n t s b o t hf r o m s t r e n g t ha n dp r o c e s s ,b yu s i n g f i n i t e e l e m e n t a n a l y s i s s o f t w a r e ,t h e t u b e s h e e t w a s c a l c u l a t e da n da n a l y z e d .T h e n ,t h e t h i c k n e s s o f t h i s t u b e s h e e t w a s r e d u c e dt o 150m m ,w h i c h w a s s a t i s f i e dw i t ht h e s a f e t yr e q u i r e m e n t s f r o m t h e s t a n d a r d J B 4732.K e y w o r d s : f i n i t e e l e m e n t m e t h o d ;s t r e s s a n a l y s i s ;t u b e s h e e t 收稿日期:2009-01-03; 修回日期:2009-02-12 作者简介:曹海兵(1984—),男,广东乐昌人,硕士研究生。主要研 究方向:过程装备节能与可靠性研究。 某冷凝器属于固定管板式,管板延长兼做法兰,利用有限元方法对管板延长部分兼做法兰结构的固定管板换热器进行强度分析需要对模型进行一定的简化,由于该冷凝器的温差较小,因此本文没有考虑管板上温度差引起的应力,而只是对最危险工况[1] (管程压力单独作用)的应力进行了分析和讨论。 该冷凝器的基本设计参数如表1所示。 表1 冷凝器的基本设计参数 参数数值管板厚度/m m 150法兰公称直径/m m 1050壳体厚度/m m 10换热管外径/m m 19换热管壁厚/m m 2.5换热管孔数650螺栓个数20螺栓孔直径/m m 60筒体内径/m m 700 管程压力/M P a 16壳程压力/M P a 2管程入口侧温度/℃32壳程入口侧温度/℃70管程出口侧温度/℃411 参数化有限元模型的建立 1.1 模型的简化 由于现有计算条件的限制,建立模型时需要进行一些简化 [2] ,简化时考虑以下几个因素: (1)建立模型的时候只考虑管板、法兰、壳体和管束部分,法兰垫片用等效的均布比压来代替。由于结构左右前后对称,所以分析模型只需取该结构的1/4,如图1所示。 (2)建模时认为管子与管板已达一体化(材料可以不同),单元相互连接,不考虑接触关系。为了建模和求解方便,忽略管子在管箱侧的外伸长度;在壳程侧,保留有限长度的外伸管子和壳体,分析中各部件的材料特性具体数值如表2所示。 根据边缘效应的影响长度公式:ΔL ≥2.5R t 。 管子须保留的外伸长度为ΔL ≥2.5 9.5×2.5=
固定管板式换热器
固定管板式换热器 一 换热管 1换热管外径 取换热管外径为25*2.5。 2换热管数量及长度 *(0.1)A n d L π=- A 换热面积 D 换热管外径 l 换热管长度 A=402m 取安全系数1.125，1*1.12546A A == 140*1.125 248*(0.1) 3.14*0.02*(30.1)A n d L π==≈-- n=248 L=3
3布管 （1）换热管排列方式 采用正三角形排列 （2）换热管中心距 查阅课本139页表5-3确定换热管中心距是32mm 。 二换热器壳体 1换热器内径计算 0*(1)(2~3)*D t b d =-+ t 管心距 d 0 换热管外径 D 壳体内径 17.32281b === 0*(1)(2~3)*D t b d =-+ t=32mm 32*(17.322811)2*25572.32992 D =-+= 取D=600mm
2筒体壁厚计算 水蒸气工作压力1.27Mpa ，脱盐水工作压力1.28Mpa 。 材料选16MnR 工作温度T=150/170℃ 查阅课本32页确定设计设计温度T W =170/190℃ 脱盐水走壳程，水蒸气走管程。 *2*[]*c i t c p D p δσφ=- δ 圆筒的计算壁厚 c p 圆筒的计算压力 []t σ 许用应力 φ 焊接接头系数 []t σ 156 查阅课本32页确定c p =1.28+0.18=1.46Mpa GB150规定焊接接头系数容器受压元件焊接接头的工艺特点以及无损检测的抽查率确定，查阅课本38页确定φ=0.85。 * 1.46*600 3.322*[]*2*156*0.86 1.46 c i t c p D mm p δσφ==≈-- d C δδ=+ 查阅课本40也确定C 2=1.5mm 。 查阅课本39页确定C 1=0.3mm C= C 1 + C 2=1.8mm 3.321 1.8 5.121d C mm δδ=+=+= 元整后6n mm δ= (3)布管限定圆 查阅GB15132*L i D D b =-
板式换热器选型与计算方法(DOC)
板式换热器选型与计算方法 板式换热器的选型与计算方法 板式换热器的计算方法 板式换热器的计算是一个比较复杂的过程，目前比较流行的方法是对数平均温差法和NTU法。在计算机没有普及的时候，各个厂家大多采用计算参数近似估算和流速-总传热系数曲线估算方法。目前，越来越多的厂家采用计算机计算，这样，板式换热器的工艺计算变得快捷、方便、准确。以下简要说明无相变时板式换热器的一般计算方法，该方法是以传热和压降准则关联式为基础的设计计算方法。 以下五个参数在板式换热器的选型计算中是必须的： 总传热量(单位:kW). 一次侧、二次侧的进出口温度 一次侧、二次侧的允许压力降 最高工作温度 最大工作压力 如果已知传热介质的流量，比热容以及进出口的温度差，总传热量即可计算得出。 温度 T1 = 热侧进口温度 T2 = 热侧出口温度 t1 = 冷侧进口温度 t2= 冷侧出口温度 热负荷 热流量衡算式反映两流体在换热过程中温度变化的相互关系，在换热器保温良好，无热损失的情况下，对于稳态传热过程，其热流量衡算关系为： （热流体放出的热流量）=（冷流体吸收的热流量）
在进行热衡算时，对有、无相变化的传热过程其表达式又有所区别。 （1）无相变化传热过程 式中 Q----冷流体吸收或热流体放出的热流量，W； mh,mc-----热、冷流体的质量流量，kg/s； Cph,Cpc------热、冷流体的比定压热容，kJ/(kg·K)； T1,t1 ------热、冷流体的进口温度，K； T2,t2------热、冷流体的出口温度，K。 （2）有相变化传热过程 两物流在换热过程中，其中一侧物流发生相变化，如蒸汽冷凝或液体沸腾，其热流量衡算式为： 一侧有相变化 两侧物流均发生相变化，如一侧冷凝另一侧沸腾的传热过程 式中 r,r1,r2--------物流相变热，J/kg； D,D1,D2--------相变物流量，kg/s。 对于过冷或过热物流发生相变时的热流量衡算，则应按以上方法分段进行加和计算。 对数平均温差(LMTD) 对数平均温差是换热器传热的动力，对数平均温差的大小直接关系到换热器传热难易程度.在某些特殊情况下无法计算对数平均温差,此时用算术平均温差代替对数平均温差，介质在逆流情况和在并流情况下的对数平均温差的计算方式是不同的。在一些特殊情况下，用算术平均温差代替对数平均温差。 逆流时： 并流时：
板式换热器的计算方法
板式换热器的计算方法 板式换热器的计算是一个比较复杂的过程，目前比较流行的方法是对数平均温差法和NTU法。在计算机没有普及的时候，各个厂家大多采用计算参数近似估算和流速-总传热系数 曲线估算方法。目前，越来越多的厂家采用计算机计算，这样，板式换热器的工艺计算变得 快捷、方便、准确。以下简要说明无相变时板式换热器的一般计算方法，该方法是以传热和 压降准则关联式为基础的设计计算方法。 以下五个参数在板式换热器的选型计算中是必须的： 总传热量(单位:kW). 一次侧、二次侧的进出口温度 一次侧、二次侧的允许压力降 最高工作温度 最大工作压力 如果已知传热介质的流量，比热容以及进出口的温度差，总传热量即可计算得出。 温度 T1 = 热侧进口温度* A3 F7 y& G7 S+ Q T2 = 热侧出口温度3 s' _% s5 s. T" D0 q4 b t1 = 冷侧进口温度& L8 ~: |; B: t2 M2 w$ z t2= 冷侧出口温度 热负荷 热流量衡算式反映两流体在换热过程中温度变化的相互关系，在换热器保温良好，无热损失的情况下，对于稳态传热过程，其热流量衡算关系为：0 B N/ I" A+ m0 z' H9 ~ （热流体放出的热流量）=（冷流体吸收的热流量） 在进行热衡算时，对有、无相变化的传热过程其表达式又有所区别。 （1）无相变化传热过程 式中 Q----冷流体吸收或热流体放出的热流量，W；# Q/ p3 p: I4 ~0 N' I) W mh,mc-----热、冷流体的质量流量，kg/s；+ Z: I9 b- h9 h" r3 P) {/ ^ Cph,Cpc------热、冷流体的比定压热容，kJ/(kg·K)；6 L8 t6 b3 o& m/ n T1,t1 ------热、冷流体的进口温度，K； T2,t2------热、冷流体的出口温度，K。 （2）有相变化传热过程 两物流在换热过程中，其中一侧物流发生相变化，如蒸汽冷凝或液体沸腾，其热流量衡 算式为：& w3 v) j4 I4 R 一侧有相变化1 Y# e$ B6 c& z% C3 W- W* J 两侧物流均发生相变化，如一侧冷凝另一侧沸腾的传热过程 式中
换热器技术问答
换热器技术问答 1．换热设备如何分类？ 答：按《石油化工总公司设备分类目录》可分为： （1）管壳式换热器 （2）套管式换热器 （3）水浸式换热器 （4）喷淋式换热器 （5）回转（蛇管）式换热器 （6）板式换热器 （7）板翅式换热器 （8）管翅式换热器 （9）废热锅炉 （10）其他 2．换热器是如何传热的？ 答：在最普遍的间壁式换热器中，主要是传导和对流两种传热方式。热流体先用对流给热的方式将热量传给管壁的一侧，再以传导的方式将热量从管壁一侧传过另一侧，最后管壁另一侧又以对流给热方式将热量传给了冷流体，从而完成了换热器的传热过程。 3．介质流速对换热效果有何影响？ 答：介质在换热器内的流速越大，其传热系数也越大。因此提高介质在换热器内的流速可以大大提高换热效果，但增加流速带来的负面影响是增大了通过换热器的压力降，增加了泵的能量消耗，所以要有一定的适宜范围。 4．换热管表面结构对换热效果有何影响？ 答：采用特殊设计的换热管表面结构，如翅片管，钉头管，螺纹管等，一方面增大了传热面积，另一方面特殊表面的扰流作用大大增加了管外流体的湍流程度，两方面都能提高换热器的整体换热效果，所以这些表面结构要比光管表面的性能优异。 5．换热管表面除垢目前常用有那些方法？ 答：换热管表面除垢常用方法有： 钢钎人工清垢 机械除垢 压力水清垢 化学除垢
6．换热管表面防垢有那些方法？ 答： （1）镍磷镀 （2）化学涂层，847涂料 7．换热设备强化传热有那些常用方法？ 答：换热设备强化传热的主要方法，一是采用增大传热表面的结构，如 1采用翅片管，钉头管，螺纹管，波纹管等 螺环管 2管表面进行机械加工螺旋槽管 螺纹管等 3采用小管径管子，可增加相同管板面积上的布管数，增大传热面积 二是增加流体在换热器内的流速，可以大大提高其传热系数，如： 1增设扰流子，如在管中插入螺旋带，管外设置折流板，假管等。 2增加管程或壳程数目。 另外，采用导热性能良好的材料来制造换热器，做好换热器防腐防垢措施，及时清垢等都是提高传热效果的手段。 8．换热设备中公称换热面积与实际换热面积有何区别？ 可以举例说明 9.冷却水的温度是否越低越好？ 10.冷却水换热器为什么会产生水垢？ 答：水垢是由水中的溶解盐类结晶析出，附着于换热器管壁上而形成的，它的特点是密实坚硬，附着牢固，清除困难。水中大量存在的悬浮粒子可以成为晶种，其它杂质离子，细菌，粗糙的金属表面等都对结晶过程有强烈的催化作用，大大降低了结晶析出所需的过饱和度，因此冷却水换热器很容易产生水垢。 11.浮头式换热器有那些主要部件？ 答：主要部件有：管束，折流板，防冲板，拉杆，定距管，壳体，管箱，管板，进口法兰，出口法兰，浮动管板，浮头法兰，浮头盖，浮头钩圈，浮头垫片，外头盖法兰，外头盖侧法兰，外头盖，外头盖垫片，放气口，排液口，管箱法兰，管箱侧法兰，管箱垫片，管箱侧垫片，固定鞍座，活动鞍座。 12.固定管板式换热器有哪些主要部件？ 答：主要部件有：管束，折流板，拉杆，定距管，壳体，管箱(顶盖)，管板，进口法兰，出口法兰，管箱法兰，管箱垫片，固定鞍座，活动鞍座，耳式支座，膨胀节。
化工原理课程设计说明书(换热器的设计)
中南大学 化工原理课程设计 2010年01月22日 题目设计说明书指导老师夏柳荫 学生姓名徐春波学院化学化工学院学生学号1503070127 专业班级制药0701班
目录 一、设计题目及原始数据（任务书） (3) 二、设计要求 (3) 三、列环式换热器形式及特点的简述 (3) 四、论述列管式换热器形式的选择及流体流动空间的选择 (8) 五、换热过程中的有关计算（热负荷、壳层数、总传热系数、传热 面积、压强降等等） (10) ①物性数据的确定 (14) ②总传热系数的计算 (14) ③传热面积的计算 (16) ④工艺结构尺寸的计算 (16) ⑤换热器的核算 (18) 六、设计结果概要表（主要设备尺寸、衡算结果等等） (22) 七、主体设备计算及其说明 (22) 八、主体设备装置图的绘制 (33) 九、课程设计的收获及感想 (33) 十、附表及设计过程中主要符号说明 (37) 十一、参考文献 (40)
一、设计题目及原始数据（任务书） 1、生产能力：17×104吨/年煤油 2、设备形式：列管式换热器 3、设计条件： 煤油：入口温度140o C，出口温度40 o C 冷却介质：自来水，入口温度30o C，出口温度40 o C 允许压强降：不大于105Pa 每年按330天计，每天24小时连续运行 二、设计要求 1、选择适宜的列管式换热器并进行核算 2、要进行工艺计算 3、要进行主体设备的设计（主要设备尺寸、横算结果等） 4、编写设计任务书 5、进行设备结构图的绘制（用420*594图纸绘制装置图一张：一主视图，一俯视图。一剖面图，两个局部放大图。设备技术要求、主要参数、接管表、部件明细表、标题栏。） 三、列环式换热器形式及特点的简述 换热器概述 换热器是将热流体的部分热量传递给冷流体的设备，以实现不同温度流体间的热能传递，又称热交换器。换热器是实现化工生产过程中热量交换和传递不可缺少的设备。