管壳式换热器工艺设计

技术研宠中国石油和化工标准与质量6月(下)管壳式换热器工艺设计张利银黑龙江省大庆市龙凤区招商引资服务中心黑龙江大庆163000【摘要】介绍换热器的工艺设计程序,特别是管壳式换热器的工艺设计过程,并结合实际工程经验,換热器在化工生产装置中应用十分广泛,是化工操作单元中的重要组成部分。随着工业装置的大型化和高效率化,換热器也趋于大型化。目前在大型化工生产装置中,各种换热设备的敫量占工艺设备数量的30%以上。因此,換热器设计对产品质量、能量利用率以及系统的经济性和可靠性起着重要作用。【关键词】管壳式换热器传热量介质流量选型0,900,1000,(1100),1200,热器,其传热与介质流动的关系较小,却与1.1初选(1300),1400,(1500),160管壁凝液流动方向关系较大,故凝液流动方换热器种类繁多,形式各异,如管壳0,(1700),1800,(1900)向上换热管数量是这类换热器管子排列所应式、釜式、板式、板翅式、螺旋板式、空冷2000220.(2300),2400,26考虑的主要因素,宜采用60°和90排列。器、套管式、蛇管式、升降膜式等。为了获00,2800,3000,3200,3400,32.5物料污垢系数得较好的传热效果,由于换热器形式多样600,3800,4000。凡是()记号的一般情况下,物料污垢系数对换热器的所以在设计换热器时必须先根据温度、压换热器直径,尽可能不选。若换热器直径小传热系数有较大影响,因此污垢系数的选取力、温度差、压力降、结垢情况、材料于400,可以选用无缝钢管制造换热器,因也直接影响到换热器的设计。工艺物料的污流体状态、应用方式、检修和清理等实际情此可选用的无缝钢,管外径规格有:159,垢系数应由专利商在工艺包中提出,在没有况,初步选定符合操作条件的换热器形式219,273,325,(377)数据的情况下可以根据物料特性、清洁度再确定换热器的几何尺寸。在满足安全性和22换热管长粘度等选取。如汽相物热负荷的基础上,通过技术经济对比,确定在换热器设计中基本采用下列管长(料可取(0.0001~0.0002)m2KW,比最佳换热器形式。mm)1500,2000,250,3000,4500,较干净的液体物料可取(0.0002-0.0003)2强化传热5000,6000,7500,9000,12000,最,常m2·K/W,比较脏的物料可取(传热量公式:Q=KA△t(1)式中用的管长为1500,2000,3000,6000四种0.00040.0005)m3KW甚至更高为传热量;K为传热系数;A为传热面积;般钢管长6m或12m,选取的换热管长度公用工程的污垢系数,除了有具体说明△M为平均温差。由式(1)可知增加K、A和符合其模数就没有余量,比较节约材料。同外,可参考以下数据选取:M值,均可提高Q值。其中最主要的是提高时选用换热管长度时要注意与换热器直径相循环冷却水:0.00052mKWK值,方法是增强两侧流体的湍动,这就构匹配,换热器的换热管长度与公称直径比在冷冻盐水:0.00026mKW成传统管壳式换热器以外的特殊形式换热425之间,常用的为6-10,立式换热器多为密封油:0.00017mK氮气:0.00017m3K/W1.3管壳式23换热管标准管径和管间距接冷却水:0.000086mK/W由于管壳式换热器易于制造、适应性在设计中基本采用标准管径(mm)强、处理量大、成本较低以及可供选用的材不锈钢:Φ19×2.0,Φ25×2.0,Φ3结语料范围广泛,仍是当前应用最广,理论研32×3.0,①38×30(1)支吊架在管道设计中有着不可忽究和设计技术最完善,性能可靠的一类换热碳钢:①10×1.5,①19×2.0,①视的重要作用,正确选择和合理布置弹簧支器,而且目前关于改善管壳式换热器传热效25×25,Φ38×3.0,Φ57×3.5。吊架,尽可能避免弹簧的失效尤为关键,它果的研究仍在进行换热管的间距最小是换热管外径的1.25对装置正常和长周期运行及延长管系和设备倍。特殊情况除外。换热器的几何尺寸使用寿命至关重要24换热管排列方式(2)碟形弹簧刚度大,承载能力大,在设计过程中可以选择HTFS或HTR进TEMA标准中换热管有四种排列形式:工作特性线比较稳定,在安装和使用过程行设计计算,有时需要使用 ASPEN PLUS模0°、45°、60°、90般情况30°和中,比圆柱螺旋弹簧更不容易失效,因此,拟工艺物料的物性数据。先进行设计性计60°排列多排约17%的管子,因而单位面积在管道设计中,弹簧支吊架选用时最好选用算,输入基础数据,如换热器形式、流体走的金属耗量较低。一般当换热器直径小于碟形弹簧。它能保证管系安全正常运行,受向、卧立式、流体温度、压力、流量及物性500mm、壳程不易结垢或采用固定管板式力状态恒定。数据等,进行运算得出比较合适的換热器直换热器,换热器壳程进行化学清洗时,宜采换热器是化工,石油,动力,食品及其径和换热管长,再进行校核型和模拟型计用30°或60°排列:当换热器直径大于500它许多工业部门的通用设备,在生产中占有算,核算所选换热器是否满足设计要求。mm、壳程易结垢、采用可拆卸管束的换热重要地位.在化工生产中换热器可作为加热2.1換热器的直径器形式,换热器壳程可进行机械清洗时却·冷譽·蒸发器和再沸器等关于换热器的直径,目前国内已有的标采用45°或90°排列。30°和45°排列为中国煤化工器的设计优化我们准系列(mm):150,200,250,30列,介质流动时形成湍流,对传热有利CNMHG及K值的计算等多0,(350),400,(450),500,60°和90°排列为直列,介质流动时有一部种间题,以达到对换热器最好的设计(550),600,(650),700,80分是层流,对传热有不利影响。对有相变换0,