60万吨年甲醇项目煤气化装置二级证空闪蒸冷凝器设备设计方案

1 60万吨 /年甲醇项目煤气化装置二级证空闪蒸冷凝器设备设计方案 第一章 工艺流程及设计方案简介 制甲醇基本的工艺及设备介绍 生产甲醇、二甲醚的原料主要有煤、石油焦、石油和天然气，但随着时代的发展及人们的需要，石油焦、石油在人们生活的当地无资源，相比较而言，煤炭资源丰富，可以保证以煤为原料的甲醇生产厂的原料供应的可靠性。 此次合成甲醇为采用低压的方法合成甲醇 主要工艺装置包括： 气化（高温常压或加压条件下，与气化剂反应转化为气体残物和少量参渣过程 ） 在气化炉进行反应的主要方程有 m/2 n/2H2+O+ 化反应在气化炉反应段瞬间完成，生成 离开气化炉反应段的热气体和熔渣经一系列降温冷却被水蒸汽饱和后出气化炉，最终进入变换工段。 然后通过一系列变换、空分、净化、低温甲醇洗、硫回收、制冷、压缩、甲醇合成（合成气经过压缩机压缩至 4 5入合成塔，经铜基催化合成甲醇），合成塔出来的含甲醇产物气体经过换热器与混合气换热后，通过冷却，冷凝，分离出粗加粗，分离出的 粗甲醇进入下一工段， 甲醇精馏。通过第一精馏塔、第二精馏塔、甲醇罐区、从第二精馏塔塔顶馏出来的馏出物经冷凝得到精甲醇，再次通过部分回流后得到精甲醇产品。 变换装置工艺流程简述 本装置的主要任务是：为了生产合成甲醇所要求的含有一氧化碳一定组成的变换气。 2 通过采取配气流程，即水煤气在变换工段经水煤气废热锅炉冷凝分离为两股，一股进变换炉，一氧化碳含量约 8%（ V） (干 )在变换炉出口的，经中温换热器后与上述第二股的水煤气混合使其一氧化碳含量 20%（ V） (干 )左右，通过降温回收具有热量分离冷凝液成为所需要的合成甲醇变换 气送至净化工段。同时产生的具有高温冷凝液经泵送至气化工段洗涤塔，低温冷凝液进入气提塔，用低压蒸汽进行气提，将气提后的冷凝液送至灰水处理工段，把不凝气分离冷凝水后送至火炬系统焚烧。 图说明 第二章 换热器的工艺计算 设计任务 属于变换单元作用是利用高温高压变换气通过热交换产生装置的低压蒸汽发生器中所需要的原料蒸汽达到高效节能的目的。该设备为管壳式废热锅炉因塔具有其管程介质和工作环境情况 ，在设计上具有一些特殊性与带来的棘手 ，通过探讨研 究高压换热器的选材设计计算结构设计及制造技术要求，以期为合成甲醇装置中高压换热器的设计总结出一套合理的设计方法。 计参数 3 本课题的相关设计参数如下： 表 2 1设计参数 热器选型 根据给定的设计参数，为了造价成本及管束可以自由伸缩，考虑到管壳壁温差较大，再加上 程流较为清洁体、不易结垢承压能力强，等一系列优点，综合考虑选用 艺结构尺寸 进出口平均温度：为水和气体低粘度流体，其温度值可以取流体进口和出口温 度的平均值。 壳程混合气体的平均温度为 84132t 管程流体平均温度为 4 查找相关物性数据如下表： 物性数据 壳程（变换气）（ 158） 管程（粗煤气）（ 密度 1= 2=30kg/比热容 ) ) 导热系数 1= 2=度 1=10 2=10 表 2物性数据 在确定的物流进口条件下及工艺条件规定下换热器的热流量的出口温度使其达到规定的状态，通过得到的热交换流体的冷流体和热之间，或是冷流体和热流体的热量，它们是通过间壁所传递的。 在热损失的情况很小，可以忽略不计，因为没有相变工艺流流动的热交换器是由下面给出的公式确定 1111 p 式中 。，：工艺流体的温度变化；容，：工艺流体的定压比热；，：工艺流体的质量流量；：热流量，K)K/(/气和一氧化碳合成甲烷的方程式： 2+ 据物料衡算（按照一年 300天，一天二十四小时计算）可 h，则 1 9 0 4 0 4 0/ 81 3 21 8 41 . 1 29 . 7 9= 1 5 对于列管式换热器，常见的流型有：并流、逆流及折流 本设计采用逆流流向流型方式，在对数平均温差两端的换热器的传热流体的温度之间的平均温度差，所述对数平均温差由已给条件可知， 变换气 372 442 煤气 237 310 2 4t 1 5t 2 则，平均传热温差为： )/(2 4 0 8 4) 72 4 5( 8c 5 40 0 0 0 9 8 )/( ）（壳程传热系数 假设壳程的传热系数 )/( 0 21 6 0 017 0 034 管壁的导热系数 )/(45 )/( 0 1 7 2 2 0 3 4 3 8025011， 2 8 考虑的 15%面积蚀度，则 1 5=S1 . 1 5=S 选用 不锈钢的换热管 ,取管内流 假设使用传热管规格 ，钢板标准（ 00合金不锈钢无缝钢管，选取管内流速 。遵循以下公式来确定的内直径和传热管的流率，并确定单程传热管的数目 根）（ 0360024084422 7 根据传热管的计算方法单向管可以得到长度)(61 4 2 测定按照单管设计计算 中，传热管是太长，它应该是一个多管程。所以，我选择了传热管的长度 L=6m，则该换热器管程数为 )(236LN p 管程 l 传热管总根数 N=1422 2=2844（根） 传热管的排列方式应是其在整个管板上排列分布方式为均匀而紧凑的排列，同时还要各方面的考虑流体的介质、温度、压力等。方面的要求。管箱 结 箱 结构 及加工制 在管板圆形截面积等边三角形的管列可以布置更多的传热管，和传热管外表面的大的表面传热系 数。 取管心距01 . 2 5 d 1 . 2 5 2 5 3 1 . 2 5 ( m m )S ，由 512常用的换热管中心距 取32S 8 横过管束中心线的管束 （根）体内径 查文献化工单元过程及设备课程设计上 体内径可以由下面的公式确定： 管板利用率式中 :)( 取值 范围如下 正三角形排列 二管程 =管程 =称直径 400800 1000 11001500 1600 2000 2000 2600 浮头式 8 10 12 14 16 型管式U 8 10 12 14 16 固定管板式6 8 10 12 14 经上表标准尺寸可得圆整值为 D=2200 壁厚为 16 9 第三章 换热器的强度设计及结构设计 体 体圆筒壁厚的计算 依据本设计要求，筒体材料选 用 为 壳体内走蒸汽， 设计温度 t=210，。 确定计算压力： 液体静压力为： 0 1 0 0 0 9 . 8 1 0 . 8 0 . 0 0 7 8 5 5 % 0 . 0 8p g h M P a p M P a 则计算压力为： 1 . 6cp p M P a 183t M P a 在 设 计 温 度 下 的 许 用 应 力 为（ 3 16,取 焊接接头 系数为 ， 腐蚀裕量 20C 钢板负偏差1 =： 计算厚度为 1 . 6 2 2 0 0 1 1 . 2 52 1 8 3 0 . 8 5 1 . 62 设计厚度为 2 1 1 . 2 5 0 1 1 . 2 5d C m m 名义厚度为 1 1 1 . 2 5 0 . 3 1 1 . 5 5 m m 通过检查，最小 厚度 为 12选择壁厚 12n ，而且此 时 许用应力 为 t 没有任何变化，因此满足设计条件。 压测试实验压力 根据 50压试验压力为 ： 1831 . 2 5 1 . 2 5 1 . 6 2183T c M P a 耐压测试实验应力校核 10 查 服应力 2 9 7 则校核试验时筒体的薄膜应力为 ： 2 2 2 0 0 9 . 7 2 2 7 . 82 2 9 . 7T i eT P a 其中，筒体的 有效厚度为 12 1 2 0 . 3 0 1 1 . 7 C m m 2 2 7 . 8 0 . 9 0 . 9 0 . 8 5 2 9 7 . 8 2 2 8T e a R M P a 水压试验 满足强度要求。 箱 管箱和后端管箱其分 为 分 为一起送出 换 起送出把 换换热 管 内 的水收集地分布到各个 换 分布到管箱的作用是将水均匀 箱结构的选择 根据工艺要求并综合考虑经济性和适用性，查 端管箱结构选取 后端管箱封头也选取 不过就是大直径的。 箱圆筒 管箱短节封头厚度计算 与管程头和管箱所承受的压力管程流体相连，所以封由于封头和管箱直接与压力相等。其设计压力 设计温度 t=270。管箱材料选用 确定计算压力： 液体静压力为：0 1 0 0 0 9 . 8 1 0 . 8 0 . 0 0 7 9 5 % 0 . 0 8p g h M P a p M P a 则计 算压力为： 6 p M P a 153t M P a 在 设 计 温 度 下 的 许 用 应 力 为（ 3 16,取 焊接接头系数 为 11 ， 腐蚀裕量2 0C 钢板负偏差1 =： 计算厚度为 6 . 9 1 4 0 0 3 8 . 1 52 1 5 3 0 . 8 5 6 . 92 名义厚度为 1 3 8 . 1 5 0 . 3 3 8 . 4 5 m m 综合考虑 开孔补强及结构 需要取 40n 有效厚度为12 5 2 0 . 3 0 3 9 . 7e n C C m m 管箱封头 取用厚度与短节相同，取 6 40n 管箱封头厚度计算 由于后管箱直接与壳体连接，所以封头所承受的压力与壳程压力相同。其设计压力为 计温度为 210， 管箱材料选用 0 确定计算压力： 液体静压力为：0 1 0 0 0 9 . 8 1 0 . 8 0 . 0 0 7 9 5 % 0 . 0 8p g h M P a p M P a 则计算压力为： 1 p M P a 183t M P a 在 设 计 温 度 下 的 许 用 应 力 为（ 3 16,取 焊接接头系数 ， 腐蚀裕量2 0C 钢板负偏差1 =： 计算厚度为 1 . 6 2 2 0 0 1 1 . 3 72 1 8 5 0 . 8 5 1 . 62 名义厚度为 1 . 6 2 2 0 0 1 1 . 3 72 1 8 5 0 . 8 5 1 . 62 综合考虑 开孔补强及结构 需要取 12n 有效厚度为12 1 2 0 . 3 0 1 1 . 7e n C C m m 管箱封头 取用厚度与短节相同，取 6 12n 压圆筒管箱实验压力 12 规定为 1831 . 2 5 1 . 2 5 6 . 9 8 . 6 2 5183T c M P a 压管箱圆筒实验压力校核 2 2 2 0 0 5 1 . 7 4 3 . 5 62 2 5 1 . 7T i eT P a 其中，筒体的 有效厚度为 12 5 2 0 . 3 0 5 1 . 7 C m m 4 3 . 5 6 0 . 9 0 . 9 0 . 8 5 5 7 4 3 . 6T e a R M P a 水压试验 满足强度要求。箱封头的选取 箱封头形式的选择标准 经 查阅文献后最终的选择标准为椭圆封头。 材料选用 当封头的公比为深度与封头公称直径之标准椭圆形封头的曲面 4:1 13 当 02200 时，取封头直边高度为称直径 。 箱封头的校核 查 压力容器封头，当封头公程直径的 200时， 525ih ，由文献过程设备设计 4 2 21 1 2 1 4 02 2 1 . 06 2 6 2 5 2 5 式中： 2为长短轴之比， 允许最大工作压力为： 2 2 1 8 3 0 . 8 6 5 . 7w 3 . 6 9 1 . 6+ 0 . 5 1 2 2 0 0 0 . 5 5 . 7t e p a P M p 因此封头满足设计要求。 故封头选择标准为8 0 0 8 s G 2 0 1 0E H A 箱封头法兰 14 箱封头法兰的选择 根据工艺参数给定的条件及 法兰 工作 情况，查 703压力容器法兰，因为管程压力为 法兰 选择标准号为 其结构如下图。法兰密封面型式采用 兰材料选用 16N=图 315 图 3 管箱封头法兰结构尺寸 表 3注 】未注明的单位均为 16 兰垫片 兰垫片的结构 查 707：用于凹凸密封面时，垫片应带内加强环。根据温度，介质，压力综合考虑，垫片选用缠绕式垫圈垫片。材料为碳钢，其结构如下图： 图 3 3称压力 称直径 DN，D 2D 3D 2200 2315 2276 2256 1400 1515 1476 1456 片尺寸 基本的密封垫宽 01 4 2 3 1 5 2 2 5 6 4 1 4 . 7 5b D D m m 垫片有效密封宽度为 02 . 5 3 2 . 5 3 1 5 9 . 7 9b b m m 17 故垫片的密封宽度根据化工单元过程及设备课程设计 取宽度为 16 片中心圆直径 中心圆直径为 2 2 5 6 2 9 . 7 9 2 2 3 6 . 4 2GD m m 兰垫片压紧力 查过程设备设计书 m=2 y=11 垫片压紧力为预紧状态下所需的最小 ： 3 . 1 4 2 2 3 6 . 4 2 9 . 7 9 1 1 7 5 6 2 3 7 . 8 b y N 垫片压紧力为：操作状态下所需的最小2 2 3 . 1 4 2 2 3 6 . 4 2 9 . 7 9 2 1 . 6 4 3 9 9 9 2 p G b m p N 兰垫片宽度 垫片填充材料为 基层为 3 栓 根据 500 栓载荷计算 螺栓载荷预紧状态下需要的最小 ： 7 5 6 2 3 7 . 8 N 螺栓载荷操作状态下需要的最小 ： 2 20 . 7 8 5 4 3 9 9 9 2 0 . 7 8 5 2 2 3 6 . 4 2 1 . 6 6 7 1 9 6 1 0p p p G F F D p N 栓面积 18 积预紧状态 下最小螺栓面 ： 27 5 6 2 3 7 . 8 3 0 8 6 . 6245m m 螺栓面积操作状态下需要的最小 ： 26719610 31109216m m 因需求的螺栓截面积为 231109 m m栓直径及个数 不妨假定 螺栓 个数为 40，则其直径为 04 4 3 1 1 0 9 2 4 . 83 . 1 4 6 4m 故选用 后封头与管箱直接焊接在一起。 板 管板 是管壳式 换热器的重要的 零部件 首选之一，用来排布 换热管 ，将管程和壳 程的流体隔开，并且同时受到管程介质、壳程介质、温度、压力的作用。管板设计是否合理对换热器的安全运行及开发起着至关重要的作用。 图 3 管板计算 管板类型及特点 因为不同类型的热交换器管板结构也不同。根据固定管板管板的作用和活动分割。管板和壳缸，与标头以不同的连接之 间的气缸，这样的设计选择一个管板，按照 的结构是：管板通过垫垫片与壳体法兰和管箱法兰连接。管板形状选用圆形平管板。 板的计算及校核 19 管板有下列为两种形式的，但两者双打动作形式的管板凸缘，管板和凸缘连接的，其中所述密封表面通常采用的是较为常见的凸形密封面，还具有分程管板槽在管板上，其槽拐角处的倒角为 10 45。 假定采用 b=266热管的总数： N =2844根 传热管的每个壁的横截面面积 )(025(4)(4 22210 22 开孔强度削弱的系数（单程） 选取 L= 6000计算换热管加强系数 66 0 0 62 8 4 42 6 62 2 0 i K= 按管板简支考虑，依 21 管板最大 应 板 p )(4 231 管道最大应力 20 M P pp 6 )(1 32 或 M P pp 1 33 筒体内径截面积 )(636172220044 222 i 由管板孔所占用的总截面积 )( 9 5 3 3 74 252 8 4 44 2220 9 9 4 0 0/ 9 5 3 3 73 7 9 9 4 0 0 )( 3 8 112)129 0 0( 2 管子与筒体的 刚 子 与 E 8 2 4 8 61 09 BE 壳程中压力为 ,管程中压力为 等效当量压差 为 M P )1( 管板采用 16料 53 换热管才用 00 3 管板和管子校核的强度为： M P a a x 管板厚度的计算方法满足强度要求。考虑并分析管板双面腐蚀取2 ，隔板槽深取 4正管板的厚度为 26622 22200 379940044DA m m 圆筒壳壁金属的横截面积 21 0 2 2 0 0 1 0 6 9 3 9 4s n 21 换热管管壁金属面积按单个来计算为 2 22 2 242 5 2 0 1 7 6 . 6 34o ia d 22 8 4 4 1 7 6 . 6 3 5 0 2 3 3 5 . 7TN a m m 两换热管管板间换热管有效长度 (因此取管板厚度为 40 6 6 0 0 2 2 6 6 6 0 6 8L m m 管束模数 根据 1998150 得 31 9 1 0 a(换热管材料为 00 31 9 1 . 5 1 0 2 8 4 4 1 7 6 . 6 26 6 0 0 2 2 0 06 6 2 4 . 7 8 p a 换热管子回转半径为 22221 241 2 0 2 0 2 2 . 5 3 . 3 14ti d 管子受压失稳后当量长度为 根据 1999151 确定 1 . 0 528441 . 0 5 2 5 1 6 7 30 . 7 0 . 3 0 . 3 2 2 0 0 6 6 0B D m m 得 700B 2 2 7 0 0 1 4 0 0 m m 稳定管子的许用压应力 根据 1998150 得 205 22 31400 4483 . 1 222 1 9 1 . 5 1 0 2 0 5 1 3 5 . 7 2t cr i ,由公式得 为 / 1 222 0 5 8 0 0 / 6 . 7 5 1 6 9 . 0 1 2 2 1 3 5 . 7 2ts c a 管板开孔后面积 22213 . 1 4 2 0/ 4 3 7 9 9 4 0 0 2 8 4 4 2 9 0 6 3 8 44 N d m m 管板布管区面积 2( 0 . 8 6 6 )2 8 4 4 ( 3 7 0 . 8 6 6 2 5 )4 3 6 5 5 . 4n s S 2220 . 8 6 60 . 8 6 6 2 5 2 2 5 4 3 6 5 5 . 4 1 8 0 0 5 0 . 4n S 管板布管区的当量直径 4 4 1 8 0 0 5 0 . 4 4 7 8 . 93 . 1 4m m 计算得： 1 2906384 0 . 7 63799400 1 9 1 5 0 0 2 8 4 4 1 7 6 . 6 3 7 . 2 41 9 1 5 0 0 6 9 3 9 4 A 系数 、 s、 4 4 1 7 6 . 6 3 0 . 1 72906384 23 0 . 6 0 . 60 . 4 1 0 . 4 1 7 . 2 4 6 . 9 9 20 . 7 5s Q 10 . 4 1 0 . 610 . 4 1 0 . 1 9 0 . 6 7 . 2 4 1 0 . 9 30 . 7 5t Q 图 3表 3板尺寸 本设计中管板材料选择 16 布管限定圆直径为： 32 2 2 0 0 2 6 2 1 8 8 b m m 选布管圆直径为 2100m 孔 查 51 16得，级管束管孔直径为 许偏差（ 0， + 选得拉杆直径为表备课程设计第二版的根据化工单元过程及设 724 16据表 4,根据表 4拉 杆 尺寸表 3称直径拉杆螺 纹 16 20 60 20 拉杆与管板连接采用板采用螺纹形式，其结构如下图： 孔 开孔装接管。开孔后需要对需要在容器上开孔并安根据工艺和结构要求，进行补强。本设计补强方式选用厚壁接管补强。 孔及法兰选择 表 325 管 口 表 符号 公称尺寸 公称压力 连接标准 法兰型式 连接面型式 用途或名称 设备中心面至法兰 00 N 汽气口 1300 50 N 全口 1320 50 N 全进口 1320 00 N 孔 50 N 蒸汽出口 1300 0 N 排净口 1270 管设计 （ 1） 壳程流体进出口接管： 根据流体物性参数取接管内的饱和水蒸汽的流速为 15 ，则接管内径为 1 5 61 5 0 0/(1 9 0 4 0 4 044 取标准管径为 1200 （ 2） 管程流体进出口 接管： 取接管内流速 ，则接管内径为 3 54 3 303 6 0 0/(2 4 0 8 444 取标准管径为 435 补强管的按照 21630 蒸汽进出、口，水煤气进、出口及管侧排净、放空口接管设计： 2 / ( 2 1 . 5 5 5 2 . 2 ) / 0 . 3 1 0F n r rC f f ，需要补强。 根据 0553炉给水进、出口接 161200 ,材料为 水 26 煤气气进、出口选用接管 435 7 ,材料为 孔设计 设计直径为 506全阀设计 在筒体上面设置两个安全阀口，两个密封面至设备中心距为 1320净口设计 在设备底部设置相应的两个排净口，且法兰密封面至设备中心距为1270 接管补强 壳程接管补强 根据所学的课本过程设备设计第三版表中 4许不另外进行补强的最大接管外径为 ， 本次开孔内经为 900接管，因此需另外考虑其 补强 设计。 补强计算方法判别 取接管的厚度附量 开孔直径 ： 2 1 2 0 0 2 0 . 3 1 2 0 0 . 6id d C m m 本壳体开孔直径 ： 1 2 0 0 . 6 / 2 2 2 0 0 / 2 1 1 0 0id m m D m m 且 1100d ，故不满足等面积法 件开孔补强计算的使用条 ，故可用。 孔所需补强面积 筒体材料 (接管材料（ 设计温度120 壳体材料许用应力 ： 183M 接管材料许用应力 183M 由强度削弱系数 183 1183 ， 27 接管有效厚度 1 6 0 . 3 1 5 . 7e T n T C m m ，则： 接管计算厚度： 329 0 2 (1 ) 9 0 0 1 6 . 6 2 1 6 . 6 1 5 . 7 (1 1 ) 1 4 9 4 0 ( )d m m 效补强范围 B 2 2 9 0 0 1 8 0 0 18002 2 9 0 0 2 1 6 2 1 0 9 5 2n n TB d m m B m mB d m m 取 最 大 效高度 外侧有效高度 ： 1119 0 0 1 6 1 2 0 1202 7 0 ( )d m m h m mh m m 取 最 小 值 故实 际 外 伸 高 度内侧有效高度 ： 2228 6 8 1 0 9 3 00 ( )d m m h m mh m m 取 最 小 值 故实 际 内 伸 高 效补强面积 管箱短节多余金属面积 1A 12( ) ( ) 2 ( ) ( 1 )( 1 8 0 0 9 0 0 ) ( 1 6 . 6 1 2 ) 2 1 0 ( 4 . 7 1 . 5 5 ) ( 1 1 ) 4 1 4 0 ( )e e T 接管多 余金属面积 2A ： 接管计算厚度 28 1 6 . 9 9 0 0 2 0 . 42 2 1 8 3 0 . 8 5 6 . 9cT 接管多余金属面积 2A 按一下计算： 2 1 2 222 ( ) 2 ( )2 1 2 0 ( 2 0 . 4 1 6 ) 1 1 0 5 6 ( )e T T e TA h h 接管区焊缝面积 （焊脚取 23 1001010212 有效补强面积 21 2 3 4 1 4 0 1 0 5 6 1 0 0 6 1 9 6 ( ) A A m m 需另行补强面积 24 1 4 9 4 0 6 1 9 6 8 7 4 4 ( ) A m m 所需补强厚度 参考过程设备设计，选用整体补强。 由周长公式：1( 2 ) 3 . 1 4 ( 9 0 0 2 1 0 ) 2 8 8 8 . 8 ( ) m m 由： 4 ， 另需补强厚度 ： 4 8744 3 . 0 32 8 8 8 . 8AH m 因为要考虑到钢板负偏差而且需要并经圆整，因此取补强厚壁的名义厚度为1即： 整体补强 的实际厚度为1 0 1 1 1。 管程接管补强 根据所学的课本过程设备设计表 4许不另外进行补强的最大接管外径为 ，此次开孔内径为 350接管，因此需另外考虑其补强设计。 29 补强计算方法判别 取接管的厚度附量 。 开孔直径 ： 435本壳体开孔直径 ： 4 3 5 / 2 2 2 0 0 / 2 1 1 0 0id m m D m m 且 520d ，满足 等面 积法开孔补强计算的适用条件，故可进行开孔补强计算。 孔所需补强面积 管箱材料 (0接管材料（ 16 设计温度 270： 管箱材料许用应力 ： 153M ； 接管材料许用应力 ： 153M 。 由强度削弱系数 153 1153 ，接管有效厚度 1 0 3 . 3 6 . 7e T n T C m m ，则： 22 (1 ) 3 5 0 8 . 5 2 8 . 5 6 . 7 (1 1 ) 2 9 7 5 ( )d m m 效补强范围 B 2 2 3 5 0 7 0 0 7002 2 3 5 0 2 5 2 1 0 3 8 0n n TB d m m B m mB d m m 取 最 大 值 效高度 外侧有效高度 ： 1113 5 0 1 0 5 9 . 1 6 5 9 . 1 62 7 0 ( )d m m h m mh m m 取 最 小 值 故实 际 外 伸 高 度内侧有效高度 2h ： 2223 5 0 1 0 5 9 . 1 6 00 ( )d m m h m mh m m 取 最 小 值 故实 际 内 伸 高 效补强面积 30 管箱多余金属面积 1A ： 12( ) ( ) 2 ( ) ( 1 )( 7 0 0 3 5 0 ) ( 4 . 7 1 . 5 5 ) 2 1 0 ( 4 . 7 1 . 5 5 ) ( 1 1 ) 1 1 0 2 . 5 ( )e e T 接管多余金属面积 2A ： 接管 计算厚度 1 6 . 9 2 0 0 5 . 4 52 2 1 5 3 0 . 8 5 6 . 9cT 接管 多余金属面积 2A 按一下计算： 2 1 2 222 ( ) 2 ( )2 5 9 . 1 6 ( 6 . 7 0 . 3 9 ) 1 7 4 6 . 6 ( )e T T e TA h h 接管区 焊缝面积 （焊脚取 23 1001010212 有效补强面积 21 2 3 1 1 0 2 . 5 7 4 6 . 6 1 0 0 1 9 4 9 . 0 9 ( ) A A m m 24 2 9 7 5 1 9 4 9 . 0 9 1 0 2 5 . 9 ( ) A m m 所需补强厚度 参考文献过程设备设计，该接管补强选用 整体补强 。 由圆的 周长 公式：1( 2 ) 3 . 1 4 ( 3 5 0 2 1 0 ) 1 1 6 1 . 8 ( ) m m 由： 4 ， 另需补强厚度 ： 4 1 0 2 5 . 9 0 . 8 81 1 6 1 . 8AH m 考虑到钢板 负偏差 并经圆整，取补强厚壁名义厚度为 1即： 整体补强的实际厚度为 6 1 7 。 31 管法兰尺寸确定 参考文献，长颈对焊法兰 20615筒体法兰结构如下图 所示。 图 3管法兰材料均采用 10号碳素钢，法兰结构尺寸如下表 : 表 3N w x y z f2 f3 d 35 5 10 335 热管与管板连接 换热管与管板的连接方式有焊接，胀接，胀焊并用等形式。本设计采用强度 32 焊加帖胀。目的是为了消除换热管与管板孔的间隙，从而达到消除间隙腐蚀。 冲板 ）旁路挡板 如果公称直径 00 时，一对挡板； 000500 时，两对挡板； 000 ，三对挡板。 图 4 433 防冲板的设置是为了防止壳程流体以很高的速度直接冲击换热管束，造成管束的共振，从而降低设备的安全性。 图中的（ a）（ b）防冲板两个端焊接在定距管以及拉杆的位置上（ c）就 是是把防冲板直接焊接在壳体上。 图 434 图 4置防冲挡板 当我们要求流体更均匀的流入管间，同时避免流体对进口管束的冲刷，并防止出现死区，提高传热效果，这时候可以考虑在立式冷凝器中装设导流筒。内导流筒和外导流筒都是化工设备常用的两种形式。下图为我们展现了内导流筒的一些结构，一个圆筒结构被设在圆筒形壳体的内部，在设计的时候我们知道敞开的一端需要靠近管板，而另个一端点几乎就是相当于密封了，同时呢内导流筒在设计的时候的结构简单，制造也是比较方便，但它 占据壳程空间而排管数相应减少，至于外导流筒的具体结构则像下图中所给出的那样，导流筒的直径与壳体直径一直，但是导流筒的结构要比壳体负责的多的多复杂，但可不影响管板上的排管