换热器的设计说明书Word下载.docx

1、能逆流操作，用于传热面积较小的冷却器、冷凝器及预热器板板式拆洗方便，传热面能调整，主要用于粘性加大的液体间换热螺旋板板制造简单，紧凑，可用于带颗粒物料，温位利用好；不易检 修伞板式制造简单、紧凑、成本低、易清洗，使用压力不大于 1.2Mpa,使用温度不大于150C板壳式板数类似管束，可抽出清洗检查，压力不能太高蓄执八、回旋式盘式传热效率咼，用于咼温烟气冷却等鼓式用于空气预热器等固疋格至式紧凑适用于低温到咼温的各种条件非紧凑式适用于咼温及腐蚀性气体场合表面扩展板翅式紧凑、效率高。可多股物流同时换热，使用温度不大于 150C,主要用于粘性加大的液体间换热管翅式咼效而紧凑，换热面积大，传热效果好在过

2、程工业中，由于管壳式换热器具有制造容易，生产成本低，选材范围广 ,清洗方便，适应性强，处理量大，工作可靠，且能适应高温高压等众多优点，管 壳式换热器被使用最多。工业中使用的换热器超过 90躺E是管壳式换热器，在工 业过程热量传递中是应用最为广泛的一种换热器。结合上述优点和本工艺的特 点，本工艺的换热器主要选用管壳式换热器。1.2管壳式换热器的选用1.2.1结构参数的确定管径管径越小换热器越紧凑、便宜，但压力降会增加。为了满足允许的压降，一 般选用19mr的管子；对于物流流量较大的，采用 25mm以上的管子。管长无相变传热时，管子长则换热系数增加，对于相同的换热面积，管子长则管 程数减小，使得压

3、力降减小，每平方米传热面积比降低。我国生产的标准钢管长 度为6m故系列标准中管长有1.5 m，2 m，3 m，6 m和9 m五种。因此，一般管 长取4-6m,对大面积，无 相变换热器管长可取至 8? 9m管子配布换热管在管板上的排列方式主要有正三角形、 正方形和转角正三角形、转角正方形。正三角形排列形式最为普遍，由于管距都相等，可以在同样的管板面积 上排列最多的管数。但因管外不易清洗，其适用场合受到限制，主要适用于壳程 介质污垢少，且不需要进行机械清洗的场合。而采用正方形和转角正方形排列的 管束，能够使管间小桥形成一条直线通道，便于管外机械清洗。管心距管心距小设备紧凑，但将引起管板增厚、清洁不

4、便、壳程压降增大。故一般 选用范围为1.25? 1.5d （ d为管外径）。表1-2换热管管心距换热管外径/mm19253238换热管中心距/mm4048分程隔板槽两侧相邻管中心距/mm445260管程数管程数增加，管内流速增加，传热系数增加。管程数一般有 1、2、4、& 8、10、12等七种。但管程数不能分得太多，以免压力降过大，且隔板要占用相当大的布管面积。折流板折流板可以改变壳程流体的方向，使其垂直于管束流动，提高流速，从而增 加流体流 动的湍流程度，获得较好的传热效果。折流板型式可分为圆缺形（弓形） 折流板、盘环形折 流板、孔式折流板和折流圈。表1-3折流板间距常用数值管长 （mm）折

5、流板间距 （mm） 30001002003004506004500? 60001500?1507500,900075060006000? 90001.3换热器详细设计本工艺共有41台换热设备（换热器、再沸器、冷凝器、预热器），这里我们 以浮头式换热器（E0602 ）详细设计为例。热物流经该换热器换热温度降至目标 温度，冷却物流为循环冷却水。由Aspen软件得到冷热工艺物流数据:表1-4 工艺操作参数操作参数参数壳程管程介质循环冷却水甲苯回收塔塔底去一级结晶质量流量（Kg/h）343740.084194.9入口温度（C）20.00138.00出口温度（C）30.0034.00入口压力（bar）3

6、.002.87出口压力（bar）2.7413初步选择换热器的形式后，根据任务要求利用 Aspen Excha nger Desig n &Rating V7.2进行模拟计算，模拟出来的换热器工艺参数如图 1-1所示：1Cornog-2_ocali on3Seivire of Un it: Our Refere nee :41 tern NOJ 丫 our R eferencei5Dae : RBVNQ- Job Na.:GSize 750 - 5950 mm Type BET Hoi Connected in 1 parallel 1 swifts7SuHg 曲 1736 nP Shels/u

7、nit 1 5urF/shel（eff.） 173 6PERFORMANCE OF ONE UNll9zluid Alocati onShelSideTube SidleHJzluid FWfts:令却冰甲苯塔据底去一级皓晶11zluid qua ntityA Total95.4E53323.3693V4PO4 （In/Out）13Liqud95.433535.4535213693Z3L3E9314Moncondsn sable151RT empefJture （In/Out）203013417Dew / Bubble point18VapoiAiquid kg/mi?/ saa.st/ 38

8、9.22f 759.9/ 857.771JVi$CA$A/ 1.0214/eise/ .2272/ .574SMoteoiar wt. Vap丨MolecJarvjt, NC22Spedfic heat/ 4.S39/ 4.832/ 2.12/ 1.E81Theimal con ductiviA/ .5991/ .6132/ .1042/ 伽24ate nt heat巧Piess ne （ab$）2725662.07258C2626Velocity m/s1.3577PrKSW drop, alloA./calc.5 27414.2837428zou ing resist, mi n.0001

9、7.0001? .00022 Ac based严Heal exchanged 46147 MTD cotrected 34 97T ransfer rate. S ervice 760.1 Dirtv 7G7.3 Clean 1097 6筍CONSTRUCTION OF ONE SHELL SketchShe! SideFiteSidet frJJDejig n/vAc/test pressure g4/4/ i34Design temperatureE517035Number passes per shell霑1匚 onsion jllowaneeA1811837 Comimectio ns

10、n mm1 304.3 /1 1524/JU :Size/iA UngOul1 254/l 1S24/39Nomi nalnteriwiJAtef/4U Tube No. 514 OD 19 TksAvg 2 mm Length 5850 mm Pitch 25-11 -ubeiypt Plain Material Carbon Sled 1 Tube pattern 3042 :Shel Carbo n Steel ID 750 OD 774Shell cover Carb on Steell4J Cha nnel or bonnet Cabon SttftlChannsl cover Ca

11、rbon Steel44 ubesheet-Atati onary Caibcm Steel -T ijbeAheet-floati ng Carbo n S tel45loating head cover Caiitnn SteelImpin geme nt protecli on None常B-afrltCtossing Carbon Ste? l Typs Single segmental Coi（Ad） 39.15 H Apdcing: c/c 52547BaffleJong - Seal tppe | Inlet 46E.484U :SuppNU4ube U-be nd Type4A

12、日 ypasswal T ube-tubesheet jo? nr Exp.50Expa nsioin joi nt ? Type None51：lhcV2ldet nozzle 1714 Bundte entranee 8G3 Bunde ? Kit 239452 G askets - S hell side FJat M etal J acket Fibe T ube S ide Flat Metal Jacket FibeFloating head Fht Metal Jacket Fibe利Code lequirements AS ME Cade Sec VIII Div 1 TEMA

13、 class R - refinery service55 WeiATShell 5229 7 Fifed with 775313 Bun dle 2974.1Rem#k$57ba图1-1 换热器工艺参数结构设计 利用Aspen Excha nger Desig n & Rati ng V7.2软件也可以对换热器进 行结构设计，模拟出来的结果如下1换热管设计TubesTypePlainT otal riumber514Outside diametermmNumber of tubes pluggedCn side diameterT ube len gth actual5950Wall thi

14、ck nessT ube len gth effective5650Area ratio AoMi1 27Tubeiheet thick ness44.52PitchMaterialCarbo n SteelPatter nThermal con ductivity艸E K）517845Exter nal en PiAriceme ntIntefnal enhan ceme nt图1-2换热管基本参数ocrooocooAooooooloe&oc _ o2oo00000000000 IOOOOOOOOQOOoo&eoo&oeoooOOOOOOOOCOOO .000000000 000Bn* 1

15、l.bFn i 呻匕亠屮MlMl倬 jfcaB n -ran-A. 4声戶rwk uU JdXMT* raa frf-inMr- ft-L-JRW?1 . ? ” TiImmjba? rArrvvXLmrg，斑：八M- -sMM1MbiUMMaen EheiJ 县 Tqtla- *w- ”TiMILta二仙土左二 4 二-7011 上-*arw. :*-. CACilfflfl-* Hi. 二巳 |图1-3换热管排列方式换热管为平滑管，外径19mm壁厚为2mm管间距为25mm管长5850mm换热管根数514根。管子排列方式为正三角形排列。2折流板和管口设计折流板的设置主要是为了提高壳程的流速，

16、 增加扰动，改善传热。这里选择单弓形折流板，并且圆缺方向的高度为壳体公称直径的 0.15? 0.45 ,折流板间距般不小于圆筒内径的1/5。折流板的数目及厚度等基本参数见图 1-4所示BafflesSin gle segme nklDfllfie cwt - inner / outer f in terr nT uties in win dowYesActual （Z diameler39.15 /Number10Nominal 偽 darneter）40 /Spaci ng （center-center）525Actual % area）36.3 /Spaci ng mt inlet45B.

17、43CUI orie ntationHSpao ing at outlet4S6.48Thickressa52Spaci ng at central in/out for GXI$hell$mir nT ute rows in Iwffle overlapSpading mt center of H shellT ube rows in baffle wi ndow11.5End len gth a* front headrpj|rr|BAfle hole - tube od diam cleara nee.4End len gth at rear head611Shel id - baffl

18、e od diam cleara nee4.7S图1-4折流板基本参数折流板数目为6,折流板型式为单弓形，切割率为 39.15%。折流板朝向为水平，与进出口间隔（第一块与进口或最后一块与出口端面的距离）为 466.48mm两块板间隔为525.00mmShell SideTube SideNozzle typeInletOutletIrJetNumber of no zzlesActual outside diamelermini323 95273 05ica 28iee.28In side diameter304,8254.51154.05Height un der no zzle11 a别4

19、5.99图1-5管口基本参数管程进、出口管口各有一个。其中，管程进口管口外径为 168.28mm内径154.05mm管程出口管口外径168.28mm内径154.05mm壳程进、出口管口亦各有一个，壳程进口管口外径为 323.85mm内径304.8mm壳程出口管口外径273.05mm 内径 254.51mm3管束Bun dieShell ID to center 1 st tube rowT ube passeszFrom top4599Tube p 力口 g layoutMixed （H）From bottom110.94T ube pass n eti onn dard （hariz on

20、tal）From right71.47UAbe nd orie ntati onun defi nedFrom LeftHorizontal pa 铀 lane 刊 with19.06mpin geme nt protecli onNo neVertical p*sg lane widthiaosmpin geme nt dista neeIn terpas; tube alig nmentNompingernenl plate diameterDeviation in 讪女口 pm 舞a 56mpin geme nt plate widthmmiOuter his limit619mping

21、ernenl plate lengthShel id - bundle otl diam dearanee1131mpingement plate thicknessTie rod nu mber6Grass surface areai per ihellm?179.5Tie rod diar*eter12.7Effective surface area per Ahell173.6Seafing 曲 ips （pairs）jBare tube area per sTiel173 6T ube to bubesheel jointExp.tinned area per dieNT ube pr

22、oiectic n from front MUatte nd Aiea per shellT ube piojeclio n from rear tsht图1-6管束基本参数如图为管束信息，主要对管束布置、布置限定、定位杆拉杆和管束布置图 进行详细设hr* 丁 SvU-1 H.Sfiei Bi Tuoe txwarj=T1讨?jnMm.5 M on:!FA,“PT3 FTIZoa n17CSr.m *rt 二 y fIK =； 丁=一亠5Sett ngi PlanEFT 7 D ? SESfliISO E ZHDS W 人 OAW Z :11TBi1忙F询 auc-sr :X. rWJ-1NI ? J = rtl :；-二疋 TB=A*= pgAp-,匸Qg ?*? ： 尸岩Drar*irg Nmberdsci