我设计的换热器.doc

化工原理 化工设备 课程设计任务书 设计题目：年处理4.4万吨原油固定管板式换热器设计书 学生姓名： 专业班级： 学 号： 指导教师： 2012年 12月 30 日 列管式换热器设计任务书 一、设计目的 培养学生综合运用本门课程及有关选修课程基础理论和基本知识去完成换热单元操作设备设计任务的实践能力 二、设计目标 设计的设备必须在技术上是可行的，经济上是合理的，操作上是安全的，环境上是友好的 三、设计题目 列管式换热器设计 四、设计任务及操作条件 1. 设计任务 设备型式：列管式 处理任务：如下表所示： 处理量（万吨/年） 物料 2．4 2．6 2．8 3．0 3．2 3．4 3.6 3．8 4．0 4．2 4．6 4．8 原油 1＃ 2＃ 12＃ 13＃ 煤油 14＃ 25＃ 26# 柴油 27＃ 37# 38＃ 39# 2. 操作条件 （1）热流体：入口温度140℃; 出口温度40℃ （2）冷却介质：岷江水 （3）允许压降：不大于0.1MPa （4）物性数据 煤油定性温度下的物性数据 原油定性温度下的物性数据 柴油定性温度下的物性数据： 五、设计内容 1. 设计方案的选择 2. 设计计算 计算总传热系数 计算传热面积 3. 主要设备工艺尺寸设计???? （1）管径尺寸和管内流速的确定 （2）传热面积、管程数、管数和壳程数的确定 4. 换热器核算 5. 设计结果汇总 6. 绘制换热器简图 目 录 第一章 概 述 5 1.1换热器的简单介绍 5 1.2本设计的目的和意义 7 第二章 设计计算 8 2.1确定设计方案 8 2.2确定物性数据 9 2.3计算总传热系数 10 2.4计算传热面积 11 2.5工艺结构尺寸 12 2.6换热器核算 16 第三章 设计结果汇总 18 设计图纸 24 参考文献 25 评语及成绩 26 第一章 概 述 1.1换热器的简单介绍 换热器是将热流体的部分热量传递给冷流体的设备，又称热交换器。换热器是化工、石油、动力、食品及其它许多工业部门的通用设备，在生产中占有重要地位。在化工生产中换热器可作为加热器、冷却器、冷凝器、蒸发器和再沸器等，应用更加广泛。换热器种类很多，但根据冷、热流体热量交换的原理和方式基本上可分三大类即：间壁式、混合式和蓄热式。在三类换热器中，间壁式换热器应用最多。 在化工生产中，经常要求在各种不同的条件下进行热交换，因此对各种换热器的要求必然是多种多样的。而每种类型的换热器都有其优缺点，选择时考虑的因素很多，例如材料、压强、温度、温度差、压强降、流动状态、传热效果、结垢腐蚀情况、检修和操作等。 1.1.1 固定管板式换热器 这类换热器操作简单、便宜。最大的缺点是管外侧清洗困难，因而多用于壳侧流体清洁，不易结垢或污垢容易化学处理的场合。当壳壁与壳壁温度相差较大时，由于两者的热膨胀不同，产生了很大的温差应力，以致管子扭弯或使管子从管板上松脱，甚至毁坏整个换热器，因此，一般管壁与壳壁温度相差50℃以上时，换热器应有温差补偿装置，图为具有温差补偿圈（或称膨胀节）的固定管板式换热器。 1.1.2 浮头式换热器 用法兰把管束一侧的管板固定到壳体的一端，另一侧的管板不与外壳连接，以便管子受热或冷却时可以自由伸缩。这种形式的优点是当前两侧传热介质温差较大时，不会因膨胀产生温差压力，且管束可以自由拉出，便于清洗。缺点是结构复杂，造价高。 1.1.3 U型管式换热器 此类换热器只有一个管板，管程至少为两程。由于管束可以取出，管外侧清洗方便，另外，管子可以自由膨胀。缺点是U型管的更换及管内清洗困难。 1.1.4 填料函式换热器 填料函式换热器的结构如图1-4所示。其特点是管板只有一端与壳体固定连接，另一端采用填料函密封。管束可以自由伸缩，不会产生因壳壁与管壁温差而引起的温差应力。填料函式换热器的优点是结构较浮头式换热器简单，制造方便，耗材少，造价也比浮头式的低；管束可以从壳体内抽出，管内管间均能进行清洗，维修方便。其缺点是填料函乃严不高，壳程介质可能通过填料函外楼，对于易燃、易爆、有度和贵重的介质不适用。 1.2本设计的目的和意义 通过本次课程设计，培养学生多方位、综合地分析考察工程问题并独立解决工程实