设计3换热器说明书

1、目录第一章 概论41.11.21.3换热器的选型设计依据4换热器概述4换热器分类和选型5第二章 换热器的选型说明72.1外形和规格72.1.1 管子的外形72.1.2 管子直径72.1.3 管长72.1.4 壳程和台数8工艺条件限制82.2.1 温度限制82.22.2.2降的限制82.2.3 介质流程92.2.4 物料流速102.2.5 传热膜系数112.2.6 污垢系数11换热器型号122.3.1 表示方法12换热器的选型软件122.32.4第三章 换热器的设计举例143.1 E0108 选型设计143.1.13.1.23.1.33.1.4工艺参数确定14设计温度14设计15传热系数153.

2、1.53.1.63.1.7流体空间选择15选用材质15换热面积153.1.8 EDR 数据输入163.1.9 换热器结构形式确定163.1.9.1 换热器型式选择163.1.9.2 选型结果193.1.9.33.1.9.4详细21换热器机械强度校核213.1.9.5 换热器设计和检验小结453.1.9.6 E0108 设备条件图463.2 E0109 选型设计463.2.1 工艺参数确定463.2.2 设计温度473.2.3 设计. 473.2.4 传热系数473.2.5 流体空间选择483.2.6 选用材质483.2.7 换热面积483.2.8 EDR 数据输入483.2.9 换热器结构形式

3、确定493.2.9.1 换热器型式选择493.2.9.2 换热器结构参数选择493.2.9.3 选型结果513.2.9.4 详细. 523.2.9.5 换热器机械强度校核533.2.9.6 换热器设计和检验小结773.3 换热器设备选型一览表78第一章 概论1.1换热器的选型设计依据化工设备设计全书换热器2003-5石油化工设备选型手册换热器2009-1化工工艺设计手册（第四版）2009-6固定式容器安全技术监察规程 TSG 21-2016容器 GB 150-2011热交换器 GB/T 151-2014化工配管用无缝及焊接选用系列 HG 20553-2011SH/T 3405-2012石油化工

4、企业系列实用热物理性质手册 1986鞍式支座 JB/T 4712-1992热交换器型式与基本参数 GBT 28712.1-20121.2换热器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。换热器是一种在不同温度的两种或两种以上流体间实现物料之间热量传递的节能设备，是使热量由温度较高的流体传递给温度较低的流体，使流体温度达到流程规定的指标，以满足工艺条件的需要，同时也是提高能源利用率的主要设容器、中水处理设备，化工，石油等近

5、30备之一。换热器行业涉及暖通、多种产业，相互形成产业链条。数据显示 2010 年中国换热器产业市场规模在 500 亿元左右，主要集中于石油、化工、冶金、电力、船舶、集中供暖、制冷空调、机械、食品、制药等领域。其中，石油化工领域仍然是换热器产业最大的市场，其市场规模为 150 亿元；电力冶金领域换热器市场规模在 80 亿元左右；船舶工业换热器市场规模在 40 亿元以上；机械工业换热器市场规模约为 40 亿元；集中供暖行业换热器市场规模超过 30 亿元，食品工业也有近 30 亿元的市场。另外，航天飞行器、半导体器件、核电常规岛核岛、风力发电机组、太阳能光伏发电、多晶硅生产等领域都需要大量的专业换

6、热器，这些市场约有 130 亿元的规模。化工、石油、动力、食品等行业中广泛使用各种换热器，它们是上述这些行业的通用设备，占有十分重要的地位。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。1.3 换热器分类和选型换热器选型时需要考虑的因素很多，主要是流体的性质；、温度及允

7、许降得范围；对、维修的要求；材料价格；使用等。换热器种类很多，按热量交换原理和方式，可分为混合式、蓄热式和间壁式三类。间壁式换热器有夹套式、管式和板式换热器。管壳式换热器又称列管式换热器，该类换热器具有可靠性高、适应性广等优点，在各工业领域中得到最广泛的应用。近年来，尽管受到了其他新型换热器的，但反过来也促进其自身的发展。在换热器向高参数、大型化发展的今天，管壳式换热器仍占主导地位。列管式换热器可根据其结构特点，分为固定管板式、浮头式、U 形管式、填料函式和釜式重沸器五类。列管换热器中常用的是固定管板式和浮头式两种。一般要根据物流的性质、流量、腐蚀性、允许压降、操作温度与、结垢情况和检修等要素

8、决定选用列管换热器的型式。从经济角度看，只要工艺条件允许，应该优先选用固定管板式换热器。但遇到以下两种情况时，应选用浮头式换热器。（1）壳体和管子的金属温差超过 30或 50，或者冷流进口和热流出口之间的极限温度差超过 110。在此情况下如果采用固定管板式换热器，就会因热应力使管板胀口处产生泄露。在现场实际使用中超过上述数值的也不少，所以目前还不能做确切的规定。（2）容易使管子腐蚀或者在壳程中容易结垢的介质不能采用固定管板式换热器，否则管束既无法更换，又无法机械清扫。综合考虑本次设计任务及制造、经济等个方面，本次设计主要采用浮头式和固定管板式换热器。管壳式(又称列管式) 换热器是管壳式换热器主

9、要有壳体、管束、管板和封头等部分组成，壳体多呈圆形，内部装有平行管束或者螺旋管，管束两端固定于管板上。在管壳换热器内进行换热的两种流体，一种在管内，其行程称为管程；一种在管外，其行程称为壳程。管束的壁面即为传热面。管壳式换热器，螺旋管束设计，可以最大限度的增加湍流效果，加大换热效率。内部壳层和管层的不对称设计，最大可以达到 4.6 倍。这种不对称设计，决定其在汽-水换热领域的广泛应用。最大换热效率可以达到 14000w/m2·K，大大提高生产效率，节约成本。而对于板式换热器而言，它是最典型的间壁式换热器，它在工业上的应用有着悠久的历史。主体结构由换热板片以及板间的胶条组成。但是其体积

10、大，换热效率低，更换胶条价格昂贵（胶条的更换费用大约占整个过程的 1/3-1/2）。主要应用于液体- 液体之间的换热， 行业内常称为水水换热， 其换热效率在5000w/m2·K。为提高管外流体给热系数，通常在壳体内安装一定数量的横向折流档板。折流档板不仅可防止流体短路，增加流体速度，还迫使流体按规定路径多次错流通过管束，使湍动程度大为增加。常用的档板有圆缺形和圆盘形两种，前者应用更为广泛。目前，由于中国新版 GMP 的推出，板式换热将逐渐品，饮料，制药等卫生级别高的行业。食第二章 换热器的选型说明2.1 外形和规格管壳式换热器在设计和选型的时候要严格考虑相关的规格的问题，强调管程，壳

11、程都符合设计标准而且要考虑加工的合理性。这就要求在设计换热器的时候在设计完成后要进行校核，将一些基本参数圆整化，以便于之后的选型加工。这就要求工程师在选用标准系列设备或设计非定型设备时，结合任务的要求，作出适当的选择。2.1.1 管子的外形列管换热器的管子外形有光滑管和螺纹管两种，一般按光滑管设计。当壳程膜系数低，采取其他措施效果不显著时，可选用螺纹管，它能强化壳程的传热效果，减少结垢的影响。管子的排列方式；相同壳径时，采用正三角形排列要比正方形排列可多排布管子，使传热面积的金属耗量降低。一般壳程流体不易结垢或可以进行化学的场合下，推荐用正三角形排列。必须进行机械的场合，则采用正方形排列。2.

12、1.2 管子直径管径越小换热器越紧凑、越便宜。但是，管径越小换热器的压降越大，为了满足允许的降一般选用外径为 19mm 的管子。对于易结垢的物料，为方便清洗，采用外径为 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。直径小的管子可以承受更大的，而管壁较薄，有利传热；相同的壳径，可以排较多的小管子，使传热面积增大，传热面积的金属耗量降低。所以，在管程结垢不是很严重，又允许降较高的情况下，采用 19mm×2mm 的管子是合理的。2.1.3 管长无相变换热时，管子较长，传热系数增加。在相同传热面时，采用长管管程数较少，降小，而且每平方米传热面的比价也低。但是，管子过长给

13、制造带来。壳径较大的换热器采用较长的管子可降低传热面积的金属耗量，更为经济。因此，一般选用管长 46m。对于大面积或无相变的换热器可以选用 89m 的管长。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，一般选用范围为管外径的 1.251.5 倍。2.1.4 壳程和台数换热器的壳径越大，传热面积也越大，传热面积的金属耗量程降比单壳程约增加越低。采用一台较大的换热器比采用多台小换热器更经济，阻力也更小，且便于操作管理。通常采用单壳程换热器。双壳程的隔板在制造和检修时都较，若把两个换热器的壳程串联起来使用，就相当于双壳程了，但壳程压力降比单壳程约增加 68 倍。只有壳程流量很小，采用

14、最小板间距壳程流速仍很低，以至于壳程一侧流体成为主要的控制热阻，同时壳程又允许较大的降时，可考虑用两个换热器串联代替双壳程。2.2 工艺条件限制2.2.1 温度限制冷却水的出口温度不宜高于 60，以免结垢严重。高温端的温差不应小于20，低温端的温差不应小于 5。当在两工艺物流之间进行换热时，低温端的温差不应小于 20。在冷却或者冷凝工艺物流时，冷却剂的温度应高于工艺物流中易结冻组分的冰点，一般高 5。在对反应物进行冷却时，为了控制反应，应维持反应物流和冷却剂之间当冷凝带有惰性气体的工艺物料时，冷却剂的出口温度应低于工艺物料的，一般低 5。换热器的设计温度应高于最大使用温度，一般高 15。2.2

15、.2降的限制增强工艺物流流速，可增大传热系数，使换热器结构紧凑，但增加流速将关系到换热器的降，磨蚀和振动破坏加剧等。降增加使动力消耗增强，因此，最大允许的降范围有一般限制。当工艺物流小于时，允许降是；当工艺物流介于至之间时，允许降介于至之间； 当工艺物流大于时， 允许降小于。表 2-1常见压降表2.2.3 介质流程换热器管程和壳程之间的物流存在一定的限制和要求，目的在于强化传热和节省材料，同时对于一些工质的换热，更加需要对物流进行限制，提高安全性。根据设计的要求和规定，存在一些经验规律如下：不容易或易于分解结垢的物料应当流经易于的一侧。对于直管管束。一般宜走管内，这样容易控制流体速度，同时管内

16、允许的流体流速较高，也可以减少结垢；当管束可以拆出时，也可以走管外。腐蚀性流体宜走管内，以免管束和壳体同时受到腐蚀。温度很高（或很低）的物料宜走管内以减少热量（或冷量）的损失，也可减少对特种金属的需求，降低换热器成本；但要求被冷却的流体宜走壳程，便于散热。高的物料宜走管程，以免壳体承受，从而降低成本。允许降很低的流体宜走管程，降相同时，管程中可以得到较高的传热系数。工艺物流的状况允许降p/kPa工艺气体真空<3.5常压3.4-14低压15-25高压35-70工艺流体70-170蒸汽宜走壳程，因比较清洁，传热系数与流速关系较小且又便于排出冷凝液。黏度大的流体一般走壳程，可以在较低流速的情况

17、下达到湍流。若在壳程中不能达到湍流，则宜走管程，计算的管程传热系数较为准确。流量小的流体宜走壳程，可以在较低流速下达到湍流，通常可以得到最经济的设计。两流体温差较大的情况，对于刚性结构的换热器，宜将传热系数大的液体通入壳程，以减小热应力。需要提高流速以增大其传热系数的流体宜走管程，因为管内截面积较小而且易于采用多管程。立式热虹吸再沸器，工艺介质一般走管程，加热介质（蒸汽或热水）走壳程；卧式热虹吸再沸器一般为工艺介质走壳程，蒸汽或热水走管程。对于同一换热系统，可能存在几条原则互相的情况，如果遇到这种情况，应当权衡其利弊得失，凭实际操作经验或以经济评价的方法来确定流体的空间。当上述情况被排除后，流

18、体走管程或壳程一般着眼于如何提高传热系数和充分利用降。2.2.4 物料流速为防止结垢等不正常现象，管壳侧需要保证有一定的流速范围。过快的流速会导致换热器压降变大，过小的流速又会导致换热目标无法得到实现，选择合适的管程以及壳程流速是有必要的。常用流速如下表所示：表 2-2 管壳式换热器中常用的流速范围流体的种类一般流体易结垢流体气体流速m/s管程0.53.0>1.05.030壳程0.21.5>0.53.015表 2-3水的流速表(管内)2.2.5 传热膜系数传热面两侧的传热膜系数a1、a2 如相差很大时，a值较小的一侧将成为控制传热效果的主要因素，设计换热器时，应尽量增大a较小这一侧

19、的传热膜系数， 最好能使两侧的a值大体相等。计算传热面积时，常以a小的一侧为基准。增加a值的方法有：缩小通道截面积，以增大流速；增设挡板或促进产生湍流的物；管壁上加翅片，提高湍流程度也增大了传热面积；糙化传热表面，用沟槽或多孔表面，对于冷凝、沸腾等有相变的传热过程来说，可获得大的膜系数。2.2.6 污垢系数换热器使用中会在壁面产生污垢，这是无法避免的，在设计换热器时应予认真考虑。由于目前对污垢造成的热阻尚无可靠的公式，不能进行定量计算，在设计时要慎重考虑流速和壁温的影响。选用过大的安全系数，有时会适得其反，传热面积的安全系数过大，将会出现流速下降，自然的“去垢”作用减弱，污垢反会增加。有时在设

20、计时，考虑到有污垢的最不利条件，但新开工时却无污垢，造类别管材最低流速(m/s)最高流速(m/s)适宜流速(m/s)凝结水0.60.93.01.82.4河水(干净)0.60.93.71.82.4循环水(处理)0.60.93.71.82.4海水含铜镍的管0.750.93.01.82.4海水铝铜管0.750.92.41.82.4成过热情况，有时更有利于真的结构，所以不可不慎。应在设计时，从工艺上降低污垢系数，如改进水质，消除死区，增加流速，防止局部过热等。2.3 换热器型号2.3.1 表示方法本法来自于 GB151，适用于卧式和立式换热器。示例说明：型号：AES500-1.6-54-6/25-4其

21、中：A 表示前端管箱为平盖箱E 表示壳体形式为单进单出冷凝器壳体S 表示后端结构型式为浮头式500 表示公称直径为 500mm1.6 表示公称1.6MPa54 表示公称换热面积为 54m26 表示公称长度为 6m25 表示换热管外径为 25mm4 表示管程数为 4I 表示管束为 I 级，采用较高级冷拔这个型号代表平盖管箱，公称直径 500mm，管程和壳程设计均为1.6MPa，公称换热面积 54m，碳素钢较高级冷拔换热管外径 25mm，管长 6m，4管程，单壳程的浮头式换热器。2.4 换热器的选型软件表 2-4 换热器设计软件使用一览在对工艺流程的换热器设计和选型中，先按照实际工业实施情况及成本

22、因素，利用 Aspen Energy Analyzer V9，对车间进行了热集成，优化了换热网络，然后利用 Aspen Plus V8.6，针对特定的换热任务，确定合适的换热工艺参数，再根据标准 GB/T 151-2014热交换器以及化工工艺设计手册（下）第四版，使用 Aspen Exchanger Design and Rating V9 进行换热设备的详细设计，以此为参考从工艺手册上选取换热器，最后利用 SW6-2011 对设计的换热器进行机械强度的设计和校核。名称用途Aspen Energy Analyzer V9换热网络优化Aspen Plus V9换热器工艺参数设计Aspen Exc

23、hanger Design and Rating V9换热器结构设计SW6-2011换热器机械强度设计与校核第三章 换热器的设计举例3.1 E0108 选型设计3.1.1 工艺参数确定在对工艺流程的换热器设计与选型中，先按照实际工业实施情况以及成本因素，对车间进行了热集成，优化了换热网络，然后针对特定的换热任务，确定合适的换热工艺参数，并进行换热费用的优化，再根据标准 GB/T151-2014热交换器以及化工工艺设计手册第二版（下）第四版，根据 Aspen Plus V9换热器 E0108 进行简捷计算，可得到改换热器各流股参数为：对表 3-1E0108 流股参数一览3.1.2 设计温度99.

24、4842，管程工作温度为3242,进出该换热器的壳程工作温度为口温度差大于 8，符合本项目最经济温差。设计温度以工作温度为依据，一般操作条件参数壳程管程物流热流体冷流体介质吸收液冷却循环水质量流量/（kg/s）5.9635.33摩尔组成水0.999水1甲醇0.001进口温度/99.4832出口温度/ 进口/MPa出口/MPa420.100.098420.100.097为工作温度+（15-30）。这里取壳程设计温度为 135，管程设计温度为 135。3.1.3 设计该换热器的操作为壳程 1bar，管程 1.01bar。换热器的设计为设计温度下的最大工作，一般为正常工作的 1.1 倍。这里取壳程设

25、计为3bar，管程设计为 3bar。EDR 中换热器的压降设置为自动默认值，也可自己设置压降，出口绝压小于 0.1MPa（真空条件），压降不大于进口压强的 40%，出口绝压大于 0.1MPa，压降不大于进口压强的 20%。3.1.4 传热系数传热系数基于传热膜系数、固壁热阻和垢层热阻计算得到。其中传热膜系数和固壁热阻为 EDR 自动默认值。该换热器壳程介质为冷却水，根据化工工艺设计手册（第四版）的污垢热阻经验系数，吸收液的污垢系数为 0.00035m2·K/W ，管程介质为冷却循环水， 同样查得手册上污垢系数为 0.00017m2·K/W 。3.1.5 流体空间选择该换热器

26、的作用是冷却循环水冷却吸收液。由于工艺物料为被冷却物质，为了加快冷却速度，使其走壳程，一方面能与管程的冷却循环水换热，另一方面壳程外的空气也能与之换热转移走部分热量。3.1.6 选用材质因吸收液和冷却循环水均无腐蚀性，不易燃易爆，不容易泄露，故壳体和管箱材质均选用 Q345R，换热管选用 16Mn。3.1.7 换热面积经核算，换热面积为 145.5m2。3.1.8 EDR 数据输入将流股信息、允许、污垢系数等数据导入 EDR。图 3-1 E0108 Process Data 数据输入3.1.9 换热器结构形式确定3.1.9.1 换热器型式选择该换热器选择工业上最常见的管壳式换热器，由于冷热流体

27、温差不大，选择其中的固定管板式换热器。图 3-2 换热器形式一览对于封头而言，前封头的类型对换热器影响因素压降和热传递没有影响，但后封头的型式会对压降和传热产生影响。根据不同压降及流型设计要求，选择合适的封头以及壳体组合。针对前封头，封头管箱适用于较清洁的介质工况，因检查换热管内及换热管内时，必须将连接管道一起拆下，很不方便。根据介质工作特点，选取封头管箱。针对后端封头,管壳式换热器后端结构主要有 L、M 型，L 型与前官箱平盖管箱类似，M 型与前官箱封头官箱类似。根据介质工作特点，我们选择固定管板式换热器，即 M 型。对于壳体而言，“E”型较为经济，是选择壳体时的首选类型，“F”型当换热器内

28、存在温度交叉或者需要多个换热器串并联时，可选择此类型壳体。管程数必须为偶数。根据介质情况，这里选择 E 型壳体。换热器结构参数选择根据 EDR 初步设计结果，选择较为合理的一组。结合 JB/T 4715-92 规定，对于固定管板式换热器，常用换热管内径有 19mm 和 25mm，根据生产成本以及该换热器实际换热需求，选择换热管内径为 19mm， 管厚 2mm。根据初步设计换热面积大小，壳程直径选择公称直径（内径）为 800mm， 壁厚取 24mm，换热管长度为 3000mm，换热管数为 834 根。选择换热管排列方式为常用的正三角形，根据 JB/T 4715-92，管心距为25mm。选择折流板

29、形式为单弓形折流板，根据 JB/T 4715-92，选择折流板间距为480mm。则折流板数为 4，圆缺率取 30%。接管经圆整后：图 3-3壳程接管圆整值图 3-4其余参数均为默认值。管程接管圆整值则主参数。图 3-5换热器结构参数3.1.9.2 选型结果用 EDR 进行校核，得结果如下：图 3-6 换热器 E0108 计算结果由上述计算结果可以看到，换热器换热面积为 145.5m2，设计余量为 32%，符合设计要求；壳程流速为 0.1m/s，管程流速为 0.48m/s，满足经济流速范围；流态分布合理，无气液混合进出料；壳程压降为 0.022bar，降低 2.2%，管程压降为 0.045bar

30、，降低 4.5%，压降均可接受范围内。总传热系数（含污垢热阻）为 593.7W/(m2·K) 。此外，换热器 Crossflow>0.6,说明其流体形态为湍流，符合设计要求。参考化工工艺手册，得 E0108 的型号为 BEM800-0.3-145.5-3/19-2。3.1.9.3详细图 3-7 E0108 设备图图 3-8 E0108 管板布置图3.1.9.4换热器机械强度校核运用 SW6-2011 对该换热器的筒体、管箱、封头、管板和管箱法兰进行校核，得到下述结果。表 3-2 E0108 强度校核固定管板换热器设计计算计算·新烯旺设 计 计 算 条 件壳程管程设计p

31、s0.3MPap0.3MPa设计温度ts135°Ct135°C壳程圆筒内径Di800mmt t管箱圆筒内径 Di800mm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开孔补强设计计算管板校核计算筒体法兰校核计算前端管箱筒体计算计算·新烯旺计算所依据的标准GB 150.3-2011计算条件筒体简图计算Pc0.30MPa设计温度 t135.00° C内径 Di800.00mm材料Q345R( 板材 )试验温度许用应力 s1

32、85.00MPa设计温度许用应力 st183.60MPa试验温度下屈服点 ss325.00MPa钢板负偏差 C10.00mm腐蚀裕量 C22.00mm焊接接头系数 f0.85厚度及重量计算计算厚度 Pc Did = 2s t f - Pc = 0.77mm有效厚度de =dn - C1- C2= 22.00mm名义厚度dn = 24.00mm重量1463.07Kg试验时应力校核试验类型试验试验值PT = 1.25P s = 0.3000(或由用户输入)s tMPa试验允许通过的应力水平 sTsT£ 0.90 ss = 292.50MPa试验下圆筒的应力sT = pT .(Di + d

33、 e ) = 6.592d e .fMPa校核条件sT£ sT校核结果合格及应力计算最大允许工作2d e s t fPw= ( Di +d e ) = 8.35358MPa设计温度下计算应力 Pc ( Di +d e )st =2d= 5.60eMPastf156.06MPa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 9.00mm,合格前端管箱封头计算计算·新烯旺计算所依据的标准GB 150.3-2011计算条件椭圆封头简图计算Pc0.60MPa设计温度 t135.00° C内径 Di800.00mm曲面深度 hi200.00mm

34、材料Q345R(板材)设计温度许用应力 st183.60MPa试验温度许用应力 s185.00MPa钢板负偏差 C10.00mm腐蚀裕量 C22.00mm焊接接头系数 f0.85试验时应力校核试验类型试验试验值PT = 1.25Pc s = 0.3000 (或由用户输入)s tMPa试验允许通过的应力stsT£ 0.90 ss = 292.50MPa试验下封头的应力sT = pT .(KDi + 0.5de ) = 6.512de.fMPa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 éæ D ö2 ù = 1.0

35、000ê2 + ç i ÷ ú6 êç 2h ÷ úëèi ø û计算厚度 KPc Didh = 2s t f -0.5Pc= 1.54mm有效厚度deh =dnh - C1- C2= 22.00mm最小厚度dmin = 3.00mm名义厚度dnh = 24.00mm结论满足最小厚度要求重量160.34Kg压 力 计 算最大允许工作2s t fd ePw= KDi +0.5d e = 8.46688MPa结论合格后端管箱筒体计算计算·新烯旺计算所依据的标准GB 15

36、0.3-2011计算条件筒体简图计算Pc0.30MPa设计温度 t135.00° C内径 Di800.00mm材料Q345R( 板材 )试验温度许用应力 s185.00MPa设计温度许用应力 st183.60MPa试验温度下屈服点 ss325.00MPa钢板负偏差 C10.00mm腐蚀裕量 C22.00mm焊接接头系数 f0.85厚度及重量计算计算厚度 Pc Did = 2s t f - Pc = 0.77mm有效厚度de =dn - C1- C2= 22.00mm名义厚度dn = 24.00mm重量1463.07Kg试验时应力校核试验类型试验试验值PT = 1.25P s = 0.

37、3000(或由用户输入)s tMPa试验允许通过的应力水平 sTsT£ 0.90 ss = 292.50MPa试验下圆筒的应力sT = pT .(Di + d e ) = 6.592d e .fMPa校核条件sT£ sT校核结果合格及应力计算最大允许工作2d e s t fPw= ( Di +d e ) = 8.35358MPa设计温度下计算应力 Pc ( Di +d e )st =2d= 5.60eMPastf156.06MPa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 9.00mm,合格后端管箱封头计算计算·新烯旺计算所依据的

38、标准GB 150.3-2011计算条件椭圆封头简图计算Pc0.60MPa设计温度 t135.00° C内径 Di800.00mm曲面深度 hi200.00mm材料Q345R(板材)设计温度许用应力 st183.60MPa试验温度许用应力 s185.00MPa钢板负偏差 C10.00mm腐蚀裕量 C22.00mm焊接接头系数 f0.80试验时应力校核试验类型试验试验值PT = 1.25Pc s = 0.3000 (或由用户输入)s tMPa试验允许通过的应力stsT£ 0.90 ss = 292.50MPa试验下封头的应力sT = pT .(KDi + 0.5de ) = 6

39、.912de.fMPa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 éæ D ö2 ù = 1.0000ê2 + ç i ÷ ú6 êç 2h ÷ úëèi ø û计算厚度 KPc Didh = 2s t f -0.5Pc= 1.64mm有效厚度deh =dnh - C1- C2= 22.00mm最小厚度dmin = 3.00mm名义厚度dnh = 24.00mm结论满足最小厚度要求重量160.34Kg压

40、力 计 算最大允许工作2s t fd ePw= KDi +0.5d e = 7.96883MPa结论合格壳程圆筒计算计算·新烯旺计算所依据的标准GB 150.3-2011计算条件筒体简图计算Pc0.40MPa设计温度 t135.00° C内径 Di800.00mm材料Q345R( 板材 )试验温度许用应力 s185.00MPa设计温度许用应力 st183.60MPa试验温度下屈服点 ss325.00MPa钢板负偏差 C10.00mm腐蚀裕量 C22.00mm焊接接头系数 f0.85厚度及重量计算计算厚度 Pc Did = 2s t f - Pc = 1.03mm有效厚度de

41、 =dn - C1- C2= 22.00mm名义厚度dn = 24.00mm重量1463.07Kg试验时应力校核试验类型试验试验值PT = 1.25P s = 0.3000(或由用户输入)s tMPa试验允许通过的应力水平 sTsT£ 0.90 ss = 292.50MPa试验下圆筒的应力sT = pT .(Di + d e ) = 6.592d e .fMPa校核条件sT£ sT校核结果合格及应力计算最大允许工作2d e s t fPw= ( Di +d e ) = 8.35358MPa设计温度下计算应力 Pc ( Di +d e )st =2d= 7.47eMPastf

42、156.06MPa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 9.00mm,合格开孔补强计算计算·新烯旺接 管:N1, 88.9×10.8计算方法: GB150.3-2011 等面积补强法，单孔设计条件简图计算pc0.4MPa设计温度135壳体型式圆形筒体壳体材料 名称及类型Q345R板材壳体开孔处焊接接头系数0.85壳体内直径 Di800mm壳体开孔处名义厚度n24mm壳体厚度负偏差 C1mm壳体腐蚀裕量 C22mm壳体材料许用应力tMPa接管轴线与筒体表面法线的夹角(°)0凸形封头上接管轴线与封头轴线的夹角(°)接管

43、实际外伸长度0mm接管连接型式接管实际内伸长度0mm接管材料名称及类型Q345R板材接管焊接接头系数1接管腐蚀裕量2mm补强圈材料名称凸形封头开孔中心至封头轴线的距离mm补强圈外径mm补强圈厚度mm接管厚度负偏差 C1tmm补强圈厚度负偏差 C1rmm接管材料许用应力tMPa补强圈许用应力tMPa开孔补强计算非圆形开孔长直径71.3mm开孔长径与短径之比1壳体计算厚度mm接管计算厚度tmm补强圈强度削弱系数 frr接管材料强度削弱系数 fr开孔补强计算直径 d71.3mm补强区有效宽度 Bmm接管有效外伸长度 h1mm接管有效内伸长度 h2mm开孔削弱所需的补强面积 Amm2壳体多余金属面积

44、A1mm2接管多余金属面积 A2mm2补强区内的焊缝面积 A3mm22A1+A2+A3=mm补强圈面积 A4mm2A-(A1+A2+A3)mm2结论: 根据 GB150 第 6.1.3 节的规定,本开孔可不另行补强。开孔补强计算计算·新烯旺接 管:N2, 88.9×10.8计算方法: GB150.3-2011 等面积补强法，单孔设计条件简图计算pc0.6MPa设计温度135壳体型式圆形筒体壳体材料 名称及类型Q345R板材壳体开孔处焊接接头系数0.85壳体内直径 Di800mm壳体开孔处名义厚度n24mm壳体厚度负偏差 C1mm壳体腐蚀裕量 C22mm壳体材料许用应力tMP

45、a接管轴线与筒体表面法线的夹角(°)0凸形封头上接管轴线与封头轴线的夹角(°)接管实际外伸长度0mm接管连接型式接管实际内伸长度0mm接管材料名称及类型Q345R板材接管焊接接头系数1接管腐蚀裕量2mm补强圈材料名称凸形封头开孔中心至封头轴线的距离mm补强圈外径mm补强圈厚度mm接管厚度负偏差 C1tmm补强圈厚度负偏差 C1rmm接管材料许用应力tMPa补强圈许用应力tMPa开孔补强计算非圆形开孔长直径71.3mm开孔长径与短径之比1壳体计算厚度mm接管计算厚度tmm补强圈强度削弱系数 frr接管材料强度削弱系数 fr开孔补强计算直径 d71.3mm补强区有效宽度 Bmm

46、接管有效外伸长度 h1mm接管有效内伸长度 h2mm开孔削弱所需的补强面积 Amm2壳体多余金属面积 A1mm2接管多余金属面积 A2mm2补强区内的焊缝面积 A3mm22A1+A2+A3=mm补强圈面积 A4mm2A-(A1+A2+A3)mm2结论: 根据 GB150 第 6.1.3 节的规定,本开孔可不另行补强。开孔补强计算计算·新烯旺接 管:N3, 88.9×10.8计算方法: GB150.3-2011 等面积补强法，单孔设计条件简图计算pc0.6MPa设计温度135壳体型式圆形筒体壳体材料 名称及类型Q345R板材壳体开孔处焊接接头系数0.85壳体内直径 Di800mm壳体开孔处名义厚度n24mm壳体厚度负偏差 C1mm壳体腐蚀裕量 C22mm壳体材料许用应力tMPa接管轴线与筒体表面法线的夹角(°)0凸形封