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1、第35卷第2期辽 宁 化 工Vol.35 ,No.2 2006年2月Liaoning Chemical IndustryFebruary ,2006 管壳式换热器管板布管数量简易计算 张仁峰1,姚 炜2 (1. 本溪市化工设计院,辽宁 本溪117000; 2.辽宁省石油化工规划设计院,辽宁 沈阳110004) 摘 要: 管壳式换热器设计工作中,管板上管孔数量是一个重要的设计数据,它是决定一台换热 器的换热面积、 管板的计算厚度、 壳程壳体计算厚度等许多结果的一个重要参数,必须绝对准确。但计 数是一项繁琐的工作。通过在布管限定园内作梯形图及简易公式推导,以简化这项繁琐的工作,提高 设计工作效率,
2、缩短设计周期。 关 键 词: 管壳式换热器;管孔数量;梯形 中图分类号: TQ 051.5 文献标识码: A 文章编号: 1004 0935(2006)02 0112 02 在管壳式换热器设计工作中,管板上管孔数 量是一个非常重要的设计数据,它是决定一台换 热器的换热面积、 管板的计算厚度、 壳程壳体计算 厚度等许多结果的一个重要参数,必须绝对准确。 然而在以往的设计工作中,因无计算公式只能在 布管限定园内一个个去数。如果是直径比较大的 换热器,换热管能达到近千根,数一次管孔数量甚 至会叫人头晕眼花,不但工作强度大,也容易出现 失误,造成漏计,为设计带来安全隐患1,下面本 文提供一个简便的计算
3、方法来简化这项繁琐的工 作。 符 号 说 明 Nx 梯形图底上管孔数量; N 管板上总管孔数; Ny 梯形图高上管孔数量; Xx轴轴线上管孔数量; n1 梯形涵盖管孔数量; Yy轴轴线上管孔数量; n21/ 4布管区域内管孔数量(不包括X , Y) 首先,需在管板上确定布管限定圆,根据 G B151 - 1999管壳式换热器 中规定按正三角形 式转角正三角形排列(正方形或转角正方形不适 用此方法 ) , 进行布管(如图 1) 布管完毕后,在布 管区域内画一个梯形,尽量涵盖大部分的开孔,即 可通过下列算式推导出梯形内管孔数量: n1= Nx +2( Nx -1 ) + 2( Nx -2 ) +
4、2( Nx -3) +. . . . . . + 2N x - ( Ny -1 ) / 2 = Nx +2 ( Nx -1) + ( Nx -2) + ( Nx -3) + . . . . . . + Nx - ( Ny -1 ) / 2 = Nx + Nx( Ny -1 ) x - 21+2+3+. . . . . . + ( Ny -1 ) / 2 = NxNy -2 ( Ny -1 ) / 2+1( Ny -1 ) / 2/2 = NxNy - ( Ny2-1 ) / 4 即:n1= NxNy - ( Ny2-1 ) / 4 (Ny需取奇数) 图1 管板示意图 由此公式即可算出梯形涵盖的
5、管孔数量n1, 然后加上梯形外部与布管限定圆之间的管孔数量 (数量很少,非常容易计数)即可得到1/ 4布管区 域内管孔数量n2。按下列公式可得出管板上全 部管孔数量: N =4n2+ X + Y -1 (原点如果开设管孔只可计算一次) 收稿日期: 2005211224 作者简介: 张仁峰(1966 - ) ,男,工程师。 1994-2007 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved. http:/ 采用这种方法计算换热管数量既简便又准 确,可为设计工作节约大量得时间摆脱繁琐的工 作。 例题:一
6、台 1 200 mm直径的固定管换热器, 其换热管间距为32 mm ,正三角形排列,求其管板 管孔数量? 首先根据G B1511999管壳或换热器5. 6. 3.3得出布管限定直径。 DL= Di -2b3 ( b 3= d/4=25/4=6.258 ,取b3 =8) 得:DL=1200 - 16 =1184 (mm) 则管孔中心限定圆直径DL1= D2- d= 1184 - 25 = 1 159 (mm)换热管间距32 mm ,正三角形排 列可作图如图2。 在2中画如下梯形,可得:X= 37;Y= 21;Nx= 18;Ny=9 则:n1= NxNy - ( Ny2- 1)/ 4 =189 -
7、 (92- 1)/ 4 =142(个) 再查出余下梯形与布管限定圆间没统计的管 孔数 46( 与n1相比数量很少)两者相加得: n2=188 则总管孔数: N =4n2+ X + Y- 1 =809(个) 当前,随着石油化工行业的迅猛发展,化工设 备的需用大量增加,设计部门的任务量也将越来 越繁重。每个设计人员必须在日常工作中总结经 验,简化繁琐工作,提高工作效率,缩短设计周期, 才能满足建设单位尽早投入生产、 产生效益的要 求。 图2 1 200管板图 参 考 文 献 1 G B151 - 1999.管壳式换热器 Calculation of Nozzle Amount of Tube Pl
8、ate During Design of Shell and Tube Heat Exchanger ZHANG Ren2feng , YAO Wei Abstract : During the design of the shell and tube heat exchanger ,the amount of the nozzle of the tube plate is an important design date. Its an important parameter to conclude the heat area of a heat exchanger ,the compute
9、d thickness of the tube plate and the shell ,and it must be very accurate. in the paper , the delineation of trapezium and the simple formula to predigest this inconvenient job were condud2 ed , the efficiency of the design and shorten the period of the devise was improved. Key words : Shell and tub
10、e heat exchanger , The amount of the nozzle of the tube plate , Trapezoid (上接第111页) 主要因为生产能力提高后,装置的固定能耗下降, 同时各塔回流比都有所下降,塔顶取热负荷减少, 而且热水温度由104 提到112,需要热水量 自然下降,因此能耗较低。 5 结 语 气分扩能改造设计是成功的,充分利用了原 有设备,工艺流程基本没有改动,投资少,效果好, 产品质量得到保证,能耗远远小于设计值。目前 脱丙烷、 精丙烯系统换热负荷余量较大,为装置进 一步的扩能改造奠定了良好的基础。 Transformation of G a
11、s Recovery Unit ZHANG Xue2li , GUO Xiao2xing , WANG Qing (Shenyang paraffin - wax chemical company limited , Shenyang 110141 , China) Abstract : The processing capacityof gas recovery unit was increased by 34.6 % with tramsforming partsof trays and altering pumps and hest exchanges. Products quality was good , meanwhile ,comprehensive energy consumption was decresed by 6.48 %. Key words : Gas recovery unit ; Transformation; Tray; Energy consumption 311第35卷第2期 张仁峰,等:管壳式换热器管板布管数量简易计算 1994-2007 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved. http:/
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