合成氨裝置-中溫加壓變換第一熱交換器設(shè)計(jì)【浮頭式換熱器含11張CAD圖帶外文翻譯】
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題目：合成氨裝置-中溫加壓變換第一熱交換器一、前言1 課題研究的意義，國(guó)內(nèi)外研究狀況和發(fā)展趨勢(shì)（1） 課題的研究背景氨是重要的無機(jī)化工產(chǎn)品之一，在國(guó)民經(jīng)濟(jì)中占有重要地位。合成氨指由氮和氫在高溫高壓和催化劑存在下直接合成的氨。世界上的氨除了少量從焦?fàn)t氣中回收外，絕大部分是合成的氨。氨的主要用途是農(nóng)業(yè)生產(chǎn)，合成氨是我化肥工業(yè)的基礎(chǔ)，氨本身是最重要的氮素肥料，其他氮素肥料也大都是先合成氨，再加工成尿素或各種銨鹽肥料，稱之為“化肥氨”，這部分均占 70%的比例； 同時(shí)氨也是重要的無機(jī)化學(xué)和有機(jī)化學(xué)工業(yè)基礎(chǔ)原料，用于生產(chǎn)銨、胺、染料、炸藥、合成纖維、合成樹脂的原料，約占 30%的比例，稱之為“ 工業(yè)氨” 。據(jù)統(tǒng)計(jì) 1994 年世界氨產(chǎn)量為 113.46Mt，中國(guó)、美國(guó)、印度、俄羅斯四個(gè)主要產(chǎn)氨國(guó)占了一半以上。在化學(xué)工業(yè)中合成氨工業(yè)已經(jīng)成為重要的支柱產(chǎn)業(yè) [1] [2]。合成氨所需原料除天然氣、石油、煤炭等一次能源以外，還需要消耗較多的電力、蒸汽等二次能源，且用量很大，而中國(guó)合成氨生產(chǎn)能耗占全國(guó)能耗的 4%左右。因此，降低能耗成為衡量合成氨技術(shù)與經(jīng)濟(jì)效益的指標(biāo)。這又引出了合成氨裝置中的換熱器。換熱器是生產(chǎn)裝置中十分重要的熱量交換設(shè)備，它是一種在不同溫度的多種介質(zhì)之間實(shí)現(xiàn)熱量傳遞的節(jié)能設(shè)備。它可以用低溫介質(zhì)冷卻高溫介質(zhì)從而達(dá)到降溫、預(yù)冷的效果，也可以用高溫介質(zhì)加熱低溫介質(zhì)，使其溫度達(dá)到工藝流程的規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)從而達(dá)到生產(chǎn)的需要 [3]。因此通過對(duì)換熱器的設(shè)計(jì)進(jìn)行優(yōu)化，材料選擇優(yōu)化等等方式，以期能獲得低能耗、高效率、壽命長(zhǎng)和養(yǎng)護(hù)維修費(fèi)用低的改進(jìn)型換熱器成了發(fā)展的必然趨勢(shì)。（2）課題的研究意義2017 年，我國(guó)全面落實(shí)《“十三五”生態(tài)環(huán)境保護(hù)規(guī)劃》。在經(jīng)濟(jì)效益、資源利用、國(guó)家政策的推動(dòng)下，生產(chǎn)節(jié)能是現(xiàn)在的主流。隨著我國(guó)可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略的實(shí)施，國(guó)家對(duì)單位 GDP 的能耗控制指標(biāo)不斷細(xì)化。作為重要過程設(shè)備的換熱器在石油、化工、冶金、核電、建材等行業(yè)的熱量回收和綜合利用中發(fā)揮著越來越大的作用。為了全面提高換熱設(shè)備的傳熱能力，我國(guó)在換熱設(shè)備的選型和研究上做了許多卓有成效的工作，主要包括三個(gè)方面的內(nèi)容：研究和采用包括高通量換熱管在內(nèi)的各種強(qiáng)化傳熱元件技術(shù)；對(duì)大型管殼式換熱器進(jìn)行攻關(guān)；在高效傳熱結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上研究大型纏繞管式換熱器和大型板殼式換熱器。除此以外，我國(guó)在大型板式換熱器的國(guó)產(chǎn)化中也取得了一定的進(jìn)展 [4]。本課題研究重點(diǎn)是設(shè)計(jì)一臺(tái)用于合成氨裝置-中溫加壓變換第一熱交換器，屬于管殼式換熱器，需要該換熱器能夠在一定的條件下提高單位傳熱面積的傳熱量，強(qiáng)化傳熱面積，提高傳熱系數(shù)，達(dá)到合理利用能源的目的。（3）國(guó)外換熱器發(fā)展?fàn)顩r從 20 世紀(jì) 20 年代開始，出現(xiàn)了應(yīng)用于食品工業(yè)的板式熱交換器，熱交換器開始逐漸的發(fā)展。30 年代初瑞典首次制成螺旋板式熱交換器，30 年代末又制造出第一臺(tái)板殼式熱交換器。到 20 世紀(jì) 60 年代到 70 年代，為了適應(yīng)高溫高壓和節(jié)能條件和強(qiáng)化傳熱，又開發(fā)出了熱管式熱交換器。20 世紀(jì) 80 年代后，大量的強(qiáng)化傳熱原件出現(xiàn)，與此同時(shí)產(chǎn)生了大量的新型高性能熱交換器，如折流桿熱交換器、新結(jié)構(gòu)高效熱交換器、高效重沸器、高效冷凝器、雙殼程熱交換器、板殼式熱交換器、表面蒸發(fā)式空冷器等。進(jìn)入 21 世紀(jì)后，大量強(qiáng)化傳熱技術(shù)應(yīng)用于工業(yè)裝置，世界熱交換器產(chǎn)業(yè)在技術(shù)水平上獲得了快速的提升。 [3][5]（4） 國(guó)內(nèi)換熱器的發(fā)展?fàn)顩r我國(guó)的換熱器發(fā)展起步較晚，1963 年撫順機(jī)械設(shè)備制造有限公司制造出了中國(guó)第一臺(tái)符合美國(guó) TEMA 標(biāo)準(zhǔn)的管殼式換熱器。1965 年蘭州石油機(jī)械研究所研制出我國(guó)第一臺(tái)板式換熱器。二十世紀(jì) 60 年代，蘇州新蘇化工機(jī)械有限公司研制出了我國(guó)第一臺(tái)螺旋板式換熱器。二十世紀(jì) 80 年代后，我國(guó)掀起了自主開發(fā)傳熱技術(shù)的熱潮，出現(xiàn)了一些以折流桿換熱器、雙殼程換熱器、板殼式換熱器為代表的高效換熱器。 [3][5]總結(jié)說來，換熱器的技術(shù)發(fā)展主要分為三個(gè)階段：第一階段主要解決是否能夠?qū)崿F(xiàn)換熱的問題；第二階段以提升冷卻效率為目標(biāo)，主要是對(duì)傳熱過程的研究和對(duì)換熱部件的改進(jìn)；第三階段強(qiáng)調(diào)生產(chǎn)成本、運(yùn)行成本、環(huán)境消耗成本等綜合成本與冷卻效果的優(yōu)化設(shè)計(jì)。 [21]（5)管殼式換熱器的研究現(xiàn)狀管殼式換熱器由殼體、傳熱管束、管板、折流板（擋板）和管箱等部件組成。殼體多為圓筒形，內(nèi)部裝有管束，管束兩端固定在管板上。進(jìn)行換熱的冷熱兩種流體，一種在管內(nèi)流動(dòng)，稱為管程流體；另一種在管外流動(dòng)，稱為殼程流體。為提高管外流體的傳熱分系數(shù)，通常在殼體內(nèi)安裝若干擋板。擋板可提高殼程流體速度，迫使流體按規(guī)定路程多次橫向通過管束，增強(qiáng)流體湍流程度。換熱管在管板上可按等邊三角形或正方形排列。等邊三角形排列較緊湊，管外流體湍動(dòng)程度高，傳熱分系數(shù)大；正方形排列則管外清洗方便，適用于易結(jié)垢的流體。管殼式換熱器的主要控制參數(shù)為加熱面積、熱水流量、換熱量、熱媒參數(shù)等。流體每通過管束一次稱為一個(gè)管程；每通過殼體一次稱為一個(gè)殼程。為提高管內(nèi)流體速度,可在兩端管箱內(nèi)設(shè)置隔板，將全部管子均分成若干組。這樣流體每次只通過部分管子，因而在管束中往返多次，這稱為多管程。同樣，為提高管外流速，也可在殼體內(nèi)安裝縱向擋板，迫使流體多次通過殼體空間，稱為多殼程。多管程與多殼程可配合應(yīng)用。管殼式換熱器由于管內(nèi)外流體的溫度不同，因之換熱器的殼體與管束的溫度也不同。如果兩溫度相差很大，換熱器內(nèi)將產(chǎn)生很大熱應(yīng)力，導(dǎo)致管子彎曲、斷裂，或從管板上拉脫。因此，當(dāng)管束與殼體溫度差超過 50℃時(shí)，需采取適當(dāng)補(bǔ)償措施，以消除或減少熱應(yīng)力。圖 1-管殼式換熱器工作原理根據(jù)所采用的補(bǔ)償措施，管殼式換熱器可分為以下幾種主要類型：①固定管板式換熱器管束兩端的管板與殼體聯(lián)成一體，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,但只適用于冷熱流體溫度差不大,且殼程不需機(jī)械清洗時(shí)的換熱操作。當(dāng)溫度差稍大而殼程壓力又不太高時(shí)，可在殼體上安裝有彈性的補(bǔ)償圈，以減小熱應(yīng)力。②浮頭式換熱器管束一端的管板可自由浮動(dòng)，完全消除了熱應(yīng)力;且整個(gè)管束可從殼體中抽出,便于機(jī)械清洗和檢修。浮頭式換熱器的應(yīng)用較廣，但結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，造價(jià)較高。③ U 型管式換熱器每根換熱管皆彎成 U 形，兩端分別固定在同一管板上下兩區(qū)，借助于管箱內(nèi)的隔板分成進(jìn)出口兩室。此種換熱器完全消除了熱應(yīng)力，結(jié)構(gòu)比浮頭式簡(jiǎn)單，但管程不易清洗。④新型熱交換器：隨著科技的發(fā)展，誕生了不少新型管殼式熱交換器。包括空心環(huán)管式熱交換器、螺旋折流板列管熱交換器、渦流熱膜換熱器、蒸發(fā)式冷卻器、整體鋁翅片管熱交換器、渦流熱膜熱交換器、集成管箱型熱交換器、階梯式折流板換熱器。 [9]而對(duì)于大型管殼式換熱器來說，國(guó)外的生產(chǎn)環(huán)氧乙烷/乙二醇規(guī)模從 7 萬 t/a 發(fā)展到 68 萬 t/a，而我國(guó)環(huán)氧乙烷/乙二醇生產(chǎn)規(guī)模最大的是中國(guó)石化在鎮(zhèn)海所建的項(xiàng)目，生產(chǎn)能力達(dá)到 65 萬 t/a，其中工藝技術(shù)采用美國(guó)的 DOW 化學(xué)公司工藝，其換熱器直徑達(dá)到 4 700 mm，換熱管的長(zhǎng)度超過 20 m，換熱面積最大達(dá)到了 10 000 m2 以上。而相對(duì)于大直徑、長(zhǎng)換熱管的換熱器，在現(xiàn)行的國(guó)內(nèi)外標(biāo)準(zhǔn)中沒有十分適合的計(jì)算方法，較小的金屬壁溫差也會(huì)導(dǎo)致設(shè)置膨脹節(jié)或者增加管板的厚度，其現(xiàn)行的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)中超過2000 mm 的壓力容器用膨脹節(jié)需要特殊的設(shè)計(jì)和制造，而換熱管在超過 20 m 以及接近20 m 的范圍內(nèi)其質(zhì)量也得不到保證。我國(guó)以常熟華新特殊鋼有限公司和江蘇銀環(huán)精密鋼管股份有限公司為代表率先實(shí)現(xiàn)了 30 m 以內(nèi)的重要材料換熱管的國(guó)產(chǎn)化，而中國(guó)一重和上海重型在鍛制管板的能力上也有了進(jìn)一步的提升，其中完成了帶有柔性連接環(huán)的大型薄管板。 [7][8]我國(guó)完成了世界上第一臺(tái)加氫裂化裝置高壓纏繞管式換熱器的研制，并在中國(guó)石化鎮(zhèn)海煉化分公司 150 萬 t/年加氫裂化裝置中成功使用。Languri 和 Esfahani(2017 年)演示了用石墨烯納米管進(jìn)行的一種殼管式熱交換器的分析。Kumar 和 Sonawane 測(cè)量了/水和/EG 納米流體的傳熱特性。由 Kumar 等人(2017)估算了/水納米流體在雙管換熱器中的傳熱、摩擦因數(shù)和有效性分析。 Mousavi 等人(2016) 對(duì)雙管式熱交換器內(nèi)的納米顆粒進(jìn)行了數(shù)值效應(yīng)模擬。Akbarinia 和 Laur (2009) 和 Akbarinia (2008)研究了固體顆粒直徑對(duì)彎曲管中層流納米流體流動(dòng)、表面摩擦系數(shù)和努塞爾數(shù)的影響。Naphon (2016)還研究了水平螺旋管中納米流體的傳熱和流動(dòng)特性?？梢哉f，在太陽(yáng)能集熱器等熱能裝置中，納米流體的應(yīng)用正在日益發(fā)展(Michael 和Iiniyan，2015 ；SalavatiMebodi，2 015)。納米流體的應(yīng)用對(duì)于提高板式換熱器（PHE）的傳熱特性具有很大的潛力。 [11]表 1-四種管殼式換熱器的特點(diǎn)(6)換熱器目前存在的不足與未來發(fā)展趨勢(shì)Ⅰ.目前存在的不足：（a）在設(shè)計(jì)中缺乏對(duì)于管束的防振認(rèn)識(shí)。在大型換熱器中，介質(zhì)流較大時(shí)，流體橫穿過管束，受到振動(dòng)和卡門漩渦的影響，可能導(dǎo)致管束振動(dòng)和聲振動(dòng)，如果達(dá)到一定程 度會(huì)造成無法預(yù)估的經(jīng)濟(jì)損失。（b）在管板制造時(shí)，不僅需要消耗大量的金屬材料，加大鍛造難度，甚至還需要拼焊，如何保證焊接材料和與管板材料性能的一致性以及防止變形等一系列的工管殼式換熱器類型管板與殼體連接方式管板數(shù)量 優(yōu)點(diǎn) 缺點(diǎn) 適用范圍固定管板式換熱器兩端管板均與殼體焊接固定兩個(gè) 結(jié)構(gòu)緊湊；制造成本低；管內(nèi)便于清洗殼程不易清洗；管殼程溫差較大時(shí)，管與管板的接口脫開易發(fā)生泄露管殼程溫差較?。粴こ虨榍鍧嵙黧w浮頭換熱器 一端管板固定，另一端可自由浮動(dòng)兩個(gè) 殼體與管束不產(chǎn)生熱應(yīng)力；管束可抽出，便于殼體檢修和清洗結(jié)構(gòu)復(fù)雜，造價(jià)高；內(nèi)浮頭蓋連接處泄露無法發(fā)現(xiàn)；排管數(shù)目較少管殼間溫差大殼程介質(zhì)腐蝕性強(qiáng)、易結(jié)構(gòu)U 型管換熱器管板與殼體固定一個(gè) 結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，造價(jià)低；管束與殼體分離，消除熱應(yīng)力；殼程檢修和清洗方便管束中央有空隙的，流體易走短路；管內(nèi)清洗不方便；只有最外層管子可以更換高溫高壓管內(nèi)為清潔流體填料函式換熱器一端管板固定，另一端采用填料函密封兩個(gè) 結(jié)構(gòu)比浮頭式簡(jiǎn)單；殼體與管束間不產(chǎn)生熱應(yīng)力；殼程檢修和清洗方便填料函處易泄露低壓，小直徑（小于700mm）；無毒、非易燃和易爆藝需要逐步的改進(jìn)。 （c）換熱器的組裝需提高很多零部件的加工精度，管束重，管子長(zhǎng)，折流板多都制約著穿管子的可行度，小直徑剛性差的管子很難控制撓度，需要提出較高的裝配工藝，以及良好的工裝。 （d）管板和換熱管的連接一般分為強(qiáng)度脹接、強(qiáng)度焊接和脹焊并用，脹焊并用我國(guó)多采用強(qiáng)度焊和貼脹，而在國(guó)外應(yīng)用密封焊和強(qiáng)度脹較多，當(dāng)有高速的流體沖刷時(shí)很難保證密封的安全，相對(duì)而言，國(guó)外采取的結(jié)構(gòu)更為可靠些。 （e）小直徑的換熱器的脹接技術(shù)和相關(guān)接頭的檢測(cè)技術(shù)和國(guó)外的技術(shù)水平相比還落后很多。 （f）目前對(duì)于管殼式換熱器來說，多數(shù)還是采用光滑的傳熱管，有更大的提升空間。（g）高效換熱管在一些特種材料上的應(yīng)用還是空白，國(guó)內(nèi)現(xiàn)基本以碳鋼、不銹鋼以及一些合金的換熱管為主。 （h）在生產(chǎn)制造中由于板材和鍛件熱應(yīng)力產(chǎn)生的變形。（j）腐蝕環(huán)境對(duì)換熱部件的影響也是值得我們思考的。Ⅱ.未來發(fā)展趨勢(shì)工業(yè)生產(chǎn)上對(duì)換熱器的要求：傳熱效率高、流體阻力小；強(qiáng)度、剛度、穩(wěn)定性都要足夠；結(jié)構(gòu)合理，節(jié)省材料，成本較低；制造、裝拆、檢修方便；壽命長(zhǎng)等。產(chǎn)品高效化、節(jié)能化、大型化都將是換熱器產(chǎn)業(yè)發(fā)展的方向。國(guó)家要大力建設(shè)節(jié)約型環(huán)保社會(huì)，這一方面將促進(jìn)換熱器產(chǎn)業(yè)的高速發(fā)展，國(guó)家提供足夠的支持力度，刺激換熱器行業(yè)的積極性。另一方面也將引領(lǐng)產(chǎn)業(yè)向高效、環(huán)保、節(jié)能方面發(fā)展。 [6] 例如：（1）管板與管頭焊接型式和相應(yīng)尺寸的新修訂，管板雙面腐蝕裕量的修訂。（2）多種檢測(cè)技術(shù)的發(fā)展，例如 UT、MT、RT 和 PT 等，但最有代表是TOFT 技術(shù)，檢測(cè)形式和質(zhì)量都有了進(jìn)一步的提升。（3）換熱器的污垢處理。（4）換熱器新材料選用與防腐處理。（5）有限元軟件模擬化設(shè)計(jì)和計(jì)算流體力學(xué)（CFD）的廣泛應(yīng)用。（6）焊接技術(shù)的進(jìn)步等。 [12]2 課題的研究目標(biāo)、內(nèi)容和擬解決的關(guān)鍵問題（1） 課題的目標(biāo)a）合成氨裝置 -中溫加壓第一熱交換器的傳熱設(shè)計(jì)；b）合成氨裝置-中溫加壓第一熱交換器的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)；c）合成氨裝置 -中溫加壓第一熱交換器元件的強(qiáng)度校核；d）對(duì)熱交換器中某一部件進(jìn)行有限元強(qiáng)度分析。（2）課題的工作內(nèi)容 a）傳熱設(shè)計(jì)熱交換器工藝計(jì)算的根本目標(biāo)是在允許的壓降條件下完成要求的熱負(fù)荷，并且設(shè)備的重量、體積、面積以及阻力降和功耗達(dá)到最小。工藝計(jì)算首先根據(jù)工藝設(shè)計(jì)條件結(jié)合工程實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)選擇確定設(shè)備型式和傳熱面結(jié)構(gòu)特性，然后確定流程布置和基本結(jié)構(gòu)參數(shù)；進(jìn)行熱力計(jì)算，確定近似尺寸;進(jìn)行詳細(xì)設(shè)計(jì)計(jì)算。如計(jì)算滿足要求，則完成計(jì)算，否則需調(diào)整參數(shù)，重新優(yōu)化計(jì)算，直至滿足要求。熱交換器的的工藝計(jì)算比較復(fù)雜，工藝計(jì)算既與傳熱的理論基礎(chǔ)有關(guān)，還與流體物性有關(guān)，也與設(shè)備結(jié)構(gòu)、傳熱元件的選擇有關(guān)。目前還沒有通用的傳熱計(jì)算方法用于工程設(shè)計(jì)。b）結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)包括了設(shè)計(jì)參數(shù)、筒體結(jié)構(gòu)、管箱、管箱封頭、換熱管的選取、防沖擋板與導(dǎo)流筒、管板設(shè)計(jì)、接管設(shè)計(jì)、折流板設(shè)計(jì)、防短路結(jié)構(gòu)、法蘭選取、支座選取。c）強(qiáng)度校核包括了筒體校核計(jì)算、管箱與管箱封頭校核計(jì)算、接管校核計(jì)算、（固定管板式還膨脹節(jié)校核）、管板的校核計(jì)算、設(shè)備總體質(zhì)量計(jì)算、支座校核計(jì)算等。d）有限元強(qiáng)度分析擬選取換熱器的管板進(jìn)行有限元建模與強(qiáng)度分析并與傳統(tǒng)設(shè)計(jì)結(jié)算結(jié)果進(jìn)行比較。（3） 課題擬解決的關(guān)鍵問題a) 熱交換器的工藝計(jì)算是極其復(fù)雜重要的基礎(chǔ)環(huán)節(jié)。b) 管板和管頭部分的應(yīng)力計(jì)算與防腐蝕、防泄漏處理。二、設(shè)計(jì)方案的確定1 方案的原理、特點(diǎn)與選擇依據(jù)（1）方案原理、特點(diǎn)首先對(duì)給定物料進(jìn)行參數(shù)計(jì)算，包括換熱面積、阻力降、壓力降等；再根據(jù)熱交換的標(biāo)準(zhǔn)與規(guī)范，進(jìn)行熱交換器規(guī)格與型號(hào)的初步選擇；查各標(biāo)準(zhǔn)對(duì)材料的各許用應(yīng)力和經(jīng)濟(jì)性初步了解，為下一步選擇材料做準(zhǔn)備；進(jìn)行換熱器部件的選取和計(jì)算；進(jìn)行各部件的校核計(jì)算；進(jìn)行設(shè)備安裝的初步計(jì)算選?。蛔詈笳撌龇栏g等方法。圖 2-管殼式換熱器（STHE）傳熱計(jì)算流程圖（2） 選擇依據(jù)Ⅰ 相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范:GB150-2011《壓力容器》GB/151-2014《熱交換器》HG20584-2011《鋼制化工容器制造技術(shù)要求》等Ⅱ法律法規(guī)549 號(hào)《特種設(shè)備安全監(jiān)察條例》TSG 21-2015《固定式壓力容器安全技術(shù)監(jiān)察規(guī)程 》等2 設(shè)計(jì)步驟（1） 熱交換器的工藝計(jì)算a. 確定設(shè)計(jì)條件和設(shè)計(jì)方案b. 確定物性數(shù)據(jù)c. 計(jì)算換熱量d. 計(jì)算換熱面積e. 計(jì)算工藝結(jié)構(gòu)尺寸f. 折流板和接管g. 熱交換器的熱力核算h. 壓強(qiáng)核算（2） 熱交換器的結(jié)構(gòu)計(jì)算a. 設(shè)計(jì)參數(shù)的選定b. 筒體結(jié)構(gòu)選型與設(shè)計(jì)c. 管箱設(shè)計(jì)d. 管箱封頭設(shè)計(jì)e. 換熱管的選取f. 防沖擋板及導(dǎo)流筒設(shè)計(jì)g. 管板設(shè)計(jì)h. 接管設(shè)計(jì)j. 折流板的設(shè)計(jì)k. 防短路結(jié)構(gòu)l. 支座的設(shè)計(jì)（3）熱交換器的校核計(jì)算a. 筒體計(jì)算b. 管箱、封頭厚度計(jì)算c. 接管計(jì)算d. 膨脹節(jié)的設(shè)計(jì)e. 管板強(qiáng)度計(jì)算f. 總體質(zhì)量計(jì)算g.支座的校核（4）CAD 制圖a.熱交換器總裝配繪制b.熱交換器零部件圖繪制（5）對(duì)熱交換器中某一部件進(jìn)行有限元強(qiáng)度分析三、階段性設(shè)計(jì)計(jì)劃、設(shè)計(jì)目標(biāo)與應(yīng)用價(jià)值（1） 階段性計(jì)劃學(xué)期/周次工作內(nèi)容 檢查方式七/17 與導(dǎo)師見面、布置任務(wù)，查閱文獻(xiàn)； 文獻(xiàn)資料檢查包括：中英文書籍、標(biāo)準(zhǔn)、論文，翻譯的原文審核；七/ 18-19 翻譯文獻(xiàn)，撰寫文獻(xiàn)綜述； 翻譯譯文審核，文獻(xiàn)綜述審核（參考文獻(xiàn)數(shù)量：中文>15 篇，英文>5篇，參考文獻(xiàn)格式規(guī)范），通過后上傳文獻(xiàn)綜述；假期-八/ 1-2 確定設(shè)計(jì)方案，工藝設(shè)計(jì)計(jì)算； 提交設(shè)計(jì)說明書工藝計(jì)算部分；八/ 3-4 換熱器結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和強(qiáng)度計(jì)算； 提交設(shè)計(jì)說明書結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和強(qiáng)度計(jì)算部分；八/ 5-6 整理編寫設(shè)計(jì)說明書，并對(duì)說明書進(jìn)行修改完善； 提交設(shè)計(jì)說明書檢查；八/7 畢業(yè)實(shí)習(xí)； 提交畢業(yè)實(shí)習(xí)報(bào)告；八/8-9 計(jì)算機(jī)繪制總裝配圖，中期檢查； 提交總裝配圖檢查，完成中期檢查報(bào)告；八/10-11 計(jì)算機(jī)繪圖部件圖、零件圖； 提交部件圖、零件圖檢查；八/12 所有圖紙匯總、校對(duì)、修改； 小組討論檢查，提交所有圖紙檢查；八/13 基于 Ansys 對(duì)熱交換器中的一個(gè)零部件進(jìn)行強(qiáng)度分析 Ansys 強(qiáng)度分析報(bào)告檢查；八/14 整理畢業(yè)答辯材料，提交全部畢業(yè)設(shè)計(jì)材料； 按學(xué)校要求提交全部畢業(yè)設(shè)計(jì)相關(guān)材料；八/ 15-16答辯，根據(jù)答辯提出的問題進(jìn)行修改完善。提交修改材料，畢業(yè)設(shè)計(jì)所有文件定稿。（2）設(shè)計(jì)目標(biāo)本課題需要設(shè)計(jì)一臺(tái)用于合成氨裝置-中溫加壓變換第一熱交換器，要求通過本課題的設(shè)計(jì)全面掌握熱交換器的工藝計(jì)算、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、強(qiáng)度計(jì)算以及 CAD 制圖，掌握熱交換器的標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計(jì)方法，基本掌握基于有限元的分析設(shè)計(jì)方法，具備工程設(shè)計(jì)的能力。（3）應(yīng)用價(jià)值嚴(yán)格按照標(biāo)準(zhǔn)與法規(guī)設(shè)計(jì)出一臺(tái)滿足合成氨生產(chǎn)的第一熱交換器，并通過優(yōu)化設(shè)計(jì)提高換熱器的傳熱效率和降低能耗，達(dá)到更高效、更節(jié)能、使用年限更長(zhǎng)的目標(biāo)。四、參考文獻(xiàn)[1] 陳五平．無機(jī)化工工藝上冊(cè)［Ｍ］．北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2000．[2] 蔣德軍．合成氨工藝技術(shù)的現(xiàn)狀及其發(fā)展趨勢(shì)[J]．現(xiàn)代化工，2005，25(8)： 9-14．[3] 毛文睿，李亞飛，張龍龍等．換熱器的研究現(xiàn)狀及應(yīng)用進(jìn)展[J]．河南科技，2014 (1X)：105-106．[4] 陳永東，陳學(xué)東．我國(guó)大型換熱器的技術(shù)進(jìn)展[J]．機(jī)械工程學(xué)報(bào)，2013，49(10)：134-143．[5] 黃蕾，黃慶軍．世界換熱器產(chǎn)業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀綜述[J]．石油和化工設(shè)備， 2011 (3)： 5-10．[6] 高廣超，張?chǎng)?，李超．換熱器的研究發(fā)展現(xiàn)狀[J]．當(dāng)代化工研究， 2016 (4)： 83-84．[7] 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