甲苯式列管换热器设计流程

1、甲苯式列管换热器设计流程换热器是进行热交换操作的通用工艺设备 , 广泛应用于化工、 石油、 石油化工、 动力、 冶金等工业部门 , 特别是在石油炼制和化学加工装置中 , 占有重要地位。换热器的操作技术培训在整个操作培训中尤为重要。本单元设计采用列管式换热器。将来自界外的冷物流由泵送至换热器的壳程被流经管程的热物流加热至指定温度。冷物流流量由自动控制阀控制。 来自另一设备的高温物流经泵送至换热器与经冷物流进行热交换,热物流出口温度由自动控制阀, 控制在指定温度。某厂用循环冷却水甲苯从80冷却到50 C, 甲苯年处理能力为18000ta, 压力为6.5MPa,循环冷却水的入口温度为25C, 出口温

2、度为 35 C, 要求冷凝器允许压降不大于管壳式卧式换热器完成该生产任务。 每年按500000Pa,试设计一台330 天计算 , 每天按 24小时连续运行。流体定性温密 度 粘 度 比热容热导率度 mmPasC3甲苯658660.4451.91kJ0.1273wK m.k资料内容仅供您学习参考，如有不当或者侵权，请联系改正或者删除。循环冷30994.30.7424.174kJ(kg 0.624w却水C(m. C设计要求( 1) 换热器工艺设计计算( 2) 换热器工艺流程图( 3) 换热器设备结构图( 4) 设计说明目录一、 标题页 3二、 方案设计 4三、 确定设计方案 4四、 确定物性数资料

3、内容仅供您学习参考，如有不当或者侵权，请联系改正或者删除。据 4五、 计算总传热系数 4六、 计算传热面积 5七、 工艺结构尺寸计算 5八、 换热器核算 7九换热器主要结构参数和设计结果一览表10十、 对本设计的评价 11资料内容仅供您学习参考，如有不当或者侵权，请联系改正或者删除。十一、自设计使用该换热器的工艺流程图12十二、参考文献 12二、 方案设计某厂在生产过程中 , 需将甲苯从 80冷却到 50。甲苯年处理能力为 18000t a。压力为 6.5Mpa, 冷却水入口温度 25 , 出口温度 35。要求冷凝器压降不大于 500KPa。试设计能完成上述任务的管壳式换热器。三、 确定设计方

4、案( 1) 选择换热器的类型两流体温度变化情况 : 热流体进口温度 80, 出口温度 50冷流体。冷流体进口温度 25 , 出口温度 35。由于管壁与壳壁的温差低于 60 70, 而且考虑到制作简单便宜 , 因此采用逆流 , 初步确定选用固定管板式换热器。 ( 2) 流动空间及流速的确定由于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, 这样的选择能够使硝基苯经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252mm的碳钢管,管内流速取ui=0.94m/ 。资料内容仅供您学习参考，如有不当或者侵权，请联系改正或者删除。四、 确定物性数据定性温度 : 可取流体

5、进口温度的平均值。甲苯的定性温度为: T= 80+50 2=65冷却水的定性温度为 : t= 25+35) 2=30 根据定性温度 , 由已知图表数据提供可得 :甲苯在 70下的有关物性数据如下:密度o=886kg/m 3比热容cpo=1.91kJ/(kg )热导率 o=0.1273 W/(m )粘度o=0.000445Pa s冷却水在 30下的物性数据:密度i =994.3kg/m 3定压比热容cpi=4.174kJ/(kg )热导率 i=0.624 W/(m )粘度 i=0.000742 Pa s五计算总传热系数( 1) 热流量由甲苯的年处理能力18000t a 可知 : 甲苯的流量为18

6、000000 330 24 =2272.73 hQo=Lc p1t1=2272.73 1910 (80-50)/3600 =36174.24kW(2)冷却 水 用 量qm2=Qo/cp2t2=36174.24/19100 资料内容仅供您学习参考，如有不当或者侵权，请联系改正或者删除。3600=6818.18kJ/h3) 平均传热温差 Tm= 80-35 50 25 80-35 50 25 =34.03 ( 4) 初算传热面积查表可得 : 假设 K=600 W/m 2 . oCA=Q ( KTm=1.772m2取安全系数1.3, A=2.3 m25、 工艺结构尺寸( 1) 管径和管内流速及管长选

7、用 25 2mm 传热管 (碳钢 ), 管长取 2m, 则需要管字数为NN=A ( dl =2.3 3.14 0.025 2=15根为了便于铺管 , 一般取管程的倍数, 即 N=16 根( 3) 平均传热温差校正及壳程数平均传热温差校正系数1408060R306401040301P3011140按单壳程 , 双管程结构 , 温差校正系数应查有关图表。可得平均传热温差tt 0.980772.1470.75mtm( 4) 传热管排列和分程方法采用组合排列法, 即每程内均按正三角形排列, 隔板两侧采用正方形排列。取管心距t=1.25 d 0, 则t=1.25 19=25(mm)资料内容仅供您学习参考

8、，如有不当或者侵权，请联系改正或者删除。隔板中心到离其最近一排管中心距离按式, 计算Z=t 2+6=18.5mm各程相邻管的管心距为37mm横过管束中心线的管数N C1.1 8610.711根( 5) 壳体内径采用多管程结构, 取管板利用率0.7, 则壳体内径为N86D1.05t1.0525291mm圆整可取 D325mm( 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 h0.25 32581.25mm, 故可取 h 82 mm。取折流板间距 B 0.3D, 则 B 0.332597.5mm, 可取 B 为 100。折流板数 NB =传热管长 /折流板间距 -1= /100-1=19( 块)折流板圆缺面水平装配。( 7) 接管