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年产15万吨醋酸乙烯酯和29万吨醋酸项目换热器设计说明书
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项目附录、概述、计算表等可站内按相同项目名称查询下载
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目录
TOC\o1-5\h\z\u第一章换热器设计 3
1.1换热器设计依据 3
2.1换热器设计概述 3
2.1.1换热器选型 3
2.1.2物流安排 6
2.1.3壳程数和台数 7
2.1.4温度 7
2.1.5压力降 7
2.1.6换热管 8
2.1.7管长 8
2.1.8排列方式 9
2.1.9折流板 9
2.1.10裕量 9
3.1换热器选型示例：E0415 9
3.1.1换热器选型参数设计 10
第一章换热器设计
1.1换热器设计依据
表1-1换热器设计依据
内容出版日期及版号
《化工设备设计全书—换热器》
2003-5
《热交换器》
GB/T152-2014
《压力容器》
GB150-2011
《化工配管用无缝及焊接钢管尺寸选用系列》
HG/T20553-2011
《钢制管法兰、垫片和紧固件》
HG/T20592~20635-2009
《容器支座》
JB/T4712-2007
《补强圈》
JB/T4736-2002
2.1换热器设计概述
在不同温度的流体间传递热能的装置称为热交换器，简称换热器。在换热器中至少要有两种温度不同的流体，一种流体温度高，放热；另一种流体温度低，吸热。在工程实践中有时也会有两种以上流体参加换热的换热器，但其基本原理与前一致。化工、石油、动力、食品等行业中广泛使用各种换热器，它们是上述这些行业的通用设备，占有十分重要的地位。随着工业的迅速发展，能源消耗量不断增加，能源紧张已成为一个世界性问题。为缓和能源紧张的状况，世界各国竞相采取节能措施，大力发展节能技术，已成为当前工业生产和人民生活中一个重要课题。换热器在节能技术改造中具有很重要的作用，表现在两方面：一是在生产工艺流程中使用着大量的换热器，提高这些换热器效率，显然可以减少能源的消耗；另一方面，用换热器来回收工业余热，可以显著地提高设备的热效率。
2.1.1换热器选型
换热器选型时需要考虑的因素很多，主要是流体的性质；压力、温度及允许压力降得范围；对清洗、维修的要求；材料价格；使用寿命等。
换热器种类很多，按热量交换原理和方式，可分为混合式、蓄热式和间壁式三类。间壁式换热器有夹套式、管式和板式换热器。
管壳式换热器又称列管式换热器，该类换热器具有可靠性高、适应性广等优点，在各工业领域中得到最广泛的应用。近年来，尽管受到了其他新型换热器的挑战，但反过来也促进其自身的发展。在换热器向高参数、大型化发展的今天，管壳式换热器仍占主导地位。
表1-2换热器类型
类型
特点
管式
管壳式
固定管板式
刚性结构：用于管壳温差较小的情况（一般≤50℃），管间不能清洗
带膨胀节：有一定的温度补偿能力，壳程只能承受较低压力
浮头式
管内外均能承受高压，可用于高温高压场合
U型管式
管内外均能承受高压，管内清洗及检修困难
填料函式
外填料函：管间容易漏泄，不宜处理易挥发，易燃易爆及压力较高的介质
内填料函：密封性能差只能用于压差较小的场合
套管式
釜式
壳体上都有个蒸发空间，用于蒸汽与液相分离
双套管式
结构比较复杂，主要用于高温高压场合，或固定床反应器中
套管式
能逆流操作，用于传热面积较小的冷却器、冷凝器、或预热器
螺旋
浸没式
用于管内流体的冷却、冷凝、或者管外流体的加热
盘管式
喷淋式
只能用于管内流体的冷却或冷凝
板式
板式
拆洗方便，传热面能调整，主要用于粘性较大的液体间换热
螺旋式
可进行严格的逆流操作，有自洁作用，可回收低温热能
伞板式
伞形传热板结构紧凑，拆洗方便，通道较小，易堵，要求流体干净
板壳式
板式类似于管束，可抽出清洗检修，压力不能太高
液膜式
升降膜式
接触时间短，效率高，无内压降，浓缩比不大于5
挂板薄膜式
接触时间短，适用于高粘度，易结垢物料，浓缩比11～20
离心薄膜式
受热时间短，清洗方便，效率高，浓缩比不大于15
表2-2管壳式换热器优缺点对比
种类
优点
缺点
浮头式换热器
管束可以抽出，方便清洗；介质温度不受限制；可在高温高压下工作，一般温度≤450℃，压力≤6.4Mpa；可用于结垢比较严重的场合
小浮头易发生内漏；金属材料耗量大，成本高20%；结构复杂
固定管板式换热器
传热面积比浮头式换热器大20%～30%；旁路漏流较小；锻件使用较少，成本低20%以上;没有内漏
壳体和管子壁温差一般宜小于等于50℃，大于50℃时应在壳体上设置膨胀节；管板与管头之间易产生温差应力而损坏
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