双管板换热器设计制造中应注意的问题_曹锋州
双管板换热器设计制造中应注意的问题_曹锋州
以外管板面为基准对两侧内管板与换热管进 行强度胀接,胀接完成后壳侧进行压力试验 ( 若 壳程还有气密性试验要求,则应再进行气密性试 验) ,检查胀接接头、壳体焊缝等。若胀接接头出 现泄漏,原则上需对所有接头进行重新胀接,直至 合格。
内管板胀接合格后,再对配对管板的连接焊 缝按焊接工艺进行焊接,焊接工艺以在焊接完成 后不引起外管板较大变形为宜。划去换热管伸出 管板面的多余部分,使其伸出长度满足图纸要求。 然后再进行外管板与换热管的强度焊,焊接分两 次进行: 第一遍氩弧焊完成后对积液程进行中间 过程气密性试验,合格后进行第二遍氩弧焊。最 后对积液程进行压力试验。试验合格后组装管箱 并对管箱进行压力试验( 若管程还有气密性试验 要求,则应再进行气密性试验) 。 4 结束语
在按正常换热器工序要求进行搭架子、穿管 和组对另一侧管板的过程中,需使换热管更多的 伸出管板面( 比单管板一侧多出 3 ~ 5mm 为宜) 。 完成上述过程后,对壳体与内管板的连接焊缝按 焊接工艺进行焊接,焊接工艺以在焊接完成后不 引起内管板较大变形为宜。若换热管没有足够的
伸出长度,可能在内外管板焊接结束后有一定量 的管子外伸长度因管板变形而无法达到设计图样 要求。
306
化工机械
2012 年
双管板换热器设计制造中应注意的问题
双管板换热器的结构设计
双管板换热器的结构设计【摘要】本文就双管板换热器的结构设计进行了探讨,详细概述了有关设计条件和计算两方面的要点,并给出了几点需要注意的问题,以期能为双管板换热器的结构设计提供参考借鉴。
【关键词】双管板换热器;结构设计;问题所谓的换热器,就是是将热流体的部分热量传递给冷流体的设备,又称热交换器。
换热器是化工、石油、动力、食品及其它许多工业部门的通用设备,在生产中占有重要地位。
而双管板换热器比一般的换热器结构复杂,因此在设计过程中要更加重视。
基于此,本文就双管板换热器的结构设计进行了探讨,以期能为双管板换热器的结构设计提供参考借鉴。
1.设计条件某一项目烧碱装置后冷却器设计条件见表1。
该设备壳程介质为氯气,管程介质为循环水,如果两个介质发生泄漏,相接触就会产生强腐蚀性的盐酸或次氯酸,对该设备造成严重的腐蚀。
所以该设备选择双管板换热器,为绝对避免壳程介质与管程介质相接触,设置积液程结构,并设有放空口和排净口(取样口)进行泄漏检测,该设备结构如图1所示。
2.设计计算本文主要介绍管板强度的设计计算及积液程长度L的计算及其相关规定,其他受压元件的计算方法,与普通的单管板换热器计算方法相同,计算时可参考GB151—1999等相关规范···,这里不再赘述。
2.1管板强度计算双管板换热器的设计计算,在我国现行的标准规范GBl51中,没有该结构形式的管板厚度计算方法。
由此,本文参考TEMA标准及文献[2],认为双管板换热器的管程管板(也称外管板)和壳程管板(也称内管板)都能单独满足相应设计工况的设计前提下,确定该换热器管板厚度的计算方法。
(1)管程管板厚度计算。
运用SW6强度计算软件进行换热器的设计时,管板形式选择延长部分兼作法兰的固定式管板,设计参数按以下情况考虑:①设计压力和设计温度按管程工况确定;②壳程和换热管金属壁温按壳程和管程工况确定;③管板与换热管的连接为强度焊;④换热管长度为换热管总长度,换热管有效长度为管程管板内侧间的距离,换热管受压失稳的当量长度Lcr按GB151图32选取。
TDI双管板换热器制造工艺及质量控制
TDI双管板换热器制造工艺及质量控制【摘要】本文阐述了TDI双管板换热器结构、设计特点以及制造过程中需注意的控制要点,通过材料选择、控制钻孔精度、确定胀接工艺参数、合理安排胀接焊接次序等措施,保证TDI双管板换热器的制造质量,并通过动态实时监测系统对换热器进行监测,以确保其安全运行。
【关键词】双管板;换热器;制造;质量0.引言双管板换热器是在换热器一端同时设有一定间隙的两块管板的换热器,能防止腐蚀和污染,满足工艺流程、劳动保护、安全生产等方面的要求,广泛应用于社会各个邻域。
其中,TDI双管板换热器中的TDI属于腐蚀性强、剧毒、高危害的化学品,因此,只有保证双管板换热器的高质量制造,才能保证TDI的安全高效使用。
现结合TDI换热设备的制造加工技术,以精制冷凝器制造实际情况为例,对其制造过程的质量控制要点做相关分析,以供参考。
1.结构及参数1.1精制冷凝器的结构精制冷凝器结构为双管板换热器,内外管板之间短节—积液腔(亦称为哈夫节)设计为密闭腔体,并留有安装内部介质泄露监控器件接口。
1.2精制冷凝器的参数精制冷凝器的参数见表1。
其中,管程的介质ACS/5-TDI/2(TDI99.58%,ODGB0.29%,氮气0.13%),其介质特性属于腐蚀性强、剧毒、高度危害、遇水爆炸介质。
由此,给精制冷凝器的制造带来一系列要求和难度。
2.制造质量控制要点2.1主要材料的选择2.1.1换热管材料的选择根据精制冷凝器的使用工况要求的温度、压力等技术参数和介质的特性,参考和借鉴国内外的先进技术,反复论证,最后确定:换热管采用进口镍基合金材料UNSN08800,属于铁镍铬合金材料,其牌号为:FeNi32Cr21AlTi,,材料标准为SB-163。
2.1.2管板、管箱材料的选择(1)外管板、管箱由于接触腐蚀介质,为了达到防腐的目的并合理节约成本,采用镍基合金N08800与Q345R的复合板材料,符合NB/T47002.2-2009标准中B1级的规定;(2)由于内管板壳侧、管侧不接触腐蚀性介质,或只接触热水,腐蚀性不强,可以选择常用的16MnIII材质。
双管板换热器的设计与制造
双管板换热器的设计与制造简介双管板换热器是一种广泛应用于化工、制药、石油、食品等行业的换热设备。
其主要作用是将一个流体的热量传递给另一个流体,从而达到加热、冷却、蒸发等处理目的。
相比于传统的管壳式换热器,双管板换热器具有体积小、传热效率高、维修方便等优点,因此被广泛应用。
本文将从双管板换热器的设计、制造和使用等方面进行介绍。
设计热传递计算双管板换热器的设计需要进行热传递计算,以确定板片的数量和表面积。
一般情况下,热传递计算需要考虑以下因素:•流体的温度、压力和流量•热传递系数•固体传热能力•换热器的体积和形状•板片的布局和数量•热负荷和热效率要求在进行热传递计算时,可以使用一些工具和软件来辅助计算。
例如,可以使用ANSYS FLUENT软件对流体和固体传热进行模拟和计算。
此外,还需要考虑流体和固体之间的传热方式,包括对流、辐射和传导等。
板片的设计板片的设计是双管板换热器中最重要的部分之一。
一般情况下,板片的设计需要考虑以下因素:•材料的选择:板片材料需要具有良好的耐腐蚀性和传热性能,常见的材料包括不锈钢、镍合金等。
•板片的形状和大小:板片的形状和大小需要根据换热器的具体应用来确定,一般情况下,板片的宽度在2-10mm之间,间距在2-10mm之间,板片总面积应当满足热传递计算的需求。
•板片的密度和布局:密度和布局的选择需要考虑到流体的流量和热负荷等因素,一般情况下,板片的间距和布局需要满足流体的流速和热传递计算的需求。
•板片的安装方式:板片的安装方式需要考虑到维修和清洗等因素,一般情况下,板片需要可以方便的拆卸和安装。
其他设计因素除了板片的设计之外,双管板换热器的设计还需要考虑以下因素:•进出口管道的设计:进出口管道需要满足流量和压力的要求,一般情况下,可以使用方形、圆形或矩形形状的进出口管道。
•头部和底部的设计:头部和底部需要满足与板片的对接要求和防泄漏要求,一般情况下,可以使用法兰连接、焊接或密封槽连接等方式。
浅谈双管板换热器的设计与制造
一旦发现他们的闪亮点,就及时肯定,让他们体会到成功的喜悦。使他
们的积极性,自信心,都得到充分的肯定和发挥。久而久之他们会亲其 师爱其学,使学习化学的兴趣进一步深化。 总之通过以上方法,大大的激发了学生的学习兴趣,充分调动了学 生的积极性。培养了能力,开发了智力。经考察大部分的学生获得了 良好的成绩,为今后学习相关的医学课打下了良好的基础。 胀。管程侧管板采用先焊接后贴胀的方式,主要是为了提高其管头焊 接质量,若先贴胀后焊接则不利于气体流通,容易在管头处形成气囊死 区,造成焊接缺陷。 9)对管板间筒体依次进行气密试验、水压试验、氨渗漏试验,合格 后方可对壳程、管程进行整体压力试验。 至此,整个双管板换热器就算制作完毕了,在整个制作过程中,强 度胀接是难点,压力试验比较繁琐,强度胀接工艺评定是我们的依据, 只有做好了工艺评定才能得到可靠的胀接参数,才能保障下一步得以 顺利进行。 4.结束语 双管板换热器无论是设计还是制造都难于普通换热器,因此就要 求我们在设计、制作过程要严格控制,认真把关,不得有一丝马虎。经 过大家的不懈努力和不断摸索,为双管板换热器制造积累了宝贵经验。 参考文献 [1]TSG R0004--2009(固定式压力容器安全技术监察规程》 [2]GBl51—19994管壳式换热器》 [3]GBl50—2011(I.蕞--Y/容器》 [4]吕延茂《双管板换热器制造工艺》[1]石油化工设备,2004 [5]刘保富,马伟敬.《双管板换热器的制造要点》.压力容器,2008 [6]匡良明.《静压胀管接头性能分析》[I].石油化工设备,1999
够
图4模拟管板 2)根据管板胀槽和管子尺寸及胀接区域大小订购液压胀胀头,我 公司选用的液压胀胀头见图5,胀枪见图6,液压胀设备型号为: GYZJ一250B型高压液压胀管机。
分离式双管板热交换器的设计及制造要点
板孔的合理 间 隙.考 虑 到 双 管 板 结 构 的 特 殊 性,
管板孔表面粗糙度 Ra 应不大于 12.
5μm,有利于
加,不 利 于 整 台 热 交 换
2)管板 孔 与 管 板 密 封 面 的 垂 直 度 要 求. 对
g 为隔离腔长度.
本文结合工程实例讨论分离式双管板热交换
收稿日期:
2020
G
10
G
28.
作者简介:许伟,男,
2002 年 毕 业 于 浙 江 大 学 过 程 装 备 与 控
制工程专业,工 学 学 士,主 要 从 事 静 设 备 设 计 工 作,高 级 工
程师.
Ema
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2
石 油 化 工 设 备 技 术
2021 年
表 1 E
G
308 设计参数
质中,会引起后续的吸附塔中吸附剂含水量超标,
影响吸附剂性能,故 该 热 交 换 器 采 用 分 离 式 双 管
项目
壳程
管程
板结构,以避免管、壳程介质的窜漏.为了便于管
操作介质
中压蒸汽
束抽 出 清 洗,内、外 管 板 均 兼 做 设 备 法 兰,分 别 与
244 ℃ 考 虑,内 管 板 平 均 金 属 温 度 按 182 ℃ 考
虑,内、外 管 板 间 距 按 GB/T151 中 公 式 (
7
G
135)
计算的值约为178mm,设计取g=190mm,计算
结果偏于保守.
2 分离式双管板热交换器的制造要点
双管板换热器的结构及制造工艺合理设计
双管板换热器的结构及制造工艺合理设计摘要:本文首先简单阐述了双管板换热器的适用范围,分析了结构设计前准备工作,研究了结构设计要点以及制造工艺,并在此基础上提出了几点注意事项。
旨在完善双管板换热器制造模式,提升其使用安全性与稳定性。
关键词:双管板换热器结构设计制造工艺双管板换热器主要适用于壳程与管程介质严格禁止混合使用的场所。
还有一种认为双管板换热器可用于管、壳程间介质压差很大的场合,设计在内外管板之间的空腔中加入一种介质,来减小管壳程间介质的压差。
目前双管板换热器在防止管、壳程介质串流的问题上有着明显的优势。
一、双管板换热器结构设计准备工作(一)结构初步规划对于一项双管板换热器而言,其结构主体上有4块管板,主要结构状态如下:首先是法兰式管程侧管板,有两块,其与管箱法兰之间的连接使用垫片以及螺柱,同时联通换热管、管道共同组成管程。
换热管与管程侧管板之间的连接可采用贴胀与强度焊联合方式,在介质选择上也适应于条件偏向苛刻程度的介质。
非法兰式的壳程侧管板与壳体之间的的连接让壳程更具完整性,在换热管与壳程侧管板之间的连接方式为强度胀接。
在结构中,壳程管板与换热管之间又可以构成两腔积液程,由此产生形态特殊的四腔结构。
(二)选材控制材料的选择关系到双管板换热器的使用稳定性以及安全性,因此选材是结构设计的关键。
在材料选择方面,首先应考虑介质特性,重点放在抗腐蚀方面,并根据用户需求加以调整,保障在压力以及操作温度方面不会对工艺性能产生不良影响。
换热管与管程侧管板之间的连接使用贴胀加强度焊型式,锻件级别为Ⅱ级。
由于换热管与壳程侧管板之间的连接属于强度胀接,因此要求管板质量高,故锻件级别为Ⅲ级。
同时,鉴于管板材料在硬度值方面要与双管板换热器约在HB20-30之间,从理论上来说不锈钢管板与换热管之间的硬度应属于同一水平,但在实际硬度测量中发现,硬度变化能够通过材料供应以及材料选择实现。
在具体设计制造环节中,设计人员同样需要对换热管与管板管孔之间的间隙严格把关,利用“特殊紧配合”原则减少管板材料与换热管之间由于硬度差带来的不良影响。
双管板换热器的设计与制造(通用版)
双管板换热器的设计与制造(通用版)Safety management is an important part of enterprise production management. The object is the state management and control of all people, objects and environments in production.( 安全管理 )单位:______________________姓名:______________________日期:______________________编号:AQ-SN-0056双管板换热器的设计与制造(通用版)换热器是在不同温度物料之间进行热量传递的设备,其主要作用是维持或改变物料的工作温度和相态,满足工艺操作要求,提高过程能量利用效率进行余热回收。
在换热器设备中,管壳式换热器应用最为广泛。
在实际操作中换热器的换热管和管板连接处最容易发生泄漏,从而使壳程物料和管程物料有少许混合,而且这种泄漏目前还没有有效的方法完全防止。
在有些场合,某些泄漏是允许的,但在以下的场合,这些泄漏是不允许的:1)产生严重的腐蚀;2)使一方物料产生严重的污染;3)产生燃烧和爆炸;4)产生固溶化,形成设备的污垢;5)使催化剂中毒,降低或消除催化剂的性能;6)限制另一程的反应;7)使产品不纯。
在这些场合,我们通常采用双管板换热器,以减小泄漏,能有效防止两种物料混合,从而杜绝上述事故的发生。
所谓双管板换热器就是在换热器一端设有一定间隙的两块管板或相当于有一定间隙的两块管板的换热器。
双管板换热器的结构一般有两种。
一种为固定管板式换热器,一台换热器共有四块管板。
这种换热器的壳程及管程中两种介质的流动方向为逆流,其传热系数较高,传热效果较好。
另一种为U型管式换热器,一台换热器共有两块管板。
这种换热器有一半管束管内外介质的流动方向为并流,另一半管束管内外介质的流动方向为逆流,因此其传热系数较低。
剖析双管板换热器设计制造中应注意的问题
剖析双管板换热器设计制造中应注意的问题摘要:在节能领域中换热器发挥着至关重要的作用,其可以让流体温度符合工艺指标要求。
在市场身上换热器有着多样化的类型。
在许多严格的条件下,双管板换热器能够获得显著的换热效果。
但是在双管板换热器设计制造中也必须要多加注意,否则就容易导致其今后不能正常使用。
基于此,本文主要从双管板换热器的有关简介、双管板换热器设计中需要注意的问题以及双管板换热器制造中需要注意的问题三个方面进行详细分析,以供大家学习和参考。
关键词:双管板换热器;设计制造;问题在化学工业中往往将换热器广泛应用于实现不同物料之间热量交换的工艺设备上,结合调查资料显示,在应用全部化工设备中使用换热器的频率占据约40%的比例。
其中,最为常见的是双管板换热器。
在设计制造过程中若只是应用单管板换热器,就无法实现管程与管壳中两种介质都无微质渗漏,倘若出现微量渗漏混合的情况,就会导致物料直接报废,甚至造成重大事故,那么,在该情况下,必须要运用双管板结构。
该结构能够避免两种物料混合,以防或者降低安全事故的出现几率。
一、双管板换热器的有关简介双管板换热器,简单来说,是指在换热器一侧设置间隙适宜的两块管板或者等同于间隙适宜的两块管板换热器[1]。
应用在工业领域中,通常是在多种环境下运用双管板换热器。
第一,要求完全避免管壳程间介质混串的场合出现,在这种情况下,往往在内管板和外管板之间的空腔上安装排液倒淋装置,让内管板和外管板隔离管壳程介质,便于及时排放内管板的泄露以及平时观测。
第二,在管壳程间介质压差相当大的场合,要想减少管壳程间介质的压差,通常必须要将某种介质添加到内管板和外管板之间的空腔中。
此外,双管板换热器的管板结构通常可以划分成多种。
比如:利用哈夫短接连接形成的双管板以及整体式双管板等等。
其中,很多整体式双管板是两个管板焊接形成。
图1是焊接整体式双管板和管箱以及壳体与换热管的连接图,与管箱法兰用螺栓连接的管板是外管板;与壳体连接的管板是内管板;将内外管板连接,在换热的过程中,直接穿过两块管板。
双管板换热器制造难点的探讨
双管板换热器制造难点的探讨1.前言实际操作中,双管板换热器一般用于以下两种场合:一种是绝对防止管壳程间介质混串的场合,例如,对壳程为水、管程为氯气或氯化物的换热器,若壳程中的水与管程中的氯气或氯化物接触,就会产生具有强腐蚀性的盐酸或次氯酸,对管程材料造成严重的腐蚀,采用双管板结构,能有效防止两种介质混合,从而杜绝上述事故的发生;另一种是管壳程间介质压差很大的场合,此时通常在内外管板之间的空腔中加入一种介质,以减小管壳程间介质的压差。
近年来国内的化工企业使用双管板换热器的数量不断增加。
本人先后参与制定了换热管为不锈钢、Monel、铜等材质的双管板换热器的制造工艺,本文以不锈钢换热管的双管板换热器为例论述双管板换热器的制造难点及我公司的解决方案。
2.双管板结构双管板换热器从结构上与其他换热器的区别是:管壳程之间有短节,发生泄漏时很快会被发现。
它的制造难度仅在内管板与换热管的强度胀接,必须100﹪成功。
如果胀接不成功,则漏点很难找到,这是压力容器制造厂公认的难点,也是双管板换热器制造最大的风险。
双管板换热器的基本结构见下图。
位于换热管的端部有1块管板,称为外侧管板,兼作设备法兰,分别与换热管及管箱法兰相连接。
在距换热管端部比较近的位置还有1块管板,称为内侧管板,分别与换热管及壳程相连接。
外侧管板与内侧管板之间有一定的距离,用短节相连,组成不承受压力的隔离腔。
双管板结构的特征是,两块管板把管程与壳程的介质完全分隔开。
每块外侧管板的背面均有和隔离腔相连通的位置对称的两个排泄管。
外侧管板1和内侧管板1组成第一组双管板,外侧管板2和内侧管板2组成第二组双管板。
内管板与换热管采用强度胀接,外侧管板与换热管采用贴胀+密封焊。
双管板换热器的耐压试验及泄漏试验,首先进行壳程的耐压试验,从隔离腔的空间检查管子与内侧管板的连接质量。
壳程液压试验合格后,组焊隔离腔的短节使之成为密闭的腔体,按耐压试验合格后进行泄漏试验。
分别在隔离腔下方的2个管安装透明的U形管检验工装,U形管内加水,保持一定的水平液位。
双管板换热器的结构设计
双管板换热器的结构设计双管板换热器在工业生产中普遍使用,做好其结构设计尤为重要。
本文就双管板换热器的结构设计进行了探讨,详细概述了双管板换热器的应用场合、结构和内外管板计算要点及内外管板间距的计算,并总结了设计中需要注意的问题,以期能为双管板换热器的结构设计提供参考借鉴。
标签:双管板换热器;结构;设计要点引言在工业生产中,实现物料之间热量交换的节能设备统称为换热器,它广泛应用于国民经济的各个领域。
在生产中为了防止腐蚀和污染,以及满足工艺流程、劳动保护、安全生产等方面的要求,通常采用双管板换热器来解决。
而由于双管板换热器与一般的换热器相比结构较为复杂,因此在设计过程中各细节必须充分考虑,产品质量才能得到有效的保证。
1 应用场合双管板换热器分为整体式双管板、连接式双管板、分离式双管板3种形式。
双管板换热器主要用于当两程之间的物料相混后,将会产生严重后果,一般用于下列情况:(1)产生严重腐蚀;(2)使极毒流体波及到大面积的场合;(3)发生燃烧或爆炸;(4)产生聚脂状物质或聚合物,形成设备污垢;(5)使催化剂中毒,或使化学反应停止或反向进行,以致减少产量;(6)使产品不纯。
在这些情况下,尽管双管板换热器比普通单管板换热器投资费用大,为了确保安全,还是应考虑在管子两端或一端采用双管板的换热器,以防止壳程流体与管程流体之间的泄漏。
2 双管板换热器的结构所谓双管板换热器就是在换热器一端或两端设有一定间隙的双管板且两块双管板间用一段筒节相连。
最常见的结构示意图如图1所示。
隔离腔用于封闭相邻的内管板与外管板之间漏出的气(液)体,防止有毒气(液)体的外溢。
隔离腔最高和最低处需分别设置放空口和排净口,用于及时导出渗漏气(液)体。
换热器与管板的连接,通常外管板与换热管采用强度焊加贴胀,内管板与换热管采用强度胀接。
外管板采用强度焊加贴胀的目的是通过焊接结构来保证换热管与管板连接的密封性能以及抗拉脱强度,通过贴胀来消除换热管与管孔之间间隙。
双管板换热器的设计和制造 2
则壳程的设计压力 PS 为 :
ps
=
1105~111
×P [2 ] SW
管程的工作压力 Ptw 是与其相连的管道中的压力 。在此设计中 (见图 1) ,管板 1 管程一侧直接与大
气相连 ,即 : Pt w = 0
故此时的管程设计压力为 : pt = 0 ,则 : pd = ps
管板计算厚度 :
[3]
1 工艺参数
所谓双管板换热器就是在换热器一端设有一定间隙的两块管板或相当于有一定间隙的两块管板的 换热器见图 1 。
图 1 双管板换热器
收稿日期 :2006 - 06 - 02 作者简介 :王桂红 (1974 —) ,女 ,河北玉田人 ,讲师 ,硕士 。
© 1994-2007 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved.
Ptw :管程工作压力 ,MPa ; q :换热管与管板连接的拉脱力 ,MPa ; [ q ] :许用拉脱力 ,MPa ;
δ1 :管板计算厚度 ,mm ;δt :换热管管壁厚度 ,mm ;μ:管板强度削弱系数 ,一般取 μ= 014 ;
σt :换热管轴向应力 ,MPa ;σr :换热管径向应力 ,MPa ;
,即 σmax
=
σ s
,则
:
l间距 ,mm ;
σs :换热管材料的屈服限 ,MPa ; E :换热管材料的弹性模数 ,MPa ;
J :换热管截面的轴惯性矩 ,mm4 ; d :换热管外径 ,mm ;
f
:换热管挠度
,mm ; f
=
Db 2
al ( tl - t0 ) - as ( ts - t0 )
双管板换热器的设计和制造
2 3 壳程 管板 与换热管的 强度胀 .
a壳 程管 板与 换热 管 的强度 胀应 采用 液压 胀 。 . 液 压胀 可靠 性好 , 热 管 不 易 产 生 过胀 , 接 的部 换 胀 位 不产 生窜 动 , 热管 与管 板 的连接 处在 整个 长度 换
A = ×7 c× do× Z
为安全起见, L实际取值应按计算值再放大
式 中 : 为换热 管数 量 ;0为换热 管外 径 , z d m; 为
1% 左 右。一 般 情 况 下 , 取 值 在 2 0 m ~ 2 L 0m
3 0 m。 0 r a
两壳程管板 内侧的间距 , m。 由此可见 , 双管板换热器的换热面积对于换热 管整体 长度 的利 用率较低 , 设计 时应 予注意 。
板, 由此形成了 3 个程 , 即壳程、 管程和壳程管板与 管 程管板 之 间形 成 的聚液程 。计算 管板厚 度时 , 应
考 虑 3个 程 的工况 , 不 同工 况进行 计算 。下 面以 按 双 管板 固定管板 换热 器为例 , 简述管 板强度 计算 中
的参数确定原则 。
a管程 管板 的设计参 数 。 .
竟程管板 聚液亮 譬程管拔
图 1 双 管板 固定管板换 热器
壳程管板 聚液壳 管程管板
图 2 双 管板 U 形 管 式换 热 器
介质 的流 动 方 向 为 逆 流 , 热 系 数 较 高 。U 形 管 传
定 的硬 度 差 , 般 管 板 比换 热 管 硬 度 高 HB 0~ 一 2
压试验等 , 出了双管板换热器在设计计算和制造方面应注意的问题 , 指 供设计人 员参考。 关键词 : 热 器 ; 管板 ; 换 双 计算 ; 构 ; 造 结 制
双管板换热器设计、计算和制造工艺
与第二种流体接触后 , 会改变催化剂性能或与
催 化剂 起化 学反 应 。
1 4 产 品不 纯 .
l
…
{ I l I - : - l - _  ̄- -- 4 … ~ ri _ ‘ -- --
l
…
I
l I}
.
; # 。 { … …# =
I
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r1 l
混合时, 将会 产 生严重 后果 , 管板换 热器 主要在 下 双
列 情况 下采 用 。
1 1 防腐 性 .
§ I l 1 l l I . I j 1 l l l . 1 l I -一 I I I 目 。— ’ l I l i ’ I — l l l l ) L
般 采用强 度焊加 贴 胀 , 工 作 条件 苛 刻 可 采 用 强 度 若
焊 加强度 胀 。 3 2 双 管板换 热器 材料 选用 设计 .
设 计 时应 注 意管 板 与 管子 须 有 一定 的硬 度 差 ,
一
般管板 比换 热 管 硬 度 高 HB 0 3 , 两 者 硬 度 2 ̄ 0 当
摘 要
分析说明了双管板换热器在结构设计、 强度计算 、 材料选择和制造、 胀管方法 、 水压试验等方面
应 注意 的 问题 。
关键词 : 换热器 双管板
结构设计 强度计算
胀管方法
1 双 管板换热器的概述
双管板换 热器一般有两种型式 : 普通型双管板 和整块式双管板。在实际应用 中, 采用普通型双管 板较为普遍 , 而整块式 管板加工复杂 , 以很少使 所
(6 1Mn锻件 ) 则选 用 强 度 等级 较 高 的 材 料 作 换 热 ,
管 (0 1 #无缝 钢管 ) 。
双管板换热器的设计与制造探讨
宴乏妻j ;篓凰,双管板换热器的设计与制造探讨曲斌(沈阳仪表科学研究院,辽宁沈阳110043)c}商要]换热器在工、农业的各领域应用十分广泛,在日常生活中传热设备也随处可见,是不可缺少的工艺设备之一。
本文探讨了双管板换热器的设计与制造问题。
鹾键词]双管板;设计;制造换热器在工、农业的各领域应用十分广泛,在日常生活中传热设备也随处可见,是不可缺少的工艺设备之一,因此换热设备的研究备受世界各国政府及研究机构的高度重视。
面|f 缶着资源日益枯竭的难题,如何提高设备的使用效率已成为—个迫切的问题。
目前,管壳式换热设备在化工生产中仍占据主要地位,尤其在高温或有腐蚀性介质的作业中更能显出优势。
但多数管壳式换热器达不到制冷要求的现状,因此本文选择双管板换热器为研究对象。
1换热器的分类工业生产中使用的换热器型式很多,而且仍在不断发展。
按使用目的不同,换热器可分为加热器、冷凝器、蒸发器和再沸器等。
由于使用的条件和工作的环境不同,换热器又有各种各样的型式和结构。
按传热原理和实现热交换的方法,换热器可分为间壁式、混合式和蓄热式3类,其中以间壁式换热器应用最为普遍。
问壁式换热器种类很多,如夹套式换热器、套管式换热器、蛇管式换热器、板式换热器、板翅式换热器和列管式换热器,列管式换热器又D H 做管壳式换热器,是目前应用最广泛的一种换热器。
2双管板换热器及其特点简介双管板换热器是在换热器一端设有一定间隙的两块管板或相当于有~定间隙的两块管板的换热器。
在工业应用中,主要在两种环境下采用双管板换热器。
其一是要求百分百防止管壳程间介质混串的场合,这时通常会加排液倒淋装置在内外管板之间的空腔上,使得管壳程介质切实被内外两层管板隔离,方便日常观测和排放内管板的泄露。
其二是在管壳程间介质压差很大的场合,为了喇氏管壳程间介质的压差,—般采取在内外管板之间的空腔中加入某种介质。
目前,单管板换热器最常见,但其在使用中经常出现一些问题,比如垫片螺栓法兰接头密封泄漏外,管板上的管口泄漏,以及焊接裂纹等、单管板换热器管板上的管日泄漏大部分出现在焊接收弧处一焊接收弧时气体未放干净,有砂跟。
浅谈双管板换热器的制造与验收过程中应注意的问题
浅谈双管板换热器的制造与验收过程中应注意的问题作者:王园园来源:《科学与财富》2016年第22期摘要:随着高科技的日益发展,各种用途的换热设备也都在不断的改革创新,双管板换热器作为过程设备的一种,在化工界有着举足轻重的地位。
因此提高双管板换热器设备的设计及制造水平,考虑到方方面面的问题,分析设备运行之前出现问题的原因,找出解决的合理途径,并应用在设计上,以实现使用过程中设备达到最好的保护,延长使用寿命,提高生产效率。
关键词:规范;设备检测;双管板换热器;制造;检验随着我国改革的进一步加深,科学技术的进一步提高,人们的科学意识逐步加强、思维意识进一步解放,全民的技术研究活力得以充分显示,所以过程装备与控制工程在工、矿、企业等制造业的发展上起到了强劲的促进作用。
双管板换热器作为过程设备的一种,在化工界有着举足轻重的地位。
因此,在确保双管板换热器设备的稳定性与可靠性的同时,应严格要求双管板换热器从业人员认真做好设计及制造工作,对发现双管板换热器设备异常的情况,应及时采取措施,改变制造过程中出现的不合理现象,优化产品以使产品能发挥更大的作用。
作为一种换热设备,换热器的作用就是能让介质流体达到所需要的温度,从而进行下一步的化学反应。
在生产中为了防止腐蚀和污染,以及满足工艺流程、劳动保护、安全生产等方面的要求,通常采用双管板换热器来解决。
此种换热器虽然结构稍微复杂,在设计和制造过程中稍稍有些难度,但是双管板换热器却能将两种工艺介质完全分离开来,不产生混合,减少泄漏后带来的危险,并且在运行中达到更好的效果,更能满足生产实践中人们的要求。
所以,此种换热器很有发展空间。
一、双管板换热器的制造过程中应注意的问题不论何种换热器,结构上基本都有壳体、换热管、管板及管箱,而这些结构件的连接是否严密是重中之重。
有的介质一旦发生泄漏混合,再达到一定的条件下便会发生爆炸,非常危险;有的整台换热器的效率都会下降,给企业带来损失。
上海双管板换热器注意事项
上海双管板换热器注意事项上海双管板换热器是一种常见的换热设备,主要用于工业生产过程中的热交换。
在使用过程中,有一些注意事项需要遵守,以确保设备的正常工作和安全运行。
首先,安装前需要对设备进行检查,确保设备的正常运转。
检查项目包括设备的密封性能、管道连接是否紧固及顺序是否正确等。
另外,还需要检查设备的相关管道是否符合设计要求,是否与周围环境协调一致。
安装过程中需要注意设备的平衡性。
安装时应保证设备的水平度,避免倾斜或者倒塌导致设备损坏或者安全事故。
同时,需要按照设备的使用流量和压力要求调整安装高度,确保设备正常运转。
在日常运行中,需要注意设备的冷凝液进出口温差。
温差过大会导致设备内部压力不稳定,甚至引起设备的泄漏或爆裂。
因此,在使用过程中应及时监测冷凝液的温差,并进行调整。
设备的清洗和维护是保证设备正常运转和延长使用寿命的重要环节。
清洗时应按照设备清洗流程进行,确保清洗剂和工艺参数的正确使用。
另外,还需要定期检查设备的压力表、温度表和流量计等仪表的准确性,确保数据的可靠性。
设备的维护包括润滑和紧固等方面。
润滑油应适量添加,以保持设备的良好润滑状态。
同时,还需要定期检查设备的紧固件,确保设备本体和管道连接的紧固程度,避免松脱引发故障。
出现故障时,需要及时采取措施进行处理。
常见故障包括设备内部泄漏、温度异常等。
在处理故障时应按照操作规程进行,确保操作人员的安全和设备的正常运转。
如果故障无法解决,应及时联系专业维修人员进行处理。
最后,要注意设备的环保问题。
在设备运行时应尽量减少废气、废水和废渣的排放。
另外,废弃的设备应按照相关规定进行处理,不得随意丢弃。
综上所述,上海双管板换热器的使用需要注意设备的安装、平衡性、冷凝液温差、清洗维护以及故障处理等方面,以确保设备的正常工作和安全运行。
同时,还需关注设备的环保问题,做到资源的合理利用和保护环境的责任。
不锈钢双管板换热器医药用换热器安全操作及保养规程
不锈钢双管板换热器医药用换热器安全操作及保养规程简介不锈钢双管板换热器是一种广泛应用于医药行业的换热设备,可以用于液体与液体、气体与气体、气体与液体的传热。
双管板式换热器具有结构简单、体积小、重量轻、传热效率高等优点,广泛应用于医药化工、生物工程、食品饮料等行业中。
为了保障换热器的使用效果和使用寿命,需了解换热器的安全操作和保养规程。
安全操作规程安装前的检查在进行安装前,应检查双管板式换热器是否完好无损,如有损坏需要提前进行修理或更换。
同时应确保管道连接处的垫片、螺栓等安装部位完好无损,避免安装不严密或渗漏。
安装时的注意事项双管板式换热器的安装应保证垂直安装或略向后倾斜安装。
另外,管道连接应该严密可靠,必要时可使用密封胶进行封口。
在安装过程中,应注意不要损坏板式换热器的密封垫片,否则会导致泄漏。
安装完成后,应进行压力测试或真空测试,确保压力或真空无泄漏。
使用前的检查在使用双管板式换热器前,应先检查管道连接是否紧固、双管板式换热器是否有渗漏现象或损坏。
如有发现问题应及时进行处理,确保设备安全使用。
使用时的注意事项(1)严格控制流量,避免超限使用,导致设备因过载而引发事故。
(2)在使用前应打开进出口阀门以及排污阀,将管道内部的气体排放干净后,方可正式投入使用。
(3)定期检查设备的管道、密封垫片及螺母等连接部位是否松动、变形或裂纹等情况。
(4)米在安装过程中,对双管板式换热器擦拭时应使用软质绸布,避免刮伤不锈钢表面,影响设备使用寿命。
停止使用时的注意事项在停用设备前,应关闭进出口阀门及排污阀,将含有渣及杂油的楼污水排净后,对设备进行清洗。
保养规程常规保养(1)每次使用结束后,应及时清洗双管板式换热器内的残污和杂物,避免污垢对设备的损害。
(2)双管板式换热器内应经常进行清洗和消毒,避免残留的物质对设备造成腐蚀和损害。
(3)定期检查设备的密封垫片、紧固件、管道接口等部位是否松动或轻微泄漏。
长期保养(1)在双管板式换热器停止使用后,应对设备进行全面清洗,清除设备内的污垢等杂物,避免腐蚀和损害。
双管板换热器安全操作规定
双管板换热器安全操作规定双管板换热器是一种常用的换热设备,广泛应用于石化、化工、食品、制药等行业,在生产中发挥着重要的作用。
为了保障工作人员的生命财产安全,避免事故发生,特制定以下双管板换热器安全操作规定:一、设备安装1.在安装设备前,应对设备进行检查,确保设备符合规范要求,不得出现明显缺陷和损坏。
2.安装设备时应遵循安装规程,按照设备安装图纸进行安装,确保设备安装稳固牢靠。
3.安装设备时,应将设备与管道连接处进行严密的密封,保证在工作状态下不会出现泄漏。
二、操作规程1.操作前应确认设备及周围环境安全,如机器的面板是否完好、设备连接是否牢固、定位和机构是否正常、操作人员是否熟练等。
2.切勿在设备开启状态下加入液体、固体物料或调整设备内部的零部件,应先确保设备已完全停止工作。
3.在操作前,应对设备进行充分检查,包括检查设备及附属设施完好性、泄漏点,以及各种阀门和管道是否关闭或打开正常。
4.操作过程中,应进行定期检修和维护。
如发现设备有隐患或故障,立即停机并进行维修。
5.禁止私自拆卸或安装设备的重要部件。
6.未经授权,禁止更改设备的工艺参数、排放规范等设备操作参数。
三、设备保养1.定期清洗设备,如发现设备内有杂物等,应及时清理。
2.定期检查设备各部位的联接情况是否紧固,如有松动及时处理。
3.定期检查设备的密封性,如有泄漏及时处理。
4.定期检查设备的暴露部位,如设备表面、阀门盖、法兰盘等,如有裂缝或变形,应及时更换。
5.定期更换设备的易损件,如密封垫、O型圈等,以保证设备的正常运转。
四、事故应急处理1.在设备出现故障或事故时,应第一时间进行紧急停机,并立即采取相应的应急措施。
2.将现场人员撤离至安全区域,同时通知现场安全人员、值班工程师及设备负责人。
3.在确认安全后,及时开展事故原因调查,并进行数据记录、处理和分析,以便后续防范措施的制定和改进。
五、隐患排查及整改1.定期开展设备安全检查,及时发现和排除设备及周边环境可能存在的安全隐患。
双管板换热器制造工艺守则
双管板换热器制造工艺守则1 范围本标准规定了双管板换热器的换热管精度、管板加工、管孔的精度、双管板的组装工艺、换热管与管板的胀焊要求及顺序、压力试验等的要求。
2规范性引用文件下列文件中的条款通过本标准的引用而成为本标准的条款。
凡是注日期的引用文件,其随后所有的修改单(不包括勘误的内容)或修订版均不适用于本标准,然而,鼓励根据本标准达成协议的各方研究是否可使用这些文件的最新版本。
凡是不注日期的引用文件,其最新版本适用于本标准。
GB150-1998 钢制压力容器GB151-1999管壳式换热器GB13296-1991 锅炉热交换器用不锈钢无缝钢管GB/T14976-1994 流体输送用不锈钢无缝钢管GB/T8163-1987 输送流体用无缝钢管GB9948-1988 石油裂化用无缝钢管JB4744 钢制压力容器产品焊接试板的力学性能试验Q/SLB0416 压力容器耐压试验和致密性试验技术条件Q/SLB0423 奥氏体不锈钢压力容器制造管理细则Q/SLB0432 表面处理工艺守则Q/SLB0449 压力容器油漆、漆膜技术条件Q/SLB0462 锅炉压力容器焊缝外观质量规定Q/SLB0469 焊缝返修工艺守则Q/SLB0470 焊后热处理工艺守则3要求双管板换热器其结构具有能确保管壳程介质完全分隔开、不能互相串通,无论管壳程哪端介质泄漏即可迅速检测出来等优点,在设计、制造上有一定的难度和技巧,尤其是在双管板与换热管的连接、管束组装顺序检测要求上必须严格把关,才能设计、制造出能满足使用要求和双管板换热器。
3.1 原材料要求为获得可靠的管子与管板的强度胀接质量以及降低应力腐蚀,管子外径和管板内孔之间的配合至关重要,需对换热管的精度及管子与管板的硬度提出相应要求。
3.1.1 换热管精度:按GB151换热管规格和尺寸偏差要求就设计图样所选用的换热管,对外径、壁厚提出要求。
a)换热管采用高精度管,外径选用正公差b)椭圆度不得超出±0.2mmc)管口端面平直,倾斜度不得大于管子外径的2%d)管子全长偏差不得大于±5 mm,全长弯曲不超过±5mm3.1.2 管子与管板的硬度为使换热管与管板之间获得足够的残余接触应力,管板材料的屈服强度与硬度必须大于换热管材料的屈服强度和硬度,两者之间硬度差应控制在HB20-30以上,才能保证胀接的可靠性。
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* 曹锋州,男,1980 年 9 月生,工程师。甘肃省兰州市,730060。
第 39 卷 第 3 期
Hale Waihona Puke 化工机械307外,贴胀的主要目的是防止换热管接头发生间隙 腐蚀或振动[3],双管板的外管板与换热管的接头 不存在发生间隙腐蚀或振动的问题。
在现场应用中,因积液程内的换热管温度与 积液程的温度差别很大,故积液程内的换热管存 在一定的热膨胀应力,此应力会影响换热管接头 的可靠性。是否可在设计过程或设备使用过程中 采取一定的措施减小此应力。 3 制造中应注意的问题
双管板换热器以其独有的高安全性,必将在 换热介质比较特殊的场合优先被考虑选择。若该 换热器在设计和制造中的诸多问题能够被很好地 摸索解决,双管板换热器必将迎来巨大的推广前 景。
参考文献
[1] 毛希澜. 换热器设计[M]. 上海: 上海科学技术出版 社,1998.
[2] Kuppan T. 换热器设计手册[M]. 北京: 中国石化出 版社,2003.
配对双管板机加工完成后,应在确定好同心 度、平行度并用换热管逐孔预穿确认无误后进行 点焊固定,使其成为“单管板”。此时不应对两个 管板进行完全焊接,因完全焊接会引起两管板无 法预计的变形,且该变形会对后期穿管和内管板 与换热管的胀接定位带来困难。若选择最后组装 外管板,则其将成为一项很难完成的任务。
文献标识码 A
文章编号 0254-6094( 2012) 03-0306-02
双管板换热器主要用于绝对杜绝管、壳程介 质泄漏串混的场合,因其巧妙的结构,可完全避免 因为管头 泄 漏 引 起 的 管、壳 程 介 质 串 混[1],近 年 广泛应用于多晶硅项目中的诸多换热场合,但在 具体的设备设计和制造中仍有几点容易被忽视的 重要问题,若处理不当将会使设备的制造难度加 大且现场使用效果大打折扣。 1 结构简介
双管板换热器的设计比较成熟,且基本形成 固定标准,但其中仍有值得重视和商榷的地方。 2. 1 共识性问题
因双管板中的内管板与换热管为强度胀,特 别是当出现漏点后,因无法确定具体位置而需对 所有接头进行重新胀接,固胀接次数较一般换热 器为多。此时,内管板与换热管的材料硬度差显 得尤为重要。所以在设计选材中应高度重视务必 使内管板的硬度大于换热管硬度 HB30。 2. 2 讨论性问题
图 1 双管板与换热器其他部件的连接
外管板与内管板组成的腔称为积液程,积液 程很好地成为壳侧介质因内管板与换热管接头泄 漏或者管程介质因外管板与换热管接头泄漏的缓 冲区,有效防止了因换热管接头泄漏引起管、壳程 介质的直接串混。
换热管与双管板的连接接头形式一般为: 换 热管与外管板采用强度焊加贴胀连接; 换热管与 内管板采用强度胀连接。 2 设计中应注意的问题
以外管板面为基准对两侧内管板与换热管进 行强度胀接,胀接完成后壳侧进行压力试验 ( 若 壳程还有气密性试验要求,则应再进行气密性试 验) ,检查胀接接头、壳体焊缝等。若胀接接头出 现泄漏,原则上需对所有接头进行重新胀接,直至 合格。
内管板胀接合格后,再对配对管板的连接焊 缝按焊接工艺进行焊接,焊接工艺以在焊接完成 后不引起外管板较大变形为宜。划去换热管伸出 管板面的多余部分,使其伸出长度满足图纸要求。 然后再进行外管板与换热管的强度焊,焊接分两 次进行: 第一遍氩弧焊完成后对积液程进行中间 过程气密性试验,合格后进行第二遍氩弧焊。最 后对积液程进行压力试验。试验合格后组装管箱 并对管箱进行压力试验( 若管程还有气密性试验 要求,则应再进行气密性试验) 。 4 结束语
双管板换热器的制造工艺仍处于尝试和讨论 中,各制造厂可能都有自己的思路与方法。但笔
者认为双管板换热器的组焊顺序可能没有大的随 意性,且有几个问题必须引起重视。 3. 1 共识性问题
双管板管孔的机加工精度要求较高,同时需 保证配对管板的同心度和平行度,一般应在数控 钻床上进行; 为便于穿管折流板应整圆下料,并与 管板印钻同时保证钻孔方向与穿管方向一致; 内 管板的强度胀接需进行胀接工艺评定,确定出胀 接工艺参数。 3. 2 讨论性问题
CAO Feng-zhou,JIN Yu,TIAN Zhong-feng
( Tianhua Institute of Chemical Machinery and Automation,Lanzhou 730060,China)
Abstract Double tube sheet heat exchanger structure was introduced,and questions needing attention in its design and fabrication were raised for discussion. Key words double tube sheet heat exchanger,fabrication,design
诸多设计院在设计中将外管板与换热管的连 接确定为强度焊加贴胀。笔者拙见强度焊无可厚 非,但贴胀值得商榷。因为外管板与换热管贴胀 必然在内管板的强度胀和外管板的强度焊之后进 行,所以因贴胀引起的换热管变长将给换热管的 胀接接头和焊接接头带来很大的应力,在一定场 合下此应力可能成为接头破坏的主要因素。另
306
化工机械
2012 年
双管板换热器设计制造中应注意的问题
曹锋州* 金 宇 田中锋
( 天华化工机械及自动化研究设计院)
摘 要 介绍双管板换热器的基本结构,结合双管板换热器设计和制造方面的工作,对双管板换热器的
制造和设计提出几点应注意和讨论的问题。
关键词 双管板换热器 制造 设计
中图分类号 TQ051. 5
双管板换热器的管板结构一般分为 3 种: 整 体式双管板、由哈夫短接连接而成的双管板和由 定位支撑连接的双管板,其中以整体式双管板较 为常用[2]。多数 整 体 式 双 管 板 实 为 两 管 板 焊 接 而成。图 1 为焊接整体式双管板与管箱、壳体和 换热管的连接示意图,与管箱法兰用螺栓连接的 管板为外管板; 与壳体连接的管板为内管板; 外管 板与内管板焊接为一体,换热管同时穿过两块管 板。
在按正常换热器工序要求进行搭架子、穿管 和组对另一侧管板的过程中,需使换热管更多的 伸出管板面( 比单管板一侧多出 3 ~ 5mm 为宜) 。 完成上述过程后,对壳体与内管板的连接焊缝按 焊接工艺进行焊接,焊接工艺以在焊接完成后不 引起内管板较大变形为宜。若换热管没有足够的
伸出长度,可能在内外管板焊接结束后有一定量 的管子外伸长度因管板变形而无法达到设计图样 要求。
[3] GB151-1999,钢制管壳式换热器[S]. 北京: 中国标 准出版社,1999. ( 收稿日期: 2011-02-09,修回日期 2012-02-25)
Questions in Designing and Manufacturing Double Tube Sheet Heat Exchangers