换热器说明书.doc

* 化工原课程设计 * 换热器工艺初步设计 学生姓名： 学 号： 专 业： 环境工程 班 级： 成 绩： 指导教师： 设计时间：2012年 12月 20日至2013 年 1月6日 环境与生命科学系 列管式换热器设计任务书 一、设计任务及操作条件 （1）处理能力：正戊烷23760kg/h； （2）设备型式：立式列管式换热器； （3）操作条件： ① 混合气体:入口温度51.7℃； ② 冷却介质:循环水,流量为70000kg/h入口温度32℃,出口温度35.67℃； ③ 允许压强降：不大于5000000Pa； ④ 每年按300天计算,每天24小时连续运行。 二、设计项目 1．设计方案简介：设计工艺流程图； 2．换热器的工艺计算：确定换热器的传热面积； 3．换热器的主要结构尺寸设计； 4．主要辅助设备选型； 5．绘制换热器总装配图。 三、设计时间 2012年 月? 日～ 年 月 日 )； 5．设计结果概要(主要设备尺寸、衡算结果等)； 6．主体设备设计计算及说明； 7．参考文献。 目 录 1.简述 4 2.方案设计和拟定 5 3．换热器类型的选择 6 3.1 流动空间及流速的测定 6 3.2确定物性数据 7 3.3 计算总传热系数 7 3.3.1 热流量 7 3.3.2平均传热温差 7 3.3.3平均传热温差校正 7 3.4估算传热面积 8 3.5换热器结构尺寸的 8 3.5.1 管径和管内流速 8 3.5.2 管程数和传热管数 8 3.5.3 传热管排列和分程方法 9 3.5.4 壳体内径 10 3.5.5 折流板 11 3.5.6 接管 11 3.5.6.1壳程进口接管: 11 3.5.6.2壳程出口接管: 11 3.5.6.3管程接管 12 3.6换热器核算 12 3.6.1 热量核算 12 3.6.1.1 壳程对流传热系数 12 3.6.1.2 管程对流传热系数 12 3.6.1.3污垢系数 13 3.6.1.4 传热系数 K 13 3.6.1.5换热器的实际传热面积 13 3.6.2核算管壁温度 14 3.6.3 换热器内流体的流动阻力 14 3.6.3.1计算压强降 14 4. 换热器主要结构尺寸和计算结果 16 附录 17 参考文献 18 列管式换热器设计书 1.简述 根据列管式换热器的结构特点，常将其分为固定管板式、浮头式、U形管式 填料函式、滑动管板式、双管板式、薄管板式等类型。 固定管板式换热器(代号G) 优点：结构简单、紧凑、能承受较高的压力，造价低，管程清洗方便，管子损坏时易于堵塞或更换； 缺点：管束与壳体的壁温或材料的线膨胀系数相差较大时，壳体和管束中将产生较大的热应力 这种换热器适用于壳层介质清洁且不易结垢、并能进行清洗、管程与壳程两侧温差不大或者温差较大但壳层压力不高的场合。 浮头式换热器(代号P) 优点：管内和管间易于清洗，不会产生热应力； 缺点：结构复杂，造价比固定管板式换热器高，设备笨重，材耗量大，且浮头端小盖在操作中无法检查，制造时对密封要求高。 这种换热器适用于壳体和管束之间壁温差较大或壳程介质易结垢的场合。 U形管换热器(代号Y) 优点：只有一块管板，管束由多根U形管束组成，管的两端固定在同一块管板上，管子可以自由伸缩。当壳体与U形换热器有温差时，不会产生热应力。 缺点：由于受到管曲率半径的限制，其换热管排布较少，管束最内层管间距较大，管板的利用率较低，壳程流体易形成短路，对传热不利。当管子泄漏损坏时，只有管束外围处的U形管才便于更换，内层换热管坏了不能更换，只能堵死，而且损坏一根U形管相当于坏两根管，报废率极高。 适用于管、壳壁温差较大或壳程介质易结垢需要清洗、又不适宜采用浮头式和固定管板式的场合。特别适用于管内走清洁而不易结垢的高温、高压、腐蚀性大的物料。 滑动管板式换热器 优点：结构简单，造价低廉，必要时可在管箱增设隔板，强化传热。 缺点：填料泄漏时可导致管程和壳程的流体相混，故严禁用于两种流体不相容的场合。：结构简单，造价低廉，壳程清洗和检修困难，壳程必须是洁净不易结垢的物料。U形管式特点：结构简单，质量轻，适用于高温和高压的场合。管程清洗困难，管程流体必须是洁净和不易结垢的物料。浮头式特点：结构复杂、造价高，便于清洗和检修，