1、 课程设计说明书 题目名称： 列管式换热器设计 课程设计任务书 2010-2011 学年一 学期 2011 年 1 月 11 日 专业 石油化工 班级 09-4（1）班 课程名称 化工设计 设计题目 列管换热器设计 指导教师 起止时间 1 月 8日-1月13日 周数 1 设计地点 教室 设计目的：1 学会从资料、手册中查找相关的计算公式和数据；2；进行一系列的换热器单元过程的计算，并 通过准确、严密的分析、 论证， 表达出自己的设计思想；3能根据工艺计算结果确定换热器结构尺寸或进行换 热器的选型；4能根据自己对设备的安排和计算结果，对设备内所进行的过程进行流体力学条件的校核；5能 从理论上的正
2、确性、 技术上的可能性和经济上的合理性等方面对设计结果进行可行性和先进性的评价；6学习 绘制设备的工艺条件图及简单设备的结构图；7学习编制设计说明书。 设计任务或主要技术指标： 流量为30kg/s的某原油在列管式换热器壳程流过，从150降到110，将管程的油品从 25加热至60。试选一台适当型号的列管式换热器或设计一台列管式换热器。 设计进度与要求： 1、89日搜集有关换热器设计的资料 2、1011日完成换热器的设计以及相关计算 3、12日完成设计说明书的编制、打印、排版 4、13日完成了绘图等全过程 主要参考书及参考资料： 1. 陆美娟、张浩琴主编.化工原理 （上册，修订版）.北京：化学工业
3、出版社.2006.4 2黄振仁、魏新利主编.过程装备成套技术设计指南 .北京：化学工业出版社.2002.12 3. 娄爱娟、吴志泉主编.化工设计.上海：华东理工大学出版社.2002.8 4. 倪进方主编.化工过程设计.北京：化学工业出版社.1999.8 教研室主任（签名） 系（部）主任（签名） 年 月 日 前言 换热器是化学，石油化学及石油炼制工业以及其它一些行业中广泛使用的热 量交换设备。 它不仅可以单独作为加热器，冷凝器使用而且是一些化工单元操作的重要附 属设备。 因此在化工生产中占有重要的地位。 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
4、；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 。主要的换热器有： 1 固定管板式换热器： 2 浮头式换热器： 3 U 型管式换热器： 4. 填料函式换热器： 本次我的设计任务是选取一台合适的换热器， 选取的换热器仅要满足工艺和生产要 求，虽然说要求不是很高，也没有一要求具体制作等那些较难的问题，但是我仍然会以 认真仔细的态度去对待之这次任务，保证尽我最大的努力去做到最好。 目录 前言 3 目录 4 1 概述 1 1.1 换热器的概述 1 1.2 设计概述 2 2 设计任务及方案 . 2 2.1 设计任务 2 2.2 设计方案 3 3 设计计算 . 3 3.1 设计参数
5、3 3.1.1 原油物性 3 3.1.2 油品物性 3 3.2 计算热负荷 4 3.3 物料衡算 4 3.4 逆流平均温差计算 4 3.4.1 逆流过程如图所: 4 3.4.2 初估值 ： 5 3.5 估算传热面积 5 3.6 换热器的选取 5 4 传热面积及压降的校核 6 4.1 传热系数计算 6 4.1.1 管程对流传热系数计算 . 6 4.1.2 壳程对流传热系数计算 . 7 4.2 压降核算 . 10 4.2.1 管程压降 . 10 4.2.2 壳程压降 . 10 4.3 总传热系数计算 . 11 4.4 计算传热面积及校核 11 5 设计结果汇总 12 6 设计符号说明 13 7 自
6、我评述 14 8 参考文献 15 9 附图 . 错误错误! !未定义书签。未定义书签。 1 1 概述 1.1 换热器的概述 列管式换热器是目前化工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。 列管式换热器种类很多，目前广泛使用的按其温差补偿结构来分，主要有以 下几种： 1 固定管板式换热器： 这类换热器的结构比较简单、紧凑、造价便宜，但管外不能机械清洗。此种换 热器管束连接在管板上，管板分别焊在外壳两端，并在其上连接有顶盖，顶盖和 壳体装有流体进出口接管。通常在管外装置一系列垂直于管束的挡板。同时管子 和管板与外壳的连接都是刚性的，而管内管外是两种不同温度的流体。因此，当 管壁与壳壁温差较大时，由于两者的热膨胀不同，产生了很大的温差应力，以至 管子扭弯
