【《醋酸乙烯合成的换热器选型设计计算》1600字】

第第页醋酸乙烯合成的换热器选型设计计算目录TOC\o"1-3"\h\u8554醋酸乙烯合成的换热器选型设计计算 1151731换热器选型示例：E0201 1291352换热器设计小结表 980773换热器E0201设备条件图 101换热器选型示例：E02011.1换热器选型参数设计利用AspenPlusV9对E0201进行简捷计算，可以得到该换热器所需换热面积为4.8m2以及流股间换热的各流股参数如下：表5-7流股参数流股名称压力bar温度℃质量流量kg/h气相质量分率介质主要组成介质类型壳程入口12017427.90水冷流体壳程出口12517427.90水管程入口11127.84634.241乙烯、氮气热流体管程出口11804634.241乙烯、氮气1.2换热器型式的选择经资料查询对比，该换热器选择最常见的管壳式换热器。1.3流体通道选择经资料查询本工艺流体作为热流体走管内，而公用工程冷却水走管间。1.4设计压力该换热器的工作压力范围为壳程0.1MPa,管程1.1MPa。所以取壳程设计压力为0.2MPa,管程设计压力为1.2MPa。1.5设计温度壳程设计温度为50℃,管程设计温度为145℃。1.6传热系数传热系数主要由传热膜系数、固壁热阻和垢层热阻三部分组成。其中传热膜系数和固壁热阻在EDR中为自动默认值。图5-8水的经验污垢热阻系数图5-9工艺物料污垢热阻经验系数图图5-10工艺物料污垢热阻经验系数图1.7选用材质考虑到工艺流股含有少量醋酸，具有腐蚀性，换热器选用S31703管材无缝钢管。壳体选用Q345R。1.8EDR数据导入将上述数据导入EDR，如下图：图5-11流股输入数据图换热器选型结构设计1.9换热器结构参数选择经资料查询,选取了换热管的外径为19mm,管厚2mm，管心距为25mm。选择折流板的形式为单弓形折流板，折流板间距为200mm。1.10换热器接管设计壳程入口：公用工程液体体积流量为17.4279m3/h，根据管壳式换热器中常用流速范围，流速取0.5m/s。壳程入口接管内径为：QUOTE圆整后得到接管尺寸为Ф121×5mm。壳程进出口:根据工艺气体的总体积流量为17.4279m3/h,根据在管壳式换热器中常用的流速范围,流速取1m/s。壳程出口接管内径为：圆整后得到接管尺寸为Ф85×3mm。壳程接管尺寸及方位如图所示：图5-12壳程接管尺寸圆整值管程进出口:工艺流体蒸汽的体积流量为2.5207×10-3m3/s,据管壳式换热器中常见的流速。流速取10m/s。管程入口接管内径为：QUOTE圆整后得到接管尺寸为Ф140×5mm。管程进出口:导热油的体积流量大约为421.18m3/h,据管壳式换热器中常见的流速区间,流速取10m/s。管程出口接管内径为：QUOTE圆整后得到接管尺寸为Ф133×1.5mm。图5-13管程接管尺寸圆整值1.11换热器结构参数设计及初步选型使用EDR的design工具，得到可以满足要求的几组换热器形式：图5-14EDR提供的换热器方案根据简捷计算得到的所需换热面积以及EDR提供的方案，结合JB/T28712.2-2012标准，选择换热管外径为19mm，管厚2mm，管心距25mm，管长1500mm，换热管数为40根，管程为1，排列方式为正三角形排列，壳程公称直径（内径）300mm。折流板为单弓形折流板，间距为200mm，折流板数为5，Aspen自动校核给出圆缺率为27.75%。初步选型结果为BEM273-1.2/0.2-4.8-1.5/19-2Ⅰ。使用EDR的Rating/Cheaking工具进行校核主要结构参数如图所示：图5-15换热器校核数据截图校核结果如下：图5-16换热器E0201校核结果由上述计算结果可以看到，换热器换热面积为4.8m2，设计余量：面积裕量在30~50%之间符合设计要求。流体雷诺数大于6000，可以判断为湍流，符合设计要求，流态合理。壳程压降为0.01572bar，小于最大允许压降0.02065bar，管程压降为0.19546bar，小于最大允许压降0.22bar，压降均在合理范围内。总传热系数（含污垢热阻）为378.3W/(m2·K)。校核结果均符合要求。参考GB/T151-2014热交换器，E140的型号为：BEM273-1.2/0.2-4.8-1.5/19-2Ⅰ。2换热器设计小结表表5-8换热器设计小结表固定管板式换热器E0201换热面积为4.8m2（设计余量为43.26%）壳程管程设计压力P/MPa0.2设计压力P/MPa1.2设计温度T/℃50设计温度T/℃145壳程圆筒内径/mm273管程数2进口接管/mmФ121×5进口接管/mmФ140×5出口接管/mmФ85×3出口接管/mmФ127×2.5壳体材质Q345R换热管材质S31703换热器换热管详情换热管管径/mmΦ19×2管心距/mm25管长/mm1500管排列方式正三角形换热管管数目40折流板（单弓形，圆缺率为43.61%）间距/mm200折流板数量5计算结果前端管箱筒体名义厚度/mmδn=6后端管箱筒体名义厚度/mmδn=6壳程圆筒名义厚度/mmδn=8前端管箱封头名义厚度/mmδn=6后端管箱封头名义厚度/mmδn=6管板厚度/mmδn=30校核项目壳程圆筒