Ý tưởng thiết kế bộ trao đổi nhiệt và kiến ​​thức liên quan

1. Thiết kế bộ trao đổi nhiệt, người sử dụng phải cung cấp các điều kiện thiết kế sau (thông số quy trình):

① ống, vỏ chương trình áp suất vận hành (là một trong những điều kiện để xác định xem thiết bị trên lớp, phải được cung cấp)

② ống, vỏ chương trình nhiệt độ hoạt động (đầu vào / đầu ra)

③ nhiệt độ thành kim loại (tính toán theo quy trình (do người dùng cung cấp))

④Tên và đặc tính vật liệu

⑤Biên độ ăn mòn

⑥Số lượng chương trình

⑦ diện tích truyền nhiệt

⑧ Thông số kỹ thuật ống trao đổi nhiệt, cách sắp xếp (hình tam giác hoặc hình vuông)

⑨ tấm gấp hoặc số lượng tấm hỗ trợ

⑩ Vật liệu cách nhiệt và độ dày (để xác định chiều cao nhô ra của ghế bảng tên)

(11) Sơn.

Ⅰ. Nếu người dùng có yêu cầu đặc biệt, người dùng phải cung cấp nhãn hiệu, màu sắc

Ⅱ. Người dùng không có yêu cầu đặc biệt, các nhà thiết kế tự lựa chọn

2. Một số điều kiện thiết kế chính

① Áp suất vận hành: phải được cung cấp như một trong những điều kiện để xác định thiết bị có được phân loại hay không.

② Đặc tính vật liệu: nếu người sử dụng không cung cấp tên vật liệu thì phải cung cấp mức độ độc hại của vật liệu.

Bởi vì độc tính của môi trường liên quan đến việc giám sát không phá hủy thiết bị, xử lý nhiệt, mức độ rèn cho thiết bị hạng cao, mà còn liên quan đến việc phân chia thiết bị:

a, Bản vẽ GB150 10.8.2.1 (f) chỉ ra rằng thùng chứa chất cực kỳ nguy hiểm hoặc chất cực kỳ nguy hiểm có độc tính 100% RT.

b, 10.4.1.3 bản vẽ chỉ ra rằng các thùng chứa chất cực kỳ nguy hiểm hoặc rất nguy hiểm đối với độc tính phải được xử lý nhiệt sau khi hàn (các mối hàn bằng thép không gỉ austenit không được xử lý nhiệt)

c. Rèn. Việc sử dụng vật liệu rèn có độc tính trung bình cho các vật liệu rèn cực kỳ nguy hiểm hoặc cực kỳ nguy hiểm phải đáp ứng các yêu cầu của Loại III hoặc IV.

③ Thông số kỹ thuật của ống:

Thép cacbon thường dùng φ19×2, φ25×2.5, φ32×3, φ38×5

Thép không gỉ φ19×2, φ25×2, φ32×2.5, φ38×2.5

Bố trí ống trao đổi nhiệt: hình tam giác, hình tam giác góc, hình vuông, hình vuông góc.

★ Khi cần vệ sinh cơ học giữa các ống trao đổi nhiệt, nên sử dụng cách sắp xếp vuông góc.

1. Áp suất thiết kế, nhiệt độ thiết kế, hệ số mối hàn

2. Đường kính: DN < 400 xi lanh, sử dụng ống thép.

Xi lanh DN ≥ 400, sử dụng thép tấm cán.

Ống thép 16" ------ cùng người sử dụng thảo luận về việc sử dụng thép tấm cán.

3. Sơ đồ bố trí:

Theo diện tích truyền nhiệt, thông số kỹ thuật của ống truyền nhiệt để vẽ sơ đồ bố trí nhằm xác định số lượng ống truyền nhiệt.

Nếu người dùng cung cấp sơ đồ đường ống, hãy xem xét đường ống có nằm trong vòng tròn giới hạn đường ống không.

★Nguyên lý lắp đặt ống:

(1) Trong vòng tròn giới hạn đường ống phải đầy ống.

② Số lượng ống nhiều hành trình phải cố gắng cân bằng với số lượng hành trình.

③ Ống trao đổi nhiệt phải được bố trí đối xứng.

4. Vật liệu

Khi bản thân tấm ống có vai lồi và được kết nối với xi lanh (hoặc đầu), nên sử dụng phương pháp rèn. Do sử dụng kết cấu này, tấm ống thường được sử dụng cho các trường hợp áp suất cao, dễ cháy, nổ và độc hại, đặc biệt nguy hiểm, yêu cầu đối với tấm ống càng cao, tấm ống càng dày. Để tránh vai lồi tạo ra xỉ, tách lớp và cải thiện điều kiện ứng suất sợi vai lồi, giảm lượng gia công, tiết kiệm vật liệu, vai lồi và tấm ống được rèn trực tiếp từ toàn bộ quá trình rèn để chế tạo tấm ống.

5. Kết nối bộ trao đổi nhiệt và tấm ống

Ống trong tấm ống, trong thiết kế bộ trao đổi nhiệt vỏ ống, là một bộ phận quan trọng hơn của kết cấu. Nó không chỉ xử lý khối lượng công việc mà còn phải thực hiện từng kết nối trong quá trình vận hành thiết bị để đảm bảo môi chất không bị rò rỉ và chịu được áp suất môi chất.

Kết nối ống và tấm ống chủ yếu theo ba cách sau: a giãn nở; b hàn; c hàn giãn nở

Sự giãn nở của vỏ và ống giữa các môi trường rò rỉ sẽ không gây ra hậu quả bất lợi, đặc biệt đối với vật liệu có khả năng hàn kém (như ống trao đổi nhiệt bằng thép cacbon) và khối lượng công việc của nhà máy sản xuất quá lớn.

Do sự giãn nở của đầu ống trong quá trình biến dạng dẻo hàn, có ứng suất dư, khi nhiệt độ tăng, ứng suất dư dần biến mất, do đó đầu ống giảm vai trò bịt kín và liên kết, do đó sự giãn nở của kết cấu do giới hạn áp suất và nhiệt độ, thường áp dụng cho áp suất thiết kế ≤ 4Mpa, nhiệt độ thiết kế ≤ 300 độ và trong quá trình vận hành không có rung động mạnh, không có thay đổi nhiệt độ quá mức và không có ăn mòn ứng suất đáng kể.

Kết nối hàn có ưu điểm là sản xuất đơn giản, hiệu quả cao và kết nối đáng tin cậy. Thông qua hàn, ống và tấm ống có vai trò tốt hơn trong việc tăng cường; đồng thời có thể giảm yêu cầu gia công lỗ ống, tiết kiệm thời gian gia công, dễ bảo trì và nhiều ưu điểm khác, nên được ưu tiên sử dụng.

Ngoài ra, khi độc tính của môi trường rất lớn, môi trường và khí quyển dễ bị nổ, môi trường phóng xạ hoặc vật liệu bên trong và bên ngoài ống dễ bị trộn lẫn sẽ gây ra tác động tiêu cực. Để đảm bảo mối nối được bịt kín, người ta thường sử dụng phương pháp hàn. Phương pháp hàn mặc dù có nhiều ưu điểm, nhưng không thể tránh hoàn toàn hiện tượng "ăn mòn khe hở" và ăn mòn ứng suất ở các mối hàn, đồng thời thành ống mỏng và tấm ống dày rất khó tạo ra mối hàn chắc chắn.

Phương pháp hàn có thể sử dụng nhiệt độ cao hơn phương pháp giãn nở, nhưng dưới tác động của ứng suất tuần hoàn nhiệt độ cao, mối hàn rất dễ bị nứt do mỏi, khe hở giữa ống và lỗ ống, khi tiếp xúc với môi trường ăn mòn, mối hàn sẽ nhanh chóng bị hư hỏng. Do đó, phương pháp hàn và giãn nở được sử dụng đồng thời. Điều này không chỉ cải thiện khả năng chịu mỏi của mối hàn mà còn giảm xu hướng ăn mòn khe hở, do đó tuổi thọ của mối hàn dài hơn nhiều so với chỉ sử dụng phương pháp hàn.

Trong những trường hợp nào thì phù hợp để thực hiện mối hàn và mối nối giãn nở, phương pháp thực hiện không có tiêu chuẩn thống nhất. Thông thường, khi nhiệt độ không quá cao nhưng áp suất quá cao hoặc môi chất rất dễ rò rỉ, nên sử dụng mối hàn giãn nở và bịt kín cường độ cao (mối hàn bịt kín chỉ đơn giản là để ngăn ngừa rò rỉ và thực hiện mối hàn, chứ không đảm bảo độ bền).

Khi áp suất và nhiệt độ rất cao, cần sử dụng phương pháp hàn cường độ cao và phương pháp giãn nở hồ dán (phương pháp hàn cường độ cao ngay cả khi mối hàn đã kín, cũng phải đảm bảo mối nối có độ bền kéo lớn, thường là khi hàn, cường độ mối hàn phải bằng với cường độ ống chịu tải trọng dọc trục). Tác dụng của phương pháp giãn nở hồ dán chủ yếu là để loại bỏ hiện tượng ăn mòn khe hở và cải thiện khả năng chịu mỏi của mối hàn. Kích thước kết cấu cụ thể của tiêu chuẩn (GB/T151) đã được quy định, sẽ không đi sâu vào chi tiết ở đây.

Đối với các yêu cầu về độ nhám bề mặt lỗ ống:

a, khi ống trao đổi nhiệt và tấm ống hàn kết nối, giá trị độ nhám bề mặt ống Ra không lớn hơn 35uM.

b, ống trao đổi nhiệt đơn và kết nối giãn nở tấm ống, giá trị độ nhám bề mặt lỗ ống Ra không lớn hơn 12,5uM kết nối giãn nở, bề mặt lỗ ống không được ảnh hưởng đến độ kín giãn nở của các khuyết tật, chẳng hạn như thông qua các vết khía theo chiều dọc hoặc xoắn ốc.