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换热器工艺设计

目次

1总则

1.1目的

1.2范围

1.3规范性引用文件

2设计总则

2.1设计标准

2.2安装方式

2.3管壳式换热器

3管壳式换热器的选型

3.1壳体的选择

3.2封头的选择

4管壳式换热器机械参数的确定

4.1设计压力

4.2设计温度

4.3管子及管束

4.4壳径

4.5折流板和支撑板

4.6防冲板

4.7接管

5管壳式换热器的传热计算

5.1设计余量

5.2压降

5.3流速

5.4管口流速

5.5KETTLE式换热器

5.6污垢系数

5.7腐蚀余量

5.8管束振动及噪声分析

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1总则

1.1目的

为规范各项目的换热器的流体力学及传热计算而编制。

1.2范围

1.2.1本规定规定了管壳式换热器的选型和设计的工艺要求。

1.2.2本规定适用于各项目中传热面积大于0.5耐的管壳式换热器、板式换热器、套管式(Doublepipe)和多管式套管(Hair-pin)换热器，但不适

用于蒸汽表面冷凝器。

1.3规范性引用文件

下列文件中的条款通过本规定的引用而成为本规定的条款。凡注日期的引用文件，其随后所有的修改单或修改版均不适用本规定。凡是不注日期或修改号（版次）的引用文件，其必威体育精装版版本适用于本规定。

1.3.1GB151-1999(2002)管壳式换热器（附加2002年第1号修改单）

1.3.2TEMA管壳式换热器制造协会标准

1.3.3

2设计总则

2.1设计标准

2.1.1对于国内设计、加工或制造的管壳式换热器应严格依据GB151标准；国外设计、加工或制造的管壳式换热器应严格依据TEMA或API标准。

2.2.2对于TEMA等级如无说明应采用“R”级。

2.1.3对于立式换热器，制造商应在换热器上配备吊装用吊耳。

2.2安装方式

换热器通常应采用卧式，对于工艺上特殊要求、或清洗和维修、或安装空间限制的情况可采用立式安装。

2.3水冷却器

对于冷却介质是水的换热器应满足如下规定：

如无特别工艺要求冷却水通常应走管内，并采用下进上出形式以防止不凝气体聚积。

管内冷却水的流速不应小于0.9

对于开放式循环水系统，冷却水出口温度不应高于42℃

2.4套管换热器

对于套管换热器和多管式套管换热器，外管直径不应大于DN150，并且还需要满足如下规定：

氢气不能走管外，氢气分压小于0.69MPa(A)时可视作非氢体系。

未经业主同意，不得采用差压设计。

制造商提交PMC的技术资料应包括流体诱导振动和声振校核内容。

如果蒸汽作为热介质走管外时，其过热度不应大于30℃

对于管外易结垢、或者管外需要机械清洗时，不应采用翅片管。

如果采用翅片管时，翅片的材质应有较好的抗腐蚀性。

套管换热器（Doublepipe）的材质应选择无缝或焊接钢管系列。

多管式套管换热器（Hair-pin）由制造商负责设计并提供设计规范。

2.5再沸器

热虹吸式再沸器相对简单和经济，因此在设计时应作为首选类型。但在下列条件下不宜使用。

高粘度液体。

易结垢物系。

操作负荷变化很大和需要调节比例的环境。

对于高真空条件下再沸器，应选择强制循环式或立式降膜式。

2.6板式换热器

板式换热器，由制造商根据工艺条件负责设计并提供设计规范。同时要满足以下要求：

·每台板式换热器均应有静电接地防护。业主根据工况确定是否需要防火罩。当下列两个条件同时存在时，应设置防火罩:

1)换热器有可燃液体与橡胶密封垫直接接触。

2)换热器距有着火隐患的设备6m以内。

·防火罩上设置泄放口。

·如果有防火罩的要求，制造商应提供防火试验证明。防火试验条件为:

1)测试板片不少于100块，换热器试验台应足以使整个换热器置于火焰之中；

2)两侧均充满不低于150psig(10barg)、静止的煤油；

3)换热器置于火焰之中至少1小时；

最大可见泄漏为1gpm(0.23m3/hr)

3管壳式换热器的选型

管壳式换热器通常分为固定管板式、U形管式和浮头式。

满足以下列出的条件时可选择固定管板式换热器：

（1）管子和壳体因热膨胀引起的应力不超过设计应力的范围，否则要选择浮头式或U形管式