煤油列管换热器学案.doc

PAGE  PAGE 18 二、列管式换热器设计任务书 （一）、设计题目： 列管式换热器设计 （二）、设计任务及操作条件 1、设计任务 处理能力： 20万吨/年 设备型式： 列管式 2、操作条件 （1）煤 油：入口温度 140℃ 出口温度 40℃ （2）冷却介质：循环水 入口温度 20℃ 出口温度 40℃ （3）允许压降：不大于0.1MPa （4）煤油定性温度下的物性数据 （5）每年按330天计算，每天24小时连续运行。 （三）、设计内容1、概述 2、设计方案的选择 3、确定物理性质数据 4、设计计算 计算总传热系数 计算传热面积 5、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 （3）接管尺寸的确定6、设计结果汇总 7、工艺流程图及换热器工艺条件图8、设计评述 （四）、图纸要求 A3图纸 三、概述 3.1换热器概述[1] 热器（英语翻译：heat exchanger），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。 3.2.列管式换热器概述[1] 列管式换热器是目前化工及酒精生产上应用最广的一种换热器。它主要由壳体、管板、换热管、封头、折流挡板等组成。所需材质 ，可分别采用普通碳钢、紫铜、或不锈钢制作。在进行换热时，一种流体由封头的连结管处进入，在管流动，从封头另一端的出口管流出，这称之管程；另-种流体由壳体的接管进入，从壳体上的另一接管处流出，这称为壳程。 在列管式换热器中，管束的表面积即为该换热器所具有的传热面积。当传热面积较大，管子数目较多时，为了提高管内流体的流速，增大管内一侧流体的传热膜系数，常将全部管子平均分成若干组，流体每次只流经一组管子，即采用多管程结构。其方法是在封头内装设隔板，在一端的封头内装设一块隔板，便成二管程；在进口端装两块挡板，另一端装一块隔板，便成四管程；如此，还可以设置其他多管程，但过多使流体阻力增大，隔板占有分布管面积，而使传热面积减小。 列管换热器（又名列管式冷凝器），按材质分为碳钢列管换热器，不锈钢列管换热器和碳钢与不锈钢混合列管换热器三种，按形式分为固定管板式、浮头式、U型管式换热器，按结构分为单管程、双管程和多管程。 四、工艺设计及主要设备设计 4.1确定设计方案 4.1.1选择换热器的类型[4] 在本次设计任务中，两流体温度变化情况：热流体（煤油）进口温度140℃，出口温度40℃；冷流体(循环水)进口温度20℃，出口温度40℃。该换热器用循环水冷却介质，受环境影响，进口温度会降低，考虑到这一因素，估计该换热器的管壁温和壳体壁温之差较大，且管束与管壳之间的温差较大会产生不同热膨胀，因此初步确定选用带膨胀节的固定管板式换热器。 4.1.2流程安排 在固定管板式式换热器中，对于流体流径的选择一般可以考虑以下几点： (1)?不洁净和易结垢的流体宜走管内，以便于清洗管子。 (2)?腐蚀性的流体宜走管内，以免壳体和管子同时受腐蚀，而且管子也便于 清洗和检修。 (3)?压强高的流体宜走管内，以免壳体受压。 (4)?饱和蒸气宜走管间，以便于及时排除冷凝