我国对管板计算方法的研究起步较晚,1977年在三部规范中作为附录列入的管板计算公式,此后经大量使用并不断完善,于1989年正式归入GB151《钢制管壳式换热器》中,1999年又对该标准进行了修改,已给出了U形管式换热器、浮头式换热器、填料函式换热器以及固定式换热器的常用结构形式的管板设计计算方法。
管壳式换热器结构复杂,不同结构形式的管板,受载荷情况、支承条件
立式管壳式换热机组生产厂家
我国对管板计算方法的研究起步较晚,1977年在三部规范中作为附录列入的管板计算公式,此后经大量使用并不断完善,于1989年正式归入GB151《钢制管壳式换热器》中,1999年又对该标准进行了修改,已给出了U形管式换热器、浮头式换热器、填料函式换热器以及固定式换热器的常用结构形式的管板设计计算方法。
管壳式换热器结构复杂,不同结构形式的管板,受载荷情况、支承条件、边界约束条件等诸因素的影响,强度计算过程复杂,方法也不统一。大多数规范的管板强度计算公式一般是将管板简化为一块放在由换热管支撑的弹性基础上的轴对称圆形开孔平板,受均布载荷及管孔的均匀削弱。在此基础上,做了不同程度地简化和假设,基本的假设如下。
1.如果管板的直径远远超出管子的直径,且管子的数量较多,则管束的支撑作用可简化为均匀连续支撑管板的弹性基础,该弹性基础仅约束管板的扰度。
2.管孔对管板的整体刚度和强度均有削弱作用,该削弱作用的大小,由削弱系数来表征。
3.管板周边部分较窄的不布管区简化为与不布管区面积相等的圆环形实心板。
4.管板边缘的转角在连接部位处应协调一致。
5.当管板兼作法兰时,考虑法兰力矩对管板的作用。
6.考虑管子与壳程壳体的热膨胀差所引起的温度应力。各国规范虽然均认同以上假设,但由于管壳式换热器的形式多样,管板结构又相当复杂,具体某一假设,处理方式有所不同。如TEMA标准记性计算管板时,没有考虑管板无孔环区的影响,CODAP和BS5500只在固定管板的设计中,忽略了管板无孔环形区的影响,而ASMEⅧ分篇的设计,对每种类型的管板都考虑了此影响。又如管板因开孔而强度削弱,而强度削弱程度不同的计算规范所采用的处理方式也有所不同。目前比较折中的方法是对管板进行分类,不同类型的管板及连接方式用不同的处理方法。
流体每通过管束一次称为一个管程;每通过壳体一次称为一个壳程。图示为简单的单壳程单管程换热器,简称为1-1型换热器。为提高管内流体速度,可在两端管箱内设置隔板,将全部管子均分成若干组。这样流体每次只通过部分管子,因而在管束中往返多次,这称为多管程。同样,为提高管外流速,也可在壳体内安装纵向挡板,迫使流体多次通过壳体空间,称为多壳程。多管程与多壳程可配合应用。管壳式换热器由于管内外流体的温度不同,因之换热器的壳体与管束的温度也不同。如果两温度相差很大,换热器内将产生很大热应力,导致管子弯曲、断裂,或从管板上拉脱。因此,当管束与壳体温度差超过50℃时,需采取适当补偿措施,以消除或减少热应力。

管壳式换热器被腐蚀的主要因素分析
管壳式换热器是利用冷、热流体交替流经蓄热室中的蓄热体(填料)表面,从而进行热量交换的设备,间壁容积式换热器的冷、热流体被固体间壁隔开,并通过间壁进行热量交换的设备,因此又称表面式换热器。影响列管换热器管板腐蚀的主要因素有:
管壳式换热器被腐蚀的主要因素分析
1、介质成分和浓度:浓度的影响不一,例如在盐酸中,一般浓度越大腐蚀越严重。碳钢和不锈钢在浓度为百分之五十左右的硫酸中腐蚀很严重,而当浓度增加到百分之六十以上时,腐蚀反而急剧下降;
2、杂质:有害杂质包括氯离子、硫离子、离子、氨离子等,这些杂质在某些情况下会引起严重腐蚀;
3、温度:腐蚀是一种化学反应,温度每上升 10℃,腐蚀速度约增加1~3倍,但也有例外;
4、ph值:一般ph值越小,金属的腐蚀越大。列管式换热器因此应用很普遍,它虽在热效率、紧凑性、金属消耗量等方面都没有板式的好,但它却具有结构坚固、牢靠程度高、适应性很强、材料使用广等特点,因此成为石油、化工生产中,尤是高温、高压和大型设备的主要结构形式。
5、流速:多数情况下的流速越大,腐蚀也越大。因此列管换热器成为石油、化工生产中,尤是高温、高压和大型设备的主要结构形式。

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