空冷器配管设计导则 AIR COOLERS PIPING ARRANGMENT NOTES: 1.在空气冷却器（AIR FAN COOLER）中，被冷却流体在管路中应往下流。塔 槽顶部与空气冷却之进口端间，管路不可有POCKET; 2.在空气冷却器之流体为二相流时，入口需为对称配管； 3.空气冷却器之进口NOZZLE多于6小时，须先分二股进入，以使入口分配 均匀，四个以下的NOZZLE可同时由一侧进入； 4.进口端管线和其相接设备间的管线，在挠性允许范围内，愈短愈好； 5.进口管线常为高温，热膨胀量较大，且空气冷却之NOZZLE极为脆弱，故 特别考虑管线之挠性、应力、支撑问题； 6.空气冷却器在配置时，须考虑马达，风扇之维护，吊装空间； 7.空气冷却器之操作平台，在CROSS WALKWAY和CENTER WALKWAY之 宽度为760MM。两翼侧端之宽度MIN.为1，200MM,当空器冷却器之长度超过15M时，须另做一个CROSS WALKWAY; 8.在进出口端之维护平台其宽度为760MM,并须有爬梯和CROSS WALKWAY 相连接； 9.爬梯起点在地面，当操作平台高于3M，或爬梯起点于平台上，平台与平台 之高度超过2.4M时，皆须加GAGE以确保安全； 10.当须装置THERMOWELL CONNECTION和PRESSURE GATE时，尽可能 接近NOZZLE; 11.在空气冷却器进口端须加装一对FL’G以利于拆卸维护空气冷却器时之吊 装； 12.气体在MAIN HEADER中将会产生CONDENSATE,而使管路堵塞，故必须 将MAIN HEADER置于较AIR COOLER之INLET NOZZLE为高之地方，切不可妨碍维护、吊装空间； 13.为了减少压力降，从MANIFOLD至AIR COOLER NOZZLE.之管路可配置 呈直线，并且越短越好，如此才可推动AIR COOLER, 利用AIR COOLER 之CAP来吸收膨胀量； 14.栏杆和AIR COOLER之空间须保持150-200之距离，以利于维护操作； 15.在DOUBLE PASS之AIR COOLER中，OUTLET和INLET在同一侧时，则 须再详细考虑膨胀量之大小和方向，而决定是否可为直线配管（NOZZLE到HEADER）, 或作LOOP来降低NOZZLE之受力； 16.利用HEADER BOX间之GAP还无法达到完全吸收其膨胀量时，可同时使 用COOL SPRING之方法来补助； 17.利用HEADER BOX之GAP来吸收管线热膨胀量时，GAP之大小必须依API 661CODE之规定，且须详细核对场上制造图及计算膨胀量。
空冷器计算过程 空冷器 空冷器换热效果好，结构简单，节约水资源，没有水污染等问题，比水冷更经济，故选用空冷器。 1．计算依据 （1）进出空冷器的流量和组成： 组分 （2）设计温度40℃ （3）进空冷器温度420℃，出空冷器温度80℃ （4）进出口压力0.06MPa（表压） （5）换热量Q=2.37×106KJ/h 2．设计计算（参考资料《化工装置的工艺设计》） 查《化工装置的工艺设计》表9-31得轻有机物的传热系数为10英热单位/英尺2.h. 换算为国际单位制：K=10×0.86×4.18=204.25KJ/m2.h.℃ 假设空气温升15.3℃ 按逆流：△t1=420-55.3=364.7℃ △t2=80-40=40℃ △tm1=146.91℃ 取温差校正系数Φ=0.8 △tm=△tm1.Φ=146.91×0.8=117.53℃ 则所需普通光管的表面积： A0=Q/K.△tm（4—1） =2.37×106/(204.25×117.53 =98.73m2 由(T2-T1)/K=1.86查《化工装置的工艺设计》图9-120得： 最佳管排数为n=6 又由n=6查表9-33得 迎面风速FV=165米/分 表面积/迎风面积=A0/F2=7.60 则：F2=A0/7.60=98.73/7.60=12.99m2 由F1= Q/(t2-t1)FV17.3 （4—2） 式中Q—换热量,Kcal/h
(t2-t1)—空气温升 FV—迎面风速，米/分 代入数据F1=2.37×106/(15.3×165×17.3=12.98m2 取ξ=0.01 F2-F1=12.99-12.98=0.01≤ξ 即空气出口温度假设合理 以光管外表面为基准的空冷器的换热面积为98.73m2 参考鸿化厂选φ377×12的换热管 管长L=98.73×4/π×0.3532=1010米 管内流速u=143.07×22.4×4/π×0.3532=2762.5m/h=9.2m/s u=9.2m/s符合换热管内流速范围15—30米/秒，故换热管选择合理空冷器规格及型号：φ377×1010 F=98.73m2 评价，未作翅片面积核算。。。
空冷冷凝器设计 摘要：冷凝器是各工业部门中重要的换热设备之一。换热器作为热量传递中的过程设备，在化工、冶金、石油、动力、食品、国防等工业领域中应用极为广泛。换热器性能的好坏，直接影响着能源利用和转换的效率。近年来，节能工作开始被全球所重视,而换热器特别是高效换热器又是节能措施中关键的设备。因此,无论是从上述各工业的发展,还是从能源的有效利用,换热器的合理设计、制造、选型和运行都有非常重要的意义。 本设计是关于管翅式空冷器的设计。主要内容是进行了冷凝器的工艺计算，结构设计和强度校核。设计内容首先是传热计算，主要是根据设计条件计算换热面积。其次是结构设计以确定各部件的尺寸。最后还包括是强度计算与校核，主要包括管箱结构与校核和支架的校核。 关于设计管翅式冷凝器的各个环节，在后面设计书中做详细的说明。 关键词：冷凝器；传热；结构；强度；管翅式换热器；
Design of Air-cooled Condenser Abstract：Condense is one of the most important heat exchanging equipments in industrial field. As a heat transfer in the processing equipment, exchanger is widely applied in chemical industry, metallurgy, oil, power, food, defense industry. In recent years, the problem of energy-saving is beginning to be regarded all over the world. And heat exchanger, particularly efficient heat exchanger，It is the key to energy-saving equipment. Therefore, whether from the foregoing the development of industry, or from efficient energy use, the reasonable heat exchanger design, manufacturing, selection and running all have very important significance. The manual is about the Finned tube condenser，which included process calculation , the structural design and intensity . The first part of this manual is the heat transfer’s calculation. Mainly, it is according to the given design conditions to estimate the heat exchanger area. Next is the structure design to determine the size of the components. Finally also including the strength calculation and checking, mainly including the Tube Box’s structure and the support checking. About the design of the Finned tube condenser,The detailed content is in the back of the design instructions. Key words： Condenser ; Heat transfer; Structure; Strength Finned tube exchanger
空气冷却器技术及设备 空气冷却器是以环境空气作为冷却介质，对管内高温流体进行冷却或冷凝的设备，它具有不需要水源，适用于高温、高压的工艺条件，使用寿命长，运转费用低等优点。随着水资源和能源的匮乏以及环保意识的增强，节水、节能、无污染的空气冷却器将会得到更广泛的应用。 一、空冷器的应用 与水作为冷却介质的传统工业冷却系统相比，空冷的优缺点如表1和表2所示。由表可见，在缺水地区(如沙漠地带)或水冷结垢和腐蚀严重的地区，适合采用空冷器。一般在下述条件下采用空冷比较有利。 (1) 热流体出口温度与空气进口温度之差>15℃。 (2) 热流体出口温度>60℃，其允许波动范围>5℃。 (3) 空气的设计气温<38℃。 (4) 有效对数平均温度差≥40℃。 (5) 管内热流体的给热系数<2300 W／(m2 *℃)。 (6) 热流体的凝固点<0℃。 (7) 管侧热流体的允许压降>10kPa，设计压力>100kPa。
二、空冷器的型式 空冷器由管束、风机、构架三个基本部分和百叶窗、风筒、喷淋装置、梯子、平台等辅助部分组成，每个管束有若干排三角形排列的管子，该管子一般是翅片管，也可以是光管。介质的流向通常是逆流，热流体从管束顶端流入，底部流出，空气由下向上流动，冷却热的工艺介质。另外还有风机、百叶窗、构架和风箱等部件，风机驱动空气流过管束，百叶窗通过调节进入空冷器的空气量来改善空冷器的调节和适应性能，构架是支撑管束、风机，百叶窗以及其它附属件的钢结构，风箱用于导流空气。空冷器按管束布置方式可分为水平式和斜顶式；按通风方式可分为鼓风式和引风式；按冷却方式可分为干式、湿式和干湿联合式。 ２.1 管束 表３管束的型式与代号
浸没在液体中的盘管总传热系数大致值.W/(m2 带有夹套的容器总传热系数大致值.W/(m2
空气冷却器总传热系数大致值.W/(m2
不同压力下水的汽化潜热 水在一个大气压（0.1MPa）100℃时的汽化潜热为2257.2kJ/kg 饱和水和饱和水蒸气热力性质表(按压力排列) 压力/MPa 温度/℃汽化潜热kJ/kg 0.001 6.9491 2484.1 0.002 17.5403 2459.1 0.003 24.1142 2443.6 0.004 28.9533 2432.2 0.005 32.8793 2422.8 0.006 36.1663 2415 0.007 38.9967 2408.3
0.008 41.5075 2402.3 0.009 43.7901 2396.8 0.01 45.7988 2392 0.015 53.9705 2372.3 0.02 60.065 2357.5 0.025 64.9726 2345.5 0.03 69.1041 2335.3 0.04 75.872 2318.5 0.05 81.3388 2304.8 0.06 85.9496 2293.1 0.07 89.9556 2282.8 0.08 93.5107 2273.6 0.09 96.7121 2265.3 0.1 99.634 2257.6 0.12 104.81 2243.9 0.14 109.318 2231.8 0.16 113.326 2220.9 0.18 116.941 2210.9 0.2 120.24 2201.7 0.25 127.444 2181.4 0.3 133.556 2163.7 0.35 138.891 2147.9 0.4 143.642 2133.6 0.5 151.867 2108.2 0.6 158.863 2086 0.7 164.983 2066 0.8 170.444 2047.7 0.9 175.389 2030.7 1 179.916 2014.8 1.1 184.1 1999.9 1. 2 187.995 1985.7 1. 3 191.64 4 1972.1 1.4 195.078 1959.1 1. 5 198.327 1946. 6 1.6 201.41 1934.6 1. 7 204.346 1923 1. 8 207.151 1911.7 1. 9 209.838 1900.7
课设题目：空冷冷凝器 一、设计条件： 某空调制冷机组采用空气冷却式冷凝器，要求制冷剂冷凝液过冷度5℃，压缩机在蒸发温度5℃，冷凝温度45℃时的排气温度为80℃,压缩机实际排气量为160kg/h；冷凝器空气进口温度为35℃。 二、其他参数 1、制冷剂采用R134A 2、采用肋片管式空冷冷凝器 3、传热管采用紫铜套铝片，参数自定，正三角形排列（错排） 三、完成内容 1.确定冷凝器热负荷，并进行冷凝器设计计算 2.提交计算程序以及计算说明书 3.相关工程图纸 一、计算冷凝器热负荷 由所给条件画出压焓图 1.根据tk=50℃和排气温度tdis=80℃,以及过冷度dt=5℃在 R134A压焓图上可以查出hdis=460kj/kg以及过冷液体要求hc=250kj/kg.所以冷凝器热负荷为qmr*(hdis-hc)/3600=9.333kw 2.取进出口空气温差为8℃，则定性温度为39℃，可求出空气流量 qv2=1.029 m3/s 4.单位管长肋片面积Af2=0.5294 肋间基管表面积 Ab2=0.03 肋管外总表面积 A2=Af2+Ab2=0.5594
二、冷凝器的初步规划及有关参数选择 管排方式采用错排，正三角形排列。管间距s1=25.4mm 排间距s2=22mm 紫铜管选用10*0.7，翅片厚度df=0,12mm,肋片间距sf=1.8mm,沿气流方向管排数n=2排。 三，设计计算流程图
四、计算程序 #include
void main() { double _tk=45, _tdis=80, _tc=5,_t2=35,_t3=43,tm; double _hdis=460,_hc=250,Pk; double _p2=1.128,_cp2=1.005,_v2=0.00001687,_r2=0.02751,qv2; double _d0=0.01,_df=0.00012,_df1=0.0007,_s1=0.0254,_s2=0.022,_sf=0.0018,_di=0.0086,_n= 2,_nb=18,db,Af2,Ab2,A2,A1,bt,bt1,ib,de; //3.结构设计 double _r14=19.9238,_Bm=74.8481,_r0=0.0001; tm=(_t2+_t3)/2; Pk=qmr*(_hdis-_hc)/3600; cout<<"冷凝器热负荷为："< HTRI7 教程01界面熟悉 1.双击快捷图标，打开程序界面： HTRI启动界面 2.创建一个“新的空冷器” 3.设置自己熟悉的一套单位制，比如MKH公制，也可以通过 4.接下来就是将界面中的“红框”也就是缺少的参数按你将要设计的工况填写完整，包括如下几部分的数据， 4.1 “Process”工艺条件：包括热流体侧和空气侧； 4.2 “Geometry”机械结构：包括管子、管束、风机等； 5.当输入数据足够所有的红框消失，那么初步的输入就完成了，可以点击"绿灯"图标运行。 02工艺参数输入 1.点击左边目录栏的“Process”标签，右边显示的就是供工艺参数输入的界面： 2.我们从上到下依次来看需要输入的参数：*为必要输入参数 2.1 Fluid name –流体名称，这里没有红框，不是必须输入的，就是自己定义下流体描述比如“Propylene”“Oil”“Wet Air”等，要注意的是程序对中文字符 不支持，那么大家多写写英文就是了～ 2.2 Phase/Airside flow rate units –流体相态/空气侧的流量单位 *2.3 Flow rate –流量不必多解释，热侧为质量流量。 2.4 Altitude of unit(above sea level) –海拔高度 *2.5 Temperature –流体的温度，单位°C (SI,MKH), °F(US)，这里要注意的是想输入0度，那么请填 0.001，不然0或0.0的输入都将被程序认为是没有输入（这个原则在HTRI程序的其他地方也适用）。 2.6 Weight fraction vapor –重量气相分率，那么全气相就是1，全液相就是0咯。 2.7 Pressure reference –压力参照点，就是接下来你输入的操作压力值指的是进口压力还是出口压力。 2.8 Pressure–操作压力。 2.9 Allowable pressure drop –允许压降，按照工艺条件来选择，一般热流体侧用kPa比较直观，而空气侧常常使用mmH2O。 中国石化集团兰州设计院标准 SLDI 333C06-2001 空冷器配管设计规定 2001-01-08 发布 2001-01-15 实施 中国石化集团兰州设计院 目录 第一章总则 第二章空冷器的布置 第三章空冷器的管道布置 中国石化集团兰州设计院实施日期:2001-01-15 第一章 总则 第1.0.1条 本规定适用于石油化工装置内引风式空冷器（见图1.0.1-1，图1.0.1-2）和鼓风式空冷器（见图1.0.1-3）的管道布置。 第1.0.2条 空冷器的管道布置，除应执行本规定外，还应符合空冷器制造厂的安装技术要求。 图1.0.1-1 引风式空冷器管道布置 图1.0.1-2 引风式空冷器 图1.0.1-3 鼓风式空冷器 第二章空冷器的布置 第2.0.1条空冷器宜布置在装置的上风侧，见图2.0.1。 第2.0.2条两组空冷器应靠紧布置，不应留出间距，见图2.0.2。 第2.0.3条多组空冷器应靠近布置，若分开布置，间距应大于20米。见图2.0.3。 图2.0.3 多组空冷器的布置 第2.0.4条引风式空冷器与鼓风式空冷器布置在一起时，引风式空冷器应布置在鼓风式空冷器的常年最小频率风向的下风侧，见图2.0.4。 图2.0.4 引风式空冷器与鼓风式空冷器的相邻布置 第2.0.5条同类空冷器的管束应布置在同一高度。引风式空冷器与鼓风式空冷器布置在一起时，其管束高度不得一致，鼓风式空冷器的管束应布置得高些，见图2.0.5。 图2.0.5 引风式空冷器与鼓风式空冷器的联合布置 第2.0.6条空冷器与加热炉之间的距离不应小于15米。 第2.0.7条倾斜安装的斜顶式空冷器的通风面不应对着夏季的主导风向。 第2.0.8条安装在管廊上方的空冷器，其支腿的间距应和管廊柱的间距一致。 第2.0.9条输送操作温度高于340℃的液体物料泵或输送操作温度高于物料自燃点的泵不应安装在空冷器框架下方。 第2.0.10条输送的易燃物料泄漏时会形成蒸气团的泵不应安装在空冷器框架的下方。 第2.0.11条放热设备不宜放在空冷器框架的下方。 第2.0.12条顶部平台的设置应便于管束的检修以及百页窗角度的调节，见图1.0.1-3，图2.0.11。 第2.0.13条风机、电动机检修平台可按图1.0.1-3的方式设置，也可用管廊顶层作为该检修平台，见图2.0.12。如果按图1.0.1-3的方式设置检修平台时，管道应能在平台与管廊之间进、出管廊，见图1.0.1-1。 图2.0.12 鼓风式空冷器管道布置 表5 la 空 ;令器传热系数经验值（以光皆外表面积为基准） 介贡代热系数U。,千卡/米一时.匕介册传热系数u“千卡/米-时?匕 液体冷却 油品2" API 亟池8?14°APl 931 （平均温度）50 ?80 1501 （平均温度）30 ?50 1501 （平均温度）65 ?110 2001 （平均温度）50 ?80 2001 （平均温度）150?200 225?275 油S：30a APf 煤油275?300 651 （平均澄度）60 ?115 重石脑油300?325 93C （平均温度）125?175 轻石脑油325?350 1501 （平均澈度）225?275 汽油353?375 2001 （平的温度）250?300 轻煙类375?400 油品4 ° API 醇及大多数冇机溶剂350?375 651 （平均温度）125?175 5J0?600 93r （平均温度）250?300 25%的盐水（水75%）450?550 1501《平均温哎）273?325 水600?700 200 V （平均温窿）300?350 50%乙烯乙二醇和水500?600 续漫 蒸汽7G0 ?8()0 汽油300?375 含E%不凝代的蒸汽5C0?550 汽油-蒸尺混合物350?375 含20%不凝气的蒸汽475?500 中等组分炷类225?250 含40%不凝代的憑汽350?375 中等组分烽类水■蒸汽275?300 纯的轻泾“0 ?425 纯有机溶剂375~400 混合的轻炷325 ?375 500?550 传热系数U“千卡/米2■时.匕 介赋压力，公斤力/厘米* 0.7 3.5 721 35 轻组分烧75 ?100 150 ?175 225 ?250 325?350 850?375 中尊纽分烧及有机溶剂75 ?100 】75?200 225?250 325?350 350?375 轻无机气体50 ?75 75 ?100 150?175 225?250 250?275 V空气40 ?50 75 ?100 125?150 200?225 225?250 50 ?75 75 ?100 150?175 225?250 250?275 蒸汽50 ?75 75 ?100 125?150 225?250 275?300 氮100%100?150 225?250 325?350 425?475 475?500 75%（体积）85 ?140 200?225 300?325 400?425 425?450 50% （体积）76 ?126 176?200 276?300 375?400 423?450 25% （体积〉60 ?115 150?175 225?250 325?350 400?425 介质传热系数U。，千卡/米“时.匸- 介wt 传热系数u。，千卡/米i-Bt r 设计你的第一个空冷器01界面熟悉 1.双击快捷图标，打开程序界面： HTRI启动界面 2.创建一个“新的空冷器” 3.设置自己熟悉的一套单位制，比如MKH公制，也可以通过 4.接下来就是将界面中的“红框”也就是缺少的参数按你将要设计的工况填写完整，包括如下几部分的数据， 4.1 “Process”工艺条件：包括热流体侧和空气侧； 4.2 “Geometry”机械结构：包括管子、管束、风机等； 5.当输入数据足够所有的红框消失，那么初步的输入就完成了，可以点击"绿灯"图标运行。 02 工艺参数输入 1.点击左边目录栏的“Process”标签，右边显示的就是供工艺参数输入的界面： 2.我们从上到下依次来看需要输入的参数：*为必要输入参数 2.1 Fluid name –流体名称，这里没有红框，不是必须输入的，就是自己定义下流体描述比如“Propylene”“Oil”“Wet Air”等，要注意的是程序对中文字符不支持，那么大家多写写英文就是了～ 本帖隐藏的内容 2.2 Phase/Airside flow rate units –流体相态/空气侧的流量单位 *2.3 Flow rate –流量不必多解释，热侧为质量流量。 2.4 Altitude of unit(above sea level) –海拔高度 *2.5 Temperature –流体的温度，单位°C (SI,MKH), °F(US)，这里要注意的是想输入0度，那么请填 0.001，不然0或0.0的输入都将被程序认为是没有输入（这个原则在HTRI程序的其他地方也适用）。 2.6 Weight fraction vapor –重量气相分率，那么全气相就是1，全液相就是0咯。 2.7 Pressure reference –压力参照点，就是接下来你输入的操作压力值指的是进口压力还是出口压力。 2.8 Pressure–操作压力。 2.9 Allowable pressure drop –允许压降，按照工艺条件来选择，一般热流体侧用kPa比较直观，而空气侧常常使用mmH2O。 空气冷却器设计 2、应完成的项目：______________________________________________________________________ (1)了解换热器在各行业的用途; (2)换热器机械计算; (3)传热工艺计算; (4)画施工图，折合为3张以上0号图，其中总装图为0号图; (5)按规定和规范翻译参考文献5000汉字，并写毕业论文。 3、参考资料以及说明：__________________________________________________________________ (1)《GB151-99钢制管壳式换热器》国家技术监督局发布 (2)《GB151-98钢制管壳式换热器》国家技术监督局发布 (3)《AutoCAD2005压力容器设计》_____________ 栾春远编著，化学工业出版社 (4)《过程设备设计》郑津洋等著，化学工业出版社___________________________________ (5)《化工设备设计手册》上下卷朱有庭，曲文海，于浦义主编 (6)《机械设计手册》，化学工业出版社 (7)《化工原理》上下册，邹华生等主编，华南理工大学出版社 (8)压力容器安全技术监察规程.国家技术监督局 (9)换热器设计.上海科学技术出版社，1987 (10)流体力学与传热.华南理工大学出版社，2006 摘要 本文主要围绕空气冷却器，即卧式固定管板式换热器的设计展开说明，本说明共分五章。 第一章为绪论，主要介绍本设计课题的选题背景，选题意义以及调研情况，并对本设计的主要工作进行规划。 第二章为方案论证，对换热器的传热原理进行了简述。并对换热器进行了分类，并对各类换热器作了简短的描述，最后着重介绍了本次设计主题，固定管板式换热器。 第三章为设计论述，对固定管板式换热器的主要部件的设计作了详细的描述，其中包括：管程的设计，筒体的设计与强度校核，折流板的设计，管箱的设计与强度校核，封头的设计与强度校核，管板的设计与强度校核，是否安装膨胀节的判定，鞍式支座的选取与开孔补强的计算。 第四章为结果的汇总与分析，主要将第三章的计算内容进行了汇总并作了补充说明，然后对其他的标准附件进行了选择。 第五章为总结，总结了本次设计的不足，介绍了换热器在近期的发展与未来的趋势。 关键词：空气冷却器，固定管板式换热器，传热，管板，发展 2、空气压缩机后冷却器工艺计算中总传热系数K的经验值取多少？换热管用碳钢和不锈钢时K分别取多少？ 《化工装置实用工艺设计》中查得：管内走水，管外走和蒸汽，总传热系数U值范围为 20-35 Btu/hr*ft*F; 《化学工程师手册》中查得：壳程走水或盐水，管侧走压缩空气或氮气，总传热系为数U 值范围为 110-230 W/sqm*C；管侧走常压空气或氮气则为 30-110W/sqm*C 至于：换热管用碳钢和不锈钢时K分别取多少？这个其实影响不大，应该说还不如污垢热阻的取值影响大，本身以上的U值就是个范围，所以没有必要强求换热管用碳钢和不锈钢时K分别取多少，只能说碳钢的热导率比不锈钢大，在同等工况下，当然碳钢的总传热系数比不锈钢的好。。。 空气压缩机后冷却器工艺计算中总传热系数K值和空气侧操作压力影响很大(即给热系数控制侧的允许阻力降),低压空分空压机的后冷却器(空气压力约0.6MPA)和天然气氨厂空压机的后冷却器(空气压力约3.6MPA)允许的阻力降是不同的(体现为压缩功的功耗不同),换热 系数相差很大。 一般在相同条件下,允许阻力降大,特别是给热系数控制侧,总换热系数可能大很多. 4楼的数据可以作为一个参考,具体工况下的换热系数还和换热器形式(1-1或则2-1或则 1-2,和允许的阻力降也有关),空气放在管内还是管外等关系很大. 热侧为气体给热(控制侧),一般冷却水污垢也大,因此这类换热器的换热系数一般不大.因此碳钢还是不锈钢的管子对总换热系数影响不大.一般采用碳钢够了,不考虑采用不锈钢. 对于第二个问题，我看了4、5楼两位朋友的意见，感觉都不是很全面，5楼的陆总（早就听老汪说起过您，有机会再请教）考虑到压力及系统因素较全面；通常2、3公斤的压缩空气与循环水（26-30度入水）此时常规选择光管换热器还是管内走水，此时总传热系数在70-150左右，至于不锈钢和碳钢其实考虑到材料自身因素（毕竟不锈钢此时选用壁厚1mm,碳钢至少也要1.5mm），两者的总传热系数大体相同；当随着压力升高至5公斤时，大概在200左右；到10公斤左右时，约为270左右，压力再高至20公斤时总K值能达到330以上。我想楼主的这个问题不应该涉及到高压工况，应该是常规空压机后冷器方面的内容，所以我这里推荐100，对于光管最好适当加些余量。所以通常在我设计的上百台空冷器中我推荐业主选内展翅片换热器，按这个工况推过去，2-3公斤的K值在300左右，由于压力升高超过16公斤左右后，其自身物性决定了传热性能较低压有很大改善，所以即使采用内展翅片换热器K值较光管提高的也不是很大 介质不同，传热系数各不相同我们公司的经验是： 1、汽水换热：过热部分为800~1000W/m2.℃ 饱和部分是按照公式K=2093+786V(V是管内流速）含污垢系数0.0003。 水水换热为：K=767(1+V1+V2)(V1是管内流速，V2水壳程流速）含污垢系数0.0003 实际运行还少有保守。有余量约10% 冷流体热流体总传热系数K，W/(m2.℃) 水水 850～1700 水气体 17～280 水有机溶剂 280～850 水轻油 340～910 水重油60～280 有机溶剂有机溶剂115～340 水水蒸气冷凝1420～4250 气体水蒸气冷凝30～300 水低沸点烃类冷凝 455～1140 水沸腾水蒸气冷凝2000～4250 轻油沸腾水蒸气冷凝455～1020 不同的流速、粘度和成垢物质会有不同的传热系数。K值通常在 800~2200W/m2·℃范围内。 列管换热器的传热系数不宜选太高，一般在800-1000 W/m2·℃。螺旋板式换热器的总传热系数（水—水）通常在1000~2000W/m2·℃范围内。 板式换热器的总传热系数（水（汽）—水）通常在3000~5000W/m2·℃范围内。 1．流体流径的选择 哪一种流体流经换热器的管程，哪一种流体流经壳程，下列各点可供选择时参考(以固定管板式换热器为例) (1) 不洁净和易结垢的流体宜走管内，以便于清洗管子。 (2) 腐蚀性的流体宜走管内，以免壳体和管子同时受腐蚀，而且管子也便于清洗和检修。 (3) 压强高的流体宜走管内，以免壳体受压。 (4) 饱和蒸气宜走管间，以便于及时排除冷凝液，且蒸气较洁净，冷凝传热系数与流速关系不大。 (5) 被冷却的流体宜走管间，可利用外壳向外的散热作用，以增强冷却效果。 (6) 需要提高流速以增大其对流传热系数的流体宜走管内，因管程流通面积常小于壳程，且可采用多管程以增大流速。 (7) 粘度大的液体或流量较小的流体，宜走管间，因流体在有折流挡板的壳程流动时，由于流速和流向的不断改变，在低Re(Re>100) 第1章空冷器的技术规范及使用说明 1.1.1排汽系统 排汽系统的功能是将汽轮机排汽导入空冷凝汽器.每台机组设1根主排汽管道。排汽管道上设置防爆膜防止系统超压，不设安全阀。排汽管道疏水直接引入排汽装置下的热井，管道上不设阀门。 1.1.2ACC系统 ACC的功能是通过蒸汽与空气的热交换来冷凝汽轮机排汽，以维持汽轮机的低背压,按换热的介质划分为蒸汽系统和空气系统。1.1.2.1蒸汽系统 整个ACC由2列换热管束组成，在低环境温度且低负荷的情况下，部分管束将被关闭，以减少换热面积。极端低温为－30℃、负荷60%，在管束的分配管入口上设电动蝶阀。每列受热面均采用压两级式冷凝布置,即先顺流(蒸汽流向与凝结水流向相同)后逆流（蒸汽流向与凝结水流向相反）。每列设4个换热单元，其中3个为流换热单元（全部为顺流换热管束），1个逆流换热单元（含有逆流换热管束）。 汽轮机的排汽进入换热管束后将热量传给空气，自身凝结成水，聚集在管束下联箱，在重力作用下通过管道引入汽轮机排汽装置。然后被凝结水泵抽出送出。在逆流换热器上部联箱设有抽气口，以便将不凝结气体抽出。 1.1. 2.2空气系统 空气系统主要指风机组包括轴流风机，变速箱，电动机，振动开关，变频器。每列设顺流风机3台，逆流风机1台，分别对应于顺流换热单元和逆流换热单元。风机转速通过变频器在20%～110%范围内调节,在低负荷和/低环境温度时,通过改变风机的转速和/或运转风机台数可以改变空气流量以减少换热量。风机可以110%超速运行,能够在一定程度上防止大风对ACC运行的影响。所有风机组的物理配置组成完全相同,以方便安装以及备件管理。逆流风机通过变频器的设定可以反转运行。 空气系统各设备的主要配置如下： 风机：FRP叶片，钢轮毂，刚性联轴器； 齿轮箱：加热器，润滑油泵，不设防反转装置。轴承寿命（DIN ISO 海上平台用空冷器的设计 张喜迎 （郑州大学化工与能源学院热能与动力工程专业2班，450001） 摘要：天然气增压用空冷器属于高压容器设计，结合技术要求及海上高湿环境，本文选用干式空冷器。在设计过程中要着重解决管内换热系数的计算，从而在准确计算总传热系数的基础上，确定合理的换热面积，要既能达到客户要求的换热效果，又不会造成浪费，增加成本。整体设计完成后还要进行校核，以便确保产品能够安全使用。并按照相关标准绘制出设计装配图和零件图。 关键词：空冷器设计传热系数校核 The Design of Air Cooled Exchanger for Offshore Platform Xiying Zhang (College of Chemical and Energy, Zheng Zhou University, 450001) Abstract:Air cooled exchanger for boosting Natural gas is high-pressure vessel technology. Combined technically demanding and marine environment, this article selects dry air cooler.During the design process it should be focused on the calculation of the heat transfer coefficient of the tube side. And then the overall heat transfer coefficient should be worked out accurately. On this basic the heat transfer area is given which should not only reach the heat transfer effect but also not be a waste. In order to ensure that the product can use safely it should be checked after the completion of overall design. Besides the design drawing is given. Key words:air cooler design heat transfer coefficient check 1 综述 在国外，自30年代空气冷却器投入工业使用以来，在石油化工企业迅速得到应用，从轻油到重油、油渣，从正压到负压，从炎热地区到寒冷地区，从水源充沛地区到缺水地区都成功的使用了空气冷却器。在国内，从1963年开始空气冷却器的开发和研究工作，由于空气冷却器是节约工业用水、避免环境污染的有效措施，因此30年多来，在新老石油化工厂、冶金企业、电站得到了应用和推广，应用范围在不断扩大。。事实说明，空气冷却器不仅维护费用低，而且与水冷系统相比较，空冷器有着更长的使用寿命。 空气冷却器的基本部件如下： 管束：由管箱、翅片管和框架组合而成。需要冷却或冷凝的流体在管内通过，空气在管外横掠流过翅片管束，对流体进行冷却或冷凝； 轴流风机：一个或几个一组的轴流风机驱使空气流动； 构架：空气冷却器管束及风机的支撑部件； 附件：如百叶窗、蒸汽盘管、梯子、平台等； 空冷器的工艺设计 【摘要】本文介绍了空冷器的典型工艺设计流程和方案，分析了在工艺设计过程中的主要设计参数选取，空冷器在化工生产中占着非常重要的比重，国内外对空冷器的工艺设计有着系统的研究。本论文以甘肃伏龙泉当地的气候条件作为数据来源，根据工艺要求、场地情况、环境温度变化资料和环保要求，确定具体的设计参数、总体方案、空冷器的型式，对空冷器的设计研究具有非常重要的参考价值和意义。 【关键词】空冷器工艺参数翅片管管程数管束风机总体方案 1工况条件 1.1空冷器的主要设计参数如下 1.2工艺气组分如下 1.3设计要求 环境设计温度35℃，海拔影响不计，管内压降20 KPa。 2工艺参数确定 2.1 空气设计温度确定 空气设计温度指设计空冷器时选用的当地空气入口干 球温度。 本次设计根据需方提供气象数据，确定空气入口温度为35℃。 2.2 管内介质设计温度确定 2.2.1入口温度确定 理论上热流入口温度愈高，采用空冷愈经济，但入口温度超过200℃时，应考虑用其他换热器进行热量回收。 2.2.2出口温度确定 出口温度的选取直接影响空冷器经济性的重要指标，直接决定空冷器型式的选择。 2.3 干式、湿式空冷器型式确定 一般条件下，对于干式空冷器接近温差一般应大于15℃，若热流体出口温度不能满足要求，则考虑采用湿式空冷器。需方给出管程进出温度为75℃/45℃，接近温度为30℃，本次设计使用干式空冷合理。 2.4 管排数确定 管排数对于空冷器经济性的影响较大，从经济上考虑，一般希望空气温升15-20℃， 增加管排数，空气温升增加，但压降也增加，合理选择管排数的意义重大。本次设计为天然气冷却，确定管排数为6。 2.5 迎面风速确定 迎面风速代表了空气经过翅片管的速度，过小会导致空 第四章空冷器的设计 4.1 空冷器的设计条件 4.1-1 设计条件 1. 空气设计温度 设计气温系指设计空冷器时所采用的空气入口温度。采用干式空冷器时，设计气温应按当地夏季平均每年不保证五天的日平均气温[1][2][3]。采用湿式空冷器时，将干式空冷器的设计气温作为干球温度，然后按相对湿度查出湿球温度，该温度即为湿式空冷器的设计气温。 我国各主要城市的气温列于附表4－1。从该表可见我国绝大多数地区夏季平均每年不保证五天的日平均气温低于35℃。当接近温度大于15－20℃时，采用干式空冷器比较合理。在干燥炎热的地区，为了降低空气入口温度可以采用湿式空冷器。 2. 介质条件 （1）适宜空冷器的介质条件 适于采用空冷器的介质有石油化工过程中的气体,液体，水和水蒸汽等。 3.热流的操作条件 （1）流量。根据工艺要求而定。 （2）操作压力。根据国家标准“空冷式换热器”的规定，最高的设计压 为35 Mpa，这个压力可以满足石油化行业空冷器的操作要求。 （3）入口温度 热流的入口温度越高其对数平均温差越大，因而所需要的传热面积就越小，这是比较经济的。但是，考虑能量回收的可能性，入口温度不宜高，一般控制在120～130℃以下，超过该温度的那部分热量应尽量采用换热方式回收。在个别情况下，如回收热量有困难或经济上不合算时，可适当介质入口温度。就空冷器本身而言，考虑到介质温度升高会导致热阻的增加，传热效率下降，绕片式翅片管的工作温度可用到165℃而锒片式翅片管可用到200℃ 如果热流入口温度较低（低于70~80℃），可考虑用湿式空冷器。 （4）出口温度与接近温度 对于干式空冷器出口温度一般以不低于55~65℃为宜[3]，若不能满足工艺要求，可增设后湿空冷，或采用干－湿联合空冷。HTRI空冷器教程
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