特殊管箱固定管板换热器的设计.pdf

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1、一l口回科嬲特殊管箱固定管板换热器的设计刘原壮王仁龙沈阳东方钛业股份有限公司摘要：在实际工程设计中，换热器广泛应用在各个领域。在PTA(精对苯二甲酸)项目中常用到一种特殊管箱固定管板换热器，它的管箱采用锻件，管箱封头采用平盖型式．本文就以PTA项目中一种特殊管箱的固定管板换热器为例．对这类换热器的设计进行详细阐述，关键词：固定管板换热器特殊管箱平盖管板嘭胀节目前应用最广泛的换热设备是管壳式换热器．按结构又可盖不接与介质接触．呵选锻件16Mn】=l分为同定管板式、浮头式、U彤管式、填料函式和釜式再

2、沸器．．这三、换热器的结构设计类换热器结构简．生产成本低．}{_能承受较高的操作乐力和操3．1特殊管箱结构设训作温度，在PTA项目中广泛使用。管程介质为流体且含有少量的颗粒．长期运行后颗粒会存一设计参数体死区堆积形成胶体．造成设备换热效率的下降．昕以管箱采表1设计参数表如『皋】l所示结构壳程管程管箱腔体内部要求轮廓圆滑过渡．小得有任何棱角．最大·

3、『能避免颗粒在腔体中堆积堵塞腔体应能满足流体的最小回转设计压力147MPa设计压力P2．7MPa容积要求．即保证管程流通面积S=AxB．A为腔体的深度

4、．B为换操作压力0．75MPa操作压力P1．27a热管布钎轮廓腔体与换热管布管区官紧密贴合，尽量减少布设计温度t230c设计温度t235C管区～接管与管箱的对接接头应为伞焊透结构．焊缝余商磨平，进出L=】温度1731／172C进f_}{【=1温度99．5／112．6℃且进行100％RT检泓．符合JB厂『14730．2～2005的Ⅱ级要求壳程圆筒内径D550管程圆筒内径D550腐蚀裕量0腐蚀裕量O程数】程数l介质蒸汽、冷凝液(含醋介质水、对苯甲酸、酸、苯甲酸)醋酸(含少罱颗粒)换热面积m12O．5

5、换热器各个T况下金属平均壁温见表2f设计使LI_j寿命10)图1管箱结构表23．2壳程结构设讣膨胀节壳程管壳程主要由简体、折流板、支持板、托朴、定距管及防冲板等(如需设结构组成，置)设计压力平均壁温设计压力平均壁温3．2．1折流板和支持板循王{、次数MPaCMPaC壳程介质为气、液相共存。按GB151的规定，折流板缺Ij幢正常■况3000ld7l7327144年直左右分布结合丁艺要求．预热蒸汽应能够快速预热，避免壳程开乍失败500O152．798．5壳程大量积液导致预热效率降低．需保证折流板底部

6、最小液体管程开车失【般500】．47230O230流通面积不得小于0．012m2鉴于以l两点要求，折流板的结构没计如网2所示为降低入口蒸汽j【起的管柬振动．按r岂数掂紧急j况5000152．7235表要求在入口处与第一块折流板之间增加一块支持板(如阁2)．(注：紧急1：况指考虑火灾、超压运行及换热管破裂等情形下发生的工况)换热器结构：型式BEM，设备直径DN550mm，焊接接头系数．壳程0．85．管程1．O。换热管参数：规格q~19x2mm，长度6300ram，数量332根；止角形排列．换热管间

7、距25ram．折流板：数量18块．问距270ram，单弓彤，缺t-3高度43．6％折琉板结构盘持}匾结构Di。图2折流板、支持板结构换热器类别划分：管程介质中度危害、不易爆，其工作温度3-2．2托杆、定距管及防冲板低于标准沸点：壳程介质为气液混合物．不易爆，最高1二作温度按GB151规定．当换热管直径为‘p19时，采用托杆定距管结高于其标准沸点．且气相空问大于0．025m3按TSGR0004—2009构又由表43和表44可知，换热器至少需要4根‘pl2托杆，且规定．设备按壳程类别划分为Ⅱ类任何折

8、流板应不少于3个支撑点壳程进口处介质为预热蒸汽．二换热器主要受压元件的材料选用流速较快．为防止对进口处管束造成冲蚀及管束振动．需在进口换热器壳程和管程介质含有醋酸．考虑到碳素钢及低合会处设骨防冲板．综合考虑管束组装程序、管束振动以及防冲板铡在盛装含醋酸介质时有应力腐蚀倾向．与介质直接接触的部结构等因素．托杆的同定端宜设存靠近壳程介质进F1端的管板件应选用奥氏体不锈钢具体选材如下：换热管选用GB13296的．防冲板宜同定在管束拉杆l．00Cr19Ni10．简体、折流板、接管等选用$30403，管板

9、选用$304033-3管板与换热管、管箱、壳体的连接Ⅲ级锻件，特殊管箱、接管法兰等采用$30403Ⅱ级锻件，管箱平换热管与管板的连接形式有强度胀，强度焊，胀焊计川等，通266CHlNAVENTURECAPlTAL2014年6月(上旬刊)I设计与应用川在不同的场合。木义换热管与管板的连接选强度焊+贴胀结生应力腐蚀，应控制水中氯离子含量不超过25rag／L．水压试验合构，该结构适在密封性能要求较高．承受振动、疲劳及交变载格后。应立即将水渍清除干净荷．有间隙腐蚀等的场合五、结论管板采用延长部分兼作法兰