【摘要】：換熱器是實現(xiàn)物質間熱量傳遞的一種機械設備,是石油化工領域最常用的生產設備。在連續(xù)運轉一定的工作周期后,都存在嚴重的結垢現(xiàn)象,這極大的減少了傳熱面積并影響傳熱效率,導致生產無法正常進行。本論文按照企業(yè)換熱器污垢清洗需求,在對換熱器結構以及污垢特點進行分析的前提下,通過對常見換熱器清洗技術進行比較,確定換熱器清洗技術方案及清洗裝置的相關參數,進行換熱器清洗裝置的結構設計。論文通過對換熱器的管程和殼程清洗特點進行研究,結合清洗裝置的相關參數與總體結構方案,論文分別對換熱器管程和殼程的清洗裝置進行結構設計,根據清洗參數進行裝置標準零部件的選型。使用三維軟件SolidWorks對裝置及其零部件進行設計,設計完整的換熱器清洗裝置結構模型。為了發(fā)現(xiàn)設計過程中存在的問題,選擇合適的加工工藝對樣機進行加工,對裝置結構進行進一步優(yōu)化。根據設計的裝置結構,論文對裝置的控制流程進行介紹說明。為確保裝置結構設計的合理性,論文使用ANSYS workbench軟件對裝置中主要結構進行靜力學分析和模態(tài)分析,對結構進行進一步優(yōu)化,確保裝置整體的工作穩(wěn)定性和結構強度滿足設計要求;同時,對裝置是否會產生共振現(xiàn)象進行分析,確保裝置工作過程中不會發(fā)生共振危險。本論文設計的換熱器高壓水射流清洗裝置能夠代替人工進行清洗作業(yè),自動、安全、高效的進行換熱器清洗,對大型設備清洗裝置的研究具有重要的參考意義。
【學位授予單位】：北京石油化工學院
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：TE65;TQ051.5
【圖文】：

（a）美國GOODWAY公司RAM-4A型清洗機 （b）德國凱馳集團HD19/100De型清洗機（a）GOODWAY RAM-4Acleaner （b）Kaercher HD19/100De cleaner圖1-2 部分清洗機實物圖Fig.1-2 Examples of cleaners國外的各種高壓水射流清洗裝置都已經在工業(yè)領域運行好多年，而國內，此領域還沒有比較有名的高壓水射流清洗裝置的生產廠家。目前，國內大多數清洗裝置都還處于裝置的研發(fā)設計階段，成型產品應用于清洗行業(yè)的時間較短，清洗裝置的相關文獻資料也比較少。通過查閱近期科學期刊和有關技術資料還未發(fā)現(xiàn)國內有大型換熱器高壓水射流全自動清洗裝置正在研發(fā)或者投入生產的報道。在清洗領域企業(yè)用戶要求不斷提高的背景下，國內高壓水射流清洗裝置的研發(fā)和生產是行業(yè)發(fā)展必然趨勢，換熱器高壓水射流清洗裝置的應用前景也十分可觀[19]。

沒有成型的換熱器清洗設備進行應用的現(xiàn)狀，設計一款自動控制的大型換熱器清洗裝置，實現(xiàn)對換熱器自動、全面的清洗作業(yè)。本論文的技術路線如框圖 1-3 所示：圖1-3 論文研究的技術路線框圖Fig.1-3 Flowchart of the approach used in this thesis1.3.3 論文創(chuàng)新點針對論文研究內容，本論文的研究主要有以下創(chuàng)新點：（1）結合對大量清洗技術相關文獻的查閱和對各種清洗裝置的研究及其應用現(xiàn)狀的調研，綜合考慮換熱器的結構特點、污垢類型及生成機理，確定一種換熱器自動清洗裝置的設計方案，并通過三維軟件 SolidWorks 對其進行模型設計；論文通過運用高壓水射流清洗技術和能夠自動控制的機械裝置相結合，設計一款國內市場處于空白

（c）正方形排列 （d）轉角正方形排列（c）Square pitch （d）Rotated square pitch圖2-1 換熱器管的排列方式示意圖Fig.2-1 Arrangement of heat exchanger tubes

【參考文獻】

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本文編號：2747051