1、 毕毕 业设计（论业设计（论 文）文） 09 级 石油化工生产技术专业 题 目： 列管式换热器的应用技术 毕业时间： 学生姓名： 指导教师： 班 级： 09 石化 2 班 2011 年 6 月 10 日 摘摘 要要 提出了在设计列管式换热器时的整体优化、简化设计的计算步骤及过程，从而 可使便于计算，以获适宜或最优化设计。 关键词：换热器，简化，热流量，折流挡板 目录目录 摘摘 要要 2 引引 言言 4 一、一、方案简介方案简介 5 二、二、方案设计方案设计 6 2.1 确定设计方案 . 6 2.1.1 选择换热器的类型 . 6 2.1.2 流动空间及流速的确定 . 6 2.1.3 设计和选用的
2、计算步骤 . 6 2.2、确定物性数据. 7 2.3 计算总传热系数 7 2.3.1 热流量 . 7 2.3.2 平均传热温差 . 8 2.3.3 冷却水用量 . 8 2.3.4 总传热系数 K . 8 2.4 计算传热面积 . 9 2.5 工艺结构尺寸 . 9 2.5.1 管径和管内流速及管长 . 9 2.5.2 管程数和传热管数 . 9 2.5.3 平均传热温差校正及壳程数 . 9 2.5.4 传热管排列和分程方法 . 10 2.5.5 壳体内径 . 10 2.5.6 壳体内径 . 10 2.5.7 接管 11 2.6 换热器核算 11 2.6.1 热量核算 11 2.6.2 换热器内流体
3、的压力降 . 13 三三 列管式换热器的设计和选用应考虑的问题列管式换热器的设计和选用应考虑的问题 15 3.1 冷、热流体流动通道的选择 . 15 3.2 流速的选择. 15 3.3 流动方式的选择 16 3.5 折流挡板. 17 3.5.1 流体通过换热器时阻力的计算 . 18 3.5.2 管程阻力损失 . 18 四、四、设计结果一览表设计结果一览表 20 五、五、总结总结 21 致致 谢谢 22 参考文献参考文献 23 主要符号说明主要符号说明 24 引引 言言 列管式换热器是一种结构坚固、可靠程度高、适应性强、材料范围广的 换热器.因此在石油、化工生产中，尤其是高温高压等大型换热器的主
4、要结构 形式分类,在化工、石油炼制等工业生产中，换热器被广泛使用。随着化工、 炼油的迅速发展，各种新型换热器不断些传统的换热器的结构也在不断改 进、更新。今后换热器的发展趋势将是不断增加紧凑性、互换性，不断降料 消耗提高 一、方案简介一、方案简介 本设计任务是利用冷流体（水）给硝基苯降温。利用热传递过程中对流传热原 则，制成换热器，以供生产需要。下图（图 1）是工业生产中用到的列管式换热器. 选择换热器时,要遵循经济,传热效果优,方便清洗,复合实际需要等原则。换热 器分为几大类：夹套式换热器，沉浸式蛇管换热器，喷淋式换热器，套管式换热器， 螺旋板式换热器，板翅式换热器，热管式换热器，列管式换热
5、器等。不同的换热器 适用于不同的场合。而列管式换热器在生产中被广泛利用。它的结构简单、坚固、 制造较容易、处理能力大、适应性大、操作弹性较大。尤其在高压、高温和大型装 置中使用更为普遍。所以首选列管式换热器作为设计基础。 二、方案设计二、方案设计 某厂在生产过程中，需将硝基苯液体从 93冷却到 50。处理能力为 1105 吨/ 年。冷却介质采用自来水，入口温度 27，出口温度 37。要求换热器的管程和壳 程的压降不大于 10kPa。试设计能完成上述任务的列管式换热器。 （每年按 300 天， 每天 24 小时连续运行） 2.1 确定设计方案 2.1.1 选择换热器的类型选择换热器的类型 两流体
6、温度变化情况：热流体进口温度 93，出口温度 50冷流体。冷流体进 口温度 27，出口温度 37。从两流体温度来看，估计换热器的管壁温度和壳体壁 温之差不会很大，因此初步确定选用固定管板式换热器。 2.1.2 流动流动空间及流速的确定空间及流速的确定 由于硝基苯硝基苯的粘度比水的大，因此冷却水走管程，硝基苯走壳程。另外，这样 的选择可以使硝基苯通过壳体壁面向空气中散热，提高冷却效果。同时，在此选择 逆流。选用252.5 的碳钢管，管内流速取 ui=0.5m/。 2.1.3 设计和选用的计算步骤设计和选用的计算步骤 设有流量为去 qm,h的热流体，需从温度 T1 冷却至 T2，可用的冷却介质入口温 度 t1，出口温度选定为 t2。由此已知条件可算出换热器的热流量 Q 和逆流操作的平 均推动力。根据传热速率基本方程： 当 Q 和已知时，要求取传热面积 A 必须知 K 和则是由传热面积 A 的大 小和换热器结构决定的。可见，在冷、热流体的流量及进、
