裂解装置稀释蒸汽过热器的机械设计

《裂解装置稀释蒸汽过热器的机械设计》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、摘要本设计说明书是关于裂解装置稀释蒸汽过热器的设计，用来实现热交换，实现热能的再利用。考虑到工艺需求和造价，我们选用了浮头式换热器。浮头式换热器主要由管箱、管板、壳体、换热管、折流板、拉杆、定距管、钩圈、浮头盖等零部件组成。其优点为热应力较小，便于检查和清洗，缺点是浮头盖与管板法兰连接有相当大的面积，结果壳体直径增大，在管束与壳体之间形成了阻力较小的环形通道，部分流体将由此旁通而不参加热交换过程。设计内容主体是换热器的结构和强度设计，主要是根据已经选定的换热器型式进行设备内各零部件的设计，包括：材料的选择、具体尺寸确定、确定具体位置、管

2、板厚度的计算、浮头盖和浮头法兰厚度的计算、开孔补强计算等。关键词：浮头式换热器、机械设计、强度校核I目录摘要I第一章换热器概述11.1换热器的应用11.2换热器的主要分类11.2.1换热器的分类及特点11.2.2管壳式换热器的分类及特点2第二章设计主要参数与材料选择52.1设计条件52.2材料选择52.2.1钢板52.2.2钢管52.2.3螺柱和螺母62.2.4法兰62.2.5容器法兰垫片62.2.6拉杆、定距管62.2.7鞍座6第三章换热器结构选择73.1前端管箱73.2管束分程和分程隔板的布置73.2.1管束分程73.2.2分程隔板

3、的布置83.3换热管83.3.1换热管的长度83.3.2规格及尺寸偏差83.3.3布管93.3.4布管限定圆103.4管子与管板的连接103.5管板与壳体的连接113.6折流板和支持板123.7拉杆和定距管133.8防冲与导流143.9法兰选择143.9.1密封面型式143.9.2管箱法兰、壳体法兰、外头盖侧法兰和外头盖法兰143.9.3接管法兰153.9.4垫片15第四章设计计算与强度校核174.1壳体、管箱圆筒和外头盖圆筒的壁厚计算与校核174.1.1符号174.1.2壳体壁厚计算和校验174.1.3管箱圆筒壁厚计算和校验184.1

4、.4外头盖圆筒壁厚计算和校验19III4.2浮头盖封头和管箱封头厚度计算204.2.1管箱封头厚度计算214.2.2外头盖封头计算224.3管板计算与校核234.3.1管板的厚度计算234.3.2浮头式换热器管板计算244.3.3管子与管板连接拉脱力的计算与校核264.4螺栓计算与校核264.4.1螺栓载荷274.4.2螺栓面积274.4.3螺栓设计载荷274.5法兰的计算与校核284.6接管开孔补强计算314.7压力实验334.7.1壳体水压试验334.7.2管程水压试验压力33第五章制造、检验和验收355.1总则355.2浮头式换热

5、器的制造355.2.1封头和管箱355.2.2折流板355.2.3管束的组装365.2.4换热器的组装365.3浮头式换热器的检验与验收36结论38致谢39参考文献40III第一章换热器概述第一章换热器概述1.1换热器的应用在工业生产中，换热器的主要作用是将能量由温度较高的流体传递给温度较低的流体，是流体温度达到工艺流程规定的指标，以满足工艺流程上的需要。此外，换热器也是回收余热、废热特别是低位热能的有效装置。例如，高炉炉气（约1500℃）的余热，通过余热锅炉可生产压力蒸汽，作为供汽、供热等的辅助能源，从而提高热能的总利用率，降低燃料消

6、耗，提高工业生产经济效益。随着我国工业的不断发展，对能源利用、开发和节约的要求不断提高，因而对换热器的要求也日益加强。换热器的设计、制造、结构改进及传热极力的研究十分活跃，一些新型高效换热器相继面世。1.2换热器的主要分类在工业生产中，由于用途、工作条件和物料特性的不同，出现了不同形式和结构的换热器。1.2.1换热器的分类及特点按照传热方式的不同，换热器可分为三类：　　1）直接接触式换热器又称混合式换热器，它是利用冷、热流体直接接触与混合的作用进行热量的交换。这类换热器的结构简单、价格便宜，常做成塔状，但仅适用于工艺上允许两种流体混合的

7、场合。　　　２）蓄热式换热器在这类换热器中，热量传递是通过格子砖或填料等蓄热体来完成的。首先让热流体通过，把热量积蓄在蓄热体中，然后再让冷流体通过，把热量带走。由于两种流体交变转换输入，因此不可避免地存在着一小部分流体相互掺和的现象，造成流体的“污染”。蓄热式换热器结构紧凑、价格便宜，单位体积传热面比较大，故较适合用于气-气热交换的场合。　　３）间壁式换热器这是工业中最为广泛使用的一类换热器。冷、热流体被一固体壁面隔开，通过壁面进行传热。按照传热面的形状与结构特点它又可分为：39第一章换热器概述　　a）管式换热器：如套管式、螺旋管式、管

8、壳式、热管式等；　　b）板面式换热器：如板式、螺旋板式、板壳式等；　　c）扩展表面式换热器：如板翅式、管翅式、强化的传热管等。1.2.2管壳式换热器的分类及特点管壳式换热器是目前用得最为广泛的一种换热器，主