Вопросы, на которые следует обратить внимание при проектировании и расчете теплообменников

Thread Content

1. Расчет толщины стенок корпуса включает расчет толщины стенок секций трубчатого ящика, крышек и цилиндрической части корпуса в трубчатом проходе. Толщина стенок труб и цилиндрической части корпуса в трубчатом проходе должна соответствовать минимальным значениям, указанным в стандарте GB/T151. Для углеродистой и низколегированной стали минимальная толщина стенок определяется с учетом запаса прочности C2 = 1 мм. В случаях, когда значение C2 превышает 1 мм, минимальная толщина стенок корпуса должна увеличиваться соответственно. 2. Расчет усиления с отверстиями. Для корпусов, изготовленных из стальных труб, рекомендуется применять метод целостного усиления (увеличение толщины стенок цилиндра или использование труб с большей толщиной стенок) ； При создании крупных отверстий в довольно толстых трубопроводных коробах необходимо учитывать экономическую целесообразность. Чтобы избежать дополнительной арматуры, должны соблюдаться следующие требования: ① Рабочее давление не должно превышать 2,5 Мпа. ② Расстояние между центрами соседних отверстий должно быть не меньше двукратной суммы диаметров этих отверстий. ③ Номинальный диаметр соединительных трубок не должен превышать 89 мм. ④ Минимальная толщина стенки соединительных трубок должна соответствовать установленным требованиям (запас прочности на коррозию составляет 1 мм). 3. Фланцы. При использовании стандартных фланцев необходимо обеспечить соответствие фланцев прокладкам и крепежным элементам; в противном случае необходимо провести расчеты для фланцев. Например, для фланцев с прямым соединением типа А в стандарте соответствующими прокладками являются неметаллические мягкие прокладки ； При использовании обмоточных прокладок производится перерасчет фланца. 4. При проектировании трубчатой пластины необходимо учитывать следующие моменты:
① Температура проектирования трубчатой пластины: согласно стандартам GB/T150 и GB/T151, она должна быть не ниже температуры металла элемента. Однако при расчетах трубчатой пластины невозможно учесть воздействие среды, находящейся в трубопроводах или корпусе. Кроме того, температуру металла трубчатой пластины сложно определить. Поэтому обычно в качестве температуры проектирования берется более высокое значение.
② В теплообменниках с несколькими трубопроводами: в зоне расположения труб, из-за необходимости установки перегородок и крепежных элементов, существует площадь, которая не поддерживается самим теплообменником. Для треугольных или квадратных расположений труб используются формулы, приведенные в стандарте GB/T151.
③ Эффективная толщина трубчатой пластины: эффективная толщина трубчатой пластины – это толщина пластины у дна канавок для разделения трубопроводов, за вычетом суммы следующих двух значений: а) размер износостойкости трубопроводов, превышающий глубину канавок; б) максимальное из значения износостойкости корпуса и глубины канавок с той стороны пластины, где находятся трубопроводы.

5. Установка экспансионных клапанов: в теплообменниках с фиксированной трубчатой пластиной, из-за разницы температур между жидкостью в трубопроводах и корпусом, а также из-за жесткой связи теплообменника с корпусом, при эксплуатации возникает разница в размерах расширения между корпусом и трубопроводами. Это приводит к возникновению осевых нагрузок на корпус и трубопроводы. Чтобы избежать повреждения корпуса и теплообменника, его дестабилизации, а также отсоединения теплообменных труб от трубной пластины, необходимо устанавливать уплотнительные элементы. Это позволяет снизить осевую нагрузку на корпус и теплообменник. Обычно, когда разница температур между стенками корпуса и теплообменника велика, необходимо учитывать возможность использования уплотнительных элементов. При расчетах трубной пластины необходимо учитывать значения δ, τ и q, которые определяются с учетом различий температур. Если хотя бы одно из этих значений не соответствует требованиям, необходимо установить дополнительные уплотнительные элементы. δ – осевое напряжение в теплообменных трубах; τ – осевое напряжение в цилиндрической части корпуса; q – сила, действующая на соединение теплообменных труб с трубной пластиной. Источник информации: www.shejiyuan.com