软件批准号：CSBTS/TC40/SC5-D01-1999DATA SHEET OF PROCESS EQUIPMENT DESIGN工程名：PROJECT设备位号：ITEM设备名称：原料气压缩机一级冷却器EQUIPMENT图号：FXLSZ-02-00DWG NO。

设计单位：抚顺新纪元炼化设备有限公司DESIGNER固定管板换热器设计计算计算单位抚顺新纪元炼化设备有限公司设计计算条件壳程管程设计压力ps0.5MPa设计压力p t 1.8MPa设计温度ts50︒C设计温度tt150︒C 壳程圆筒内径D i450mm管箱圆筒内径D i450mm 材料名称Q345R材料名称Q345R简图计算内容壳程圆筒校核计算前端管箱圆筒校核计算前端管箱封头(平盖)校核计算后端管箱圆筒校核计算后端管箱封头(平盖)校核计算管箱法兰校核计算开孔补强设计计算管板校核计算前端管箱筒体计算 计算单位计算所依据的标准GB 150.3-2011计算条件筒体简图计算压力 P c 1.80MPa设计温度 t 150.00C 内径D i 450.00mm 材料Q345R ( 板材 )试验温度许用应力 189.00MPa 设计温度许用应力 189.00MPa 试验温度下屈服点 s345.00MPa 钢板负偏差 C 1 0.30mm 腐蚀裕量 C 2 2mm 焊接接头系数0.85厚度及重量计算 计算厚度 = P D P c it c 2[]σφ- = 2.54 mm 有效厚度 e=n - C 1- C 2= 9.7 mm 名义厚度n = 12.00mm 重量123.05Kg压力试验时应力校核 压力试验类型 液压试验试验压力值 P T = 1.25P[][]σσt= 2.2500 (或由用户输入)MPa 压力试验允许通过 的应力水平 TT0.90s =310.50MPa试验压力下 圆筒的应力 T =p D T i e e .().+δδφ2 = 71.39MPa 校核条件TT校核结果合格压力及应力计算最大允许工作压力 [P w ]= 2δσφδe t i e []()D += 5.95649MPa 设计温度下计算应力t =P D c i e e()+δδ2= 48.55 MPa t160.65MPa校核条件 t≥t结论筒体名义厚度大于或等于GB151中规定的最小厚度8.20mm,合格. 前端管箱封头计算计算单位计算所依据的标准GB 150.3-2011 计算条件椭圆封头简图计算压力 P c 1.80 MPa设计温度 t 150.00 C 内径 D i 450.00 mm 曲面深度 h i 112.50mm材料Q345R (板材) 设计温度许用应力t189.00 MPa 试验温度许用应力189.00 MPa 钢板负偏差 C 1 0.30 mm 腐蚀裕量 C 2 2mm焊接接头系数1.00压力试验时应力校核压力试验类型 液压试验试验压力值P T = 1.25P c = 2.2500MPa 压力试验允许通过的应力tT0.90 s =310.50MPa 试验压力下封头的应力 T =φδδ.4).(e e i T D p += 78.45 MPa校核条件 TT校核结果 合格压力试验时应力校核压力试验类型 液压试验试验压力值P T = 1.25P c = 2.2500MPa 压力试验允许通过的应力tT0.90 s =310.50MPa 试验压力下封头的应力 T =φδδ.2)5.0.(e e i T KD p += 78.45MPa校核条件 TT校核结果合格厚度及重量计算形状系数 K = ⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎣⎡⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛+2i i 2261h D = 1.0000 计算厚度 h= KP D P c it c 205[].σφ- = 2.15mm 有效厚度 eh=nh -C 1- C 2= 7.7mm 最小厚度 min= 3.00mm后端管箱筒体计算 计算单位计算所依据的标准GB 150.3-2011计算条件筒体简图计算压力 P c 1.80MPa设计温度 t 150.00C 内径D i 450.00mm 材料Q345R ( 板材 )试验温度许用应力 189.00MPa 设计温度许用应力 189.00MPa 试验温度下屈服点 s345.00MPa 钢板负偏差 C 1 0.30mm 腐蚀裕量 C 2 2mm 焊接接头系数0.85厚度及重量计算 计算厚度 = P D P c it c 2[]σφ- = 2.54 mm 有效厚度 e=n - C 1- C 2= 9.7 mm 名义厚度n = 12.00mm 重量136.72Kg压力试验时应力校核 压力试验类型 液压试验试验压力值 P T = 1.25P[][]σσt= 2.2500 (或由用户输入)MPa 压力试验允许通过 的应力水平 TT0.90s =310.50MPa试验压力下 圆筒的应力 T =p D T i e e .().+δδφ2 = 71.39MPa 校核条件TT校核结果合格压力及应力计算最大允许工作压力 [P w ]= 2δσφδe t i e []()D += 5.95649MPa 设计温度下计算应力t =P D c i e e()+δδ2= 48.55 MPa t160.65MPa校核条件 t≥t结论筒体名义厚度大于或等于GB151中规定的最小厚度8.20mm,合格. 后端管箱封头计算计算单位计算所依据的标准GB 150.3-2011 计算条件椭圆封头简图计算压力 P c 1.80 MPa设计温度 t 150.00 C 内径 D i 450.00 mm 曲面深度 h i 112.50mm材料Q345R (板材) 设计温度许用应力t189.00 MPa 试验温度许用应力189.00 MPa 钢板负偏差 C 1 0.30 mm 腐蚀裕量 C 2 2mm焊接接头系数1.00压力试验时应力校核压力试验类型 液压试验试验压力值P T = 1.25P c = 2.2500MPa 压力试验允许通过的应力tT0.90 s =310.50MPa 试验压力下封头的应力 T =φδδ.4).(e e i T D p += 78.45 MPa校核条件 TT校核结果 合格压力试验时应力校核压力试验类型 液压试验试验压力值P T = 1.25P c = 2.2500MPa 压力试验允许通过的应力tT0.90 s =310.50MPa 试验压力下封头的应力 T =φδδ.2)5.0.(e e i T KD p += 78.45MPa校核条件 TT校核结果合格厚度及重量计算形状系数 K = ⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎣⎡⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛+2i i 2261h D = 1.0000 计算厚度 h= KP D P c it c 205[].σφ- = 2.15mm 有效厚度 eh=nh -C 1- C 2= 7.7mm 最小厚度 min= 3.00mm壳程圆筒计算 计算单位计算所依据的标准GB 150.3-2011计算条件筒体简图计算压力 P c 0.50MPa设计温度 t 50.00C 内径D i 450.00mm 材料Q345R ( 板材 )试验温度许用应力 189.00MPa 设计温度许用应力 189.00MPa 试验温度下屈服点 s345.00MPa 钢板负偏差 C 1 0.30mm 腐蚀裕量 C 2 2mm 焊接接头系数0.85厚度及重量计算 计算厚度 = P D P c it c 2[]σφ- = 0.70 mm 有效厚度 e=n - C 1- C 2= 9.7 mm 名义厚度n = 12.00mm 重量682.23Kg压力试验时应力校核 压力试验类型 液压试验试验压力值 P T = 1.25P[][]σσt= 2.2500 (或由用户输入)MPa 压力试验允许通过 的应力水平 TT0.90s =310.50MPa试验压力下 圆筒的应力 T =p D T i e e .().+δδφ2 = 71.39MPa 校核条件TT校核结果合格压力及应力计算最大允许工作压力 [P w ]= 2δσφδe t i e []()D += 5.95649MPa 设计温度下计算应力t =P D c i e e()+δδ2= 13.49 MPa t160.65MPa校核条件 t≥t结论筒体名义厚度大于或等于GB151中规定的最小厚度8.20mm,合格换热管内压计算计算单位计算条件换热管简图计算压力 P c 1.80MPa设计温度 t 150.00C 内径D i 15.00mm 材料S32168 ( 管材 )试验温度许用应力 116.00MPa 设计温度许用应力 116.00MPa 钢板负偏差 C 1 0.25mm 腐蚀裕量 C 2 0.00mm 焊接接头系数1.00厚度及重量计算 计算厚度 = P D P c it c 2[]σφ- = 0.12 mm 有效厚度 e=n - C 1- C 2= 1.75 mm 名义厚度n = 2.00mm 重量4.19Kg压力及应力计算最大允许工作压力 [P w ]=2δσφδe t i e []()D += 24.23881MPa 设计温度下计算应力t =P D c i e e()+δδ2= 8.61 MPa t116.00MPa校核条件 t≥t结论 换热管内压计算合格换热管外压计算计算单位计算条件换热管简图计算压力 P c -0.50 MPa设计温度 t 150.00 C 内径 D i 15.00mm材料名称 S32168 (管材) 试验温度许用应力116.00 MPa 设计温度许用应力 t116.00 MPa 钢板负偏差 C 1 0.25 mm 腐蚀裕量 C 2 0.00 mm焊接接头系数1.00厚度及重量计算计算厚度 = 0.19mm 有效厚度 e=n -C 1- C 2= 1.75mm 名义厚度n= 2.00mm 外压计算长度 L L= 5002.00 mm 外径 D oD o = D i +2n= 19.00mmL/D o 4.12D o /e10.86A 值 A = 0.0104200B 值B= 121.23重量4.19kg压力计算许用外压力 [P ]=B D o e/ = 17.54592MPa结论 换热管外压计算合格延长部分兼作法兰固定式管板设计单位设计计算条件简图设计压力p s0.5MPa设计温度T s50C︒平均金属温度t s40︒C装配温度t o15︒C壳材料名称Q345R设计温度下许用应力[]t189Mpa程平均金属温度下弹性模量E s2e+05Mpa平均金属温度下热膨胀系数s 1.105e-05mm/mm ︒C圆壳程圆筒内径D i450mm 壳程圆筒名义厚度s12mm 壳程圆筒有效厚度se9.7mm筒壳体法兰设计温度下弹性模量E f’ 1.995e+05MPa 壳程圆筒内直径横截面积A=0.25D i2 1.59e+05mm2壳程圆筒金属横截面积A s=s(D i+s) 1.224e+04mm2管设计压力p t 1.8MPa 箱设计温度T t150︒C圆材料名称Q345R筒设计温度下弹性模量E h 2.01e+05MPa 管箱圆筒名义厚度(管箱为高颈法兰取法兰颈部大小端平均值)h12mm管箱圆筒有效厚度he9.7mm 管箱法兰设计温度下弹性模量E t” 1.94e+05MPa 材料名称S32168换管子平均温度t t140︒C设计温度下管子材料许用应力[]t t116MPa 设计温度下管子材料屈服应力s t156MPa 热设计温度下管子材料弹性模量E t t 1.86e+05MPa 平均金属温度下管子材料弹性模量E t 1.866e+05MPa 平均金属温度下管子材料热膨胀系数t 1.702e-05mm/mm︒管板输入厚度n管板计算厚度管板强度削弱系数管板刚度削弱系数注：N mmN mm系数C"(按h/D i,f”/D i , 查<<GB151-1999>>图25)系数”(按h/D i,f”/D i ,查<<GB151-1999>>图26)系数C',按h/D i,f”/D i , 查<<GB151-1999>>图25系数ϖ',按h/D i,f”/D i , 查<<GB151-1999>>图26管板开孔后面积A l = A - 0.25 n d 2管板周边不布管区无量纲宽度k = K(1-t)管箱法兰计算计算单位设计条件简图设计压力p 1.800MPa计算压力p c 1.800MPa设计温度t150.0 C轴向外载荷F0.0N外力矩M0.0N.mm壳材料名称Q345R体许用应力n t[]σ189.0MPa法材料名称16Mn许用[]f178.0MPa兰应力[]t f167.0MPa材料名称35CrMoA螺许用[]b210.0MPa应力[]t b185.0MPa栓公称直径d B20.0mm螺栓根径d 117.3mm数量n20个D i450.0D o590.0垫结构尺寸D b550.0D外504.0D内472.0δ012.0 mm L e20.0L A28.0h10.0δ122.0材料类型软垫片N16.0m 3.00y(MPa)69.0压紧面形状1a,1b b7.16D G489.7片b0≤6.4mm b= b0b0≤6.4mm D G= ( D外+D内)/2 b0 > 6.4mm b=2.530b b0 > 6.4mm D G= D外- 2b螺栓受力计算预紧状态下需要的最小螺栓载荷W a W a=πbD G y= 759597.8N操作状态下需要的最小螺栓载荷W p W p = F p + F= 457894.8N所需螺栓总截面积A m A m = max (A p ,A a ) = 3617.1mm2实际使用螺栓总截面积A b Ab = 214dnπ= 4698.0mm2力矩计算操F D = 0.785i2D p c= 286132.5NL D= L A+ 0.5δ1= 39.0mmM D= F D L D= 11159168.0N.mm作F G = F p= 118833.4NL G= 0.5 ( D b - D G )= 30.2mmM G= F G L G= 3583529.8N.mmM p F T = F-F D= 52697.1NL T=0.5(L A + 1 + L G )= 40.1mmM T= F T L T= 2111993.0N.mm 外压: M p = F D (L D - L G )+F T(L T-L G ); 内压: M p = M D+M G+M T M p = 16854690.0N.mm预紧M a W = 873086.0N L G = 30.2mm M a=W L G =26328706.0N.mm 计算力矩M o= M p与M a[]f t/[]f中大者M o = 24701652.0N.mm查图9-7由1/o 得= /T=0.85。