fs化工工艺设计.docVIP

1 设计任务及设计条件 精馏塔塔顶进行二级冷却，循环冷却水冷却热水，热水流量为kg/h，从80℃冷却到60℃，冷却水入口温度32℃，出口温度40℃。 2 方案论证 2.1 选择换热器的类型 两流体变化情况：热流体（热水）进口温度80℃，出口温度60℃；冷流体（循环水）进口温度32℃，出口温度40℃。假设第一台换热器的热流体出口温度为70℃，冷流体出口温度为38℃，可见两台换热器冷、热流体进出口温差不大。该换热器用循环冷却水冷却，冬季操作时进口温度会降低，考虑到这一因素，估计换热器的管壁温和壳体壁温之差较大，因此初步确定选用带膨胀节的固定管板式换热器。 2.2 流动空间及流速的测定 由于循环冷却水较易结垢，为便于水垢清洗，应使循环水走管程，热流体走壳程。选用φ25×2.5的碳钢管，管内流速取ui=1m/s。 3 确定物性数据 定性温度：可取流体进出口温度的平均值。 假设第一台换热器的热流体出口温度为70℃，冷流体出口温度为38℃。 3.1 第一台换热器的定性温度计算 壳程流体的定性温度为 ℃ 管程流体的定性温度为 ℃ 3.2 第一台换热器的定性温度计算 壳程流体的定性温度为 ℃ 管程流体的定性温度为 ℃ 根据定性温度，分别查取壳程和管程流体的有关物性数据。 水在75℃和65℃下的有关物性数据如下： 密度 定压热容 导热系数 粘度 循环水在35℃和39℃下的有关物性数据如下： 密度 定压热容 导热系数 粘度 4 估算传热面积 4.1 第一台换热器换热面积的计算 4.1.1 热流量 4.1.2 平均传热温差 ℃ 4.1.3 冷却水用量 4.1.4 总传热系数K1 管程传热系数 壳程传热系数 假设壳程传热系数 污垢热阻 管壁的导热系数 4.1.5 计算传热面积 考虑15%的面积裕度， 4.2第二台换热器换热面积的计算 4.2.1 热流量 4.2.2 平均传热温差 ℃ 4.2.3 冷却水用量 4.2.4 总传热系数K2 管程传热系数 壳程传热系数 假设壳程传热系数 污垢热阻 管壁的导热系数 4.2.5 计算传热面积 考虑15%的面积裕度， 5.工艺结构尺寸 5.1第一台换热器结构尺寸 5.1.1 管径和管内流速 选用选用φ25×2.5的传热碳钢管，管内流速取。 5.1.2 管程数和传热管数 依据传热管内径和流速确定单程传热管数 按单程管计算所需的传热管长度为 按单程设计，传热管过长，宜采用多管程结构。现取传热管长l=6m,则该换热器管程数为 传热管总根数 5.1.3 平均传热温差校正及壳程数 平均传热温差校正系数 按单壳程，18管程结构，温差校正系数应查有关图表。但R=1.66的点在图中难以读出，因而相应以代替R，PR代替P,查同一图线，可得 平均传热温差 ℃ 5.1.4 传热管排列和分程方法 采用组合排列法，即每程内均按三角形排列，隔板两侧采用正方形排列。取管心距，则 横过管束中心线的管数 5.1.5 壳体内径 采用多管程结构，取管板利用率，则壳体内径为 圆整可取 5.1.6 折流板 采用弓形折流板，取弓形折流板圆缺高度为壳体内径的25%，则切去的圆缺高度为，故可取。 取折流板间距,则 ，，可取。 折流板数 折流板圆缺面水平装配。 5.1.7 接管 壳程流体进出口接管：取接管内热水流速为，则接管内径为 取标准管径为25mm。 管程流体进出口接管：取接管内循环水流速，则接管内径为 取标准管径为32 mm。 5.2 第二台换热器结构尺寸 5.2.1 管径和管内流速 选用选用φ25×2.5的传热碳钢管，管内流速取。 5.2.2 管程数和传热管数 依据传热管内径和流速确定单程传热管数 按单程管计算所需的传热管长度为 按单程设计，传热管过长，宜采用多管程结构。现取传热管长l=6m,则该换热器管程数为 传热管总根数 5.2.3 平均传热温差校正及壳程数 平均传热温差校正系数 按单壳程，10管程结构，温差校正系数应查有关图表。但R=5的点在图中难以读出，因而相应以代