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固定管板式换热器膨胀节对实际设备运行的影响(上)

发布时间:2016-07-01

摘 要:文章分析了实际设备运行中,膨胀节对固定管板式换热器的影响。通过对固定管板式换热器轴向温差应力的计算,说明了膨胀节设置的合理性和必要性,并提出了膨胀节设置的一些注意事项。
中国论文网 http://www.xzbu.com/3/view-3254244.htm
  关键词:固定管板式换热器;膨胀节;影响
  中图分类号:TQ051.5 文献标识码:A 文章编号:1006-8937(2012)11-0183-02
  石油和化工等领域早已经广泛应用列管式换热器,而最常用到的就是固定管板式换热器。其结构紧凑、简单,每根管子都能单独的清洗管内和更换。相对于其他换热器,在同样的壳体内,固定管板式换热器的布管数量是最多的,由管子共同支撑两管板,其管板相对于其他换热器最薄,而且造价也低廉。
  在列式换热器中,管板是一个重要部件,它不可过厚,因为会影响设备性能,并且还要消耗大量的金属。因此,在管板的设计过程中要求设计者应采用各种办法降低其厚度,以减小温差应力和改善材料的性能等。
  在设备运行中,管板受温差应力的影响较大;而设置膨胀节是减小温差应力的一种有效措施。本文将分析灌顶管板式换热器受膨胀节的影响,并比较膨胀节有无两种情况下,管板受温差应力的影响。
  1 换热器管板的受力分析
  在设备的实际运行中,管板不仅要承受壳程、管程介质的压力,还要承受壳壁、管壁温差产生的载荷。通过实验研究所得出的结论也是如此。
  实际生产中,在对多台换热器运行情况进行分析后,笔者认为:管板主要受温差应力的影响较大。同一材料,壳程、管程的压力越大,所需要的管板则要更厚。当壳程、管程的压力减小时,温差应力比压力对管板的厚度的影响要大很多。在其他条件不变的情况下,管板厚度要很厚才能承受温差应力的作用。如果在换热器上设置一个或多个膨胀节,管板的厚度也能相应的减薄。
  2 管板有无膨胀节的受力分析
  2.1 无膨胀节的固定管板式换热器的管板受力分析
  固定管板式换热器的壳体和管子,是连接在一起的,在设备运行的过程中,壳程和管程的温度各自上升,使得各自长生形变,从而形成力的作用。由于它们是连接一体的,所以,它们受到力的作用是相等的。因此,壳体受到拉应力作用,管子受到压应力作用,这就是温差应力。通过相关的实验对固定管板式换热器的管板的受力进行实验,不难得出,因温差产生的应力很大。在设备运行的过程中不可忽视。所以,添加膨胀节于固定管板式换热器壳体上,对于减小温差应力有非常显著的效果。