換熱器的設(shè)計說明書.

1、換熱器的設(shè)計1.1換熱器概述換熱器是化工、石油、動力、食品及其它許多任務(wù)業(yè)部門的通用設(shè)備，在生 產(chǎn)中占有重要地位。換熱器種類很多，但根據(jù)冷、熱流體熱量交換的原理和方式 基本上可分三大類即：間壁式、混合式和蓄熱式。在三類換熱器中，間壁式換熱 器應(yīng)用最多。換熱器隨著換熱目的的不同，具體可分為加熱器、冷卻器、蒸發(fā)器、 冷凝器，再沸器和熱交換器等。由于使用條件的不同，換熱設(shè)備又有各種各樣的 形式和結(jié)構(gòu)。換熱器選型時需要考慮的因素是多方面的，主要有 ： 熱負荷及流量大??； 流體的性質(zhì)； 溫度、壓力及允許壓降的范圍； 對清洗、維修的要求； 設(shè)備結(jié)構(gòu)、材料、尺寸、重量； 價格、使用安全性和壽命；按照換熱面積

2、的形狀和結(jié)構(gòu)進行分類可分為管型、板型和其它型式的換熱 器。其中，管型換熱器中的管殼式換熱器因制造容易、生產(chǎn)成本低、處理量大、 適應(yīng)高溫高壓等優(yōu)點，應(yīng)用最為廣泛。管型換熱器主要有以下幾種形式：（1）固定管板式換熱器：當冷熱流體溫差不大時，可采用固定管板的結(jié)構(gòu)型 式，這種換熱器的特點是結(jié)構(gòu)簡單，制造成本低。但由于殼程不易清洗或檢修， 管外物料應(yīng)是比較清潔、不易結(jié)垢的。對于溫差較大而殼體承受壓力較低時，可 在殼體壁上安裝膨脹節(jié)以減少溫差應(yīng)力。（2）浮頭式換熱器：兩端管板只有一端與殼體以法蘭實行固定連接， 稱為固 定端。另一端管板不與殼體連接而可相對滑動，稱為浮頭端。因此，管束的熱膨 脹不受殼體的約束

3、，檢修和清洗時只要將整個管束抽出即可。適用于冷熱流體溫1差較大，殼程介質(zhì)腐蝕性強、易結(jié)垢的情況。(3) U形管式換熱器換：熱效率高，傳熱面積大。結(jié)構(gòu)較浮頭簡單，但是管程不易清洗，且每根管流程不同，不均勻。表1-1換熱器特點一覽表式套管式能逆流操作，用于傳熱面積較小的冷卻器、冷凝器及預(yù)熱器板式板式拆洗方便，傳熱面能調(diào)整，主要用于粘性加大的液體間換熱螺旋板板制造簡單，緊湊，可用于帶顆粒物料，溫位利用好；不易檢修傘板式制造簡單、緊湊、成本低、易清洗，使用壓力不大于1.2Mpa,使用溫度不大于150C板殼式板數(shù)類似管束，可抽出清洗檢查，壓力不能太高蓄熱式回旋式盤式傳熱效率咼，用于咼溫?zé)煔饫鋮s等鼓式用于

4、空氣預(yù)熱器等固定格室式緊湊式適用于低溫到高溫的各種條件非緊湊式適用于咼溫及腐蝕性氣體場合表 面 擴 展 式板翅式緊湊、效率高?？啥喙晌锪魍瑫r換熱，使用溫度不大于150C,主要用于粘性加大的液體間換熱管翅式咼效而緊湊，換熱面積大，傳熱效果好在過程工業(yè)中，由于管殼式換熱器具有制造容易，生產(chǎn)成本低，選材范圍廣, 清洗方便，適應(yīng)性強，處理量大，工作可靠，且能適應(yīng)高溫高壓等眾多優(yōu)點，管殼式換熱器被使用最多。工業(yè)中使用的換熱器超過90躺E是管殼式換熱器，在工業(yè)過程熱量傳遞中是應(yīng)用最為廣泛的一種換熱器。結(jié)合上述優(yōu)點和本工藝的特 點，本工藝的換熱器主要選用管殼式換熱器。1.2管殼式換熱器的選用結(jié)構(gòu)參數(shù)的確定管

5、徑管徑越小換熱器越緊湊、便宜，但壓力降會增加。為了滿足允許的壓降，一 般選用19m的管子；對于物流流量較大的，采用25mm以上的管子。管長無相變傳熱時，管子長則換熱系數(shù)增加，對于相同的換熱面積，管子長則管 程數(shù)減小，使得壓力降減小，每平方米傳熱面積比降低。我國生產(chǎn)的標準鋼管長 度為6m故系列標準中管長有1.5 m，2 m，3 m，6 m和9 m五種。因此，一般管 長取4-6m,對大面積，無相變換熱器管長可取至 89m管子配布換熱管在管板上的排列方式主要有正三角形、正方形和轉(zhuǎn)角正三角形、轉(zhuǎn)角正方形。正三角形排列形式最為普遍，由于管距都相等，可以在同樣的管板面積 上排列最多的管數(shù)。但因管外不易清洗

6、，其適用場合受到限制，主要適用于殼程 介質(zhì)污垢少，且不需要進行機械清洗的場合。而采用正方形和轉(zhuǎn)角正方形排列的 管束，能夠使管間小橋形成一條直線通道，便于管外機械清洗。管心距管心距小設(shè)備緊湊，但將引起管板增厚、清潔不便、殼程壓降增大。故一般 選用范圍為1.251.5d （d為管外徑）。表1-2 換熱管管心距換熱管外徑/mm19253238換熱管中心距/mm25324048分程隔板槽兩側(cè)相鄰管中心距/mm38445260管程數(shù)管程數(shù)增加，管內(nèi)流速增加，傳熱系數(shù)增加。管程數(shù)一般有 1、2、4、& 8、 10、12等七種。但管程數(shù)不能分得太多，以免壓力降過大，且隔板要占用相當大 的布管面積。折

7、流板折流板可以改變殼程流體的方向，使其垂直于管束流動，提高流速，從而增 加流體流動的湍流程度，獲得較好的傳熱效果。折流板型式可分為圓缺形(弓形) 折流板、盤環(huán)形折流板、孔式折流板和折流圈。表1-3 折流板間距常用數(shù)值管長(mm)折流板間距(mm)< 30001002003004506004500600015006000150200300450600< 60002003004506007500, 900075060003004506007507500, 9000600090004506007501.3換熱器詳細設(shè)計本工藝共有41臺換熱設(shè)備(換熱器、再沸器、冷凝器、預(yù)熱器)，這里我們5

8、以浮頭式換熱器（E0602）詳細設(shè)計為例。熱物流經(jīng)該換熱器換熱溫度降至目標 溫度，冷卻物流為循環(huán)冷卻水。由Aspen軟件得到冷熱工藝物流數(shù)據(jù)：表1-4 工藝操作參數(shù)操作參數(shù)參數(shù)殼程管程介質(zhì)循環(huán)冷卻水甲苯回收塔塔底去一級結(jié)晶質(zhì)量流量（Kg/h）343740.084194.9入口溫度C）20.00138.00出口溫度C）30.0034.00入口壓力（bar）3.002.87出口壓力（bar）2.872.7413初步選擇換熱器的形式后，根據(jù)任務(wù)要求利用Aspen Exchanger Design &Rating V7.2進行模擬計算，模擬出來的換熱器工藝參數(shù)如圖1-1所示：61Company

9、25匚赳bun：2Service cf UnitOur Reference;4l tem Ha;Your H efierence：5DMrRevNc:Job No.;6iza750-5E50T”)e BETHer Connectedir1 sarelld1 senie?7Surf/unWaff.1736 破汕 ellSn* 1Surl/shellfeff.l1Z36"1PERFORMANCE OF ONE UNITgFluid JlooianShell SideT ubo Eido1CFLid narre甲萊塔塔底去一碾結(jié)晶11Fluid qu«intky. T dial9

10、5.4；133233159312Vaoof (InZOutl00001JLiquid95483595483523 3S93233693UNcncondertsablekg/s00001!:1匚T emparahjie (Ih/Oulj)2D20124301/Dew ? Bubble pont1CDensiyVapot/Liquidkg/m?/ 990.9G/ 969.22/ 苦!ig/ 857.77/ 1 0214/ .Bl 96/ .2272/ 57462LMDleculai wts. Vap21Mleculai wt, NC2：Specie heat7 1S397 4.032/ 2.12/

11、 1.6S1產(chǎn)Thermal corduclivitu/ 5951/ .6132/ .1042/ 1286*Latent lieatat/32.725BE2.S72田ENyVelocty.a?1.35Fissur© drop, Itwv/cac.5.27414.i.2337JFflulirq rasist. bnhl,000T7.OOC17.OOOZ2 based2EHsal exchanged46147kWMID corieced34.973CTiarisfei lale. Servics 760.1Dirl? 767.3Clean 1097.831COHSTF1UCTIOM OF

12、 ONE SHELLSkdchShd SideT ube SideDesign/vac/tBst pressuresM/M/Design tempefatue65170Number passes pm siell14Ccrra?ion aloance3ilS3.18¥ Tf 111 UCcnnectionsInmv1304.8/1152.4/SceAatmgOut1254 /1152.4/Nomnlhtennediate/ -ir11Tibe Nq. 510D 19TkfAvg 2mni Leth 5*0n n> Pith 25Tube lype FlainW/m Mateii

13、al Carbcri Steel| Iute pdhan3(-1；SHII OrbonSttel10 7500D 77Shall coverCarbon Steel1 jChanrel or bmnetCarbon SteelChinrwl ccvirCarbon Steel賓T Lbfisheetjstatiorar5* Carbon 5teeT ubesheebfloatiigOrbonStfisI41'Floating hed coer Carbon SteelImpingerrenl proiectcm More4tE訓(xùn)e-ciossihg Cartch SteelT邛e Si

14、nqlesjementalCutffed 35.15H Spacing c/z 5254/Biffle-lorig-S&al IvP*| Intel466.40nm4cSuppcrts-tubeU-bendTypeBypass sealTube-tubesheet johtExp.51：Eipansion |oint-Type MunQ51FihoVE-Inlet noEEb1714Eunde entraice 963Bundle2394kg/|m sGesketJ - Sh? II sideFlat Meta Ja?kei FieTube SideFa» Metal Jac

15、ket FibeFfcatiin headFlat M eta J a:ke' FieCode laquirementsASME Cede sac VIII Div 1-EMAdass R - efineru serviceWaiit/5hell52297Filed with tar 7758.EBundle?974.1頁Remiks57圖1-1換熱器工藝參數(shù)結(jié)構(gòu)設(shè)計7利用Aspen Excha nger Desig n & Rati ng V7.2軟件也可以對換熱器進行結(jié)構(gòu)設(shè)計，模擬出來的結(jié)果如下： 換熱管設(shè)計T ubesTypePlainT otal numbei5140

16、utside diametermm13Number of tubes pluggedCInside (fiamatsrmm15Tube length actualmm5350Wall thieknessmm2Tube length effectivemm5658Area ratioAo/A.i1.57Tubesheet thicknessmm44.52Pitchmm25MaterialCarbon SteelPattern30Thermal conductivityW/(m X507945E xternal enhanceimentInternal enhancement圖1-2換熱管基本參數(shù)

17、圖1-3換熱管排列方式換熱管為平滑管，外徑5850mm換熱管根數(shù)514根。19mm壁厚為2mm管間距為25mm管長管子排列方式為正三角形排列。 折流板和管口設(shè)計折流板的設(shè)置主要是為了提高殼程的流速， 增加擾動，改善傳熱。這里選擇單弓形折流板，并且圓缺方向的高度為殼體公稱直徑的0.150.45 ,折流板間距般不小于圓筒內(nèi)徑的1/5。折流板的數(shù)目及厚度等基本參數(shù)見圖1-4所示bafflesType：Single seemenialBaffle cut： inner / outer/intermT utcs in vyindcwyYesActual diameter)/39L15 /Number10

18、NomirHl (Z diameter)/40 /5 pacing (cerite*-cen怕"mm525Actual (Z area)/36.3 /Spacing at inletmm46&40Qjt orientationHSpacing at outletmm4更昭Thickne«mm9.52Spacing at central in/od for G,MJ J diebmmTube lows in IwHIt overlap6S pacing at center of H shellmmTube rows in baffle window11.5E nd l

19、erigtii at front headmm514Baffle hole - tube oddian clearancemm.4E nd lenglh al real headmm611Shell id - bafHs od diam clearancemm4.76圖1-4折流板基本參數(shù)折流板數(shù)目為6,折流板型式為單弓形，切割率為39.15%。折流板朝向為水平，與進出口間隔（第一塊與進口或最后一塊與出口端面的距離）為 466.48mm兩塊板間隔為525.00mmShell SideTube SideInletInletOutletNumber oF nozzles11 n1i nActual

20、 outside diameter323.85273 051ES.2816S.28Inside diametermm304.8254 51154 05154 05Height under nozzlemm11Q9445.99圖1-5管口基本參數(shù)管程進、出口管口各有一個。其中，管程進口管口外徑為168.28mm內(nèi)徑154.05mm管程出口管口外徑168.28mm內(nèi)徑154.05mm殼程進、出口管口亦各有一個，殼程進口管口外徑為323.85mm內(nèi)徑304.8mm殼程出口管口外徑273.05mm 內(nèi)徑 254.51mm 管束9BundleShell ID to center 1 st tube ro

21、wmmTube passes4From top45.99TubelayoutMined (H)From bottom110.94Tube pa$ oriantalionr>da(d (hcxizontalFrom right71.47U-bend oiienAationundefinedFrom Left71.47Hariontal pass lane widthmm19,05ImpingenMnt protectionNoneVertical p$ lane widthmm105Impingernent distancemmInteiipass tube alignmentNoImpi

22、ngenfient plate diameteimmDeviationi in tubes/pasS.56ImpingerrwntwidthmmOuter tube limitmm619Impinjement pldte lengUimmShell id - bundle oil diam clearancemm131Impingemeri plt thickre?£mmTie nod nunberEG ross surface area per shmllm?179.5Tia rad cfiamotsmm127Effective suiface area p>er shell

23、m?173.6Sealing strips (iwirsj3Bare tube area per shellm?173.6Tube to tub&she皂t jointExp,Finned area p&r sFiellm?0Tube poiecHon from front hhtmm3U-bendaiea per shelm?0Tube pcojeclion from lean tshtmm3圖1-6管束基本參數(shù)如圖為管束信息，主要對管束布置、布置限定、定位桿拉桿和管束布置圖 進行詳細設(shè)置。n 氣f卑=pan &hfiH L T j&a Exchaqrgtni

24、sarcac£3i mudf4.4.J3EEB1Ml滬U *¥*Mi七込1KL0 3* Tl j-曲HEHZ3 nia n f-TK -Wii* hFj(f4LM Hf.Tu Wn-1ksenne日卵BET 750 - 5&M21THEw也 S a antins a- A xteXfflS:=v*電 Mb.£:世 丨-：T - fn«-W一06J L*lift為用"A叫.-n6Cruq卻|:片專5'1D-iluwrig MurrbtrZ jaww ia-is-斗：-stb-UQM=« -c 二nDjG-4M2匕&quo

25、t;S' 0KJ F一1 丄 ° 圖1-7換熱器結(jié)構(gòu)尺寸根據(jù)JB/T4715-1992固定管板式換熱器形式與基本參數(shù)和GB151-199910管殼式換熱器對模擬的數(shù)據(jù)進行圓整，并考慮到熱損失等，換熱面積有余量, 選定換熱器的基本參數(shù)如下:表1-5換熱器基本參數(shù)項目參數(shù)公稱直徑/mm800管子規(guī)格/mm© 19X 2排列方式正三角形管中心距/mm25管長/mm4500公稱壓力/MPa0.6換熱面積/ m2189.8管程數(shù)4殼程數(shù)1折流板間距/mm600折流板數(shù)6折流板形式單弓形換熱器的機械設(shè)計及校核 選材由于熱流體和冷卻水溫度都不是太高，冷、熱流體腐蝕性不大，故殼體材

26、料選用Q235-B,管子材料選用Q235-B無縫鋼管。 管板的選擇管板用來固定換熱管并起著分隔管程和殼程的作用，根據(jù)選定的換熱器公稱直徑及操作壓力查表可得管板數(shù)據(jù)，這里選用其默認的管板類型為標準單管板。表1-6 管板結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)11DNDD1D2D3D4D5d2bfb800930890855797842800233848 管子與管板的連接因為操作壓力小于4Mpa且溫度低于300r，所以管子與管板的連接采用 脹接。 管板與殼體的連接管板與殼體的連接采用焊接，該結(jié)構(gòu)在管板上開槽，殼體嵌入后焊接。殼 體對中容易，適用于殼體壓力不太高的場合。 換熱器的校核表1-7固定管板式換熱器設(shè)計計算浮頭式換熱器筒體設(shè)

27、計計算計算單位全國化工設(shè)備設(shè)計技術(shù)中心站設(shè)計計算條件設(shè)計壓力0.4MPa設(shè)計溫度65r殼程圓筒內(nèi)徑800.00mm材料名稱Q235-B殼程管程設(shè)計壓力0.4MPa設(shè)計溫度170r管箱圓筒內(nèi)徑800.00mm材料名稱Q235-B計算內(nèi)容 殼程圓筒校核計算前端管箱圓筒校核計算 前端管箱封頭（平蓋）校核計算 后端管箱圓筒校核計算 后端管箱封頭（平蓋）校核計算 管板校核計算12表1-8前端管箱筒體計算前端管箱筒體計算結(jié)果計算單位全國化工設(shè)備設(shè)計技術(shù)中心站計算條件筒體簡圖計算壓力Pc0.40MPaI設(shè)計溫度t170.00C廠、）i -內(nèi)徑D800.00mm材料Q235-B （板材）試驗溫度許用應(yīng)力113

28、.00MPa設(shè)計溫度許用應(yīng)力109.80MPa試驗溫度下屈服點s235.00MPa鋼板負偏差C0.80mm腐蝕裕量G3.00mm焊接接頭系數(shù)0.85厚度及重量計算計算厚度PcDi=2Pc = 1.72mm有效厚度e = n -C- C2= 8.20mm名義厚度n =12.00mm重量100.44Kg壓力試驗時應(yīng)力校核壓力試驗類型液壓試驗試驗壓力值Pt= 1.25 P冷=0.5000 （或由用戶輸入）MPa壓力試驗允許通過的應(yīng)力水平Tt 0.90 s = 211.50MPa13試驗壓力下圓筒的應(yīng)力t = Pt.（ Die） = 28.992 e.MPa校核條件TT校核結(jié)果合格壓力及應(yīng)力計算最大允

29、許工作壓力c2 etpW= （Di e） = 1.89385MPa設(shè)計溫度下計算應(yīng)力tPC（Die）t =2 e= 19.71MPat93.33MPa校核條件tt>結(jié)論合格表1-9前端管箱封頭計算前端管箱封頭計算結(jié)果計算單位全國化工設(shè)備設(shè)計技術(shù)中心站計算條件橢圓封頭簡圖計算壓力Pc0.40MPa設(shè)計溫度t170.00C內(nèi)徑D800.00mm曲面咼度hi200.00mm材料Q235-B （板材）試驗溫度許用應(yīng)力113.00MPaDi設(shè)計溫度許用應(yīng)力t109.80MPa鋼板負偏差C0.80mm腐蝕裕量G3.00mm14焊接接頭系數(shù)0.85厚度及重量計算形狀系數(shù)2K = 1 2Di= 1.00

30、0062hi計算厚度KPcDi. _=20.5 Pc = 1.72mm有效厚度e = n - Cl- C 2= 8.20mm最小厚度min = 1.20mm名義厚度n = 12.00mm結(jié)論滿足最小厚度要求重量77.54Kg壓力計算最大允許工作壓力2¥ePw= KDi 0.5 e = 1.90351MPa結(jié)論合格表1-10后端管箱筒體計算后端管箱筒體計算結(jié)果計算單位全國化工設(shè)備設(shè)計技術(shù)中心站計算條件筒體簡圖計算壓力Pc0.40MPa設(shè)計溫度t65.00內(nèi)徑D900.00mm材料Q235-B （板材）試驗溫度許用應(yīng)力113.00MPa設(shè)計溫度許用應(yīng)力113.00MPa試驗溫度下屈服點s

31、235.00MPa鋼板負偏差C0.80mm腐蝕裕量G3.00mm焊接接頭系數(shù)0.85厚度及重量計算計算厚度PcDi=2 tPc = 188mm有效厚度e = n - Cl- C 2= 8.20mm名義厚度n =12.00mm重量87.44Kg壓力試驗時應(yīng)力校核壓力試驗類型液壓試驗試驗壓力值Pt = 1.25 P昇=0.5000（或由用戶輸入）MPa壓力試驗允許通過的應(yīng)力水平Tt 0.90 s = 211.50MPa試驗壓力下圓筒的應(yīng)力T= P(Die) = 32 582 e.MPa校核條件TT校核結(jié)果合格壓力及應(yīng)力計算最大允許工作壓力c2 etPw= (Di e) = 1.73444MPa設(shè)計

32、溫度下計算應(yīng)力tPc(Di e)t =2 e = 22.15MPat96.05MPa校核條件tt>16合格結(jié)論表1-11后端管箱封頭計算后端管箱封頭計算結(jié)果計算單位全國化工設(shè)備設(shè)計技術(shù)中心站計算條件橢圓封頭簡圖計算壓力Pc0.40MPa設(shè)計溫度t65.00C內(nèi)徑D900.00mm曲面咼度hi200.00mm材料Q235-B （板材）試驗溫度許用應(yīng)力113.00MPa設(shè)計溫度許用應(yīng)力t113.00MPan*Di 鋼板負偏差C0.80mm腐蝕裕量G3.00mm焊接接頭系數(shù)0.85厚度及重量計算形狀系數(shù)2K = 1 2 Di= 1.177162hi計算厚度KPcDi=20.5 Pc =2.21

33、mm有效厚度e = n - Cl- C 2= 8.20mm最小厚度min = 2.70mm名義厚度n = 12.00mm17結(jié)論滿足最小厚度要求重量91.59Kg壓力計算最大允許工作壓力2tePW= KDi 0.5 e = 1.48120MPa結(jié)論合格表1-12筒體計算浮頭式換熱器筒體計算結(jié)果計算單位全國化工設(shè)備設(shè)計技術(shù)中心站計算條件筒體簡圖計算壓力Pc0.40MPa設(shè)計溫度t65.00C內(nèi)徑D800.00mm1I一11 j材料Q235-B （板材）i 一試驗溫度許用應(yīng)力113.00MPa設(shè)計溫度許用應(yīng)力113.00MPa試驗溫度下屈服點s235.00MPa鋼板負偏差C0.80mmL腐蝕裕量C

34、23.00mm焊接接頭系數(shù)0.85厚度及重量計算計算厚度PcDi=2 tPc = 1.67mm有效厚度e = n - C1- C 2= 8.20mm名義厚度n =12.00mm18重量1081.33Kg壓力試驗時應(yīng)力校核壓力試驗類型液壓試驗試驗壓力值Pt = 1.25 P異=0.5000 （ 或由用戶輸入）MPa壓力試驗允許通過的應(yīng)力水平Tt 0.90 s = 211.50MPa試驗壓力下圓筒的應(yīng)力t = Pt.( Die) = 28 992 e.MPa校核條件TT校核結(jié)果合格壓力及應(yīng)力計算最大允許工作壓力c2 etPq=(Di e)= 1.94905MPa設(shè)計溫度下計算應(yīng)力tFC(Di e)

35、=2 e = 19.71MPat96.05MPa校核條件tt>結(jié)論合格表1-13筒體法蘭計算筒體法蘭計算結(jié)果計算單位全國化工設(shè)備設(shè)計技術(shù)中心站設(shè)計條件簡圖設(shè)計壓力p0.400MPa計算壓力Pc0.400MPa設(shè)計溫度t65.0C軸向外載荷F0.0外力矩M0.0Nmm材料名稱Q235-B113.0MPa許f150.0MPa、人應(yīng)f150.0MPa體許用應(yīng)力法材料名稱16Mn材料名稱40MnB螺許b£- LiM196.0MPa；184.8MPa公稱直徑d b20.0mm螺栓根徑d 117.3mm28數(shù)量nD 800.0 DO 950.0結(jié)構(gòu)尺 墊寸DDb 907.0878.0Dj8

36、55.0夕卜$014.027.0mmLe21.5La26.5 h 13.0S1金屬材料類型N 11.5 m 3.00 y(MPa)25.5墊片壓緊面形狀1a,1b b 5.75DG866.5b°w 6.4mmDG= ( 外+0 )/2bo > 6.4mmb =2.53 bobo > 6.4mm DG= D外-2 b螺栓受力計算預(yù)緊狀態(tài)下需要的最小螺栓載荷WW= n bDG y = 399140.8操作狀態(tài)下需要的最小螺栓載荷WW = Fp + F = 273443.820所需螺栓總截面積AAm= max ( Ap , A) = 2036.42 mm實際使用螺栓總截面積AA

37、 =n_d12 = 6577.242 mm力矩計算操Fd =0.785 D2pc200960.0NLd= L a+ 0.5S 1=40.0mmM= Fd Ld=8038400.0Nmm作Fg = Fp=37547.2NLg= 0.5 ( Db-Ds )=20.2mmM= Fg Lg=760330.4NmmMPFt = F- Fd=34798.2NLt=0.5( La +1 + Lg )=36.9mmM= Ft Lt=1283183.2Nmm外壓：M> = Fd(Ld - Lg)+ Ft( Lt- Lg);內(nèi)壓：M = MD+M+MM=10081914.01Nmm預(yù)緊MW=844132.2

38、NLg = 20.2mmM=WLg= 17093678.0Nmm計算力矩 M0= MP 與M f7f 中大者M = 17093678.0Nmm螺栓間距校核實際間距DbL L= 90.5nmm最小間距Lmin46.0(查 GB150-98表 9-3)mm最大間距Lmax122.3mm形狀常數(shù)確定21ho98.99h/ho = 0.1K = D)/Di = 1.214j 01.9由K查表9-5得T=1.844Z =5.876Y =11.3891=12.515整體法蘭查圖9-3和圖9-4F =0.90090V=0.42312e Fi/h 0.00851松式法蘭查圖9-5和圖9-6Fl=0.00000

39、Vl=0.00000e fl： 1% 0.000007得 - O9圖 丿 查由f = 2.91134整體法蘭d1 VLho O VI=613524.1松式法蘭d1 Vr ho c2VL=0.03f& 0.2書=S f e+1=1.44=/T= 0.76專fe 1 1.54=0.94剪應(yīng)力校核計算值許用值結(jié)論預(yù)緊狀態(tài)1 -W-0.00DilMPa10.8n操作狀態(tài)Wp2 0.00DilMPat20.8n輸入法蘭厚度S f = 48.0 mm時，法蘭應(yīng)力校核應(yīng)力性質(zhì)計算值許用值結(jié)論軸向應(yīng)力fM oH2D 90.381 D iMPa1.5 ； =225.0 或2.5時=282.5（按整體法蘭

40、設(shè)計的任意式法蘭，取1.5 n ）校核合格徑向應(yīng)力(1.33 f e 1)M0R215.17f2DiMPa；=150.0校核合格22切向應(yīng)力MoYT 巧P Z R 16.45f D iMPa；=150.0校核合格綜合應(yīng)力nn* 0.5( hr)Q5( ht)=53.42MPa；=150.0校核合格法蘭校核結(jié)果校核合格表1-14后端筒體法蘭計算材料名稱40MnB螺許b196.0MPa應(yīng)；184.8MPa栓公稱直徑d b20.0mm螺栓根徑d i17.3mm數(shù)量n28個D800.0DO1050.0墊結(jié)構(gòu)尺寸Db1007.0D卜978.0950.0S 08.0mmLe21.5La34.5h30.0S

41、169.0材料類型軟墊片N14.0m3.00y(MPa)52.4壓緊面形狀1a,1bb6.69DG964.6片bo< 6.4mmb= bob°w 6.4mmDG= ( D卜 +D內(nèi) )/2bo > 6.4mmb=2.53、bob0 > 6.4mm DG= 0 - 2 b螺栓受力計算預(yù)緊狀態(tài)下需要的最小螺栓載荷WW= n bDG y = 1062926.5N操作狀態(tài)下需要的最小螺栓載荷WW = Fp + F = 341001.5N所需螺栓總截面積AmAm = max ( A , A) = 5423.12 mm實際使用螺栓總截面積 AA = n df = 6577.24

42、2 mm力矩計算操Fd = 0.785 D2pc=200960.0NLd= L a+ 0.5 S 1=69.0mmM= Fd Ld=13866240.0Nmm作Fg = Fp=48659.0NLg= 0.5 ( Db - DG )=21.2mmM= F g Lg=1031267.3NJmn24MPFt = F-Fd=91209.9NLt=0.5( La +1 +Lg )=62.3mmM= Ft Lt=5686650.0Nmm外壓：MP =Fd (Ld -Lg )+Ft(Lt-Lg );內(nèi)壓：M = Md+M+MMP =20584158.0Nmm預(yù)緊MW= 1176025.0NLg = 21.2

43、mmM=WLg =24924388.0Nmm計算力矩 M0= MP 與M / f 中大者MO = 24924388.0Nmm螺栓間距校核實際間距DbLb = 113.0nmm最小間距Lmin46.0(查 GB150-98表 9-3)mm最大間距Lmax122.3mm形狀常數(shù)確定h。jDi ° 74.83h/ho = 0.4K = D/Di = 1.312J 0 8.6由K查表9-5得T=1.792Z =3.768丫 =7.2891=8.010整體法蘭查圖9-3和圖9-4Fi =0.81583V=0.08833e F,/h0 0.01020松式法蘭查圖9-5和圖9-6Fl=0.0000

44、0Vl=0.00000e FL譏 0.000007得 - O9圖 / 查由f = 35.17656整體法蘭d1 ¥ho OVi松式法蘭d U h 2 d1 boVl=0.03fd? 0.225464289.0書=S f e+1=1.51=/T= 0.834-fe 11.653=1.07剪應(yīng)力校核計算值許用值結(jié)論預(yù)緊狀態(tài)Wc cc1F0.00DilMPa10.8n操作狀態(tài)Wp20.00DilMPat20.8n輸入法蘭厚度S f = 48.0 mm時，法蘭應(yīng)力校核應(yīng)力性質(zhì)計算值許用值結(jié)論軸向應(yīng)力fM oh2D 213.131 D iMPa1.5 ； =225.0 或2.5匸=282.5（

45、 按整體法蘭設(shè)計的任意式法蘭,取1.5】n ）校核合格徑向應(yīng)力(1.33 f e 1)Mor220.902DiMPa；=150.0校核合格切向應(yīng)力TZ R 19.83MPa；=150.0校核合格綜合應(yīng)力maX 0.5( hr),0-5( ht)= 117.01MPa；=150.0校核合格法蘭校核結(jié)果校核合格表1-15前端管箱法蘭計算前端管箱法蘭計算結(jié)果計算單位全國化工設(shè)備設(shè)計技術(shù)中心站設(shè)計條件簡圖26設(shè)計壓力p0.400計算壓力Pc設(shè)計溫度t軸向外載荷F外力矩M材料名稱許用應(yīng)力n材料名稱0.400170.00.00.0Q235-B109.816Mnf材料名稱b；公稱直徑d b螺栓根徑d 1數(shù)量n結(jié)構(gòu)尺寸mm材料類型DbLe150.0142.240MnB196.0168.620.017.3800.0907.021.5軟墊片壓緊面形狀28DOLa26.514.01a,1bb0< 6.4