压力容器设计中的节能降耗措施

1、压力容器制定中的节能降耗措施 伴随着国民经济的蓬勃发展，我国的压力容器行业在制定和制造方面都取得了飞速发展。但自中国加入WTO，仍面临着国际先进技术的挑战，为了提升在国际上的竞争力，节能降耗显得尤为重要。2009版固容规3.7条指出"压力容器的制定应当充分合计节能降耗原则，并符合以下要求：1充分合计压力容器的经济性，合理选材、合理确定结构尺寸；2对换热容器进行优化制定，提升换热效率，满足能效要求'。 压力容器制定是一项综合性很强的工作，无论从制定方法的选择、材料的选取，还是结构确实定，制定人员都应将节能降耗合计其中。在制定中应该在保证使用要求的前提下，尽量选择简单的结构形式；

2、依据使用年限及材料的腐蚀速率尽量选择经济性更好的材料；保证制造质量的前提下，尽量降低制造难度，减少检测环节中的过高要求。现在具体分析一下在制定过程中为实现节能降耗应该采用的措施。 合理选材 压力容器选材应合计设备的操作条件如制定压力、制定温度、介质特性、材料的焊接与加工性能等。在满足上述条件的前提下，应尽量按照以下原则来实现选材的经济性： 1.1.对以刚度或结构制定为主的场合，宜选用一般碳素钢；强度制定为主的场合，应依据压力、温度、介质等使用限制，满足以上要求的前提下尽量不要选择材料性能高的钢板，造成不必要的浪费。例如：在可以应用Q235B等结构钢的场合避免选用Q245R、Q345R等压力容器

3、专用钢板。 1.2.在介质腐蚀性不强或者依据制定寿命和腐蚀速率确定其腐蚀余量6mm时，可以选用碳素钢；腐蚀余量如果超过6mm，应采纳更耐腐蚀的材料或增加堆焊层、衬里层。 1.3.在承装腐蚀性介质或者其他不能使用碳素钢的场合，当钢材厚度大于12mm时，尽量采纳衬里、复合、堆焊等结构形式，避免大量使用相对昂贵的高合金钢。和500之间时，在操作条件同意的条件下尽量不要使用不锈钢作耐热钢，可选择15CrMoR等低合金钢。 1.5.在选材时应充分合计材料的使用环境，如介质对不锈钢的晶间腐蚀，碳素钢的碱腐蚀、硫化氢应力腐蚀等，避免因选材不当造成安全事故和经济损失。 结构优化 基于弹性失效准则的常规制定在压

4、力容器制定中仍存在一些问题难以解决，如：由于压力容器中的应力分布不均匀，以最大应力点进入塑性作为失效依据将大大低估材料的承载能力，造成材料的浪费问题；压力容器开口部位出现的应力集中问题；机械疲惫与高温疲惫难以解决的问题。这些都将影响容器的安全性和经济性。基于塑性失效准则的分析制定方法，即在压力容器制定中应用有限元软件ANSYS对压力容器进行结构优化，可以降低结构不连续区的最大应力值，能够更好的利用材料的承载能力，减薄壁厚、降低重量，实现压力容器的轻型化，关于节能降耗有着重要意义。 换热器的优化制定 换热器作为强化换热设备，在压力容器节能降耗中起着非常重要的作用。我们应依据能耗状况合理选型，对换

5、热器结构进行优化制定。 3.1.合理选择换热器结构。换热器的结构决定了换热器的性能，在制定时应依据各种换热器的操作状况、应用场合等特点合理选择结构形式。例如：浮头式换热器的管束可以抽出、便于清洗，多用于结垢比较严重的场合，使用温差不受限制，但易发生内漏且结构复杂、耗材量较大；固定管板式换热器相比浮头式换热器传热面积大且锻件使用较少，制造成本较低，但使用温差不宜过大，壳程无法机械清洗，设备寿命相对较低；U形管换热器具有便于清洗、不受温差限制等优点，相比前两者换热面积大，但管子U形处易受冲蚀。我们在进行换热器制定时，应合理选择换热器，以免因型式选择不合理造成材料的浪费。 3.2.采纳高效传热元件。

6、近年来各类高效传热元件得到了普遍应用，为提升换热效率做出了庞大贡献。如波纹管相比光管具有较高的管内传热膜系数和较低的管内压力降，可有效降低换热过程中的能耗；热管构造简单、工作可靠、重量轻、成本低，能在温差很小的状况下传递大量的热量。 3.3.高效换热器的应用。随着换热器技术的飞速发展，各种新型、高效换热器的相继开发与应用创造了庞大的经济效益。如螺旋折流板换热器的折流板与壳程流体呈一定角度，此结构可以降低壳程压降、防止流动诱导振动发生且不宜结垢；板壳式换热器可增加流体湍流、抑制污垢形成从而提升换热效率。 设备利旧 4.1.工艺生产线的改造和扩产，使得压力容器虽然还在制定使用年限内，但异不再适应当前的使用状况而被淘汰。业主应该重新检测设备壁厚、焊缝质量等状况，确定目前的同意使用条件，实现设备利旧，避免改换新设备导致成本增加。 4.2.关于因局部腐蚀导致泄露的设备，充分合计内部腐蚀条件，可以采纳改换局部受压部件的方法达到成本的节约。 节能降耗是一项复杂