宝骅股份取得管壳式多程换热器专利保证密封继续有效 (宝骅股份取得成功了吗)

admin1 5个月前 (08-04) 阅读数 162 #财经

专利摘要显示，本发明地下了一种管壳式多程换热器，包括第一法兰、具有介质腔的第二法兰，以及用于第一法兰与第二法兰之间轴向密封衔接的密封组件，介质腔包括设置在第二法兰上且彼此之间相互分隔的多个管箱，第一法兰上设置有连通相邻两个管箱的多条换热管道，密封组件包括内支撑环、外支撑环，以及设置在内支撑环与外支撑环之间的密封环，内支撑环上开设有介质引入孔，密封环的中空内腔和某一管箱相连通，使高温高压介质充溢中空内腔。本发明的管壳式多程换热器，密封环的周向各处温度相等，受力平均，使密封组件具有自紧性能，能够对由于不同温度构成的轴向不协调形变启动弥补，保证了密封的继续有效。

管壳式换热器出现振动的要素是什么

与管板衔接处出现走漏；壳程内出现剧烈的噪声；壳；1、卡曼旋涡与流体横向流过单个圆柱形物体一样，当；2、紊流抖振在节径比P/d；3、声振动当蒸汽或气体进入壳程后，在与流动方向及；4、流体弹性激振首先是由于管子的运动而形成的；5、射流转换当流体流过节径比小于1.5的单排管时；尽量管子在换热器中任何中央都可发生破坏，管子破坏；往常要对设备存在的振动要启动亲密监测。与管板衔接处出现走漏；壳程内出现剧烈的噪声；壳程的压差增大。因此只要在设计制造中留意振动在设备运转中出现的或许，并采取必要的措施才干防止出现。经一些机构的研讨标明，横向流诱发的振动要素关键如下。 1、卡曼旋涡与流体横向流过单个圆柱形物体一样，当其流过管束时，管子面前也有卡曼旋涡发生，如图1-111所示。当卡曼旋涡零落频率等于管子的自振频率时，管子便出现猛烈的振动。 2、紊流抖振在节径比P/d。 <1.5的密排管束中，由于没有足够的空间，故难以出现卡曼旋涡零落的现象。但壳程流体的极度紊流，也会诱发管子的振动。紊流旋涡使管子遭到随机的波举措用。而且紊流有一个相当宽的频带。当频带中的某一频率与管子任一振型的自振频率接近或相等时，便会造成大振幅的管子振动。 3、声振动当蒸汽或气体进入壳程后，在与流动方向及管子轴线都成垂直的方向上会构成声学驻波。假设声学驻波的频率与旋涡零落频率或紊流抖振频率分歧时，便激起起声学驻波的振动，从而发生剧烈的噪声。 4、流体弹性激振首先是由于管子的运动而形成的。假若在管束中有一根管子偏离了原先的或运动的位置，且发生了位移，就会改动流场并破坏临近管子上力的平衡。使这些管子遭到动摇压力的作用而在它们的自振频率下处于振动形态，激振频率不只与流速有关，还与周围管子的共振频率有关。即流体诱发的振动是流体流动与管子运动相互之间动力作用的结果。每根管子的振动与其周围管子的运动亲密关联，流体弹性振动属于自激振动，振动一旦末尾，振幅将急剧地增大。 a5vh@(o j4gV5、射流转换当流体流过节径比小于1.5的单排管时，在尾流中可观察到射流对的出现，假设单排管有充沛的时期交替地向抢先或下游移动时，射流方向也随之改动。假设射流对的方向变化与管子运动的方向同步，在这种状况下，管子从流体吸收的能量比管子因阻尼消耗的能量大得多，管子的振动会加剧。总的说来，在横流速度较低时，容易发生周期性的卡曼旋涡或紊流旋涡，这时，在换热器中既或许发生管子的振动，也或许发生声振动。当横流速度较高时，普通状况下管子的振动是由于流体弹性激振，但不会发生声振动。当横流速度很高时，才会出现射流转换而惹起管子振动。 B:{!I ~1B]%M尽量管子在换热器中任何中央都可发生破坏，管子破坏最或许的区段是流动高速区，诸如：管束中两块折流支承板间最大的末支承的两边跨；管束周边区的在弓形折流板缺口区的那些管子； U型管束U型弯头区；位于出口接收之下的管子；位于管束旁流面积和管程分程隔板流道内的管子；在管子与换热器结构部件有相对运动的区段界面，诸如包括管子与折流板界面和管子与管板界面。 6A:lI&bF+@ 普通外部要素如保送流体的管道弹簧支吊架失效，换热器自身地脚螺栓松脱、设备的支承基础不稳如泰山等都会形成设备振动出现。最风险的是工艺开车环节中，提压或加负荷较快，很容易惹起加热管振动，特别是在隔板处，管子的振动频率较高，容易把管子切断，形成断管走漏，遇到这种状况必需停机解体审核、检修。往常要对设备存在的振动要启动亲密监测。严厉控制振动值不超越250μm。超越此值时，则要求立刻审核处置。（二）防振措施1、改动流速可以用降低壳程流量或流速的方法来消弭振动。但这往往是消费操作所不支持的。常用的方法是用增大管间隙的方法来降低流速，特别是当设计时遇到要求限制压力降的场所，但要增大壳体直径。 2?f*TL f^1`J1O改动管束的陈列角也可降低管内流体的速度。而设置导流筒则是防止流体冲刷管束，降低壳程流体进入管束的有效措施。 1o?2B,c5uVix9Y2、改动管子的自振频率最有效的方法是减小管子的跨距，从管子自振频率的计算公式可以看出，跨距缩短一倍，自振频率约增大三倍。也可以选择适当的资料以增大管子的弹性模量。用增大管子直径以增大截面的惯性矩，能提高一些管子的自振频率，但理想意义不大。 c$o P)M]0ZK0y Z|管子间隙处拔出板条或杆状物来限制管子的运动可以参与管子的自振频率。这个方法关于换热器的U形变管区可以有效地防止振动，在折流板缺口处不布管，可以使每块折流板都支承着一切的管子。与通常有折流板的换热器中的管子相比，中央部分管子的跨距都缩短了一倍，使自振频率大为参与。而且各折流板之间还可设置支持板，进一步加大管子的刚性而对传热与压力降并无实质性的影响。增加管子和折流板孔之间的间隙，与加厚折流板虽不能使管子的自振频率有实质性的改动，但却能减轻管子受折流板的锯割作用并参与系统的阻尼。假设折流板的资料比管子软，有时也能使损坏减轻。 7yy0e ez z-dS3、设置消声隔板在壳程设置平行于管子轴线的纵向隔板，可以有效地降低噪声：隔板的位置应分开驻波节而接近波腹。 4、抑制周期性旋涡的影响在管子的外表面周向缠绕金属丝或沿轴设置金属条都可抑制或削弱周期性旋涡的影响，减小作用在管上的交变力。如采用折流杆替代传统的折流板不只可以起到防振的效果，还可以强化转换，增加污垢与壳程压力降(见图1-112)。管壳式换热器发生振动的要素o1.管束振动频率与气流固有频率接近Gx6h4k4e {2.折流板间距设置不当3操作环境不当,调整运转参数,不行换成过热水j&F6U+x o(C4蒸汽带水，蒸汽在换热器内发生水击现象。 (u6F2e ~*h9Y nx5 蒸汽管线缺少支撑，加之管线设计不合理，管线振动引发的换热器振动。 nT t stI&A 6蒸汽温度和量过大，使管程部分汽化，发生的水击。防振措施：1.改动流速：增加壳程流量，以分流壳程替代单壳程，以双弓形折流板替代单共形折流板，都能降低横流速度，防止振动。但传热效率将有所改动。 2.改动换热管的固有频率： ①减小换热管的跨距； ②折流板缺口区不布管，是换热管遭到一切折流板的支撑；③在不影响横流速度的状况下，折流板之间应增设支撑板；④在换热管二阶振型的节点位置处增设支撑件；⑤U行管弯管段设置支撑板或支撑条。 3.在壳程沿平行于气流的方向拔出纵向隔板，以减小特性长度，可提高声频，防止声振动。 4.采用杆状或条状支撑，替代折流板。 5.在换热管外表面沿周向缠绕金属丝或沿轴向装置金属条，可抑制周期性旋涡的构成。大家除了说一些通常上，最好把你在实践消费中遇到的换热器振动的要素以及你们采取的防振措施引见一下；还有搞换热器设计的可以引见一下设计中必需满足哪些条件来防止管束的振动。管壳式换热器发生振动的要素要素为：关键是壳侧介质蒸汽的特性：没用设计外倒流筒；造成出口流速较快，冲击管束而发生震动。操作环节中频率接近而发生共振也是有或许的，可以更改冷流体侧工艺参数试试有无不同状况出现，团体建议应该按以下顺序启动剖析：1、如随同有连续爆鸣声，可疑心为蒸汽冷凝发生水击同时惹起振动；2、审核工艺操作参数能否出现了变卦，假设有应调整工艺操作参数消弭振动；3、相连管线能否有其它新增动设备，造成换热器振动加剧；4、设备外部结构能否出现松动（如折流板、拉杆等）；5、最后再思索设备设计缺陷。在要素未查明前不要随便疑心设计缺陷，改换设备不一定能处置疑问，同时本钱也太高。防振措施：6j7g%^ I y&rt-k y1、折流板间距能否比拟大，假设不够，就将折流板间距加大，或许是经常使用折流杆，降高压降。或管束的自振频率与气流脉动频率接近2、假设工艺支持的话可以采用高温热水，或许是采用高压力蒸汽（高压力蒸汽热焓高）。 bU!Sk:M:}4In Q3、假设换热器不能停，采用调整任务压力、流量的方法尝试一下要素 GB150-1999第E1 a） b） c）措施 GB150-1999第E4管壳式换热器发生振动的要素1.管束振动频率与气流固有频率接近 2.折流板间距设置不当3操作环境不当,调整运转参数,不行换成过热水4蒸汽带水，蒸汽在换热器内发生水击现象。 5 蒸汽管线缺少支撑，加之管线设计不合理，管线振动引发的换热器振动。 6蒸汽温度和量过大，使管程部分汽化，发生的水击。换热器内密集的管束中,任何一根管子的运动都会改动周围的流场。流场的改动则使作用在相邻管子上的流体出现相应的改动,从而使受力作用的管子出现振动,从而进一步改动了作用在其中的流体力。一根管子的位移会对相邻的管子施加流体力而使其也发生位移。这种流体力与弹性位移的相互作用就叫做流体弹性激振。它普通是在已有其它机理诱发起管子运动的状况下发生的。其特点是流体速度一旦超越某一临界速度值并稍有参与时,振幅即有大幅度参与,若阻尼不太大时,构成的振幅将不时增大到管子相互碰撞。这种振动在流体速度减小到远低于初始速度时仍会继续。研讨标明,流体速度较低时,振动或许由漩涡零落或紊流抖振惹起,而在速度较高区域,诱发振动机理关键是流体激振。 2.4 声共鸣当流体的激振频率接近于换热器内空气的柱振动的固有频率时,就会在换热器内发生声共鸣。其发生的要素是在一定条件下,卡曼漩涡的漩涡脱离会激起室壁之间的某阶驻波,这种驻波在管壳之间来回反射,不时向外传达能量,卡曼漩涡却不时输入能量。当卡曼漩涡频率fv与声学驻波频率fa之比在0.8～1.2范围内时,气室内或许发生剧烈的声学共振和噪音。当壳程流体是液体时,由于液体的音速极高,这种振动不会发生。 m RT!WL lV0I![r2}:L @,}s-@Q8@ [-ZU*U~&g-[ u[0p L*G3y)HL4sM3 振动的防止与有效应用换热器内流体诱导振动的机理相当复杂,能够有效地防止振动的完整的设计准绳尚未树立起来。这就要求在运转环节中依据不同的操作状况,采用不同的措施来防止换热器的振动。振动是无法防止的但是细微的振动不但不会带来损坏,而且还有强化传热和增加结垢的作用。但是剧烈的振动应该采取必要的防振措施以减缓振动,防止换热器振动破坏。抗振的基本途经是激振力频率尽量避开管子的固有频率。工程通常中常采用以下的抗振措施6|ph(1)制定合理的开停工程序,增强在线监测,严厉控制运转条件,在流体入口前设置缓冲板或导流筒,既可以防止流体直接冲击管束,降低流速,又可以减小流体脉动。 T[#[)S)bk(2)降低换热器壳侧流体速度是防止管束振动的最直接的方法。由于当传热元件的固有频率不变时,降低流速,可使流体脉动的频率降低,从而防止共振的发生,但同时传热效率也会随之降低。 (3)提高传热元件的固有频率是防止振动的另一个关键要素,增加跨距与有效质量,参与资料的弹性模量与惯性矩,都可以提高传热元件的固有频率。适当增大管壁厚度、增大圆管直径和折流板厚度,折流板上的管孔与管子采用严密配合,间隙不要过大,可以优化结构设计等。 5zr t@:WF(4)改动管束支撑方式,采用新型的纵向流管束支撑,例如折流杆式、空心环式、整圆形异形孔折流板,还可以用折流带或折流棒来替代折流板等。这些方法都可以有效地防止管束振动。 gUd$qN-NiZz|hOz{3egt*~*g4 结语 (z o)?~Y,d振动疑问最好是在事前预防,而不是待振动出现后再去修正。这就要求我们能在设计环节中充沛思索各种要素,只要这样才干使设计的产品愈加完善,操作经常使用愈加安保牢靠。管束中横向流速下的影响，换热器管子会有出现振动。若振幅较大，则或许出现一种或几种危害，（由于折流支撑板间跨中重复震荡而使管壁减薄）（2）管子界面和折流板处碰撞而磨损，（3）由于高的磨损率而形成疲劳或腐蚀疲劳。 l*Vwh&yZ5P（4）过大的壳程压力降，由于管子振动要求吸收能量，（5）严重的压力腐蚀；管子破坏的最或许区段，管束中两块支撑板间最大的末支撑的两边跨；:w G/[ dun9ZU型管管束中U型弯头区；位于出口接收之下的管子，位于管束旁流面积和管程分程隔板流道的管。 8RrS,@|J6xd*_6P湍流诱发激振，管束中较高流速在流体中促进传热，但换热管以随机方式对湍流惹起的振动照应，另外，流动湍流也会促进和增强其他振动机理构成，例如楼上所说的旋涡分别，湍流流动具有较大的随机性，当流场中的中心主频与管束管子最低固有频率分歧，就会颤抖，即出现共振，惹起破坏。 [size=2]剖析[color=#c60a00]管壳式换热器发生振动的要素[/color][/size]JIr6yi3eqV:dE2N*m[attach][/attach]管壳式换热器发生振动的要素C&m^zD,|X7u1.折流板间距设置不当,使管束振动频率与气流固有频率接近:y2.蒸汽带水，蒸汽在换热器内发生水击现象。 .w6a(M3蒸汽管线缺少支撑，加之管线设计不合理，管线振动引发的换热器振动。 4蒸汽温度和量过大，使管程部分汽化，发生的水击。防振措施：1.改动流速：增加壳程流量，以分流壳程替代单壳程，以双弓形折流板替代单共形折流板，都能降低横流速度，防止振动。但传热效率将有所改动。 2.改动换热管的固有频率：①减小换热管的跨距，②折流板缺口区不布管； ③在不影响横流速度的状况下，折流板之间应增设支撑板； ④U行管弯管段设置支撑板或支撑条。 c0GWU }7Pn2Xj/OH;w3.在壳程沿平行于气流的方向拔出纵向隔板，以减小特性长度，可提高声频，防止声振动。 9P;o7K7p N4.采用杆状或条状支撑，替代折流板。弹性体在遭到扰动时都会发生振动。管壳式换热器的管束、隔板、拉杆、壳体均为弹性体，都有遭到扰动而惹起振动的倾向。在这些弹性体中，结构上管束的刚性最小，最容易被激起振动。我们所研讨的换热器振动疑问就是指管束的振动。管束的振动是由搅扰力或激振力惹起的。这些激振力可以归结为两大类：机械激振力和流体惹起的激振力。的激振频率普通可以比拟准确地估量而采取相应的措施来防止。 H-L&R2U8U 1．机械激振力：经过与换热器相连的支座、管道传来的振动，以及由往复式流体保送机械（如空压机）带来的脉动激振力。机械激振力-R;Su-I!n h2[ `2．流体流动惹起的激振力：这种激振力可以分为流体纵向流惹起的激振力和流体横向流惹起的激振力。在实践剖析中知道，流体纵向流惹起的激振力因振幅小，危害不大而予以疏忽。所以重点放在研讨由流体横向流惹起的激振力上。横向流的激振机理比拟复杂。 2.1．流体激振的机理：（1）卡曼旋涡：流体横向流过圆柱体时，在圆柱体反面的两侧交替发生旋涡，且在脱离后构成旋涡尾流的现象。发生旋涡的要素是流体受阻后动能和压能相互转换，且压强沿圆柱体周向及边界层的厚度方向出现变化，边界层外部流体的较大压强作用迫使边界层外部压强较小的质点向相反方向流动，从而使边界层增厚，构成旋涡，然后从圆柱体外表脱离，旋涡随着流速增大被拉长后消逝。当一侧旋涡长大脱离时，另一侧的旋涡正在构成并长大，这样交替构成两行旋涡尾流，形似“涡街”。（2）紊流抖振 )NX~,c1g1H \UM_-F @ G:J构成机理：流体横向流过管束，在由折流板作用下的弯曲流道中流动时，会发生各种各样的随机的紊流或湍流，从而发生随机的紊流压力动摇，这种紊流压力动摇是一种宽频范围的随机激振力。管子的动力照应具有频率选择性，会在紊流压力动摇惹起的宽频随机激振力中吸收与自身频率相分歧辞的那部分振动能量而发生振动，这种现象就称为紊流抖振或湍流抖振。（3）弹性激振 (u!c1|t5R @8Te*s_$rQ{7pW }*U构成机理：流体弹性激振是由于管子的扰动惹起。当管束中的某根管子偏离其原有位置而出现瞬时位移时，将会改动流场的状况，并经过流体弹性力作用而破坏临近管子上的力平衡形态，使这些管子处于与其固有频率相应的振动形态。当流体的横向流动速度到达某一临界值以后，流全弹性力对管束所做的功将大于管束阻尼作用所消耗的功，从而使管子末尾大振幅的振动。这种振动即为流体弹性激振。使管子末尾大振幅振动的流体横流速度称为临界横流速度。（4）声共振c*{&I!B发生机理：当气流稳如泰山地横向流过管束构成旋涡分别时，会发生与气流流动方向及管子轴线方向相垂直的、压力周期性变化的纵波，这种纵波在换热器壳壁中反射传达，从而或许在壳壁间构成某阶声学驻波。这种声学驻波在壳壁来回反射，并不时吸收卡曼涡街和紊流抖振的能量，当其频率与卡曼涡街频率、管子或壳体的固有频率相耦合时，就发生剧烈的声学共振和噪音，这种现象我们称为声共振。管束振动惹起的破坏 OZ.Z(\,R管束的振动是个普遍的疑问，简直一切的换热器管束都会发生或大或小的振动，但危害大的普通出现在一些大型换热器上，尤其是壳程为气体或蒸气的大型换热器上。由于这样的换热器折流板间距较大、壳程流速较高，而气体或蒸气的阻尼较小。换热器管束振动惹起的破坏关键表现为：1、管子与相邻管子或折流板孔内壁撞击，使管子遭到磨损、开裂或切断。 T B7J#\4^)q+U+B*wV gc @管束在振动时发生的磨损关键有两种状况： o~ Y一是换热管因无支承跨距过大或振幅过大，振动时管子与管子之间在跨中处发生撞击磨损，构成菱形的磨损区，最终造成走漏；二是管子与折流板（或支撑板）接触处由于振动时相互发生相对运动而使得管子磨损，造成管壁减薄直至走漏，严重时，可以将管子剪断。 )l i#N(Ca.|-~2、管子发生疲劳破坏9y h H ^%t h J由于管束在振动时会发生周期性的交变应力，管子在此交变应力的常年作用下，会在高应力部位或管子的外表缺陷部位出现疲劳裂纹，惹起分裂。这种疲劳裂纹关键出现在：管子的外表缺陷部位、管板与管子衔接处左近的高应力区、管子的跨中处。 *_}$Qy b3、管子与管板的衔接处出现走漏.P8w&z B-a&U+CR-?在“换热器的结构设计”这一章中，我们学过管子与管板的衔接有三种方式，即：胀接、焊接、胀焊结合。其中胀接衔接时，管子在端部发生塑性变形并存在剩余应力。而振动具有消弭剩余应力的作用，因此，关于这三种衔接方式来说，振动对它们的影响是不一样的。关于管子与管板间采用胀接衔接的换热器，由于管子与管板间的衔接是靠胀接发生的剩余压紧力来保证的，管子振动惹起的剩余应力松驰现象会使其衔接强度和密封性能降低甚至消逝；起走漏；关于管子与管板采用胀焊结合衔接的换热器，管子的振举措用会使胀合效果稍微有点降低，但对管子与管板的焊缝作用较少，故振动对其损害较小。 4、壳程空间出现剧烈的噪声5、参与壳程的压力降振动要求的能量从流体中取得，因此壳程压降在出现振动时会参与。防振措施CH7Y$dR)?:AQ b3bv3}*~*i$z;W,] 关于管子与管板之间采用焊接衔接的换热器，换热器的振举措用会在管子与管板的衔接焊缝处发生很大的交弯曲应力，并在较短时期内引振动发生的声学扰动会发生很大的噪声，严重时还会造成整个换热器的振动。 G5Bc9BM9v}3?(R&{1、调整激振源3、参与阻尼 2、提高换热管固有频率 7_5oc+X A9y6i!S4、消弭声振动：可以采用以下方法和设计（1）防振挡板ADV，可采用实心挡板或多空挡板；（2）共鸣器；（3）翅条器；（4）螺旋形的管间距拔出件；（5）谐调或改动管束结构；（6）拆去一些换热管；（7）改动管子外表结构形态；（8）设计成不规则的横向间管距；（9）改动质量流率。