4-1设备设计与选型

2018年“东华科技-陕鼓杯”第十二届全国大学生化工设计竞赛 京博4.5万吨异丁烯资源化利用项目设备设计与选型重庆三峡学院“今烯何烯”团队 团队成员：崔朦、艾星宇、刘玺、程远其、肖洋 指导老师：谢永生、赖庆轲、陈星、黄美英、梁克中 京博4.5万吨异丁烯资源化利用项目设备设计与选型目录第一章 换热器11.1概述11.2分类与特性11.3换热器选型41.3.1选型依据41.3.2选型原则51.4换热器的选型计算（以E105换热器为例）91.5使用SW6-2011详细计算191.6换热器选型结果291.7设备设计条件图30第二章 塔设备设计 （T303）312.1塔设备设计依据312.2塔型的选择312.3塔盘的类型与选择342.4塔设备的初步设计352.5 Cup-Tower在塔盘工艺结构计算的运用472.6初步设计结果552.7塔机械工程设计562.8最终设计结果652.9设备设计条件图66第三章 储罐设计与选型673.1储罐设计依据673.2储罐类型673.3罐区设计的原则673.4原料储罐的设计选型683.5产品储罐的设计选型683.6辅助材料储罐的设计选型693.7回流罐的选型(以301计算)69第四章 压缩机选型704.1选型依据704.2化工装置对压缩机的要求704.3化工常见压缩机的类型和特点714.4选项参数724.5压缩机的选型结果72第五章 泵选型设计745.1概述745.2选用原则745.3典型化工用泵的特点和选用要求775.4选型过程（以P-202为例）775.5泵选型结果78第六章 非标准设备设计选型806.1 塔设备设计一览表806.2 储罐设计选型一览表816.3 气液分离器设计一览表816.4 .回流罐、混合器、分流器设计一览表816.5 反应器设计一览表836.6换热器设计选型一览表83第七章 标准设备设计选型887.1 泵设计选型一览表887.2 压缩机、风机设备选型一览表90第一章 换热器1.1概述在不同温度的流体间传递热能的装置称为热交换器，简称换热器。在换热器中至少要有两种温度不同的流体，一种流体温度高，放热；另一种流体温度低，吸热。在工程实践中有时也会有两种以上流体参加换热的换热器，但其基本原理与前一致。各种类型的换热器作为工艺过程必不可少的设备，广泛用于石油化工、医药、动力、冶金、交通、制冷、轻工等部门。随着工业的迅速发展，能源消耗量不断增加，能源紧张已成为一个世界性问题。为缓和能源紧张的状况，世界各国竞相采取节能措施，大力发展节能技术，已成为当前工业生产和人民生活中一个重要课题。换热器在节能技术改造中具有很重要的作用，表现在两方面：一是在生产工艺流程中使用着大量的换热器，提高这些换热器效率，显然可以减少能源的消耗；另一方面，用换热器来回收工业余热，可以显著地提高设备的热效率。1.2分类与特性一般换热器都用金属材料制成，其中碳素钢和低合金钢大多用于制造中、低压换热器；不锈钢除主要用于不同的耐腐蚀条件外，奥氏体不锈钢还可作为耐高、低温的材料；铜、铝及其合金多用于制造低温换热器；镍合金则用于高温条件下；非金属材料除制作垫片零件外，有些已开始用于制作非金属材料的耐蚀换热器，如石墨换热器、氟塑料换热器和玻璃换热器等。换热器按工艺功能分类：冷却器：冷却工艺物流的设备；加热器：加热工艺物流的设备；再沸器：用于蒸发蒸馏塔底物料的设备；冷凝器：蒸馏塔顶物流的冷凝或者反应器冷凝循环回流的设备；蒸发器：专门用于蒸发溶液中水分或者溶剂的设备；过热器：对饱和蒸汽再加热升温的设备；废热锅炉：由于工艺的高温物流或者废气中回收其热量而产生蒸汽的设备；换热器：两种不同温度的工艺物流相互进行显热交换热量的设备。换热器按传热方式和结构分类：1、间壁式换热器它是化工生产中采用最多的一种，温度不同的两种流体隔着液体流过的器壁传热，两种液体互不接触，这种传热办法最适用于化工生产。因此，这种类型换热器使用十分广泛，型式多样，适用于化工生产的几乎各种条件各种场合。表1-1 间壁式换热器的分类与特性分类名称特性相对费用耗用金属量/（kg/m2）管壳式固定管板式使用广泛，已系列化；壳程不易清洗；管壳两物流温差大于60应设置膨胀节，最大使用温差不应大于120。1.030浮头式壳程易清洗；管壳两物料温差大于120；内垫片易渗漏。1.2246填料函式优缺点同浮头式，造价高，不宜制造大直径。1.28U形管式制造、安装方便，造价较低，管程耐高压；但结构不紧凑、管子不易更换和不易机械清洗。1.01板式板翅式紧凑、效率高，可多股物料同时换热，使用温度不大于150。0.616螺旋板式制造简单、紧凑，可用于带颗粒物料，温位利用好；不易检修。0.650伞板式制造简单、紧凑、成本低、易清洗，使用压力不大于1.2MPa，使用温度不大于150。0.616波纹板式紧凑、效率高、易清洗，使用温度不大于150，使用压力不大于1.5MPa。0.6管式空冷器投资和操作费用一般较水冷低，维修容易，但受周围空气温度影响大。0.81.8套管式制造方便、不易堵塞，耗金属多，使用面积不宜大于20m2。0.81.4150喷淋管式制造方便，可用海水冷却，造价较套管式低，对周围环境有水雾腐蚀。0.81.160箱管式制造简单，占地面积大，一般作为出料冷却。0.50.7100液膜式升降膜式接触时间短，效率高，无内压降，浓缩比不大于5。刮板薄膜式接触时间短，适于高黏度、易结垢物料，浓缩比1120。离心薄膜式受热时间短，清洗方便，效率高，浓缩比不大于5。其他型式板壳式结构紧凑、传热好、成本低、压降小，较难制造。24热管高导热性和导温性，热流密度大，制造要求高。242、蓄热式换热器蓄热式换热器通过固体物质构成的蓄热体，把热量从高温流体传递给低温流体，热介质先通过加热固体物质达到一定温度后，冷介质再通过固体物质被加热，使之达到热量传递的目的。蓄热式换热器有旋转式、阀门切换式等。3、流体连接间接式换热器流体连接间接式换热器，是把两个表面式换热器由在其中循环的热载体连接起来的换热器，热载体在高温流体换热器和低温流体之间循环，在高温流体接受热量，在低温流体换热器把热量释放给低温流体。4、直接接触式换热器又被称为混合式换热器，这种换热器是两种流体直接接触，彼此混合进行换热的设备，例如，冷水塔、气体冷凝器等。5、复式换热器兼有汽水面式间接换热及水水直接混流换热两种换热方式的设备。同汽水面式间接换热相比，具有更高的换热效率；同汽水直接混合换热相比具有较高的稳定性及较低的机组噪音。1.3换热器选型1.3.1选型依据化工设备设计全书热交换器（GB/T151-2014）热交换器型式与基本参数第1部分：浮头式热交换器（GB/T28712.1-2012）热交换器型式与基本参数第4部分:立式热虹吸式重沸器GB/T28712.4-2012热交换器型式与基本参数第3部分：U形管式热交换器GB/T28712.3-2012压力容器封头(GB/T25198-2010)1.3.2选型原则1.换热器类型的选择根据本项目的生产工艺的特点，即全流程中公用工程与工艺物流以及工艺物流之间的换热温差均不大，我们选择管壳式换热器，管壳式换热器主要有以下主要形式：固定管板式换热器当冷热流体温差不大时，可采用固定管板式换热器，即两块管板和壳体是连在一起的。特点是结构简单、制造成本低，但由于壳程不易清洗或检修，壳程必须走洁净且不易结垢的流体。当两流体温差较大时，可采用具有膨胀节的壳体。但是不宜用于两流体温差过大（一般要0.170.034表1-3建议允许压力降值设备压力P/MPa真空10000）或者处于呈不稳定的过渡流状态流动（Re2300）。（2）对于高密度流体或者存在相变的流体，应适当提高流速。（3）所选择的流速不能导致流体动力冲击，防止换热管振动和冲蚀。（4）所选的流速要使管长或程数适当或者使换热器有适宜的外形结构尺寸。表1-4管程及壳程流速参考数据管程壳程液体（m/s）气体（m/s）液体（m/s）气体（m/s）0.635300.31.5215表1-5管壳式换热器内常用的流速范围流体种类流速范围（m/s）管程壳程循环水1.02.00.51.5新鲜水0.81.50.51.5低黏度油0.81.80.41.0高黏度油0.51.50.30.8易结垢液体10.5气体5303155.换热管为了使传热效果好些，通常选用19mm的管子；对于易结垢的物料，为方便清洗，采用外径25mm的管子；对于有气液两相流的工艺物流，一般选用较大的管径。表1-6换热管常用直径规格低碳合金钢192mm252.5mm323mm383mm不锈钢192mm252mm322.5mm382.5mm表1-7常用换热管间距换热管外径（mm）1214192532384557换热管中心距（mm）1619253240485772管程数增加，管内流速增加，传热系数增加，但不选用过高的管程数，以免压力降过大，一般选在12。换热面积：有些物流所需的换热面积大，采用多个换热器并联，而不采用串联，避免压力降过高，影响传热系数。裕量，对于工艺物流间的换热，留有4050%的裕量；对于工艺物流与公用工程间的换热，留有2035%的裕量。密封条数：按照换热器设计建议，每五排管设置一对密封条。折流板数目和间距按照化工工艺设计手册的推荐值设定。表1-8折流板间距公称直径DN管长折流板间距50030001002003004506004500600060080015001600150200300450600900130060002003004506007500,90007501400160060003004506007507500,9000170018007500,90004506007501.4换热器的选型计算（以E105换热器为例）以设计一台E-105冷却器为例，来描述换热器选型计算的过程。其冷热物流性质如下表1-9所示：表1-9冷热物流性质物流热物流/hot冷物流/cold设计压力/bar11.013温度变化60.6到4725.0升到60.1组分水、MAL异丁烯、氧气、氮气1、流体流动途径的确定由于热物流走壳程；冷物流应走管程，便于散热。2、确定流体的定性温度、物性数据，并选择列管换热器的型式热物流的定性温度：Tm=60.6+472=53.8冷物流的定性温度：tm=25+60.12=42.55两流体的温差：Tm-tm=(53.8-42.55)=11.25工程上作为近似和简化，常以管、壳壁温差是否超过50作为是否设置膨胀节的简单判断条件。从计算得出两流体的温差为11.2510000流体处于湍流状态Pri=Cpc=1.251031.717610-50.626=0.0343所以i=0.023diRe0.8Pr0.3=0.0230.6260.015125511.6150.80.03430.3=41858.85W/(m2）2）计算管程对流传热系数0换热器管程中流体流通截面积为：A0=BD1-d0t=0.30.91-0.0190.025=0.0648m2式中B折流挡板间距，300mmt管中心距，对192mm，t=25mmu0=VhA0=24812.53600960.350.0648=0.1108m/s由正三角形排列得：de=4（32t2-4d02)d0=4(320.0252-3.1440.0192)3.140.019=0.017mRe0=deu0h=0.0170.41124960.354.4610-4=150535.5Reo2300流体达到湍流状态Pr0=Cph=3.861034.4610-40.626=2.75因为Re0在21031106范围内，故可用下式计算00=0.36deRe00.55Pr013壳程中水被加热，取=1.05，0=0.364.4610-40.015(150535.5)0.55(2.75)131.05=1035.94W/(m2)（3）确定污垢热阻 0.0107管内、外侧污垢热阻查换热设备与对策第二版，分别取为：Rsi=0.0002m2K/WRso=0.00017m2K/W（4）总传热系数K0K0=110+Rs0+Rsid0di+d0idi=111035.94+1.710-4+2.010-41915+1941858.8515=717.875W/(m2）经计算得到的K0与假设的K=800W/(m2K)基本一致，则所选换热器换热可达到换热要求。（5）换热面积的裕度换热器的换热面积Ac可用Ac=QKtm估算换热面积Ac=1302557717.87511.25=561.29m2换热器实际的换热面积Ap=11.8m2;则换热器的面积裕度H为：H=Ap-AcAc=829-561.29561.29=47.7%、接管管程流体（有机物）进出口接管：d=4Vu=424812.53600960.353.140.411=0.148m取标准管径为150mm。壳程流体（冷却水）进出口接管：d=4Vu=433167.2436001.2563.140.697=0.269m取标准管径为300mm。10、开孔补强开孔补强设计是在开孔附近区域增加补强金属，使之达到提高器壁强度、满足强度设计要求的目的。开孔补强的形式分为整体补强和局部补强。补强圈的材料一般与器壁材料相同，其厚度也与器壁厚度相等，直径与管子一样。补强圈的选择：热流体进出口：Q245R；厚度10mm；直径150mm；冷流体进出口：Q245R；厚度10mm；直径500mm。11、壳型及封头设计表1-11TEMA端部型式的选取污垢系数：m2/W污垢系数管束型式清洗方法(1)前端固定式管箱(2)尾端封头类型管侧壳侧管侧壳侧0.00018所有U型管A或B(3)0.00035所有U型管CA或B(3)M(4)A可抽式CCA或B(3)MCAS或T(5,7)CMA或B(3)S或T(5)MMAS或T(5)0.000350.00035固定式CCA,B或C(8)L,M或N(9,10)MCAL0.00035所有U型管可抽式M(4)ACAS或T(5)MAS或T(5)0.000350.00035固定式CAL备注：（1）C：化学清洗；M：机械清洗，包括高压水力喷射清洗。（2）A：当管侧或壳侧腐蚀裕度为3.0mm时，首选封头型式。（3）B：常用的、较为经济的封头型式。（4）只用于管内侧可用高压水喷射清洗的冷却水系统。（5）一般使用S形型头，除非有特殊要求时选T型封头。（6）当壳侧污垢系数0.00035时,可以使用不可拆端盖。（7）当壳侧污垢系数0.00035并且管侧可用高压水喷射清洗时，T型封头可使用不可拆端盖。（8）B或C：常用型式，比A型经济。（9）M或N：常用型式，比L型经济。（10）L：当管侧腐蚀裕度为3.0mm时，首选封头型式。平盖管箱在清洗换热管内时，仅将平盖拆下，不必除连接道，易清洗和检查，目前采用较多。缺点是用材较多；封头管箱适用于较清洁的介质工况，因检查换热管内及清洗换热管内时，必须将连接道一起拆下，很不方便。根据介质工作特点，选取封头管箱、壳体型式和后端封头。管壳式换热器后端结构主要有L、M型，L型与前官箱平盖管类似，M型与前官箱封头类似。根据介质工作特点，选取M型。由EDR详细校核计算可得出:筒体壁厚19mm，封头壁厚11.1mm，管板厚度9.5mm。12、EDR设计步骤同时使用Aspen Exchange Design & Rating进行辅助设计，其步骤如下三步：第一步，在Aspen Plus软件中用Heat X模块进行简捷计算，关键是传热系数的估计，有关物系的K值经验数据如下表所示。表1-12 K值的经验数据管程壳程传热系数K值W/(m2)水水8501700水气体17280水轻有机物470815水中有机物290700水重有机物115470有机溶剂水280850有机溶剂有机溶剂115340轻有机物轻有机物230465中有机物中有机物115350重有机物重有机物60230水水蒸气冷凝（加压）23304650水水蒸气冷凝（常压或负压）17453490气体水蒸气冷凝30300水沸腾水蒸气冷凝20004250水溶液（0.002Pas）水蒸气冷凝5802910轻有机物水蒸气冷凝5801190中有机物水蒸气冷凝290580重有机物水蒸气冷凝115350水轻有机物蒸汽冷凝5801160水重有机物蒸汽冷凝115350查对应物系估值，计算得到换热器所需的粗略的换热面积。第二步，在Aspen Plus软件中用Heat X模块进行详细核算，此处冷热流体两侧污垢热阻的估计是重点，常见流体的污垢热阻见下表。表1-13常见流体的污垢热阻流体名称污垢热阻m2/W流体名称污垢热阻m2/W流体名称污垢热阻m2/W有机化合物蒸汽0.000086有机化合物0.000172石脑油0.000172溶剂蒸汽0.000172盐水0.000172煤油0.000172天然气0.000172熔盐0.000086汽油0.000172焦炉气0.000172植物油0.000516重油0.000086水蒸气0.000086原油0.0003440.001210沥青油0.000172空气0.000034柴油0.0003440.000516参照国家标准预选换热器几何尺寸进行详细计算，查看换热器的各项计算结果，验证其是否符合所需换热面积、压降、流速的要求，如不满足，可对部分几何参数略作改动，或重新选择不同的换热器几何尺寸，反复计算直至令人满意。第三步，新建EDR文件，将AspenPlus软件的相关计算数据及几何尺寸导入，进行校核计算，根据EDR中的警告对换热器结构略作改动以得到更准确、更合适的换热器机械数据。用EDR选型结果如下表所示：图1-2 EDR选型结果（1）图1-2 EDR选型结果（2）1.5使用SW6-2011详细计算表1-9换热器强度校核固定管板换热器设计计算计算单位重庆三峡学院“今烯何烯”团队设 计 计 算 条 件壳 程管 程设计压力 0.344738MPa设计压力 0.551581MPa设计温度 98.89设计温度 98.89壳程圆筒内径Di609.6mm管箱圆筒内径Di609.6mm材料名称Q345R材料名称Q345R简 图计 算 内 容壳程圆筒校核计算前端管箱圆筒校核计算前端管箱封头(平盖)校核计算后端管箱圆筒校核计算后端管箱封头(平盖)校核计算管箱法兰校核计算管板校核计算表1-10换热器前端管箱圆筒校核前端管箱筒体计算计算单位重庆三峡学院“今烯何烯”团队计算所依据的标准GB 150.3-2011 计算条件筒体简图计算压力 pc 0.55MPa设计温度 t 98.89 C内径 Di 609.60mm材料 Q345R ( 板材 )试验温度许用应力 s 189.00MPa设计温度许用应力 st 189.00MPa试验温度下屈服点 ss 345.00MPa钢板负偏差 C1 0.30mm腐蚀裕量 C2 2.00mm焊接接头系数 f 0.85厚度及重量计算计算厚度 d = = 1.05mm有效厚度 de =dn - C1- C2= 7.70mm名义厚度 dn = 10.00mm重量 372.58Kg压力试验时应力校核压力试验类型 液压试验试验压力值pT = 1.25p = 1.0000 (或由用户输入)MPa压力试验允许通过的应力水平 sTsT 0.90 ss = 310.50MPa试验压力下圆筒的应力 sT = = 47.16 MPa校核条件 sT sT校核结果 合格压力及应力计算最大允许工作压力 pw= = 4.00779MPa设计温度下计算应力 st = = 22.11MPastf 160.65MPa校核条件stf st结论 筒体名义厚度大于或等于GB151中规定的最小厚度7.00mm,合格表1-11换热器前端管箱封头校核前端管箱封头计算计算单位 重庆三峡学院“今烯何烯”团队计算所依据的标准GB 150.3-2011 计算条件椭圆封头简图计算压力 pc 0.55MPa设计温度 t 98.89 C内径 Di 609.60mm曲面深度 hi 152.00mm材料 Q345R (板材)设计温度许用应力 st 189.00MPa试验温度许用应力 s 189.00MPa钢板负偏差 C1 0.30mm腐蚀裕量 C2 2.00mm焊接接头系数 f 1.00压力试验时应力校核压力试验类型液压试验试验压力值 pT = 1.25p= 1.0000 (或由用户输入)MPa压力试验允许通过的应力stsT 0.90 ss = 310.50MPa试验压力下封头的应力sT = = 39.97MPa校核条件sT sT校核结果合格厚度及重量计算形状系数 K = = 1.0035计算厚度 dh = = 0.89mm有效厚度 deh =dnh - C1- C2= 7.70mm最小厚度 dmin = 3.00mm名义厚度 dnh = 10.00mm结论 满足最小厚度要求重量 35.60 Kg压 力 计 算最大允许工作压力 pw= = 4.72813MPa结论 合格表1-12换热器后端管箱筒体校核后端管箱筒体计算计算单位重庆三峡学院“今烯何烯”团队计算所依据的标准GB 150.3-2011 计算条件筒体简图计算压力 pc 0.55MPa设计温度 t 98.89 C内径 Di 609.60mm材料 Q345R ( 板材 )试验温度许用应力 s 189.00MPa设计温度许用应力 st 189.00MPa试验温度下屈服点 ss 345.00MPa钢板负偏差 C1 0.30mm腐蚀裕量 C2 2.00mm焊接接头系数 f 0.85厚度及重量计算计算厚度 d = = 1.05mm有效厚度 de =dn - C1- C2= 7.70mm名义厚度 dn = 10.00mm重量 372.58Kg压力试验时应力校核压力试验类型 液压试验试验压力值pT = 1.25p = 1.0000 (或由用户输入)MPa压力试验允许通过的应力水平 sTsT 0.90 ss = 310.50MPa试验压力下圆筒的应力 sT = = 47.16 MPa校核条件 sT sT校核结果 合格压力及应力计算最大允许工作压力 pw= = 4.00779MPa设计温度下计算应力 st = = 22.11MPastf 160.65MPa校核条件stf st结论 筒体名义厚度大于或等于GB151中规定的最小厚度7.00mm,合格表1-13换热器后端管箱封头校核后端管箱封头计算计算单位 重庆三峡学院“今烯何烯”团队计算所依据的标准GB 150.3-2011 计算条件椭圆封头简图计算压力 pc 0.55MPa设计温度 t 98.89 C内径 Di 609.60mm曲面深度 hi 152.00mm材料 Q345R (板材)设计温度许用应力 st 189.00MPa试验温度许用应力 s 189.00MPa钢板负偏差 C1 0.30mm腐蚀裕量 C2 2.00mm焊接接头系数 f 1.00压力试验时应力校核压力试验类型液压试验试验压力值 pT = 1.25p= 1.0000 (或由用户输入)MPa压力试验允许通过的应力stsT 0.90 ss = 310.50MPa试验压力下封头的应力sT = = 39.97MPa校核条件sT sT校核结果合格厚度及重量计算形状系数 K = = 1.0035计算厚度 dh = = 0.89mm有效厚度 deh =dnh - C1- C2= 7.70mm最小厚度 dmin = 3.00mm名义厚度 dnh = 10.00mm结论 满足最小厚度要求重量 35.60 Kg压 力 计 算最大允许工作压力 pw= = 4.72813MPa结论 合格表1-14换热器壳程圆筒计算内压圆筒校核计算单位重庆三峡学院“今烯何烯”团队计算所依据的标准GB 150.3-2011 计算条件筒体简图计算压力 pc 0.34MPa设计温度 t 98.89 C内径 Di 609.60mm材料 Q345R ( 板材 )试验温度许用应力 s 189.00MPa设计温度许用应力 st 189.00MPa试验温度下屈服点 ss 345.00MPa钢板负偏差 C1 0.30mm腐蚀裕量 C2 2.00mm焊接接头系数 f 0.85厚度及重量计算计算厚度 d = = 0.65mm有效厚度 de =dn - C1- C2= 7.70mm名义厚度 dn = 10.00mm重量 372.58Kg压力试验时应力校核压力试验类型 液压试验试验压力值pT = 1.25p = 1.0000 (或由用户输入)MPa压力试验允许通过的应力水平 sTsT 0.90 ss = 310.50MPa试验压力下圆筒的应力 sT = = 47.16 MPa校核条件 sT sT校核结果 合格压力及应力计算最大允许工作压力 pw= = 4.00779MPa设计温度下计算应力 st = = 13.82MPastf 160.65MPa校核条件stf st结论 合格表1-15换热器延长部分兼作法兰固定式管板延长部分兼作法兰固定式管板 设计单位 重庆三峡学院“今烯何烯”团队 设 计 计 算 条 件 简 图设计压力 ps0.3447MPa设计温度 Ts 98.89平均金属温度 ts53.8装配温度 to15壳材料名称Q345R设计温度下许用应力st189Mpa程平均金属温度下弹性模量 Es 1.993e+05Mpa平均金属温度下热膨胀系数as1.115e-05mm/mm圆壳程圆筒内径 Di 609.6mm壳 程 圆 筒 名义厚 度 ds10mm壳 程 圆 筒 有效厚 度 dse7.7mm筒壳体法兰设计温度下弹性模量 Ef1.971e+05MPa壳程圆筒内直径横截面积 A=0.25 p Di22.919e+05mm2壳程圆筒金属横截面积 As=pds ( Di+ds )1.493e+04mm2管设计压力pt0.5516MPa箱设计温度Tt98.89圆材料名称Q345R筒设计温度下弹性模量 Eh1.971e+05MPa管箱圆筒名义厚度(管箱为高颈法兰取法兰颈部大小端平均值)dh13mm管箱圆筒有效厚度dhe11mm管箱法兰设计温度下弹性模量 Et”1.971e+05MPa材料名称20(GB9948)换管子平均温度 tt42.55设计温度下管子材料许用应力 stt147.1MPa设计温度下管子材料屈服应力sst220.3MPa热设计温度下管子材料弹性模量 Ett1.971e+05MPa平均金属温度下管子材料弹性模量 Et1.999e+05MPa平均金属温度下管子材料热膨胀系数at1.107e-05mm/mm管管子外径 d19mm管子壁厚dt2.11mm表1-16换热器换热管内压计算换热管内压计算计算单位重庆三峡学院“今烯何烯”团队计算条件换热管简图计算压力 Pc 0.55MPa设计温度 t 98.89 C外径 Do 19.00mm材料 20(GB9948) ( 管材 )试验温度许用应力 s 152.00MPa设计温度许用应力 st 147.07MPa钢板负偏差 C1 0.00mm腐蚀裕量 C2 0.00mm焊接接头系数 f 1.00厚度及重量计算计算厚度 d = = 0.04mm有效厚度 de =dn - C1- C2= 2.11mm名义厚度 dn = 2.11mm重量 2.14Kg压力及应力计算最大允许工作压力 Pw= = 36.74557MPa设计温度下计算应力 st = = 2.21MPastf 147.07MPa校核条件stf st结论 换热管内压计算合格表1-17换热器换热管外压计算换热管外压计算计算单位重庆三峡学院“今烯何烯”团队计算条件换热管简图计算压力 Pc -0.34MPa设计温度