换热器的设计说明书Word格式文档下载.docx
《换热器的设计说明书Word格式文档下载.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《换热器的设计说明书Word格式文档下载.docx（19页珍藏版）》请在冰点文库上搜索。
管式
结构比较复杂，主要用于高温高压场合或固定床反应器中
套管
能逆流操作，用于传热面积较小的冷却器、冷凝器及预热器
板
板式
拆洗方便，传热面能调整，主要用于粘性加大的液体间换热
螺旋板板
制造简单，紧凑，可用于带颗粒物料，温位利用好；
不易检
修
伞板式
制造简单、紧凑、成本低、易清洗，使用压力不大于1.2Mpa,
使用温度不大于150C
板壳式
板数类似管束，可抽出清洗检查，压力不能太高
蓄
热
回旋式
盘式
传热效率咼，用于咼温烟气冷却等
鼓式
用于空气预热器等
固定格室式
紧凑
适用于低温到高温的各种条件
非紧
凑式
适用于咼温及腐蚀性气体场合
表面扩展式
板翅式
紧凑、效率高。
可多股物流同时换热，使用温度不大于150C,主要用于粘性加大的液体间换热
管翅式
咼效而紧凑，换热面积大，传热效果好
在过程工业中，由于管壳式换热器具有制造容易，生产成本低，选材范围广,清洗方便，适应性强，处理量大，工作可靠，且能适应高温高压等众多优点，管壳式换热器被使用最多。
工业中使用的换热器超过90躺E是管壳式换热器，在工业过程热量传递中是应用最为广泛的一种换热器。
结合上述优点和本工艺的特点，本工艺的换热器主要选用管壳式换热器。
1.2管壳式换热器的选用
1.2.1结构参数的确定
⑴管径
管径越小换热器越紧凑、便宜，但压力降会增加。
为了满足允许的压降，一般选用19mr的管子；
对于物流流量较大的，采用25mm以上的管子。
⑵管长
无相变传热时，管子长则换热系数增加，对于相同的换热面积，管子长则管程数减小，使得压力降减小，每平方米传热面积比降低。
我国生产的标准钢管长度为6m故系列标准中管长有1.5m，2m，3m，6m和9m五种。
因此，一般管长取4-6m,对大面积，无相变换热器管长可取至8〜9m
⑶管子配布
换热管在管板上的排列方式主要有正三角形、正方形和转角正三角形、转角
正方形。
正三角形排列形式最为普遍，由于管距都相等，可以在同样的管板面积上排列最多的管数。
但因管外不易清洗，其适用场合受到限制，主要适用于壳程介质污垢少，且不需要进行机械清洗的场合。
而采用正方形和转角正方形排列的管束，能够使管间小桥形成一条直线通道，便于管外机械清洗。
⑷管心距
管心距小设备紧凑，但将引起管板增厚、清洁不便、壳程压降增大。
故一般选用范围为1.25〜1.5d（d为管外径）。
表1-2换热管管心距
换热管外径/mm
19
25
32
38
换热管中心距/mm
40
48
分程隔板槽两侧相邻管中心距/mm
44
52
60
⑸管程数
管程数增加，管内流速增加，传热系数增加。
管程数一般有1、2、4、&
8、
10、12等七种。
但管程数不能分得太多，以免压力降过大，且隔板要占用相当大
的布管面积。
⑹折流板
折流板可以改变壳程流体的方向，使其垂直于管束流动，提高流速，从而增加流体流动的湍流程度，获得较好的传热效果。
折流板型式可分为圆缺形（弓形）折流板、盘环形折流板、孔式折流板和折流圈。
表1-3折流板间距常用数值
管长（mm）
折流板间距（mm）
<
3000
100
200
300
450
600
——
4500〜6000
1500〜6000
150
6000
7500,9000
750
6000
6000〜9000
1.3换热器详细设计
本工艺共有41台换热设备（换热器、再沸器、冷凝器、预热器），这里我们以浮头式换热器（E0602）详细设计为例。
热物流经该换热器换热温度降至目标温度，冷却物流为循环冷却水。
由Aspen软件得到冷热工艺物流数据：
表1-4工艺操作参数
操作参数
参数
壳程
管程
介质
循环冷却水
甲苯回收塔塔底去一级结晶
质量流量（Kg/h）
343740.0
84194.9
入口温度（C）
20.00
138.00
出口温度（C）
30.00
34.00
入口压力（bar）
3.00
2.87
出口压力（bar）
2.7413
初步选择换热器的形式后，根据任务要求利用AspenExchangerDesign&
RatingV7.2进行模拟计算，模拟出来的换热器工艺参数如图1-1所示：
1
Cornog-
2
Localion
3
SeivireofUnit:
OurReference：
4
1ternNoj丫ourReferencei
5
Da<
e：
RbvNq-JobNa.：
G
Size750-5950mmTypeBETHoi
Connectedin
1parallel
1swifts
7
SuHg曲]1736nPShels/unit1
5urF/shel（eff.）
1736
PERFORMANCEOFONEUNll
9
Fluid^location
ShelSide
TubeSidle
HJ
FluidFWfts
；
令却冰
甲苯塔据底去一级皓晶
11
Fluidquantity^Total
95.4E
533
23.3693
I；
V4PO4（In/Out）
13
Liqud
95.4335
35.4535
213693
Z3L3E93
14
Moncondsnsable
15
1R
TempefJture（In/Out）
20
30
134
17
Dew/Bubblepoint
18
VapoiAiquidkg/mi?
/saa.st
/389.22
f759.9
/857.77
1J
Vi$CA$^
/1.0214
/eise
/.2272
/.574S
Moteoiarwt.Vap
丨
MolecJarvjt,NC
22
Spedficheat
/4.S39
/4.832
/2.12
/1.E81
Theimalconductivi^
/.5991
/.6132
/.1042
/■伽
24
Latentheat
巧
Piessne（ab$）
272566
2.07
258C26
26
Velocitym/s
1.35
77
PrKSWdrop,allo^./calc
.5
27414
.28374
28
Fouingresist,[min]
.00017
.0001?
.00022Acbased
严
Healexchanged46147
MTDcotrected
3497
Transferrate.Service760.1Dirtv
7G7.3
Clean10976
筍
CONSTRUCTIONOFONESHELL
Sketch
She!
Side
FiteSide
tfr
JJ
Dejign/vAc/testpressureg
4/
4/i
34
Designtemperature
E5
170
35
Numberpassespershell
霑
匚onsionjllowance
^18
118
37
Comimections
Inmm
1304.3/
11524/
JU
Size/iAUng
Oul
1254/
l1S24/
39
Nominal
InteriwiJ^te
f
/
4U
TubeNo.514OD19TksAvg2mmLength5850mmPitch25
-11
TubeiyptPlainMaterialCarbonSled1Tubepattern30
42
ShelCarbonSteelID750OD774
ShellcoverCarbonSteell
4J
ChannelorbonnetCabonSttftl
ChannslcoverCarbonSteel
Tubesheet-^tationaryCaibcmSteel-
Tijbe^heet-floatingCarbonSt@el
45
FloatingheadcoverCaiitnnSteel
ImpingementproteclionNone
常
B-afrlt'
CtossingCarbonSte«
lTypsSinglesegmentalCoi（^d）39.15H^pdcing:
c/c525
47
BaffleJong-Sealtppe|Inlet46E.48
Supp<
NU4ubeU-bendType
4A
日ypasswalTube-tubesheetjo«
nrExp.
50
Expansioinjoint・TypeNone
51
FlhcV2'
ldetnozzle1714Bundteentrance8G3Bunde«
Kit2394
Gaskets-ShellsideFJatMetalJacketFibeTubeSideFlatMetalJacketFibe
FloatingheadFhtMetalJacketFibe
利
CodelequirementsASMECadeSecVIIIDiv1TEMAclassR-refineryservice
55
Wei^TShell52297Fifedwith775313Bundle2974.1
Rem#k$
57
ba
图1-1换热器工艺参数
⑴结构设计利用AspenExchangerDesign&
RatingV7.2软件也可以对换热器进行结构
设计，模拟出来的结果如下:
1换热管设计
Tubes
Type
Plain
Totalriumber
514
Outsidediameter
mm
Numberoftubesplugged
Insidediameter
Tubelengthactual
5950
Wallthickness
Tubelengtheffective
5650
ArearatioAoMi
127
Tubeiheetthickness
44.52
Pitch
Material
CarbonSteel
Pattern
Thermalconductivity
艸EK）
517845
ExternalenPi^ricement
Intefnalenhancement
图1-2换热管基本参数
ocrooocoo^ooooo<
>
o
oo&
eoo&
oeoooloe&
oc_o2>
oo
00000000000I0OOO0OOOQOO
OOOOOOOOCOOO.000000000000
图1-3换热管排列方式
换热管为平滑管，外径19mm壁厚为2mm管间距为25mm管长
5850mm换热管根数514根。
管子排列方式为正三角形排列。
2折流板和管口设计
折流板的设置主要是为了提高壳程的流速，增加扰动，改善传热。
这里选择
单弓形折流板，并且圆缺方向的高度为壳体公称直径的0.15〜0.45,折流板间距
般不小于圆筒内径的1/5。
折流板的数目及厚度等基本参数见图1-4所示
Baffles
Singlesegmenkl
Dfllfiecwt-inner/outerfinterrn
Tutiesinwindow
Yes
Actual（Zdiameler]
39.15
Number
10
Nominal偽darneter）
Spacing（center-center）
525
Actual[%area）
36.3
Spacingmtinlet
45B.43
CUIorientation
H
Spaoingatoutlet
4S6.48
Thickress
a52
Spacingatcentralin/outforGXI」$hell$
mirn
TuterowsinIwffleoverlap
SpadingmtcenterofHshell
Tuberowsinbafflewindow
11.5
Endlengtha*fronthead
rpj|rr|
B^flehole-tubeoddiamclearance
.4
Endlengthatrearhead
611
Shelid-baffleoddiamclearance
4.7S
图1-4折流板基本参数
折流板数目为6,折流板型式为单弓形，切割率为39.15%。
折流板朝向为水
平，与进出口间隔（第一块与进口或最后一块与出口端面的距离）为466.48mm
两块板间隔为525.00mm
ShellSide
TubeSide
Nozzletype
Inlet
Outlet
IrJet
Numberofnozzles
Actualoutsidediameler
mini
32395
27305
ica28
iee.28
304,8
254.51
154.05
Heightundernozzle
11a别
45.99
图1-5管口基本参数
管程进、出口管口各有一个。
其中，管程进口管口外径为168.28mm内径
154.05mm管程出口管口外径168.28mm内径154.05mm壳程进、出口管口亦各
有一个，壳程进口管口外径为323.85mm内径304.8mm壳程出口管口外径
273.05mm内径254.51mm
3管束
Bundle
ShellIDtocenter1sttuberow
Tubepasses
Fromtop
4599
Tubep加glayout
Mixed（H）
Frombottom
110.94
Tubepass□ner^tion
ndard（harizontal）
Fromright
71.47
U^bendorientation
undefined
FromLeft
Horizontalpa铀lane刊with
19.06
Impingementproteclion
None
Verticalp*sglanewidth
iaos
Impingementdistance
Interpas;
tubealignment
No
Impingernenlplatediameter
Deviationin讪如pm舞
a56
Impingementplatewidth
mmi
Outerhislimit
619
Impingernenlplatelength
Shelid-bundleotldiamdearance
1131
Impingementplatethickness
Tierodnumber
6
Grasssurfaceareaiperihell
m?
179.5
Tieroddiar*eter
12.7
Effectivesurfaceareaper^hell
173.6
Seafing曲ips（pairs）
BaretubeareapersTiel
Tubetobubesheeljoint
Exp.
FinnedareaperdieN
TubeproiecticnfromfrontM
UattendAieapershell
Tubepiojeclionfromreartsht
图1-6管束基本参数
如图为管束信息，主要对管束布置、布置限定、定位杆拉杆和管束布置图进行详细设置。
7ewgsa™A
——-A
=?
■
hr*丁SvU
--1
:
™h.
1讨
■»
jn
Mm.
5mon
■:
!
F
A
SfieiBiTuoetxwarj=T
3£
ptfti
Zoa<
n
C
17C
Sr.m*rt二yf
IK=■；
丁
■=」二亠5
Ti
-"
ISOEZ
Z-^DSW人.OAWZ：
—-
3l忸
11TB
SettngiPlan
ti
1忙F
询auc-sr
■:
X.r
W
J-1NT™J=rtT：
"
i
：
«
■；
-二疋TB
EFT7£
D・SESfl
=^*=pgr^p-,
匸
Q
g
■■?
?
*■?
'
■尸■岩
Drar*irgN」mber
dscr^’=oeiJi=:
:
W呼邑4咱:
IttMV
・旳用£
|
讣i■=■■*■
Fy
Cllkqi
xD'
itr^
图1-7换热器结构尺寸
根据《JB/T4715-1992固定管板式换热器形式与基本参数》和《GB151-1999
管壳式换热器》对模拟的数据进行圆整，并考虑到热损失等，换热面积有余量,选定换热器的基本参数如下：
表1-5换热器基本参数
项目］
公称直径/mm
800
管子规格/mm
©
19X2
排列方式
正三角形
管中心距/mm
管长/mm
4500
公称压力/MPa
0.6
换热面积/m2
189.8
管程数
壳程数
升级会员 