I. Clasificación do intercambiador de calor:
O intercambiador de calor de carcasa e tubo pódese dividir nas dúas categorías seguintes segundo as características estruturais.
1. Estrutura ríxida do intercambiador de calor de carcasa e tubo: este intercambiador de calor converteuse nun tipo de tubo e placa fixos, normalmente pódese dividir en rango de tubo único e rango de varios tubos de dous tipos.As súas vantaxes son a estrutura simple e compacta, barata e amplamente utilizada;a desvantaxe é que o tubo non se pode limpar mecánicamente.
2. Intercambiador de calor de carcasa e tubo con dispositivo de compensación de temperatura: pode facer que a parte quente da expansión libre.A estrutura do formulario pódese dividir en:
① Intercambiador de calor tipo cabeza flotante: este intercambiador de calor pódese expandir libremente nun extremo da placa do tubo, a chamada "cabeza flotante".Aplícase á parede do tubo e á diferenza de temperatura da parede da casca é grande, o espazo do paquete de tubos adoita limparse.Non obstante, a súa estrutura é máis complexa, os custos de procesamento e fabricación son máis elevados.
② Intercambiador de calor de tubo en forma de U: só ten unha placa de tubo, polo que o tubo pode expandirse e contraerse cando se quenta ou arrefría.A estrutura deste intercambiador de calor é sinxela, pero a carga de traballo de fabricación da curva é maior e, debido a que o tubo necesita ter un certo radio de curvatura, a utilización da placa do tubo é pobre, o tubo é limpo mecánicamente difícil de desmontar e substituír. os tubos non é fácil, polo que é necesario pasar polos tubos do fluído está limpo.Este intercambiador de calor pódese utilizar para grandes cambios de temperatura, altas temperaturas ou ocasións de alta presión.
③ intercambiador de calor tipo caixa de embalaxe: ten dúas formas, unha está na placa do tubo ao final de cada tubo ten un selo de embalaxe separado para garantir que a libre expansión e contracción do tubo, cando o número de tubos no intercambiador de calor é moi pequeno, antes do uso desta estrutura, pero a distancia entre o tubo que o intercambiador de calor xeral para ser grande, estrutura complexa.Outra forma está feita nun extremo da estrutura flotante do tubo e da cuncha, no lugar flotante usando todo o selo de embalaxe, a estrutura é máis sinxela, pero esta estrutura non é fácil de usar no caso de gran diámetro e alta presión.O intercambiador de calor tipo caixa de recheo úsase raramente agora.
II.Revisión das condicións de deseño:
1. Deseño do intercambiador de calor, o usuario debe proporcionar as seguintes condicións de deseño (parámetros do proceso):
① tubo, programa de shell presión de funcionamento (como unha das condicións para determinar se o equipo na clase, debe ser proporcionado)
② tubo, temperatura de funcionamento do programa shell (entrada / saída)
③ temperatura da parede metálica (calculada polo proceso (proporcionada polo usuario))
④Nome do material e características
⑤ Marxe de corrosión
⑥O número de programas
⑦ área de transferencia de calor
⑧ especificacións do tubo do intercambiador de calor, disposición (triangular ou cadrada)
⑨ placa plegable ou o número de placa de apoio
⑩ material de illamento e espesor (para determinar a altura que sobresae do asento da placa de identificación)
(11) Pintura.
Ⅰ.Se o usuario ten requisitos especiais, o usuario debe proporcionar marca, cor
Ⅱ.Os usuarios non teñen requisitos especiais, os propios deseñadores seleccionaron
2. Varias condicións clave de deseño
① Presión de funcionamento: como unha das condicións para determinar se o equipo está clasificado, debe proporcionarse.
② características do material: se o usuario non proporciona o nome do material debe proporcionar o grao de toxicidade do material.
Porque a toxicidade do medio está relacionada coa vixilancia non destrutiva do equipo, o tratamento térmico, o nivel de forxa para a clase superior de equipos, pero tamén está relacionada coa división do equipo:
a, GB150 10.8.2.1 (f) Os debuxos indican que o recipiente contén un medio de toxicidade extremadamente perigoso ou altamente perigoso 100 % RT.
b, 10.4.1.3 os debuxos indican que os recipientes que conteñan medios extremadamente perigosos ou altamente perigosos para a toxicidade deben ser sometidos a un tratamento térmico posterior á soldadura (as xuntas soldadas de aceiro inoxidable austenítico non poden ser tratadas térmicamente)
c.Forxas.O uso de toxicidade media para forxa extrema ou altamente perigosa debe cumprir os requisitos da clase III ou IV.
③ Especificacións do tubo:
Aceiro ao carbono de uso común φ19×2, φ25×2,5, φ32×3, φ38×5
Aceiro inoxidable φ19×2, φ25×2, φ32×2,5, φ38×2,5
Disposición dos tubos intercambiadores de calor: triángulo, triángulo de esquina, cadrado, cadrado de esquina.
★ Cando se precise unha limpeza mecánica entre os tubos do intercambiador de calor, debe utilizarse unha disposición cadrada.
1. Presión de deseño, temperatura de deseño, coeficiente de unión de soldadura
2. Diámetro: DN < 400 cilindro, o uso de tubos de aceiro.
Cilindro DN ≥ 400, utilizando chapa de aceiro laminada.
Tubo de aceiro de 16 "------ co usuario para discutir o uso de placas de aceiro laminadas.
3. Diagrama de disposición:
Segundo a área de transferencia de calor, as especificacións do tubo de transferencia de calor para debuxar o diagrama de deseño para determinar o número de tubos de transferencia de calor.
Se o usuario proporciona un diagrama de tuberías, pero tamén para revisar a tubería está dentro do círculo límite de tuberías.
★ Principio de colocación de tubos:
(1) no círculo límite de tubos debe estar cheo de tubo.
② o número de tubos de varios golpes debe tentar igualar o número de golpes.
③ O tubo do intercambiador de calor debe estar disposto de forma simétrica.
4. Material
Cando a placa do tubo ten un ombreiro convexo e está conectada cun cilindro (ou cabeza), debe usarse forxa.Debido ao uso desta estrutura da placa de tubos son xeralmente usados para unha maior presión, inflamables, explosivos e toxicidade para ocasións extremas, altamente perigosas, os requisitos máis altos para a placa de tubo, a placa de tubo tamén é máis grosa.Para evitar que o ombreiro convexo produza escoria, delaminación e mellorar as condicións de tensión da fibra do ombreiro convexo, reduce a cantidade de procesamento, aforrando materiais, o ombreiro convexo e a placa do tubo directamente forxada da forxa xeral para fabricar a placa do tubo. .
5. Intercambiador de calor e conexión de placas tubulares
O tubo na conexión da placa do tubo, no deseño do intercambiador de calor de carcasa e tubo é unha parte máis importante da estrutura.El non só procesa carga de traballo, e debe facer cada conexión no funcionamento do equipo para garantir que o medio sen fugas e soportar a capacidade de media presión.
Tubo e conexión de placa de tubo son principalmente as seguintes tres formas: unha expansión;b soldadura;c soldadura por expansión
A expansión do shell e do tubo entre a fuga de medios non causará consecuencias adversas da situación, especialmente porque a soldabilidade do material é pobre (como o tubo do intercambiador de calor de aceiro carbono) e a carga de traballo da planta de fabricación é demasiado grande.
Debido á expansión do extremo do tubo na deformación plástica de soldadura, hai un estrés residual, co aumento da temperatura, o estrés residual desaparece gradualmente, polo que o extremo do tubo reduce o papel de selado e unión, polo que a expansión da estrutura polas limitacións de presión e temperatura, xeralmente aplicable á presión de deseño ≤ 4Mpa, o deseño da temperatura ≤ 300 graos, e no funcionamento das vibracións non violentas, sen cambios de temperatura excesivos e sen corrosión por estrés significativo. .
A conexión de soldadura ten as vantaxes dunha produción sinxela, alta eficiencia e conexión fiable.A través da soldadura, o tubo á placa do tubo ten un mellor papel no aumento;e tamén pode reducir os requisitos de procesamento do burato de tubos, aforrando tempo de procesamento, fácil mantemento e outras vantaxes, debe usarse como cuestión prioritaria.
Ademais, cando a toxicidade media é moi grande, o medio e a atmosfera mestúranse Fácil de explotar, o medio é radioactivo ou a mestura de material dentro e fóra do tubo terá un efecto adverso, para garantir que as xuntas estean seladas, pero tamén adoita usar o método de soldadura.Método de soldadura, aínda que as vantaxes de moitos, porque non pode evitar completamente a "corrosión por fendas" e soldados nodos de corrosión por estrés, e parede de tubo delgado e placa de tubo groso é difícil conseguir unha soldadura fiable entre.
Método de soldeo pode ser temperaturas máis altas que a expansión, pero baixo a acción do estrés cíclico de alta temperatura, a soldadura é moi susceptible a rachaduras de fatiga, orificios de tubos e tubos, cando se someten a medios corrosivos, para acelerar o dano da unión.Polo tanto, hai unha soldadura e xuntas de expansión utilizadas ao mesmo tempo.Isto non só mellora a resistencia á fatiga da unión, senón que tamén reduce a tendencia á corrosión por fendas e, polo tanto, a súa vida útil é moito máis longa que cando se usa só a soldadura.
En que ocasións é axeitado para a implantación de xuntas de soldadura e dilatación e métodos, non existe unha norma uniforme.Normalmente, a temperatura non é demasiado alta, pero a presión é moi alta ou o medio é moi fácil de filtrar, o uso de expansión de forza e soldadura de selado (soldadura de selado refírese simplemente a evitar fugas e implementación da soldadura, e non garante a forza).
Cando a presión e a temperatura son moi altas, o uso de soldadura de forza e expansión de pasta, (a soldadura de forza é aínda que a soldadura teña un firme, pero tamén para garantir que a unión teña unha gran resistencia á tracción, xeralmente refírese á forza do soldadura é igual á resistencia do tubo baixo carga axial cando a soldadura).O papel da expansión é principalmente eliminar a corrosión por fendas e mellorar a resistencia á fatiga da soldadura.As dimensións estruturais específicas da norma (GB/T151) estipuláronse, non entraremos en detalles aquí.
Para os requisitos de rugosidade da superficie do burato do tubo:
a, cando o tubo do intercambiador de calor e a conexión de soldadura de placas de tubos, o valor Ra de rugosidade da superficie do tubo non é superior a 35uM.
b, un único tubo de intercambiador de calor e conexión de expansión da placa do tubo, a rugosidade da superficie do burato do tubo o valor Ra non é superior a 12,5 uM conexión de expansión, a superficie do burato do tubo non debe afectar a estanquidade da expansión dos defectos, como a través da lonxitudinal ou espiral. puntuación.
III.Cálculo de deseño
1. Cálculo do espesor da parede da carcasa (incluíndo a sección curta da caixa de tubos, a cabeza, o cálculo do espesor da parede do cilindro do programa de carcasa) o grosor da parede do cilindro do programa de carcasa debe cumprir o espesor mínimo da parede en GB151, para o aceiro carbono e o aceiro de baixa aliaxe o espesor mínimo da parede é segundo para a marxe de corrosión C2 = 1 mm consideracións para o caso de C2 superior a 1 mm, o espesor mínimo da parede da capa debe aumentarse en consecuencia.
2. Cálculo do reforzo do burato aberto
Para a carcasa que usa un sistema de tubos de aceiro, recoméndase usar todo o reforzo (aumentar o grosor da parede do cilindro ou usar un tubo de parede grosa);para que a caixa de tubos máis grosas do burato grande teña en conta a economía global.
Ningún outro reforzo debe cumprir os requisitos de varios puntos:
① presión de deseño ≤ 2.5Mpa;
② A distancia central entre dous buratos adxacentes non debe ser inferior ao dobre da suma do diámetro dos dous buracos;
③ Diámetro nominal do receptor ≤ 89 mm;
④ asumir o espesor mínimo da parede debe ser Táboa 8-1 requisitos (asumir a marxe de corrosión de 1 mm).
3. Brida
A brida do equipo que usa a brida estándar debe prestar atención á brida e á xunta, os parafusos coinciden, se non, a brida debe calcularse.Por exemplo, a brida de soldadura plana tipo A na norma coa súa xunta correspondente para xuntas brandas non metálicas;cando se debe recalcular o uso da xunta de enrolamento para a brida.
4. Placa de tubos
Debe prestar atención aos seguintes problemas:
① Temperatura de deseño da placa de tubo: segundo as disposicións de GB150 e GB/T151, debe tomarse non menos que a temperatura do metal do compoñente, pero no cálculo da placa de tubo non se pode garantir que o papel dos medios de proceso da carcasa do tubo, e a temperatura do metal da placa do tubo é difícil de calcular, xeralmente tómase no lado máis alto da temperatura de deseño para a temperatura de deseño da placa do tubo.
② intercambiador de calor multitubo: no rango de área de tubaxes, debido á necesidade de configurar a estrutura de ranura espaciadora e tirante e non foi soportado pola área do intercambiador de calor Anuncio: fórmula GB/T151.
③O espesor efectivo da placa do tubo
O espesor efectivo da placa do tubo refírese á separación do intervalo de tubos da parte inferior do espesor da ranura do tabique da placa do tubo menos a suma das dúas cousas seguintes
a, marxe de corrosión do tubo máis aló da profundidade da profundidade da parte do suco de partición da gama de tubos
b, marxe de corrosión do programa de casca e placa de tubo no lado do programa de casca da estrutura da profundidade do suco das dúas plantas máis grandes
5. Conxunto de xuntas de dilatación
No intercambiador de calor de tubos e placas fixos, debido á diferenza de temperatura entre o fluído no curso do tubo e o fluído do curso do tubo, e a conexión fixa do intercambiador de calor e a carcasa e a placa do tubo, de xeito que no uso do estado, a casca e existe diferenza de expansión do tubo entre a carcasa e o tubo, a carcasa e o tubo á carga axial.Co fin de evitar danos á carcasa e ao intercambiador de calor, a desestabilización do intercambiador de calor, o tubo do intercambiador de calor da placa do tubo, debe configurarse xuntas de expansión para reducir a carga axial do intercambiador de calor.
Xeralmente na capa e intercambiador de calor a diferenza de temperatura da parede é grande, hai que considerar a configuración da xunta de expansión, no cálculo da placa do tubo, segundo a diferenza de temperatura entre as distintas condicións comúns calculadas σt, σc, q, unha das cales non se cualifica. , é necesario aumentar a xunta de dilatación.
σt - tensión axial do tubo do intercambiador de calor
σc - Esfuerzo axial do cilindro de proceso de casca
q--O tubo do intercambiador de calor e a conexión da placa do tubo da forza de extracción
IV.Deseño Estrutural
1. Caixa de tubos
(1) Lonxitude da caixa de tubos
a.Profundidade interna mínima
① para a apertura do curso de tubo único da caixa de tubos, a profundidade mínima no centro da abertura non debe ser inferior a 1/3 do diámetro interior do receptor;
② a profundidade interior e exterior do tubo debe garantir que a área de circulación mínima entre os dous cursos non sexa inferior a 1,3 veces a área de circulación do tubo do intercambiador de calor por curso;
b, a máxima profundidade interior
Considere se é conveniente soldar e limpar as partes internas, especialmente para o diámetro nominal do intercambiador de calor multitubo máis pequeno.
(2) Partición de programa separada
Espesor e disposición da partición segundo GB151 Táboa 6 e Figura 15, para o espesor superior a 10 mm da partición, a superficie de selado debe recortarse a 10 mm;para o intercambiador de calor do tubo, a partición debe configurarse no buraco de bágoa (buraco de drenaxe), o diámetro do orificio de drenaxe é xeralmente de 6 mm.
2. Concha e feixe de tubos
① Nivel do paquete de tubos
Paquete de tubos de nivel Ⅰ, Ⅱ, só para o aceiro carbono, os estándares domésticos do tubo de intercambiador de calor de aceiro de baixa aliaxe, aínda hai "nivel superior" e "nivel normal" desenvolvido.Unha vez que se pode usar o tubo do intercambiador de calor doméstico, o tubo de aceiro "superior", o aceiro carbono, o paquete de tubos de intercambiador de calor de aceiro de baixa aliaxe non precisa dividirse en niveis Ⅰ e Ⅱ.
Ⅰ, Ⅱ paquete de tubos da diferenza reside principalmente no diámetro exterior do tubo do intercambiador de calor, a desviación do espesor da parede é diferente, o tamaño do burato correspondente e a desviación son diferentes.
Faixe de tubos de grao Ⅰ de requisitos de maior precisión, para tubos de intercambiador de calor de aceiro inoxidable, só paquete de tubos Ⅰ;para o tubo de intercambiador de calor de aceiro carbono de uso común
② Placa de tubos
a, desviación do tamaño do burato do tubo
Teña en conta a diferenza entre o paquete de tubos de nivel Ⅰ e Ⅱ
b, o surco da partición do programa
Ⅰ A profundidade da ranura xeralmente non é inferior a 4 mm
Ⅱ ancho da ranura de partición do subprograma: aceiro carbono 12 mm;acero inoxidable 11 mm
O achaflanado da esquina da ranura de partición de intervalo de Ⅲ minutos é xeralmente de 45 graos, o ancho do chaflán b é aproximadamente igual ao raio R da esquina da xunta do intervalo de minutos.
③Placa plegable
a.Tamaño do orificio do tubo: diferenciado polo nivel do fardo
b, altura da entalla da placa plegable do arco
A altura da muesca debe ser de tal xeito que o fluído a través da fenda co caudal a través do feixe de tubos semellante á altura da entalla xeralmente tómase 0,20-0,45 veces o diámetro interno da esquina redondeada, a muesca adoita cortarse na fila de tubos debaixo do centro. liña ou corte en dúas filas de orificios de tubos entre a pequena ponte (para facilitar a comodidade de usar un tubo).
c.Orientación da muesca
Fluído limpo unidireccional, disposición de muescas arriba e abaixo;
Gas que contén unha pequena cantidade de líquido, muesca cara arriba cara á parte máis baixa da placa plegable para abrir o porto de líquido;
Líquido que contén unha pequena cantidade de gas, entalla cara abaixo cara á parte máis alta da placa abatible para abrir o porto de ventilación
A coexistencia gas-líquido ou o líquido contén materiais sólidos, muesca á esquerda e á dereita e abre o porto de líquido no lugar máis baixo
d.Espesor mínimo da placa plegable;intervalo máximo non admitido
e.As placas plegables en ambos os extremos do feixe de tubos están o máis preto posible dos receptores de entrada e saída da carcasa.
④ Tirante
a, o diámetro e número de tirantes
Diámetro e número de acordo coa táboa 6-32, selección 6-33, a fin de garantir que sexa maior ou igual á área da sección transversal do tirante indicada na táboa 6-33 baixo a premisa do diámetro e do número de tirantes. as varillas pódense cambiar, pero o seu diámetro non debe ser inferior a 10 mm, o número non inferior a catro
b, a barra de unión debe estar disposta o máis uniformemente posible no bordo exterior do feixe de tubos, para o intercambiador de calor de gran diámetro, na zona do tubo ou preto da brecha da placa de dobramento debe estar disposta nun número adecuado de tirantes, calquera plegado. placa non debe ser inferior a 3 puntos de apoio
c.Porca de tirante, algúns usuarios requiren a seguinte porca e soldadura de placas plegables
⑤ Placa antidescarga
a.A configuración da placa anti-flux é reducir a distribución desigual do fluído e a erosión do extremo do tubo do intercambiador de calor.
b.Método de fixación da placa anti-lavado
Na medida do posible, fixado no tubo de paso fixo ou preto da placa do tubo da primeira placa plegable, cando a entrada da carcasa está situada na varilla non fixa do lado da placa do tubo, pódese soldar a placa antidesordenada. ao corpo do cilindro
(6) Montaxe de xuntas de dilatación
a.Situado entre os dous lados da placa abatible
Para reducir a resistencia ao fluído da xunta de expansión, se é necesario, na xunta de expansión no interior dun tubo de revestimento, o tubo de revestimento debe soldarse á carcasa na dirección do fluxo de fluído, para intercambiadores de calor verticais, cando a dirección do fluxo de fluído cara arriba, debe configurarse no extremo inferior dos orificios de descarga do tubo de revestimento
b.Xuntas de dilatación do dispositivo de protección para evitar que o equipo no proceso de transporte ou o uso de tirar o mal
(vii) a conexión entre a placa do tubo e a carcasa
a.A extensión dobre como brida
b.Placa de tubos sen brida (GB151 Apéndice G)
3. Brida do tubo:
① temperatura de deseño superior ou igual a 300 graos, debe ser usado flange tope.
② para o intercambiador de calor non se pode usar para facerse cargo da interface para renunciar e descargar, debe establecerse no tubo, o punto máis alto do curso da casca do purgador, o punto máis baixo do porto de descarga, o diámetro nominal mínimo. de 20 mm.
③ O intercambiador de calor vertical pódese configurar o porto de desbordamento.
4. Apoio: especies GB151 segundo o disposto no artigo 5.20.
5. Outros accesorios
① Asas de elevación
A caixa oficial de calidade superior a 30 Kg e a tapa da caixa de tubos deben estar fixadas.
② cable superior
Co fin de facilitar o desmantelamento da caixa de tubos, a tapa da caixa de tubos, debe establecerse no taboleiro oficial, o fío superior da tapa da caixa de tubos.
V. Fabricación, requisitos de inspección
1. Placa de tubos
① xuntas a tope de placa de tubo empalmado para inspección de raios 100% ou UT, nivel cualificado: RT: Ⅱ UT: Ⅰ nivel;
② Ademais do aceiro inoxidable, un tratamento térmico de alivio de tensión de placa de tubo empalmado;
③ placa de tubo desviación do ancho da ponte do burato: segundo a fórmula para calcular o ancho da ponte do burato: B = (S - d) - D1
Ancho mínimo da ponte do burato: B = 1/2 (S - d) + C;
2. Tratamento térmico da caixa de tubos:
Aceiro ao carbono, aceiro de baixa aliaxe soldado cunha partición de rango dividido da caixa de tubos, así como a caixa de tubos das aberturas laterais máis de 1/3 do diámetro interior da caixa de tubos do cilindro, na aplicación de soldadura para estrés O tratamento térmico de alivio, a brida e a superficie de selado da partición deben procesarse despois do tratamento térmico.
3. Proba de presión
Cando a presión do deseño do proceso de carcasa é inferior á presión do proceso do tubo, para comprobar a calidade das conexións do tubo do intercambiador de calor e da placa do tubo
① Presión do programa Shell para aumentar a presión de proba co programa de tubos consistente coa proba hidráulica, para comprobar se a fuga de xuntas de tubos.(Non obstante, é necesario asegurarse de que a tensión da película primaria da capa durante a proba hidráulica sexa ≤0,9ReLΦ)
② Cando o método anterior non é apropiado, a capa pode ser proba hidrostática segundo a presión orixinal despois de pasar, e despois a capa para proba de fuga de amoníaco ou proba de escape de halóxeno.
VI.Algunhas cuestións que hai que anotar nos gráficos
1. Indique o nivel do feixe de tubos
2. O tubo do intercambiador de calor debe levar un número de etiquetado escrito
3. Liña de contorno de tubos da placa do tubo fóra da liña sólida grosa pechada
4. Os debuxos de montaxe deben etiquetarse coa orientación do espazo da placa plegable
5. Os orificios de descarga das xuntas de expansión estándar, os orificios de escape nas unións dos tubos e os tapóns dos tubos deben estar fóra da imaxe.
Hora de publicación: 11-Oct-2023