I. Класификация на топлообменника:
Кожухотръбните топлообменници могат да бъдат разделени на следните две категории според структурните характеристики.
1. Твърда структура на кожухотръбния топлообменник: този топлообменник се превърна в тип фиксирана тръба и плоча, обикновено може да бъде разделен на еднотръбна гама и многотръбна гама от два вида.Неговите предимства са проста и компактна структура, евтина и широко използвана;недостатък е, че тръбата не може да се почиства механично.
2. Кожухотръбен топлообменник с устройство за температурна компенсация: той може да направи нагрятата част от свободното разширение.Структурата на формуляра може да бъде разделена на:
① топлообменник с плаваща глава: този топлообменник може свободно да се разширява в единия край на тръбната плоча, така наречената „плаваща глава“.Той се прилага към стената на тръбата и температурната разлика на стената на корпуса е голяма, пространството на тръбния сноп често се почиства.Структурата му обаче е по-сложна, разходите за обработка и производство са по-високи.
② U-образен тръбен топлообменник: има само една тръбна плоча, така че тръбата може свободно да се разширява и свива при нагряване или охлаждане.Структурата на този топлообменник е проста, но натоварването при производството на завоя е по-голямо и тъй като тръбата трябва да има определен радиус на огъване, използването на тръбната плоча е лошо, тръбата се почиства механично, трудно се демонтира и заменя тръбите не е лесно, така че се изисква течността да премине през тръбите да е чиста.Този топлообменник може да се използва при големи температурни промени, случаи на висока температура или високо налягане.
③ топлообменник тип кутия за опаковане: има две форми, едната е в тръбната плоча в края на всяка тръба има отделно уплътнение за опаковане, за да се гарантира, че свободното разширяване и свиване на тръбата, когато броят на тръбите в топлообменника е много малък, преди използването на тази структура, но разстоянието между тръбата от общия топлообменник е голямо, сложна структура.Друга форма е направена в единия край на плаващата структура на тръбата и черупката, в плаващото място, използвайки цялото уплътнение на опаковката, структурата е по-опростена, но тази структура не е лесна за използване в случай на голям диаметър, високо налягане.Сега рядко се използва топлообменник тип салникова кутия.
II.Преглед на условията за проектиране:
1. дизайн на топлообменника, потребителят трябва да предостави следните условия на проектиране (параметри на процеса):
① тръба, работно налягане на черупката (като едно от условията за определяне дали оборудването от класа трябва да бъде осигурено)
② тръба, работна температура на програмата за корпус (вход / изход)
③ температура на металната стена (изчислена от процеса (предоставена от потребителя))
④Наименование и характеристики на материала
⑤Корозионна граница
⑥Броят на програмите
⑦ площ за пренос на топлина
⑧ спецификации на топлообменната тръба, разположение (триъгълна или квадратна)
⑨ сгъваема плоча или номерът на опорната плоча
⑩ изолационен материал и дебелина (за да се определи височината на изпъкналата седалка на табелката)
(11) Боя.
Ⅰ.Ако потребителят има специални изисквания, потребителят трябва да предостави марка, цвят
Ⅱ.Потребителите нямат специални изисквания, избрани са от самите дизайнери
2. Няколко ключови условия за проектиране
① Работно налягане: като едно от условията за определяне дали оборудването е класифицирано, то трябва да бъде осигурено.
② характеристики на материала: ако потребителят не посочи името на материала, трябва да посочи степента на токсичност на материала.
Тъй като токсичността на средата е свързана с безразрушителния мониторинг на оборудването, термичната обработка, нивото на изковки за горния клас оборудване, но също така е свързано с разделението на оборудването:
a, GB150 10.8.2.1 (f) чертежи показват, че контейнерът съдържа изключително опасна или силно опасна среда с токсичност 100% RT.
b, 10.4.1.3 чертежи показват, че контейнерите, съдържащи изключително опасни или силно опасни среди за токсичност, трябва да бъдат термично обработени след заваряване (заварените съединения от аустенитна неръждаема стомана може да не бъдат термично обработени)
° С.Изковки.Използването на средна токсичност за екстремни или силно опасни изковки трябва да отговаря на изискванията на клас III или IV.
③ Спецификации на тръбата:
Често използвана въглеродна стомана φ19×2, φ25×2.5, φ32×3, φ38×5
Неръждаема стомана φ19×2, φ25×2, φ32×2.5, φ38×2.5
Подреждане на топлообменните тръби: триъгълник, ъглов триъгълник, квадрат, ъглов квадрат.
★ Когато е необходимо механично почистване между тръбите на топлообменника, трябва да се използва квадратно разположение.
1. Проектно налягане, проектна температура, коефициент на заваръчна връзка
2. Диаметър: DN <400 цилиндър, използването на стоманена тръба.
DN ≥ 400 цилиндър, използващ валцована стоманена плоча.
16" стоманена тръба ------ с потребителя, за да обсъдите използването на валцована стоманена плоча.
3. Схема на оформлението:
Според зоната на пренос на топлина, спецификациите на тръбата за пренос на топлина, за да начертаете диаграмата на оформлението, за да определите броя на тръбите за пренос на топлина.
Ако потребителят предостави диаграма на тръбопровода, но и за преглед на тръбопровода е в рамките на граничния кръг на тръбопровода.
★Принцип на полагане на тръби:
(1) в граничния кръг на тръбопровода трябва да е пълен с тръба.
② броят на многотактната тръба трябва да се опита да изравни броя на ударите.
③ Тръбата на топлообменника трябва да бъде разположена симетрично.
4. Материал
Когато самата тръбна плоча има изпъкнало рамо и е свързана с цилиндър (или глава), трябва да се използва коване.Поради използването на такава структура на тръбната плоча обикновено се използват за по-високо налягане, запалими, експлозивни и токсични за екстремни, силно опасни случаи, по-високите изисквания за тръбната плоча, тръбната плоча също са по-дебели.За да се избегне изпъкналото рамо да произвежда шлака, разслояване и да се подобрят условията на напрежение на влакната на изпъкналото рамо, намалете количеството обработка, спестете материали, изпъкналото рамо и тръбната плоча директно изковани от цялостната изковка за производството на тръбната плоча .
5. Свързване на топлообменник и тръбна плоча
Тръбата във връзката на тръбната плоча, при проектирането на кожухотръбния топлообменник е по-важна част от конструкцията.Той не само обработва работното натоварване, но трябва да направи всяка връзка в работата на оборудването, за да гарантира, че средата без изтичане и издържа на средното налягане.
Свързването на тръбата и тръбната плоча е основно по следните три начина: разширение;b заваряване;c разширяващо заваряване
Разширяването на обвивката и тръбата между изтичането на носителя няма да причини неблагоприятни последици от ситуацията, особено поради лошата заваряемост на материала (като топлообменна тръба от въглеродна стомана) и натоварването на производствения завод е твърде голямо.
Поради разширяването на края на тръбата при заваръчната пластична деформация, има остатъчно напрежение, с повишаване на температурата, остатъчното напрежение постепенно изчезва, така че краят на тръбата да намали ролята на запечатване и свързване, така че разширяването на структурата чрез ограниченията на налягането и температурата, обикновено приложими за проектното налягане ≤ 4Mpa, проектирането на температурата ≤ 300 градуса и при работа на без силни вибрации, без прекомерни температурни промени и без значителна корозия на напрежение .
Заваръчната връзка има предимствата на просто производство, висока ефективност и надеждна връзка.Чрез заваряването тръбата към тръбната плоча има по-добра роля при увеличаване;и също така може да намали изискванията за обработка на отвори за тръби, спестявайки време за обработка, лесна поддръжка и други предимства, трябва да се използва като въпрос на приоритет.
В допълнение, когато токсичността на средата е много голяма, средата и атмосферата се смесват Лесно експлодира средата е радиоактивна или вътре и извън смесването на материала на тръбата ще има неблагоприятен ефект, за да се гарантира, че ставите са запечатани, но също често използват метода на заваряване.Методът на заваряване, въпреки предимствата на много, тъй като той не може напълно да избегне "корозия на пукнатини" и заварени възли на корозия под напрежение, и тънка стена на тръбата и дебела тръбна плоча е трудно да се получи надеждна заварка между тях.
Методът на заваряване може да бъде при по-високи температури от разширението, но под действието на високотемпературно циклично напрежение заваръчният шев е много податлив на пукнатини от умора, тръба и дупка на тръбата, когато е подложен на корозивна среда, за да ускори повредата на съединението.Поради това има едновременно заваряване и разширителни фуги.Това не само подобрява устойчивостта на умора на съединението, но също така намалява склонността към корозия на пукнатини и по този начин неговият експлоатационен живот е много по-дълъг, отколкото когато се използва само заваряване.
В какви случаи е подходящо за изпълнение на заваръчни и разширителни фуги и методи, няма единен стандарт.Обикновено температурата не е твърде висока, но налягането е много високо или средата е много лесна за изтичане, използването на разширяване на якостта и запечатване на заварката (запечатването на заварката се отнася просто за предотвратяване на изтичане и изпълнение на заварката и не гарантира силата).
Когато налягането и температурата са много високи, използването на якостно заваряване и разширяване на паста (якостното заваряване е дори ако заваръчният шев е стегнат, но също така и за да се гарантира, че съединението има голяма якост на опън, обикновено се отнася до якостта на заваръчният шев е равен на якостта на тръбата при аксиално натоварване при заваряване).Ролята на разширението е главно да елиминира корозията на пукнатините и да подобри устойчивостта на умора на заваръчния шев.Посочени са специфични структурни размери на стандарта (GB/T151), няма да навлизаме в подробности тук.
За изискванията за грапавост на повърхността на отвора на тръбата:
a, когато топлообменната тръба и тръбната плоча са заварени, стойността Ra на грапавостта на повърхността на тръбата не е по-голяма от 35uM.
b, единична връзка за разширяване на тръбата на топлообменника и тръбната плоча, грапавостта на Ra на повърхността на отвора на тръбата не е по-голяма от 12,5uM връзка за разширение, повърхността на отвора на тръбата не трябва да влияе върху плътността на разширение на дефектите, като например през надлъжна или спирална точкуване.
III.Проектно изчисление
1. Изчисляване на дебелината на стената на черупката (включително къса секция на тръбната кутия, главата, изчисляване на дебелината на стената на цилиндъра по програмата за черупка) тръбата, дебелината на стената на цилиндъра по програмата за черупка трябва да отговаря на минималната дебелина на стената в GB151, за въглеродна стомана и нисколегирана стомана минималната дебелина на стената е според до границата на корозия C2 = 1 mm съображения за случай на C2 по-голям от 1 mm, минималната дебелина на стената на черупката трябва да се увеличи съответно.
2. Изчисляване на армировката на отворен отвор
За обвивката, използваща система от стоманени тръби, се препоръчва да се използва цялата армировка (увеличете дебелината на стената на цилиндъра или използвайте дебелостенна тръба);за по-дебелата тръбна кутия на големия отвор, за да се вземе предвид цялостната икономия.
Нито една друга армировка не трябва да отговаря на изискванията на няколко точки:
① проектно налягане ≤ 2,5Mpa;
② Централното разстояние между два съседни отвора трябва да бъде не по-малко от два пъти сумата от диаметъра на двата отвора;
③ Номинален диаметър на приемника ≤ 89 mm;
④ поемете минималната дебелина на стената трябва да бъде изискванията на таблица 8-1 (поемете границата на корозия от 1 mm).
3. Фланец
Фланецът на оборудването, използващ стандартен фланец, трябва да обърне внимание на фланеца и уплътнението, крепежните елементи съвпадат, в противен случай трябва да се изчисли фланецът.Например тип A плосък заваръчен фланец в стандарта със съответстващо му уплътнение за неметално меко уплътнение;когато използването на уплътнение за навиване трябва да се преизчисли за фланеца.
4. Тръбна плоча
Необходимо е да се обърне внимание на следните проблеми:
① проектна температура на тръбната плоча: Съгласно разпоредбите на GB150 и GB/T151, трябва да се вземе не по-ниска от температурата на метала на компонента, но при изчисляването на тръбната плоча не може да се гарантира, че обвивката на тръбата обработва ролята на медиите и температурата на метала на тръбната плоча е трудна за изчисляване, обикновено се приема от по-високата страна на проектната температура за проектната температура на тръбната плоча.
② многотръбен топлообменник: в обхвата на зоната на тръбопровода, поради необходимостта от настройка на дистанционния жлеб и структурата на свързващия прът и не успя да бъде поддържан от областта на топлообменника Ad: GB/T151 формула.
③Ефективната дебелина на тръбната плоча
Ефективната дебелина на тръбната плоча се отнася до разделянето на обхвата на тръбите на дъното на дебелината на канала на преградата на тръбната плоча минус сумата от следните две неща
a, граница на корозия на тръбата извън дълбочината на дълбочината на частта на канала за разделяне на диапазона на тръбата
b, граница на корозия на програмата на черупката и тръбна плоча в програмата на черупката от страната на структурата на дълбочината на канала на двете най-големи инсталации
5. Комплект компенсатори
Във фиксирания тръбен и пластинчат топлообменник, поради температурната разлика между флуида в тръбния курс и тръбния курсов флуид, и топлообменника и черупката и тръбната плоча са фиксирани, така че при използване на състоянието, черупката и разликата в разширението на тръбата съществува между черупката и тръбата, черупката и тръбата спрямо аксиалното натоварване.За да се избегне повреда на корпуса и топлообменника, дестабилизация на топлообменника, издърпване на тръбата на топлообменника от тръбната плоча, трябва да се настроят разширителни фуги, за да се намали аксиалното натоварване на корпуса и топлообменника.
Обикновено температурната разлика в корпуса и стената на топлообменника е голяма, трябва да се обмисли настройката на разширителната фуга, при изчислението на тръбната плоча, според температурната разлика между различните общи условия, изчислени σt, σc, q, едно от които не отговаря на изискванията , е необходимо да се увеличи компенсаторът.
σt - аксиално напрежение на топлообменната тръба
σc - аксиално напрежение на корпусния цилиндър
q--Тръбата на топлообменника и връзката на тръбната плоча на силата на изтегляне
IV.Структурен дизайн
1. Тръбна кутия
(1) Дължина на тръбната кутия
а.Минимална вътрешна дълбочина
① към отвора на еднотръбния ход на тръбната кутия, минималната дълбочина в центъра на отвора не трябва да бъде по-малка от 1/3 от вътрешния диаметър на приемника;
② вътрешната и външната дълбочина на тръбния курс трябва да гарантира, че минималната циркулационна площ между двата курса е не по-малка от 1,3 пъти площта на циркулация на топлообменната тръба на курс;
b, максималната вътрешна дълбочина
Помислете дали е удобно да заварявате и почиствате вътрешните части, особено за номиналния диаметър на по-малкия многотръбен топлообменник.
(2) Отделен програмен дял
Дебелина и разположение на преградата съгласно GB151 Таблица 6 и Фигура 15, за дебелина по-голяма от 10 mm на преградата, уплътнителната повърхност трябва да бъде подрязана до 10 mm;за тръбния топлообменник, преградата трябва да бъде поставена върху отвора за разкъсване (отвор за оттичане), диаметърът на отвора за оттичане обикновено е 6 мм.
2. Сноп черупки и тръби
①Ниво на тръбен сноп
Ⅰ, Ⅱ ниво тръбен сноп, само за въглеродна стомана, ниско легирана стомана топлообменна тръба вътрешни стандарти, все още има разработени "по-високо ниво" и "обикновено ниво".След като вътрешната топлообменна тръба може да се използва "по-висока" стоманена тръба, въглеродна стомана, нисколегирана стомана топлообменник тръбен пакет не трябва да се разделя на Ⅰ и Ⅱ ниво!
Ⅰ, Ⅱ тръбен сноп на разликата се състои главно във външния диаметър на тръбата на топлообменника, отклонението на дебелината на стената е различно, съответният размер на отвора и отклонението е различно.
Клас Ⅰ тръбен сноп с по-високи изисквания за точност, за топлообменна тръба от неръждаема стомана, само Ⅰ тръбен сноп;за често използваната топлообменна тръба от въглеродна стомана
② Тръбна плоча
a, отклонение в размера на отвора на тръбата
Обърнете внимание на разликата между тръбен сноп от ниво Ⅰ, Ⅱ
b, браздата на програмния дял
Ⅰ дълбочината на слота обикновено не е по-малка от 4 мм
Ⅱ подпрограма ширина на слота за разделяне: въглеродна стомана 12 mm;неръждаема стомана 11мм
Скосяването на ъглите на слота за разделяне на 3-минутен обхват обикновено е 45 градуса, ширината на скосяването b е приблизително равна на радиуса R на ъгъла на уплътнението на минутния диапазон.
③Сгъваема плоча
а.Размер на отвора на тръбата: диференциран според нивото на снопа
b, височина на прореза на сгъваемата плоча на лъка
Височината на прореза трябва да бъде такава, че течността през процепа със скорост на потока през тръбния сноп, подобна на височината на прореза, обикновено се взема 0,20-0,45 пъти вътрешния диаметър на заобления ъгъл, прорезът обикновено се изрязва в тръбния ред под центъра линия или изрязани в два реда отвори за тръби между малкия мост (за да се улесни удобството при носене на тръба).
° С.Ориентация на прореза
Еднопосочна чиста течност, подреждане на прорези нагоре и надолу;
Газ, съдържащ малко количество течност, прорез нагоре към най-ниската част на сгъваемата плоча, за да отворите порта за течност;
Течност, съдържаща малко количество газ, прорез надолу към най-високата част на сгъваемата плоча, за да отворите вентилационния порт
Съвместно съществуване на газ-течност или течността съдържа твърди материали, прорез в ляво и дясно разположение и отворете порта за течност в най-ниското място
д.Минимална дебелина на сгъваемата плоча;максимален неподдържан обхват
д.Сгъваемите плочи в двата края на тръбния сноп са възможно най-близо до приемниците на входа и изхода на корпуса.
④Напречна щанга
a, диаметърът и броят на свързващите пръти
Диаметър и номер според избора на таблица 6-32, 6-33, за да се гарантира, че по-голяма или равна на площта на напречното сечение на напречния прът, дадена в таблица 6-33 при предпоставката за диаметъра и броя на връзките прътите могат да се променят, но диаметърът му не трябва да бъде по-малък от 10 mm, броят на не по-малко от четири
b, свързващият прът трябва да бъде разположен възможно най-равномерно във външния ръб на тръбния сноп, за топлообменник с голям диаметър, в зоната на тръбата или близо до пролуката на сгъваемата плоча трябва да бъде подреден в подходящ брой свързващи пръти, всяко сгъване плочата трябва да бъде не по-малко от 3 опорни точки
° С.Гайка на кормилен прът, някои потребители изискват следното заваряване на гайка и сгъваема плоча
⑤ Плоча против промиване
а.Настройката на плочата против промиване е за намаляване на неравномерното разпределение на течността и ерозията на края на тръбата на топлообменника.
b.Метод на фиксиране на плоча против отмиване
Доколкото е възможно фиксирана в тръбата с фиксирана стъпка или близо до тръбната плоча на първата сгъваема плоча, когато входът на черупката е разположен в нефиксирания прът от страната на тръбната плоча, плочата против разбъркване може да бъде заварена към тялото на цилиндъра
(6) Поставяне на разширителни фуги
а.Намира се между двете страни на сгъваемата плоча
За да се намали съпротивлението на флуида на компенсатора, ако е необходимо, в компенсатора от вътрешната страна на облицовъчна тръба, облицовъчната тръба трябва да бъде заварена към корпуса по посока на потока на течността, за вертикални топлообменници, когато посоката на потока на течността нагоре, трябва да се настрои в долния край на изпускателните отвори на тръбата на обшивката
b.Разширителни фуги на защитното устройство за предотвратяване на оборудването в процеса на транспортиране или използването на дърпане на лошото
(vii) връзката между тръбната плоча и корпуса
а.Удължението се удвоява като фланец
b.Тръбна плоча без фланец (GB151 Приложение G)
3. Тръбен фланец:
① проектна температура, по-голяма или равна на 300 градуса, трябва да се използва челен фланец.
② за топлообменника не може да се използва за поемане на интерфейса, за да се откаже и изпразни, трябва да се настрои в тръбата, най-високата точка на курса на корпуса на обезвъздушителя, най-ниската точка на изпускателния порт, минималния номинален диаметър от 20 мм.
③ Вертикален топлообменник може да бъде настроен на преливен порт.
4. Подкрепа: видове GB151 съгласно разпоредбите на член 5.20.
5. Други аксесоари
① Уши за повдигане
Качество, по-голямо от 30 кг, официална кутия и капак на кутията за тръби трябва да бъдат поставени накрайници.
② горен проводник
За да се улесни демонтирането на тръбната кутия, капакът на тръбната кутия трябва да бъде поставен в официалната дъска, горният проводник на капака на тръбната кутия.
V. Изисквания за производство, инспекция
1. Тръбна плоча
① челни съединения на тръбна плоча за 100% лъчева инспекция или UT, квалифицирано ниво: RT: Ⅱ UT: Ⅰ ниво;
② В допълнение към неръждаема стомана, топлинна обработка за облекчаване на напрежението от снадена тръбна плоча;
③ отклонение на ширината на моста на отвора на тръбната плоча: според формулата за изчисляване на ширината на моста на отвора: B = (S - d) - D1
Минимална ширина на моста на отвора: B = 1/2 (S - d) + C;
2. Термична обработка на тръбна кутия:
Въглеродна стомана, нисколегирана стомана, заварена с разделена преграда на тръбната кутия, както и тръбната кутия на страничните отвори повече от 1/3 от вътрешния диаметър на цилиндричната тръбна кутия, при прилагане на заваряване за напрежение релефна топлинна обработка, уплътнителната повърхност на фланеца и преградата трябва да се обработи след топлинна обработка.
3. Тест под налягане
Когато проектното налягане на процеса на корпуса е по-ниско от налягането на процеса на тръбата, за да се провери качеството на връзките на тръбата на топлообменника и тръбната плоча
① Налягане на програмата за обвивка за увеличаване на изпитвателното налягане с тръбната програма в съответствие с хидравличния тест, за да се провери дали има изтичане на тръбни съединения.(Необходимо е обаче да се гарантира, че първичното напрежение на филма на корпуса по време на хидравличното изпитване е ≤0,9ReLΦ)
② Когато горният метод не е подходящ, обвивката може да бъде подложена на хидростатично изпитване според първоначалното налягане след преминаване, а след това обвивката за тест за изтичане на амоняк или тест за изтичане на халоген.
VI.Някои проблеми, които трябва да се отбележат в диаграмите
1. Посочете нивото на тръбния сноп
2. На тръбата на топлообменника трябва да има изписан номер на етикета
3. Контурна линия на тръбопроводната плоча извън затворената дебела плътна линия
4. Монтажните чертежи трябва да бъдат етикетирани с ориентацията на празнината на сгъваемата плоча
5. Стандартните изпускателни отвори на разширителните фуги, изпускателните отвори на тръбните съединения, тръбните запушалки трябва да са извън картината
Време на публикуване: 11 октомври 2023 г