总装图A0
F60填料函式空气预热器机械设计
摘要
换热器是现代工业中不可或缺的重要部件，在飞速发展的化工行业以及石化行业里扮演的角色更为重要。本课题所设计的换热器用于空气预热。针对该换热器的性能，本文根据理论计算方法和结构分析，对其进行了设计。
本文首先了解填料函式换热器的基本原理，性能及其应用，在化工生产中的地位及作用。其次对于填料函式换热器进行热流量计算，传热系数计算，确定传热系数，壳程阻力和压力计算。此外还计算壳，管程的设计压力并校核螺栓、垫片、管板厚度的计算。
最后编写换热器的加工工艺程序，及装配过程安全性能及防腐措施。根据种种因素，选择结构形式最为合理的一种，自行绘制满足设计结构要求的工程图纸。图纸的技术要求需要明确的在图纸上标示出来
在本次课程设计的主要过程中，一定要按照国家制定的相关规定进行设计，目的是在于保证整个生产过程的安全进行。
关键词：换热器；管程设计压力；热流量；结构
ABSTRACT
Heat exchanger is one of indispensable important component in modern industry, the rapid development of chemical industry, petrochemical industry, heat exchanger is particularly important. This topic by the design of heat exchanger used in air preheating. For the heat exchanger performance, based on the theoretical calculation method and the structure analysis, on the design.
This article first understand the basic principles of stuffing box type heat exchanger, properties and application, the status and role in the chemical production. Second heat flow calculation for packing heat exchanger, heat transfer coefficient calculation, heat transfer coefficient is determined, the shell side resistance and pressure calculation. Also calculate shell and tube side design pressure and check the bolts, gaskets, the calculation of the thickness of the tube plate.
Finallywrite the processing technology of heat exchanger and assembly process safety performance and the anti-corrosion measures. Comprehensive consideration ofvarious factors, choose the most reasonable structure form. According to the structure of the design drawing at the same time meet the requirements of the stuffing box type heat exchanger of drawings, drawings to include the relevant technical requirements.
In the process of the stuffing box type heat exchanger structure design, design should, in accordancewith relevant provisions, such as pressure container tube and shell heat exchanger for the final design results meet the regulations. Should also consider the structure of the designed conform to the requirements of the production, in order to realize safe production.
Keywords heat?exchanger;Shell?side?design?pressure;Heat?flow;structure
目录
符号说明1
1绪论2
1.1选题的背景和意义2
1.2换热器的类型2
1.2.1按作用原理和实现传热的方式分类2
1.2.2按使用目的分类2
1.2.3按传热面的形状和材料分类3
1.3填料函式换热器简介3
1.4设计任务、思想3
1.4.1设计任务3
1.4.2设计思想3
2填料函式换热器的主要部件与结构设计4
2.1填料函式换热器的工艺条件4
2.2估算设备尺寸4
2.2.1初选结构4
2.2.2计算传热管数5
2.2.3计算壳程直径D 5
2.3管子与管板的连接5
2.3.1胀接5
2.3.2焊接6
2.3.3胀焊结合6
2.4管板与壳体的连接6
2.5管板与管箱的连接7
2.6双壳程结构8
3填料函式换热器的材料选择及零部件结构设计9
3.1换热管9
3.1.1换热管的形式和尺寸9
3.1.2换热管的材料10
3.1.3换热管的排列形式及管心距10
3.2折流板11
3.2.1折流板的主要几何参数13
3.2.2折流板与壳体间隙13
3.2.3折流板厚度13
3.2.4折流板的管孔13
3.2.5材料的选取14
3.3拉杆与定距管14
3.3.1拉杆的结构形式14
3.3.2拉杆直径、数量和尺寸14
3.3.3拉杆的布置15
3.4防冲板15
3.5进、出口的设计16
3.5.1接管外伸长度16
3.5.2壳程接管位置最小尺寸16
3.5.3管箱接管位置最小尺寸17
3.5.4排气、排液管18
3.5.5接管与筒体、管箱壳体的连接18
3.6管箱18
3.6.1管箱结构形式18
3.6.2管箱材料的选择19
3.7管板19
3.7.1管板结构19
3.7.2管板最小厚度与尺寸19
3.7.3管板孔直径和允许公差20
3.7.4管板材料20
3.8封头、法兰与垫片的选择21
3.8.1封头的选用21
3.8.2烟道气进、出口处的封头21
3.8.3法兰结构类型22
3.8.4垫片的分类22
3.9鞍座的选取22
4填料函式换热器的强度设计及校核24
4.1壳体24
4.1.2管箱25
4.2法兰的强度校核25
4.2.1垫片25
4.2.2螺栓26
4.2.3法兰27
4.2.4法兰设计力矩28
4.3管板厚度计算28
4.3.1管板参数计算28
4.3.2结构尺寸28
4.3.3管板应力计算29
4.3.4操作力力矩30
4.3.5法兰预紧力31
4.3.6计算径向应力31
4.3.7计算设计力矩M和管板延长部分的法兰应力31
4.3.8应力校核32
4.4管子与管板连接拉脱力的校核33
4.4.1换热管轴向应力33
4.4.2换热管与管板连接拉脱力34
4.5开孔补强的计算34
4.5.1概述34
4.5.2壳体开孔补强34
4.6鞍座的设计校核35
4.6.1计算鞍座的支承反力35
4.6.2计算筒体的轴向弯矩35
4.6.3圆筒向应力36
4.6.4计算圆筒的切向剪应力37
4.6.5计算圆筒周向应力38
4.6.6鞍座的应力校核38
4.7压力试验39
4.7.1管程圆筒39
4.7.2壳程圆筒39
5填料函式换热器的制造、安装、检验、清洗和维修41
5.1概述41
5.2材料验收41
5.3填料函式换热器的制造41
5.3.1壳体圆筒41
5.3.2管箱41
5.3.3管板42
5.3.4管孔加工42
5.3.5管束的组装42
5.4安装42
5.5清洗43
5.6填料函式换热器的日常维护和故障处理43
5.7容器的铭牌要求43
5.8压力容器的油漆、包装、运输44
结论44
参考文献46
致谢47
浮动管板A2
固定端法兰A4
管束A1
管箱A1
夹持管板A2
壳体A2
拉杆A4
折流板A4
浮动端法兰A4
设计参数要求
设计目录
所包含文件
图纸所包含文件
摘要部分
字数统计
