换热器的设计说明书

1、换热器的设计1.1换热器概述换热器是化工、石油、动力、食品及其它许多任务业部门的通用设备，在生 产中占有重要地位。换热器种类很多，但根据冷、热流体热量交换的原理和方式 基本上可分三大类即：间壁式、混合式和蓄热式。在三类换热器中，间壁式换热 器应用最多。换热器随着换热目的的不同，具体可分为加热器、冷却器、蒸发器、 冷凝器，再沸器和热交换器等。由于使用条件的不同，换热设备又有各种各样的 形式和结构。换热器选型时需要考虑的因素是多方面的，主要有 ：热负荷及流量大小；流体的性质； 温度、压力及允许压降的范围；对清洗、维修的要求； 设备结构、材料、尺寸、重量；价格、使用安全性和寿命；按照换热面积的形状和

2、结构进行分类可分为管型、板型和其它型式的换热 器。其中，管型换热器中的管壳式换热器因制造容易、生产成本低、处理量大、 适应高温高压等优点，应用最为广泛。管型换热器主要有以下几种形式：(1)固定管板式换热器：当冷热流体温差不大时，可采用固定管板的结构型 式，这种换热器的特点是结构简单，制造成本低。但由于壳程不易清洗或检修， 管外物料应是比较清洁、不易结垢的。对于温差较大而壳体承受压力较低时，可 在壳体壁上安装膨胀节以减少温差应力。(2)浮头式换热器：两端管板只有一端与壳体以法兰实行固定连接， 称为周 定端。另一端管板不与壳体连接而可相对滑动，称为浮头端。因此，管束的热膨 胀不受壳体的约束，检修和

3、清洗时只要将整个管束抽出即可。适用于冷热流体温 差较大，壳程介质腐蚀性强、易结垢的情况。(3) 四管式换热器换：热效率高，传热面积大。结构较浮头简单，但是管 程不易清洗，且每根管流程不同，不均匀。表1-1换热器特点一览表分类管壳式名称特性管式固定管板式刚性结构用于管壳温差较小的情况(TK50° C),管间不能清洗带膨胀节：有f的温度补偿能力，壳程只能承受较低的压力浮头式管内外均能承受高压，壳层易清洗，管壳两物料温差120C； 内垫片易渗漏UH管式制造、安装方便，造价较低，管程耐压高；但结构不紧凑、 管子不易更换和不易机械清洗填料函式内填料函：密封性能差，只能用于压差较小场合外填料函：

4、管间容易泄露，不易处理易挥发、易爆易燃及压力较局场合釜式壳体上都有个蒸发空间，用于蒸汽与液相分离套 管 式双套管式结构比较复杂，主要用于高温高压场合或固定床反应器中套管式能逆流操作，用于传热面积较小的冷却器、冷凝器及预热器板式板式拆洗方便，传热面能调整，主要用于粘性加大的液体间换热螺旋板板制造简单，紧凑，可用于带颗粒物料，温位利用好；不易检修伞板式制造简单、紧凑、成本低、易清洗，使用压力不大于1.2Mpa, 使用温度不大于150c板壳式板数类似管束，可抽出清洗检查，压力不能太高蓄热式回旋式盘式传热效率高，用于高温烟气冷却等鼓式用于空气预热器等固定格室式紧凑式适用于低温到高温的各种条件非紧凑式适

5、用于高温及腐蚀性气体场合表面扩展式板翅式紧凑、效率高。可多股物流同时换热，使用温度不大于150C, 主要用于粘性加大的液体间换热管翅式局效而紧凑，换热面积大，传热效果好在过程工业中，由于管壳式换热器具有制造容易，生产成本低，选材范围广, 清洗方便，适应性强，处理量大，工作可靠，且能适应高温高压等众多优点，管 壳式换热器被使用最多。工业中使用的换热器超过 90%fB是管壳式换热器,在工 业过程热量传递中是应用最为广泛的一种换热器。结合上述优点和本工艺的特 点，本工艺的换热器主要选用管壳式换热器。1.2 管壳式换热器的选用1.2.1 结构参数的确定管径管径越小换热器越紧凑、便宜，但压力降会增加。为

6、了满足允许的压降，一 股选用19mrft管子；对于物流流量较大的，采用25mm以上的管子。管长无相变传热时，管子长则换热系数增加，对于相同的换热面积，管子长则管 程数减小，使得压力降减小，每平方米传热面积比降低。我国生产的标准钢管长 度为6m故系列标准中管长有1.5 m , 2 m, 3 m, 6 m口9 m五种。因此，一般管 长取4-6m,对大面积，无相变换热器管长可取至 89m管子配布换热管在管板上的排列方式主要有正三角形、正方形和转角正三角形、转角正方形。正三角形排列形式最为普遍，由于管距都相等，可以在同样的管板面积 上排列最多的管数。但因管外不易清洗，其适用场合受到限制，主要适用于壳程

7、 介质污垢少，且不需要进行机械清洗的场合。而采用正方形和转角正方形排列的 管束，能够使管间小桥形成一条直线通道，便于管外机械清洗。管心距管心距小设备紧凑，但将引起管板增厚、清洁不便、壳程压降增大。故一般 选用范围为1.251.5d （d为管外径）。表1-2 换热管管心距换热管外径/mm19253238换热管中心距/mm25324048分程隔板槽两侧相邻管中心距/mm38445260管程数管程数增加，管内流速增加，传热系数增加。管程数一般有 1、2、4、6、8、 10、12等七种。但管程数不能分得太多，以免压力降过大，且隔板要占用相当大的布管面积。折流板折流板可以改变壳程流体的方向，使其垂直于管

8、束流动，提高流速，从而增 加流体流动的湍流程度，获得较好的传热效果。折流板型式可分为圆缺形（弓形） 折流板、盘环形折流板、孔式折流板和折流圈。表1-3 折流板间距常用数值管长（mm）折流板间距（mm）<3000100200300450600一45006000一15006000150200300450600一<6000一2003004506007500, 9000一75060007500, 9000一300一45060075060009000一一一4506007501.3 换热器详细设计本工艺共有41台换热设备（换热器、再沸器、冷凝器、预热器），这里我们 以浮头式换热器（E0602）

9、详细设计为例。热物流经该换热器换热温度降至目标 温度，冷却物流为循环冷却水。由Aspen件得到冷热工艺物流数据：表1-4 工艺操作参数操作参数参数壳程介质循环冷却水甲苯回收塔塔底去一级结晶质量流量（Kg/h）343740.084194.9入口温度（C）20.00138.00出口温度（C）30.0034.00入口压力（bar）3.002.87出口压力（bar）2.872.7413初步选择换热器的形式后，根据任务要求利用Aspen Exchanger Design &Rating V7.2进行模拟计算，模拟出来的换热器工艺参数如图1-1所示：1Company2LQGaiun：L*Servi

10、ce cf UnitOur Reference;4item ha;丫wr Reference：FDMR 日 vN 匚：jQbNn;6Size750 - SE50mnT即日 BETHor Connected in1。日同lei1 sene?7S«rf/un»feff.1736而小Surl/shellfeff,l1Z368PERFORMANCE OF ONE UNIT£Fluid JloootianShell SideT ubo Eids1CFluid narre彦却水中美塔塔底去一级结晶11Fluid quidfitky. T uldl95.4；1332331593

11、12Vaoof (In/Outl00001 ;Liquid35483535483523,3633233S93UNcncondensablekg 扭0000IL1ET empsrahjre (In/Oul!)2D20301/Dew / Bubble pent1LDensityVapot/Liquidkg/m?/ 996.96/ 999.32/ 057.771EVfecocity/ 1 0214/ 0196/ .2272/ 574s儿Mnleculai wts. Vap21Molbculai wt,. NC工Specie hwt/ 1809/ 4.032/ 2.12/ 1.6S1T hernial

12、 conductiwiM/ 59J1/ .6132/ .1042/ 1286X依at尹Pisfrur。(abJ32.7258E2.S7开甲加四历1.3527Fissur© drop,br5,27414,4.28374*Fflulrg resist (mh.阊T7.00117,000?2 based在Hsal Bxchanged46147kWMIO corieced34.973lTiarisfei lale. Service 760.1Dirt? 767 3Clean 1097.831COHSTF1UCTIDM OF ONE SHELLSkelch九ShH SideTubeSide土D

13、esign/vac/test pressureM fM /J4Design temperatue65170无Number passes per srnell14f 11, II I I 1II I I I f先Ccrro?ion alowance3HS3.18CcnnecHomsInmi1304.8/1152.4/中SceAatmgOur1254/1152.4/芈Ncmralhtennediate/ / irTube No. 51JOD 19TkfAvg 7mmLength 5350mi) Pi 匕 h 25-11T ube lype PlainH/m Material Carbon Stee

14、l|lube patten30-1：Shell QsboftSttelID 750OD 774mmShftll ccv*rCarbon Steel-1：Channel a brnnetCarbon SteelChanrwl coverCatton Steel4金T tbesheettatiorarv Carbon SteeT ube;heet-fhatingCflrlwn Steel41'Floating hedd coer Carbon SteelImpingerrenl pro'ectnnMore4tB.zffle-ciojang Carter SteelT押e Singl

15、e segmen国Cd邮39.1E HSpacing cZ: 525i mi4/Biffle-longSeal tjjpeJInlet466.484cStpparts-lubeU-bendType4LBypass sealTute-tubesheet jphtExp.51：Eiparision joint-None51RhoV2-lnlet noezb1714Buode erttraiceBundle U京 2334kqZ(in r?TGaskets - Shell sideFlat N eta J a:ke' FieI ube S ideFlaJ Metal Jacket Fibe不

16、Flaatiinc headFlat M eta J a咏岁 Fie中.Cede lequirementi1A5ME Cede Sac VIII Div 1"EMAdass H ' 'efirerv 4efvice外Weidht/Shell5229.7Filed with weter7758 eBundis2974.156Remiks575图1-1换热器工艺参数结构设计利用Aspen Exchanger Design & Rating V7.2软件也可以对换热器进行结构 设计，模拟出来的结果如下：换热管设计T ubesTypePlainT otal numbe

17、i5140 utside diameter19Number of tubes pluggedCInskic diametermm15Tubs length actual58S0Wall thicknessmm2Tube length effective5658Area ratio Ao/A.i1,27Tubesheet thickness44.52PitchmmW5MaterialCarbon SteelPattern30Thermal conductivityW/|m. K150.7945E/tetrtal enhancementInternal enhancement图1-2换热管基本参数

18、图1-3换热管排列方式换热管为平?t管，外径19mm壁厚为2mm管间距为25mm管长5850mm换热管根数514根。管子排列方式为正三角形排列。折流板和管口设计折流板的设置主要是为了提高壳程的流速， 增加扰动，改善传热。这里选择 单弓形折流板，并且圆缺方向的高度为壳体公称直径的0.150.45 ,折流板间距 一般不小于圆筒内径的1/5。折流板的数目及厚度等基本参数见图1-4所示BaHlesSingle semenialT ubes in vjindcnvYesNumber10日白 ffle cut： in ne r，out&r/ mtermActual 1% diametef|/ 29

19、.1 5 /Nominal 将 diamgtsr/40 /S pacing (center-center)mm525G pacing at inletnum466.48Actual area)/ 36.3 /Cut orientatjorliHS pacing at outletmm 466.4SSpaerg at centrd in/odt for G.H J J shells5 pacing at center 口F H shellThicknersee 952Tube lows in baffle overlap6Tube vovfs in baFfle windof11.5E nd l

20、engtii at front headmm&14Baffle hole tube od dian clearance4E nd lenglh al rear headmm811Shell id - baffle od diam clearance4.76图1-4折流板基本参数折流板数目为6,折流板型式为单弓形，切割率为39.15%。折流板朝向为水平，与进出口间隔（第一块与进口或最后一块与出口端面的距离）为 466.48mm两块板间隔为525.00mmShell SideT 辰 SideNozzle厢号InletOiAlstInletOutletNumber of nozzles11

21、n11Actual outside diameter323.85273 051ES.28168.28Inside diametermm304.8254 51154 05154.05Height under nozzle110.9445.99图1-5管口基本参数管程进、出口管口各有一个。其中，管程进口管口外径为 168.28mm内径154.05mm管程出口管口外径168.28mm内径154.05mm壳程进、出口管口亦各有一个，壳程进口管口外径为323.85mm内径304.8mm壳程出口管口外径273.05mm 内径 254.51mmBundleShd ID to center 1 , tube

22、rowmmTube passes4From top45.99TubelayoutMixed (H)Rom bottom110.94Tube oiientaiionnd aid (honzortal)From righl71.47U-bend oiieMMitriundefinedFrom Left71,47Horizontal pass lane width19.05Irmpingenwnt prole cionNonsVertical p4$ lane width19.05Impingement distancemmInteiipass tube alignmentMoInnpingenme

23、ntdiametermmDeviation in tube帛/p釜5S.56Impingement 口他除 widthmmOuter tube limit619Impingement plate lenglhmmShd id - bundle oil diam clearance131Impingennent plate thickr&ssmmTie nod nunbereEiross surface area per shellnP179.5Tia rod dimetei12 7Effective ufaceasa psi shellm?173.ESealing strips (pa

24、irs)3Bare tube area per shell173.6Tube to tub&sheet jointExp,Finnad area per sktellm 70Tube paiection from front hhtmmWU-bendaea par shelm?0Tube ptoieclion from imi tshtmm3图1-6管束基本参数如图为管束信息，主要对管束布置、布置限定、定位杆拉杆和管束布置图 进行详细设置根据JB/T4715-1992固定管板式换热器形式与基本参数和 GB151-1999管壳式换热器对模拟的数据进行圆整，并考虑到热损失等，换热面积有余量

25、, 选定换热器的基本参数如下:表1-5换热器基本参数项目参数公称直径/mm800管子规格/mm419X2排列方式正三角形管中心距/mm25管长/mm4500公称压力/MPa0.6换热回积/ n189.8管程数4壳程数1600折流板间距/mm折流板数6折流板形式单弓形换热器的机械设计及校核选材由于热流体和冷却水温度都不是太高， 冷、热流体腐蚀性不大，故壳体材料 选用Q235-B,管子材料选用Q235-胱缝钢管。管板的选择管板用来固定换热管并起着分隔管程和壳程的作用，根据选定的换热器公称直径及操作压力查表可得管板数据，这里选用其默认的管板类型为标准单管板。表1-6 管板结构数据DNDD1D2D3D

26、4D5d2bfb800930890855797842800233848管子与管板的连接因为操作压力小于4Mpa且温度低于300 C ,所以管子与管板的连接采用 胀接。管板与壳体的连接管板与壳体的连接采用焊接，该结构在管板上开槽，壳体嵌入后焊接。壳 体对中容易，适用于壳体压力不太高的场合。换热器的校核表1-7固定管板式换热器设计计算浮头式换热器筒体设计计算计算单位设计计算全国化工设备设计技术中心站条件壳程设计压力0.4MPa设计压力0.4MPa设计温度65C设计温度170C壳程圆筒内径800.00mm管箱圆筒内径800.00mm材料名称Q235-B材料名称Q235-B计算内容壳程圆筒校核计算前端

27、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 管板校核计算表1-8前端管箱筒体计算前端管箱筒体计算结果计算单位全国化工设备设计技术中心站计算条件筒体简图计算压力Pc0.40MPa设计温度t170.00C内径D800.00mm材料Q235-B （板材）试验温度许用应力113.00MPa设计温度许用应力109.80MPa试验温度卜屈服点s235.00MPa钢板负偏差G0.80mm腐蚀裕量C23.00mm焊接接头系数0.85厚度及重量计算计算厚度PcDi=2 tPc = 1.72mm后效厚度e = n - G C 2= 8.20mm名义厚度n = 12

28、.00mm重量100.44Kg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= 1.25 P片=0.5000 （或由用户输入）MPa压力试验允许通过的应力水平Tt 0.90 s = 211.50MPa试验压力下圆筒的应力t = pT.(D_el = 28.992 e.MPa校核条件TT校核结果合格压力及应力计算最大允许工作压力2 e tPW= (Di e) = 1.89385MPa设计温度卜计算应力t艮(Di e)t =2 e = 19.71MPat93.33MPa校核条件t> t结论合格表1-9前端管箱封头计算前端管箱封头计算结果计算单位全国化工设备设计技术中心站计算条件椭圆封头

29、简图计算压力Pc0.40MPa设计温度t170.00C内径D800.00mm曲曲图度hi200.00mmS"nr材料Q235-B （板材）试验温度许用应力113.00MPaDi,1设计温度许用应力t109.80MPa钢板负偏差G0.80mm腐蚀裕量C23.00mm焊接接头系数0.85厚度及重量计算形状系数2K = 1 2 2=1.000062hi计算厚度KPcDi=2 t 0.5 Pc = 1.72mm后效厚度e = n - Cl C 2= 8.20mm最小厚度min = 1.20mm名义厚度n = 12.00mm结论满足最小厚度要求重量77.54Kg压力计算最大允许工作压力2 t

30、eP= KDi 0.5 e = 1.90351MPa结论合格表1-10后端管箱筒体计算后端管箱筒体计算结果计算单位全国化工设备设计技术中心站计算条件筒体简图计算压力Pc0.40MPa设计温度t65.00C1- r广飞)i -却内径D900.00mm材料Q235-B (板材)试验温度许用应力113.00MPa设计温度许用应力113.00MPa试验温度卜屈服点s235.00MPa钢板负偏差G0.80mm腐蚀裕量G3.00mm焊接接头系数0.85厚度及重量计算计算厚度PcDi=2 t Pc = 1.88mm后效厚度e = n - Cl C 2= 8.20mm名义厚度n = 12.00mm重量87.4

31、4Kg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 = 1.25 P -斗=0.5000（或由用户输入）MPa压力试验允许通过的应力水平Tt 0.90 s = 211.50MPa试验压力下圆筒的应力T= pT.(Die) = 32.58 2 e.MPa校核条件TT校核结果合格压力及应力计算最大允许工作压力2 e tPw= TDTT= 1.73444MPa设计温度卜计算应力tPc(Di e)=2 e = 22.15MPat96.05MPa校核条件t> t结论合格表1-11后端管箱封头计算后端管箱封头计算结果计算单位全国化工设备设计技术中心站计算条件椭圆封头简图计算压力Pc0.40M

32、Pa设计温度t65.00C内径D900.00mm曲间图度hi200.00mm材料Q235-B (板材)试验温度许用应力113.00MPa7设计温度许用应力t113.00MPa飞工钢板负偏差G0.80mm腐蚀裕量C23.00mm焊接接头系数0.85厚度及重量计算形状系数2K = 1 2 _D1= 1.17716东计算厚度KPcDi=t= 2 212 0.5 Pc2.21mm后效厚度e = n - G C 2= 8.20mm最小厚度min = 2.70mm名义厚度n = 12.00mm结论满足最小厚度要求重量91.59Kg压力计算最大允许工作压力2 1t ePW= KDi 0.5 e = 1.48

33、120MPa结论合格表1-12筒体计算浮头式换热器筒体计算结果计算单位全国化工设备设计技术中心站计算条件筒体简图计算压力Pc0.40MPa设计温度t65.00C内径D800.00mm材料Q235-B （板材）,一、-IX.hSn试验温度许用应力113.00MPa设计温度许用应力113.00MPa试验温度卜屈服点s235.00MPa钢板负偏差G0.80mm一|-一腐蚀裕量C23.00mm焊接接头系数0.85厚度及重量计算计算厚度PcDimm=2t Pc = 1.67后效厚度e = n - C1 C 2= 8.20mm名义厚度n = 12.00mm重量1081.33Kg压力试验时应力校核压力试验类

34、型液压试验试验压力值Pt = 1.25 Py=0.5000 ( 或由用户输入)MPa压力试验允许通过的应力水平Tt 0.90 s = 211.50MPa试验压力下圆筒的应力T = pT.(Die) = 28.99MPa2 e.校核条件TT校核结果合格压力及应力计算2 e tMPa最大允许工作压力Pq=他 e) = 1.94905设计温度卜计算应力t二型(Di e)2 e = 19.71MPat96.05MPa校核条件tt>结论合格表1-13筒体法兰计算筒体法兰计算结果设计条件计算单位全国化工设备设计技术中心站简 图计算压力Pc0.400MPa设计温度t65.0C轴向外载荷F0.0N外力矩

35、M0.0Nmm壳材料名称Q235-B体许用应力113.0MPa法材料名称16Mn许f150.0MPa兰应tf150.0MPa材料名称40MnB螺许b196.0MPa应日184.8MPa栓公称直彳仝d b20.0mm螺栓根径d 117.3mm数量n28个设计压力p 0.400 MPaD 800.0 DO 950.0垫结构尺寸Db907.0D外878.0mmLe21.5La26.5材料类型金属垫片N11.5压紧而形状1a,1b片b0< 6.4mmb=b0855.014.0h13.06127.0m3.00y(MPa)25.5b5.75DG866.5b0< 6.4mmDG= ( 口卜+2)

36、/2bo > 6.4mmb=2.53 b0b0 > 6.4mm DG= D卜-2 b螺栓受力计算预紧状态下需要的最小螺栓载荷WW TtbDGy = 399140.8N操作状态下需要的最小螺栓载荷WW = Fp + F = 273443.8N所需螺栓总截面积AAm = max ( A , A ) = 2036.42 mm实际使用螺栓总截面积AA =n_d12 = 6577.242 mm力矩计算操Fd = 0.785 D2pc200960.0NLd= L a+ 0.561=40.0mmMD= Fd Ld=8038400.0Nmm作Fg = Fp=37547.2NLg= 0.5 ( Db

37、-DG )=20.2mmMG= Fg Lg=760330.4NmmMFt = F- Fd=34798.2NLt=0.5( La +1 + Lg )=36.9mmM= Ft Lt=1283183.2Nmm外压：MP = Fd(Ld - Lg)+Ft(Lt-Lg);内压：M =MD+M+MTM=10081914.0Nmm预紧MW=844132.2NLg = 20.2mmM=WLg= 17093678.0Nmm计算力矩 M0= M与叫 ”/卜中大者M = 17093678.0Nmm螺栓间距校核实际间距L -Db= 90.5nmm最小间距Lmin46.0(查 GB150-9昧 9-3)mm最大间距Lm

38、ax122.3mm形状常数确定ho jDi 0 98.99h/ho = 0.1K = Do/Di = 1.2141T 0 1.9由KS表9-5得T=1.844Z =5.876Y =11.389U=12.515整体法兰查图9-3和图9-4Fi =0.90090V=0.42312e F1；h0 0.00851松式法兰查图9-5和图9-6Fl=0.00000Vl=0.00000e 冗也 0.00000查图9-7由i/ o得f = 2.91134整体法兰, U .2d 1 ho oVI=613524.1松式法兰d1 -U-ho oVL=0.03f而0.2巾=6 f e+1=1.44=/T= 0.76-

39、f e 1 1.54 3=0.94剪应力校核计算值许用值结论预紧状态1 *0.00DJMPa10.8n操作状态2 W;0.00DJMPat20.8 n输入法兰厚度6 f = 48.0 mm时，法兰应力校核应力性质计算值许用值结论轴向应力fM oH2 n 90.381 D iMPa1.5 f =225.0 或2.5 ： =282.5（按整体注兰设计的任意式法兰，取1.5：）校核合格径向(1.33 f e 1)M0r 2 15.17f DiMPaf = 150.0校核合格应力切向应力MoYT方 Z R16.45MPaf = 150.0校核合格综合应力maX 0.5( h r),0.5( h t)=

40、53.42MPaf = 150.0校核合格法兰校核结果校核合格表1-14后端筒体法兰计算后端筒体法兰计算结果计算单位全国化工设备设计技术中心站设计条件简 图设计压力p0.400MPaA T计算压力Pc0.400MPaD设计温度t65.0C轴向外载荷F0.0N1L外力矩M0.0Nmm4夕壳材料名称Q235-Bd Z / X jA上0体许用应力n113.0MPaLt_iG_法材料名称16Mn许f150.0MPa00兰应；150.0MPa材料名称40MnB螺许b196.0MPa应tb184.8MPa栓公称直往d B20.0mm螺栓根径d i17.3mm数量n28个D800.0DO1050.0垫结构尺

41、寸Db1007.0D978.0D950.0608.0mmLe21.5La34.5h30.06169.0材料类型软垫片N14.0m3.00y(MPa)52.4压紧而形状1a,1bb6.69DG964.6片bo< 6.4mmb= bob0< 6.4mm DG= ( D卜+京)/2bo > 6.4mmb =2.53 寸bob0 > 6.4mm DG= D卜-2 b螺栓受力计算预紧状态下需要的最小螺栓载荷wW 九 bD3 y = 1062926.5N操作状态下需要的最小螺栓载荷WW= Fp + F = 341001.5N所需螺栓总截面积AmAm = max ( A , A )

42、= 5423.12 mm实际使用螺栓总截面积AA =n-d12 = 6577.242 mm力矩计算操Fd = 0.785 D2pc=200960.0NLd= L a+ 0.5 6 1=69.0mmM= Fd Ld=13866240.0Nmm作Fg = Fp=48659.0NLg= 0.5 ( Db - DG )=21.2mmM= Fg Lg=1031267.3NJmnMFt = F- FdNLt=0.5( La + 1 +mmM= Ft LtNmn=91209.9Lg ）=62.3=5686650.0外压：M = Fd（ Ld - Lg）+Ft（Lt-Lg ）；内压:M = Md+M+MTMp

43、 =20584158.0Nmm预紧MW= 1176025.0NLg = 21.2mmM=WLg =24924388.0Nmm计算力矩M0= M与Mft/ fM = 24924388.0Nmm螺栓间距校核实际间距DbL b = 113.0 nmm最小间距Lmin46.0（查 GB150-9昧 9-3）mm最大间距Lmax122.3mm形状常数确定h° g 0 74.83h/ho = 0.4K = DO/Di = 1.312J 0 8.61由K查表9-5得T=1.792Z =3.768Y =7.289U=8.010整体法兰查图9-3和图)9-4Fi =0.81583V=0.08833e

44、Fi/h, 0.01020松式法兰查图9-5和图9-6Fl=0.00000Vl=0.00000e Fl% 0.00000查图9-7由i/ o得f = 35.17656整体法兰zU h 2d1 ho oVI464289.0松式法兰d1 -ho oVl=0.03_f_d10.2巾=6 f e+1=/T-fe 1 1.653=1.51= 0.83=1.07剪应力校核计算值许用值结论预紧状态Wc .1Dil0.00MPa10.8 n操作状态2 W0.00DilMPa-t20.8 n输入法兰厚度6 f = 48.0 mm时，法兰应力校核应力性质计算值许用值结论轴向应力fM oH2n 213.131 D

45、iMPa1.5 f =225.0 或2.5 ： =282.5（按整体法兰设计的任意式法兰,取1.5：）校核合格径向应力(1.33 f e 1)M0R 2720.90f DiMPa；=150.0校核合格切向应力M°YT 干 Z R 19.83 f D iMPa；=150.0校核合格综合应力maX0.5( hr),0.5( h t)= 117.01MPa；=150.0校核合格法兰校核结果校核合格表1-15前端管箱法兰计算前端管箱法兰计算结果计算单位全国化工设备设计技术中心站设计条件设计压力p0.400MPa计算压力Pc0.400MPa设计温度t170.0C简 图轴向外载荷F0.0N外力矩M0.0Nmm壳材料名称Q235-B体许用应力 n109.8MPa法材料名称16Mn许f150.0MPa兰应tf142.2MPa材料名称40MnB螺许b196.0MPa应tb168.6MPa栓公称直径d B20.0mm螺栓根径d i17.3mm数量n28个D800.0DO950.0垫结构尺寸Db907.0D878.0Dk850.06。14.