Pomysły na projekt wymiennika ciepła i powiązana wiedza

1. Projektując wymiennik ciepła użytkownik powinien podać następujące warunki projektowe (parametry procesu):

① rura, powłoka programowe ciśnienie robocze (jako jeden z warunków określających czy sprzęt na zajęciach musi być zapewniony)

② temperatura robocza programu rurowego, powłoki (wlot/wylot)

③ temperatura ścianki metalowej (obliczona przez proces (podana przez użytkownika))

④Nazwa i charakterystyka materiału

⑤Margines korozji

⑥Liczba programów

⑦ obszar wymiany ciepła

⑧ specyfikacje rur wymiennika ciepła, układ (trójkątny lub kwadratowy)

⑨ płyta składana lub liczba płyt podporowych

⑩ materiał izolacyjny i jego grubość (w celu określenia wysokości wystającej tabliczki znamionowej)

(11) Farba.

I. Jeśli użytkownik ma szczególne wymagania, użytkownik powinien podać markę, kolor

II. Użytkownicy nie mają żadnych specjalnych wymagań, sami projektanci wybrali

2. Kilka kluczowych warunków projektowych

① Ciśnienie robocze: jednym z warunków określających czy sprzęt jest klasyfikowany jest jego podanie.

② charakterystyka materiału: jeżeli użytkownik nie poda nazwy materiału, musi podać stopień toksyczności materiału.

Ponieważ toksyczność medium jest związana z nieniszczącym monitorowaniem sprzętu, obróbką cieplną, poziomem odkuwek dla wyższej klasy sprzętu, ale także z podziałem sprzętu:

a, rysunki GB150 10.8.2.1 (f) wskazują, że pojemnik zawiera wyjątkowo niebezpieczne lub wysoce niebezpieczne medium o toksyczności 100% RT.

b, rysunki 10.4.1.3 wskazują, że pojemniki zawierające wyjątkowo niebezpieczne lub wysoce niebezpieczne pod względem toksyczności media powinny być poddawane obróbce cieplnej po spawaniu (spawane złącza ze stali nierdzewnej austenitycznej nie mogą być poddawane obróbce cieplnej)

c. Odkuwki. Zastosowanie średniej toksyczności w przypadku odkuwek ekstremalnych lub wysoce niebezpiecznych powinno spełniać wymagania Klasy III lub IV.

③ Specyfikacje rur:

Najczęściej stosowana stal węglowa φ19×2, φ25×2,5, φ32×3, φ38×5

Stal nierdzewna φ19×2, φ25×2, φ32×2,5, φ38×2,5

Układ rur wymiennika ciepła: trójkąt, trójkąt narożny, kwadrat, kwadrat narożny.

★ Jeżeli konieczne jest mechaniczne czyszczenie przestrzeni między rurami wymiennika ciepła, należy zastosować układ kwadratowy.

1. Ciśnienie projektowe, temperatura projektowa, współczynnik spoiny

2. Średnica: DN < 400 cylinder, zastosowanie rury stalowej.

Cylinder DN ≥ 400, wykonany z walcowanej blachy stalowej.

Rura stalowa 16" ------ z użytkownikiem w celu omówienia zastosowania walcowanej blachy stalowej.

3. Schemat układu:

Zgodnie ze specyfikacją powierzchni wymiany ciepła należy narysować schemat rozmieszczenia rur do wymiany ciepła, aby określić liczbę rur do wymiany ciepła.

Jeśli użytkownik dostarczy schemat rurociągu, to również w celu sprawdzenia, czy rurociąg mieści się w okręgu granicznym rurociągu.

★Zasada układania rur:

(1) w okręgu ograniczającym rurociąg powinno znajdować się pełno rur.

② Liczba suwów wielotaktowych powinna być taka, aby wyrównać liczbę suwów.

③ Rurę wymiennika ciepła należy ułożyć symetrycznie.

4. Materiał

Gdy sama płyta rurowa ma wypukły kołnierz i jest połączona z cylindrem (lub głowicą), należy użyć kucia. Ze względu na zastosowanie takiej struktury płyty rurowej są one zazwyczaj używane do wyższego ciśnienia, łatwopalności, wybuchowości i toksyczności w ekstremalnych, wysoce niebezpiecznych sytuacjach, im wyższe wymagania dla płyty rurowej, tym płyta rurowa jest grubsza. Aby uniknąć wytwarzania żużla, rozwarstwienia i poprawy warunków naprężenia włókien wypukłego kołnierza, zmniejszyć ilość przetwarzania, oszczędzając materiały, wypukły kołnierz i płytę rurową bezpośrednio wykuwa się z całego odkuwki w celu wytworzenia płyty rurowej.

5. Połączenie wymiennika ciepła i płyty rurowej

Rura w połączeniu z płytą rurową, w konstrukcji wymiennika ciepła płaszczowo-rurowego jest ważniejszą częścią konstrukcji. Nie tylko przetwarza obciążenie robocze, ale musi wykonać każde połączenie w działaniu sprzętu, aby zapewnić, że medium nie będzie przeciekać i wytrzymać nośność ciśnienia medium.

Łączenie rur i płyt rurowych odbywa się głównie na trzy następujące sposoby: a) przez rozszerzanie, b) przez spawanie, c) przez rozszerzanie

Rozszerzenie się płaszcza i rury pomiędzy nieszczelnością medium nie spowoduje negatywnych skutków tej sytuacji, zwłaszcza jeśli materiał jest słabo spawalny (np. rura wymiennika ciepła ze stali węglowej), a obciążenie zakładu produkcyjnego jest zbyt duże.

Ze względu na rozszerzenie się końca rury podczas spawania odkształcenia plastycznego, występuje naprężenie szczątkowe, wraz ze wzrostem temperatury, naprężenie szczątkowe stopniowo zanika, tak że koniec rury zmniejsza rolę uszczelnienia i klejenia, więc rozszerzenie konstrukcji przez ograniczenia ciśnienia i temperatury, ogólnie stosowane do ciśnienia projektowego ≤ 4Mpa, projektu temperatury ≤ 300 stopni, a podczas pracy nie występują gwałtowne wibracje, nie ma nadmiernych zmian temperatury i nie ma znaczącej korozji naprężeniowej.

Połączenie spawane ma zalety prostej produkcji, wysokiej wydajności i niezawodnego połączenia. Poprzez spawanie rura do płyty rurowej odgrywa lepszą rolę w zwiększaniu; a także może zmniejszyć wymagania dotyczące obróbki otworów rurowych, oszczędzając czas przetwarzania, łatwą konserwację i inne zalety, należy je stosować priorytetowo.

Ponadto, gdy toksyczność medium jest bardzo duża, medium i atmosfera mieszają się Łatwo wybuchnąć medium jest radioaktywne lub wewnątrz i na zewnątrz materiału rury mieszanie będzie miało niekorzystny wpływ, w celu zapewnienia, że ​​połączenia są uszczelnione, ale również często stosuje się metodę spawania. Metoda spawania, chociaż zalety wielu, ponieważ nie może całkowicie uniknąć „korozji szczelinowej” i spawanych węzłów korozji naprężeniowej, a cienkie ścianki rury i grube płyty rury trudno jest uzyskać niezawodne spoiny pomiędzy.

Metoda spawania może być wyższa niż rozszerzanie, ale pod wpływem cyklicznego naprężenia o wysokiej temperaturze spoina jest bardzo podatna na pęknięcia zmęczeniowe, szczeliny między otworami rur i rur, gdy jest poddawana działaniu mediów korozyjnych, co przyspiesza uszkodzenie połączenia. Dlatego też stosuje się jednocześnie spoiny spawalnicze i rozszerzalne. To nie tylko poprawia odporność zmęczeniową połączenia, ale także zmniejsza tendencję do korozji szczelinowej, a tym samym jego żywotność jest znacznie dłuższa niż w przypadku stosowania wyłącznie spawania.

W jakich przypadkach jest odpowiedni do realizacji spawania i połączeń rozprężnych i metod, nie ma jednolitego standardu. Zazwyczaj w temperaturze nie jest zbyt wysoka, ale ciśnienie jest bardzo wysokie lub medium jest bardzo łatwe do wycieku, zastosowanie wytrzymałościowego rozszerzenia i uszczelniającego spoiny (uszczelniający spoina odnosi się po prostu do zapobiegania wyciekom i realizacji spoiny, i nie gwarantuje wytrzymałości).

Gdy ciśnienie i temperatura są bardzo wysokie, stosuje się spawanie wytrzymałościowe i rozszerzanie pasty (spawanie wytrzymałościowe jest nawet wtedy, gdy spoina jest szczelna, ale także w celu zapewnienia, że ​​połączenie ma dużą wytrzymałość na rozciąganie, zwykle odnosi się do wytrzymałości spoiny równej wytrzymałości rury pod obciążeniem osiowym podczas spawania). Rola rozszerzania polega głównie na wyeliminowaniu korozji szczelinowej i poprawie odporności zmęczeniowej spoiny. Określono konkretne wymiary konstrukcyjne normy (GB/T151), nie będziemy tutaj wchodzić w szczegóły.

Wymagania dotyczące chropowatości powierzchni otworów rurowych:

a, przy spawaniu rury wymiennika ciepła i płyty rurowej, wartość chropowatości powierzchni rury Ra nie jest większa niż 35uM.

b, pojedyncze połączenie rozszerzalnościowe rury wymiennika ciepła i płyty rurowej, chropowatość powierzchni otworu rury Ra nie jest większa niż 12,5uM połączenie rozszerzalnościowe, powierzchnia otworu rury nie powinna wpływać na szczelność rozszerzalnościową defektów, np. poprzez podłużne lub spiralne zarysowania.