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發布時間:2021-08-29 12:02  
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管殼式換熱器中管板強度設計
管板是管殼式換熱器重要的受力元件之一,管板的設計合理與否直接關系到換熱器的制造成本的高低及綜合性能的優劣。管板的強度計算作為管板設計的關鍵一環,一直是許多國家相關部門的研究重點,管板強度的計算方法也在不斷地發展和完善。
1975年以來,美國的ASME VIII-I嘗試給出適合各種管板類型的設計規范,在1983年板中給出U形管式換熱器的簡支和整體結構的管板計算方法,在1992年版中又加入了固定式換熱器管板計算方法。法國壓力容器規范CODAP于1986年出版的非規定附錄里,給出了包括U形管式、浮頭式、固定式換熱器的管板計算方法。
多年來,主要工業國家都已有自己的管板設計計算公式或規定,如英國的BS 5500標準、美國的TEMA、日本工業標準JIS、捷克壓力容器計算準則、管板計算公式及TEMA修正計算公式、前蘇聯的鍋爐監察手冊及聯邦德國的AD規范等。
隨著歐洲統一市場的建立和歐元的?**用,為促進承壓設備在歐盟成員國內的自由貿易,2016年3月歐盟成員國正式表決通過了修改后的表尊EN13445,并于同年5月30日頒布了該標準版,并且要求,所有與此相抵觸的歐盟成員國同類遲于2016年11月廢棄。
對于管板的設計、EN13445中提出了兩種方法,一種是傳統方法,考慮內外壓、幾何尺寸等因素嚴格計算各種載荷狀態引起的管板應力,并嚴格校核;另一種是極限分析方法,通過管板的極限分析,確定許用應力載荷。
管殼式換熱器是如何工作的?
管式換熱器是目前應用廣泛的一種,其結構簡單、堅固,制造容易,資料范圍廣泛,處置能力可以很大,適應性強。一般來說,設備制造容易,生產成本低,選材范圍廣,清洗方便,適應性強,處理量大,工作可靠,且能適應高溫高壓。雖然它在結構緊湊性、傳熱輕度和單位金屬消耗量方面無法與板式和板翅式換熱器相比,但它由于具有前述的一些優點,因而在化工、石油能源等行業的應用中仍處于主導地位。
圓形外殼內裝入平行管束,管式兩端固定在管板上,管子在管板上的固定方法一般采用焊接法或脹管法,裝有進口或出口管的頂蓋用螺釘與外殼兩端法蘭相連,頂蓋與管板之間構成流體的分配室。列管冷凝器進行熱交換時,冷卻水由頂蓋的連接管進入,管內流動,這條路徑稱為管程;有害蒸氣在管束與殼體之間的空隙內流動,這條路徑稱為殼程;管束的外表積就是傳熱面積。冷凝回收不論是對飽和蒸氣的冷凝還是對含不凝氣的冷凝過程中,一般情況下,好在臥式冷凝器的殼程冷凝,因為無論從傳熱、壓力降及清掃方面都比較合理。
管殼式換熱器有多層導熱特性良好的材料疊合而成工作原理和熱水器類似,熱水器是由燃氣燃燒時產生熱而換熱器是發熱的介質不是明火,換熱器內部有兩路管道回路,一個是熱源另一個是被加熱源熱源就像熱水器燃燒時的火焰如熱水或蒸汽等。被加熱源就像熱水器里被加熱的水。還有熱源回路中換熱器的熱源進口前有一個調節閥通過改變這個閥門的開度就可以調節被加熱源的溫度。
管殼式換熱器可以適應在高溫高壓的情況下工作,長期使用不會生成結垢,從而保證產品的換熱效果穩定,其使用壽命長,長期使用不會發生泄漏事情,不影響效果的情況下安全。管殼式換熱器的材質比較堅硬,一般以鋼材為主,即便在高溫高壓下也可以使用,維護起來十分方便。

板式換熱器不定期清洗的危害
板式換熱器主要由傳熱板片、密封墊片、兩端壓板、夾緊螺栓、支架等組成。傳熱板片是換熱器主要起換熱作用的元件,一般波紋做成人字形,按照流體介質的不同,傳熱板片的材質也不一樣,大多采用不銹鋼和鈦材制作而成;密封墊片主要是在換熱板片之間起密封作用。材質有:,三元乙丙橡膠,氟橡膠等,根據不同介質采用不同橡膠;兩端壓板主要是夾緊壓住所有的傳熱板片,保證流體介質不泄漏;夾緊螺栓主要是起緊固兩端壓板的作用。夾緊螺栓一般是雙頭螺紋,預緊螺栓時,使固定板片的力矩均勻;掛架:主要是支承換熱板片,使其拆卸、清洗、組裝等方便。
板式換熱器如果不定期清洗長期結垢堵塞導致換熱條件惡化,板式換熱器傳熱表面超過額定溫度或局部過熱,可能引起換熱器裂紋和爆管,導致事故的發生。增加了能源消耗,達不到節能的效果。污垢的積累威脅著換熱器的安全運行,縮短了換熱器的使用壽命,使換熱器面臨設備停機檢修。嚴重時,需要將原有換熱器報廢,更換為新設備。
由于板式換熱器的板材數量較多,需要逐個清洗,更換全部新墊片。因此,大修時一般將板式換熱器整體吊離安裝位置,在合適的地方拆卸檢修。當板材上的水垢很薄,且水垢層易溶于水時,可將板材置于水箱中,用柔軟的纖維棕毛沖洗擦拭,或用1-29cg/cmz的加壓水或低壓蒸汽沖洗。任何情況下都不應使用火焰加熱。檢修前,應仔細檢查需要更換的墊片。表面應平整,厚度應一致,無橫裂、氣泡、縫隙、老化、搭接和對接痕跡。先拆下連接管,然后依次對角松開固定螺栓。系統氣體、壓力、溫度等參數滿足維修要求后,方可進場施工。
板式換熱器清洗不及時,水中的水垢未被完全過濾,導致出水口的水未被完全過濾直接供應給用戶。一般的生活熱水機組基本都是用來洗浴的。未經過濾的水長期接觸皮膚,會對人體產生不良結果,影響人體健康。
