多管程管壳式换热器隔板槽面积的计算

１３．５
７８．９９ ４．９８
２０
７．４
２０．９
９０．３９ ６．６９
３０
７．０
２７．９
９４．８８ ６．６４
４０
１０．２
３８．１
９７．０３ ９．９０
５０
１３．４
５１．５
９８．１８ １３．１６
６０
１５．９
６７．４
９８．８４ １５．７２
７０
１２．４
７９．８
９９．２４ １２．３１
８０
８．２
８８．０
９９．４９ ８．１６
１．４１４×n’×S（n’为沿隔板槽一侧的排管根数） 图 ２ 转角正方形排列的管板的隔板槽面积的计算简图
３．２ 推导计算公式 对于管孔为正方形排列的布管，每根管子对
管板的支承面积是以管孔圆心为中心，以 S 为边 长的正方形面积，即 S２。
根据图 ２ 计算简图，图中阴影部分为隔板槽 面积，即：
当 Sn＝１．４１４S 时， Ad＝n′S２ 当 Sn≠１．４１４S 时，Ad=n′S（１．４１４Sn-S） ４ 多管程管壳式换热器管板的隔板槽面积的 计算 双管程管壳式换热器管板的隔板槽面积的 计算公式在 ＧＢ１５１－１９９９ 中 １～３ 节已详细给出， 双管程以上的多管程管壳式换热器管板的隔板 槽面积计算时，无论何种形式的排管方式，都可 以按照上述给出的双管程管壳式换热器管板的 隔板槽面积的计算公式，先分别计算再相加，然 后扣除重复计算的隔板槽部分面积即可。 ５ 结论 多管程管壳式换热器管板的隔板槽面积 Ad 的准确计算非常重要，在管板计算时隔板槽面积 影响许多参数的计算。对固定管板换热器，隔板 槽面积 Ad 影响最大的是管板周边不布管区无量 纲宽度 ｋ。在 ＧＢ１５１－１９９９ 中要求 ｋ＜１．０，当 ｋ＞ １．０ 时，无法按照 ＧＢ１５１－１９９９ 中 ５．７ 章节计算。 在 ｋ 接近 １ 时，准确计算隔板槽面积 Ad 更有利于 设计出合理安全的换热器管板。
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２００９ 年第 ３０ 卷第 ４ 期
氮肥技术
７
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多管程管壳式换热器隔板槽面积的计算
吕 磊 杨秀会 （山东省化工规划设计院 ２５００１３）
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根据图 １ 计算简图，图中阴影部分为隔板槽 面积，即：
Ad＝１．７３２n·＇ S·Sn－２n·＇ ０．４３３ S２－２×０．２８８ ６ S·Sn ＝１．７３２n'·S（Sn－０．５S）－０．５７７S·Sn
３ 转角正方形排列的双管程管壳式换热器管板 的隔板槽面积的计算 ３．１ 计算简图（见图 ２）
１．４１４×S S
（收稿日期：２００９－０６－２０）
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多管程管壳式换热器管板的隔板槽面积的计算双管程管壳式换热器管板的隔板槽面积的计算公式在gb1511999中13节已详细给出双管程以上的多管程管壳式换热器管板的隔板槽面积计算时无论何种形式的排管方式都可以按照上述给出的双管程管壳式换热器管板的隔板槽面积的计算公式先分别计算再相加然后扣除重复计算的隔板槽部分面积即可
分广泛。管板作为主要受压元件之一，其设计计 算的准确性对确保换热器的安全运行、节约金 属材料及降低制造成本至关重要。由于管板结 构复杂，影响其强度的因素很多，管板布管区就 是其中之一，而隔板槽面积是管板布管区面积 中不可缺少的一部分。因此准确地计算出隔板 槽面积对于多管程换热器的管板计算非常重
要。 在 ＧＢ１５１－１９９９《管壳式换热器》中，给出了
（收稿日期：２００９－０４－０７）
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氮肥技术
２００９ 年第 ３０ 卷
n'—沿隔板槽一侧的排管根数； Ad—在布管区范围内，因设置隔板槽和拉杆
结构的需要，而未能被换热管支承的面 积，ｍｍ２。 对于转角正三角形排列及转角正方形排列 的双管程管壳式换热器管板的隔板槽面积， ＧＢ１５１－１９９９ 《管壳式换热器》 没有给出计算公 式，这给设计工作带来不便。现介绍以上两种隔 板槽面积的计算公式，可供工程设计参考。 ２ 转角正三角形排列的双管程管壳式换热器管 板的隔板槽面积的计算 ２．１ 计算简图（见图 １）
S
６０°
S
S／２
Sn
２n’个梯形 ０．２８８ ６×Ｓ
０．２８８ ６×S
１．７３２×n’×S（n’为沿隔板槽一侧的排管根数）
图 １ 转角正三角形排列的管板的隔板槽面积的计算简图
２．２ 推导计算公式 对于管孔为三角形排列的布管，每根管子对
管板的支承面积是以管间距 S 为内切圆直径的 等边六角形面积，即 ０．８６６S２。
正三角形排列及正方形排列的双管程管壳式换 热器管板的隔板槽面积的计算公式，具体计算公 式如下：
对于正三角形排列：Ad=n'S（Sn－０．８６６S） 对于正方形排列：Ad=n'S（Sn-S） S—换热管中心距，ｍｍ； Sn—隔板槽两侧相邻两管中心距，ｍｍ；
############################################
及旋风进口的粉尘粒级分布，分别计算出分级除 尘效率和总除尘效率，结果见表 ２。
表 ２ 除尘器除尘效率计算结果
平均粒径d 粒级分布 累计粒级分布 分级除尘效率 ηx×f
（μｍ） f（％）
f’（％）
ηx（％） （％）
２（≤２） ３．０
３．０
４５．５１ １．３７
５
４．２
７．２
．７
９３．７
９９．６５ ５．６８
１００（≥１００） ６．３
１００．０
９９．７６ ６．２８
总除尘效率 η（％）
９３．５９
⑥出口粉尘浓度：计算：C 出 ＝６．３８×（１－０．９３５ ９） ＝０．４１ｇ／ｍ３ １．２．６ 旋风除尘器的内衬设计
由于半水煤气中的尘粒形状复杂，对于器壁 存在被剧烈的冲刷啄磨作用，旋风除尘器的进口 和锥体部分在内衬做的不好的情况下，常常使用 不到 ８ 个月，就会被尘粒磨穿，出现跑风漏气现 象。以前采用以石英砂或矾土熟料为骨料，矾土 熟料细粉为掺合料，水玻璃为胶结料，氟硅酸钠 为促凝剂混合制作成的耐磨材料，加在旋风除尘 器的进口部分、筒体、锥体部分，以保证达到预定 的使用周期。现在多采用耐磨铸铁铸造内衬组 件，内衬组件形式有环形、板条形、方形、异型几 种形式，具体可根据使用部位和要求进行设计。 基本要求是耐磨组件应制作安装方便，并具有一 定的精度，制作粗劣的内衬对旋风除尘器的使用 性能会有十分不利的影响，会大幅度地降低除尘 效率。
摘 要 给出了 ＧＢ１５１－１９９９《管壳式换热器》中所没有给出的转角正三角形排列及转角正方形排列的双管程管壳式换热 器管板的隔板槽面积的计算公式，可以计算多管程管壳式换热器管板的隔板槽面积，供工程设计参考。 关键词 隔板槽面积 正三角形 转角正三角形 正方形 转角正方形
１ 引言 多管程管壳式换热器在化工生产中应用十