全国化工大赛-恒逸石化杯-扬子石化年产10万吨醋酸乙烯酯生产项目5-换热器设计说明书.docx

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2019年“东华科技-恒逸石化杯”第十三届全国大学生化工设计竞赛

换热器设计说明书

扬子石化年产10万吨醋酸乙烯酯生产分厂项目

江西理工大学·烯望之光团队

团队成员：杨林郭宝鉴郑明豪胡颖罗荣烽

指导老师：李立清邹来禧李敏陈火平朱丽华

目录

TOC\o1-3\h\z\u第一章换热器选型 3

1.1换热器选择依据 3

1.2换热器概述 3

1.2.1换热器分类 3

1.2.2常用管式换热器的比较 5

1.2.3换热器工艺条件选择原则 6

1.2.4换热器组件选择原则 7

1.3换热器型号表示方法 8

1.4换热器的选型软件 9

第二章管壳式换热器选型实例 10

2.1E0107选型设计 10

2.1.1设计条件 10

图2-2EDR工艺数据输入界面 11

2.1.2结构参数设计 12

2.1.3换热器结构校核 15

2.1.4换热器机械强度校核 20

2.1.5换热器强度计算与校核小结 39

2.1.6设备条件图 40

2.2E0109选型设计 40

2.2.1设计条件 40

图2-14EDR工艺数据输入界面 42

2.2.2结构参数设计 42

2.2.3换热器结构校核 45

2.2.4换热器机械强度校核 49

2.2.5换热器强度计算和校核小结 68

2.2.6设备条件图 69

2.3换热器设备选型一览表 70

第一章换热器选型

1.1换热器选择依据

《化工设备设计全书—换热器》 化学工业出版社

《石油化工设备设计选用手册换热器》 化学工业出版社

《化工工艺设计手册》 化学工业出版社

《压力容器安全技术监察规程》 质量技术监督局

《实用热物理性质手册》 中国农业机械出版社

《钢制压力容器》 GB150-1998

《管壳式换热器》 GB151-1999

《固定管板式换热器型式与基本参数》 JB/T4715-1992

《U形管式换热器型式与基本参数》 JB/T4717-1992

《管径选择》 HG/T20570.6-95

《化工配管用无缝及焊接钢管尺寸选用系列》 HG20553-93

《石油化工企业钢管尺寸系列》 SH3405-96

《鞍式支座》 JB/T4712-1992

1.2换热器概述

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。它是一种在不同温度的两种或两种以上流体间实现物料之间热量传递的节能设备，是使热量由温度较高的流体传递给温度较低的流体，使流体温度达到流程规定的指标，以满足工艺条件的需要，同时也是提高能源利用率的主要设备之一。换热器行业涉及暖通、压力容器、中水处理设备，化工，石油等近30多种产业，相互形成产业链条。

1.2.1换热器分类

换热器的种类和规格众多，不同形式的换热器适用于不同的生产换热条件。因此，针对不同的换热条件选取符合生产要求的换热器显得尤为重要。

表1-1换热器的分类

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°C)，

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

管

式

管

壳

式

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、易爆易燃及压力较高的介质

内填料函：密封性能差，只能用于压差较小的场合

釜式

壳体上都有个蒸发空间，用于蒸汽与液相分离

套管式

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，用于传热面较小的冷却器、冷凝器或预热器

螺旋

盘管式

浸没式

用于管内流体的冷却、冷凝，或者管外流体的加热

喷淋式

只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

螺旋板

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

板束类似于管束，可抽出清洗检修，压力不能太高

扩展

表面

式

板翅式

结构十分紧凑，传热效率高，流体阻力大

管翅式

适用于气体和液体之间传热，传热效率高，用于化工、动力、空调、制冷工业

蓄

热

式

回旋式

盘式

传热效率高，用于高温烟气冷却等

鼓式