浮头式列管换热器.doc

目 录 一、设计方案简介…………………………………………………………………3 1.1换热器的概述……………………………………………………………3 1.1.1换热器的分类………………………………………………………3 1.2列管式换热器的概述……………………………………………………3 1.2.1列管式换热器的分类………………………………………………3 1.2.1.1固定管板式换热器…………………………………………3 1.2.1.2浮头式换热器………………………………………………4 1.2.1.3填料函式换热器……………………………………………5 1.2.1.4 U型管式换热器……………………………………………5 1.3换热器类型的选择………………………………………………………5 1.3.1流径的选择…………………………………………………………5 1.3.2流速的选择…………………………………………………………6 1.3.3材质的选择…………………………………………………… 7 1.3.4管程结构…………………………………………………………… 7 工艺流程简图………………………………………………………………… 7 工艺计算及主体设备设计 … ………………………………………………… 8 3.1试算并初选换热器规格……………………………………………………… 8 3.1.1确定流体通入空间………………………………………………8 3.1.2确定流体的定性温度、物性数据，并选择列管换热器的形式……8 3.1.3计算热负荷Q…………………………………………………………… 9 3.1.4计算平均温差，并确定壳程数………………………………… 9 3.1.5初选换热器规格………………………………………………………9 3.2核算总传热系数K0…………………………………………………… 10 3.2.1计算管程对流换热系数……………………………………………… 10 3.2.2计算壳程对流换热系数……………………………………………… 11 3.2.3确定污垢热阻…………………………………………………………… 11 3.2.4总传热系数……………………………………………………………… 12 3.3 计算压强降………………………………………………………………………12 3.3.1 计算管程压强降…………………………………………………… 12 3.3.2 计算壳程压强降…………………………………………………… 13 3.4校核壁温……………………………………………………………… 14 四、换热器主要结构尺寸和计算结果………………………………………… 14 五、设计感悟…………………………………………………………………… 15 六、参考文献…………………………………………………………………… 16 七、符号说明…………………………………………………………………………16 附图：工艺流程图以及设备主体图 1.设计方案简介 1.1换热器的概述 换热器（英语翻译：heat exchanger），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。换热器是化工、石油、动力、食品及其它许多工业部门的通用设备，在生产中占有重要地位。 列管式换热器是目前化工及酒精生产上应用最广的一种换热器。它主要由壳体、管板、换热管、封头、折流挡板等组成。所需材质 ，可分别采用普通碳钢、紫铜、或不锈钢制作。在进行换热时，一种流体由封头的连结管处进入，在管流动，从封头另一端的出口管流出，这称之管程；另-种流体由壳体的接管进入，从壳体上的另一接管处流出，这称为壳程列管式换热器。 为了克服温差应力必须有温差补偿装置，一般在管壁与壳壁温度相差50℃以上时，为安全起见，换热器应有温差补偿装置。但补偿装置（膨胀节）只能用在壳壁与管壁温差低于60～70℃和壳程流体压强不高的情况。一般壳程压强超过0.6Mpa时由于补偿圈过厚，难以伸缩，失去温差补偿的作用，就应考虑其他结构。 1.2.1.2浮头式换热器 换热器的一块管板用法兰与外壳相连接，另一块管板不与外壳连接，以使管子受热或冷却时可以自由伸缩，但在这块管板上连接一个顶