换热器设计说明书样本
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甲醇■甲醇换热器II的设计第一部分设计任务书一,设计题目甲醇-甲醇换热器II的设计二,设计任务1,热交换量:8029.39kw2,设备形式:长绕管式换热器三,操作条件①甲醇:入口温度7.83°C,出口温度-31.68°C②甲醇:入口温度-37.68°C,出口温度1.00°C③允许压强降:管侧不大于1.5*105pa壳侧不大于2.9*10’pa. 四,设计内容①设计方案简介:对确定的工艺流程及换热器型式进行简要论述。
②换热器的工艺计算:确定换热器的传热面积和传热系数。
③换热器的主要结构尺寸设计。
④主要辅助设备选型。
⑤绘制换热器总装配图。
第二部分换热器设计理论计算1,计算并初选换热器的规格(1) 两流体均不发生相变的传热过程,管程,壳程的介质均为 甲醇。
(2) 确定流体的定性温度,物性数据。
管程介质为甲醇,入口温度为7.83°C,出口温度-31.68°Co壳程介质也为甲醇,入口温度・37.68°C,出口温度1.00°Co 管侧甲醇的定性温度:打=7兀:型=-H.925 °C 。
2壳侧的甲醇定性温度:仏=二门卑V —1&34°C 。
2两流体在定性温度下的物性数据:⑶传热温差△ _ 7厂力)一72一" _ (7.83-1)-[-31.8 — (-37.68)] _6.83-6 —钳% °C 」厂T- 7・83-(一31・68)_39・51r-f "1-(-37.68) ~ 38.68 ")p=hzk= 1—(—37S)=坯=085「-匕 7.83-(-37.68)45.51…由R 和P 查图得到校正系数为:处ul,所以校正后的温度为=^=6.406°C (查传热课本 P288),6.83In -----6[-31.8-(-37.68)](4)计算热负荷QQ =MiCp」T 厂「) = 312379.8 * 2.345 * 39.51 / 3600 = 8039.524k w(5)初步选择换热器的规格:根据传热温差的大小,传热介质的性质以及结垢清洗要求等条件选择适宜的换热器。
化工设计说明书设计题目:煤油冷却器的设计设计人:专业班级:学号:指导老师:二〇〇九年六月八日前言化工原理课程设计是化工原理教学的一个重要环节,是综合应用本门课程和有关先修课程所学知识,完成以单元操作为主的一次设计实践。
通过课程设计使学生掌握化工设计的基本程序和方法,并在查阅技术资料、选用公式和数据、用简洁文字和图表表达设计结果、制图以及计算机辅助计算等能力方面得到一次基本训练,在设计过程中能够培养学生树立正确的设计思想和实事求是、严肃负责的工作作风。
化工原理课程设计是化工原理课程教学的一个实践环节,是使学生得到化工设计的初步训练,为毕业设计奠定基础。
围绕以某一典型单元设备(如板式塔、填料塔、干燥器、蒸发器、冷却器等)的设计为中心,训练学生非定型设备的设计和定型设备的选型能力。
设计时数为3周,其基本内容为:(1)设计方案简介:对给定或选定的工艺流程、主要设备的型式进行简要的论述。
(2)主要设备的工艺设计计算(含计算机辅助计算):物料衡算,能量衡量,工艺参数的选定,设备的结构设计和工艺尺寸的设计计算。
(3)辅助设备的选型:典型辅助设备主要工艺尺寸的计算,设备的规格、型号的选定。
(4)工艺流程图:以单线图的形式绘制,标出主体设备与辅助设备的物料方向,物流量、能流量,主要测量点。
(5)主要设备的工艺条件图:图面应包括设备的主要工艺尺寸,技术特性表和接管表。
(6)设计说明书的编写。
设计说明书的内容应包括:设计任务书,目录,设计方案简介,工艺计算及主要设备设计,辅助设备的计算和选型,设计结果汇总,设计评述,参考文献。
整个设计由论述,计算和图表三个部分组成,论述应该条理清晰,观点明确;计算要求方法正确,误差小于设计要求,计算公式和所有数据必需注明出处;图表应能简要表达计算的结果。
在化工、石油、动力、制冷、食品等行业中广泛使用各种换热器,且是上述这些行业的通用设备,占有十分重要的地位。
随着我国工业的不断发展,对能源利用、开发和节约的要求不断提高,因而对换热器的要求也日益加强。
换热器课程设计说明书专业名称:核工程与核技术姓名:***班级:***学号:***指导教师:***哈尔滨工程大学核科学与技术学院2017 年 1 月 13 日目录1 设计题目……………………………………………………………………………1.1 设计题目………………………………………………………………………1.2 团队成员………………………………………………………………………1.3 设计题目的确定过程…………………………………………………………2 设计过程……………………………………………………………………………3 热力计算……………………………………………………………………………4 水力计算……………………………………………………………………………5 分析与总结…………………………………………………………………………5.1 可行性评价和方案优选………………………………………………………5.2 技术分析………………………………………………………………………5.3 总结与体会……………………………………………………………………参考文献………………………………………………………………………………附录计算程序………………………………………………………………………1.1、设计题目设计一台管壳式换热器,把 18000 kg/h 的热水由温度 t 1 ’冷却至 t 1 ”,冷却水入口温度 t 2 ’,出口温度 t 2 ”,设热水和冷却水的运行压力均为低压。
初始参数:热水的运行压力:0.2MPa (绝对压力)冷却水运行压力:0.16MPa(绝对压力)热水入口温度 t 1 ’: 80℃;热水出口温度 t 1 ”: 50℃;冷却水入口温度 t 2 ’: 20℃;冷却水出口温度 t 2 ”: 45℃;1.3设计题目的确定过程首先,我们小组集中讨论了本次课程设计内容,即换热器设计的内容和具体细节上的要求,然后在组内达成了共识——求同存异。
前言化工原理课程设计是化学工程与工艺类相关专业学生学习化工原理课程必修的三大环节之一,起着培养学生运用综合基础知识解决工程问题和独立工作能力的重要作用。
《化工原理课程设计》以换热器、管道设计和选型为主。
主要介绍列管式换热器的设计计算,并就有关流程方案的确定以及附属设备的选型作了介绍,此外给出了设计时所使用的现行技术标准和一些基础数据。
《化工原理课程设计》为化工原理课程教学的配套教材,可作为化工原理课程设计、化工类专业毕业设计的参考资料,也可作为化工原理课程教学的参考用书。
《化工原理课程设计》共分2章。
《化工原理课程设计》由张渊编写。
《化工原理课程设计》在编写过程中得到内蒙古化工职业学院帮助。
史忠斌老师在图表的绘制方面给予了大力帮助,在此一并表示感谢。
由于我们经验不足,水平有限,其中难免有不妥之处,恳请各位读者批评指正。
编者2010年6月22日目录第一章概述1.1换热器的结构形式 (3)1.2换热器材质的选择 (4)1.3管板式换热器优点 (5)1.4列管式换热器结构 (6)1.5管板式换热器的类型和工作原理 (7)1.6确定设计方案 (8)第二章传热过程工艺计算及设备结构的设计2.1设计参数 (9)2.2计算总传热系数 (10)2.3工艺结构尺寸 (10)2.4换热器核算 (12)结束语 (18)主要参考文献 (19)第一章概述目第一章前管板式换热器产品达到了一个成熟阶段,凭借其高效、节能、环保的优势,在各行业领域中被频繁使用, 并被用以替换原有管壳式和翅片式换热器,取得了很好的效果。
1.1换热器的结构形式1.管壳式换热器管壳式换热器又称列管式换热器,是一种通用的标准换热设备,它具有结构简单,坚固耐用,造价低廉,用材广泛,清洗方便,适应性强等优点,应用最为广泛。
管壳式换热器根据结构特点分为以下几种:(1)固定管板式换热器固定管板式换热器两端的管板与壳体连在一起,这类换热器结构简单,价格低廉,但管外清洗困难,宜处理两流体温差小于50℃且壳方流体较清洁及不易结垢的物料。
换热器原理与设计课程设计计算说明书设计题目换热器原理与设计课程设计学院(系):机电工程学院专业:能源与动力工程班级:姓名:学号:指导老师:完成日期:新余学院目录第一部分确定设计方案1.1选择换热器的类型两流体温度变化情况:热流体进口温度130℃,出口温度40℃。
冷流体进口温度30℃,出口温度40℃。
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很大,因此初步确定选用浮头式列管换热器,而且这种型式换热器管束可以拉出,便于清洗;管束的膨胀不受壳体约束。
1.2流动空间及流速的确定由于煤油的粘度比水的大,井水硬度较高,受热后易结垢,因此冷却水走管程,煤油走壳程。
另外,这样的选择可以使煤油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ф25×2.5的碳钢管,管内流速取u i=0.75m/s。
第二部分确定物性数据定性温度:可取流体进、出口温度的平均值。
壳程煤油的定性温度为: T=(130+40)/2=85℃管程冷却水的定性温度为:t=(30+40)/2=35℃根据定性温度,分别查取壳程和管程流体的有关物性数据。
煤油在90℃下的有关物性数据如下:密度ρo= 810kg/m3定压比热容 cp o=2.3kJ/(kg·℃)导热系数λo=0.13W/(m·℃)粘度μo=0.00091 Pa·s冷却水在32℃下的物性数据:密度ρi=994kg/m3定压比热容 cp i=4.187kJ/(kg·℃)导热系数λi=0.626 W/(m·℃)粘度μi=0.000727 Pa·s第三部分工艺流程图第四部分 计算总传热系数4.1热负荷的计算以煤油为计算标准算它所需要被提走的热量: Q=qc Δt=2.39×108330×24x2.22x (130-40)=7.034x106KJ/h=1953.8KW4.2平均传热温度计算两流体的平均传热温差,暂按单壳程、多管程计算。
结构设计管箱设计参照标准GB151-2014壳体内径DN=450mm,材料为Q235,许用应力[δ]=125Mpa,壳体厚度δ=8mm,采用卷制。
接管管程接管:Ф159×8,无缝钢管,材料为10号钢,L=100mm。
壳程接管:Ф219×8,无缝钢管,材料为10号钢,L=100mm。
管板固定管板材料为Q235 Pg=1.6Mpa,厚度b=40mm。
具体尺寸(:mm)DN D D1 D2 D3 D4 D5 d2450 565 530 500 447 487 450 18螺栓规格数量 bf b PsPtM16 24 30 40 0.6 1.0折流板选取弓形折流板,上下缺口,材料Q235,缺口高度h=112.5mm,板间距ls=237.5mm,进出口板间距Ls,i =ls,o=260mm,厚度δ=6mm,外径D b=446.5mm,折流板数目9,经计算换热与结构均符合要求。
拉杆材料为Q235,选用Ф=16的拉杆4根,具体位置及装配方式见装配图,一端与管板采用螺纹连接,另一端用螺母固定在折流板上。
封头选用材料为16Mn的椭圆形标准封头,取壁厚8mm。
H=137 h=25 Di=450分程隔板选用材料Q235,厚度为8mm,宽450mm,长489mm,一端为和封头形状相同的圆冠,另一端为平面,分程隔板焊于管箱内。
支座(JB-T4712.1-2007)DN450 120包角焊制,单筋,带垫板L 1 b1δ1δ2b3δ3弧长 b4δ4e L2420 120 8 8 96 8 540 200 6 48 290容器法兰甲型平焊法兰:JB/T4701-2000,材料为16Mn,许用应力为16barDN D D1 D2D3D4δ d 螺栓规格数量450 565 530 500 490 487 30 18 M16 20接管法兰板式平焊平面法兰管程接口:PN=16bar DN=159mm A1=168.3mmD K L C 螺栓规格数量 B265 225 18 20 M16 8 161壳程接管:PN=6bar DN=219mm A1=219.1mmD K L C 螺栓规格数量 B320 280 18 22 M16 8 222旁路挡板材料为Q235,厚度为10mm ,宽度为31mm ,1对,长度为1430m 。
换热器设计说明书
换热器是一种常见的传热设备,广泛应用于许多工业领域中。
作
为传热过程中的重要组成部分,换热器的设计十分关键,直接影响着
传热效率和设备的使用寿命。
因此,如何设计一款功能稳定、高效节
能的换热器,成为众多工程师的追求目标。
在换热器的设计中,需要从以下几个方面进行考虑:
1.设计选型:选择合适的换热器类型,根据实际需求确定尺寸、
材质和流量等参数。
比如可选择板式换热器、管式换热器和壳管式换
热器等。
2.传热计算:根据传热原理,对换热器的传热面积、传热系数等
进行计算和分析,确定合适数值,以保证传热效率的提高。
3.流体力学计算:进行流体力学分析,确定流体流动状态和阻力,以保证设备的正常运行和安全性。
4.材料选择:选择合适的材料,以确保设备的耐腐蚀性、耐热性
和耐压性等。
5.结构设计:设计合理的结构,保证设备的稳定性、耐用度和易
于维护等。
6.工艺参数:根据实际工艺参数确定换热器的工作温度、压力、
流量等参数,以保证设备的正常运行。
总之,换热器的设计过程需要充分考虑各个因素的综合因素,而且需要依据实际需求和应用环境来进行选择和优化。
同时,还需要不断进行改进与创新,以满足新技术、新工艺、新材料的需求,提升热交换设备的性能和效率。
工程热力学与传热学课程设计管壳式换热器设计说明书目录一、设计任务书———————————11、换热器的概念及意义2、固定管板式换热器构造3、工作原理4、设计参数二、设计计算书———————————31、换热管的材料、内径、长度、管间距等确实定2、壳体内径3、管程接收直径4、折流板缺口高度、间距、数目以及折流板直径5、壳程接收直径确实定6、传热面积和传热面积之比三、计算表格四、设计结果汇总表—————————7五、设计自评————————————8六、参考文献————————————9一、设计任务书1、换热器的概念及意义在化工生产中为了实现物料之间能量传递过程需要一种传热设备。
这种设备统称为换热器。
在化工生产中,为了工艺流程的需要,往往进展着各种不同的换热过程:如加热、冷却、蒸发和冷凝。
换热器就是用来进展这些热传递过程的设备,通过这种设备,以便使热量从温度较高的流体传递到温度较低的流体,以满足工艺上的需要。
它是化工炼油,动力,原子能和其他许多工业部门广泛应用的一种通用工艺设备,对于迅速开展的化工炼油等工业生产来说,换热器尤为重要。
换热器在化工生产中,有时作为一个单独的化工设备,有时作为某一工艺设备的组成局部,因此换热器在化工生产中应用是十分广泛的。
任何化工生产中,无论是国内还是国外,它在生产中都占有主导地位。
2、固定管板式换热器构造3、工作原理:管壳式换热器和螺旋板式换热器、板式换热器一样属于间壁式换热器,其换热管内构成的流体通道称为管程,换热管外构成的流体通道称为壳程。
管程和壳程分别通过两不同温度的流体时,温度较高的流体通过换热管壁将热量传递给温度较低的流体,温度较高的流体被冷却,温度较低的流体被加热,进而实现两流体换热工艺目的。
4、设计参数:二、设计计算书根据设计任务书进展设计计算:204565''2'1max =-=-=∆t t t ℃ 252550'2''1min =-=-=∆t t t ℃热损失系数取0.98传热量:()()kJ t t c M Q L p 48098.0506561.244.14''1'121=⨯-⨯⨯=-=η 冷却水量:()()s kg t t c M p 73.52545187.4480'2''222=-⨯=-逆流时的对数平均数温差:41.222025ln 2025ln minmax min max 1=-=∆∆∆-∆=∆⋅t t t t t c m 参数;P 、R5.025652545'2'1'2''2=--=--=t t t t P 75.025455065'2''2''1'1=--=--=t t t t R设计本管壳式换热器为2壳程-4管程<2-4>型,那么975.0=ψ 有效平均温差:85.214.22975.01=⨯=∆=∆⋅c m m t t ψ 初选传热系数:()C kg w K ︒⋅=300'0 估算传热面积:2'0'022.7385.21300480000m t K Q F m =⨯=∆= 管子材料:铝制管5.320⨯φ管程所需流通截面:222100573.0110003.57m M A t =⨯==ωρ每程管数:根43013.000573.044221=⨯⨯==ππd A n t每根管长:m l d nZ F l t 60'0==取π管子排列方式为:等边三角形 管间距s=26mm 分程隔板槽处管间距mm l E 40=平行于流向的管距mm s s p 5.2230cos =⨯=ο垂直于流向的管距mm s s n 1330sin =⨯=ο 拉杆直径取12mm 估计管壳直径mm 400≤ 管排列可做如下草图那么六边形层数为6层,一台管子数为86=t n ,一台拉杆数为4根一台传热面积为24.32602.086m dl n c =⨯⨯⨯=ππ 两台传热面积:2''08.64m F =管束中心至最外层管束中心距离为0.135m ,管束外缘直径m D L 29.0=壳体m 325.0取S D 那么长径比5.18325.06==s D l管程接收直径:6895.511100073.513.113.122⨯=⨯==φρω取M D 管程雷诺数:1793110725013.010001Re 621222=⨯⨯⨯==-μρωd 管程换热系数:52469.417931023.0013.0621.0Re 023.04.08.04.08.0122=⨯⨯⨯=⨯=τλαP d 折流板形式选弓形,折流板缺口高度m D h S 08.035.025.025.0=⨯== 折流板的圆心角为120度,折流板间距取m l s 4.0=,折流板数目为14块,折流板上管孔数为60个,折流板上管孔直径m d H 0204.0=,通过折流板管子数为56个,折流板缺口处管子数为30根,折流板直径m D b 3.0=。
前言化工原理课程设计是化学工程与工艺类相关专业学生学习化工原理课程必修的三大环节之一,起着培养学生运用综合基础知识解决工程问题和独立工作能力的重要作用。
《化工原理课程设计》以换热器、管道设计和选型为主。
主要介绍列管式换热器的设计计算,并就有关流程方案的确定以及附属设备的选型作了介绍,此外给出了设计时所使用的现行技术标准和一些基础数据。
《化工原理课程设计》为化工原理课程教学的配套教材,可作为化工原理课程设计、化工类专业毕业设计的参考资料,也可作为化工原理课程教学的参考用书。
《化工原理课程设计》共分2章。
《化工原理课程设计》由张渊编写。
《化工原理课程设计》在编写过程中得到内蒙古化工职业学院帮助。
史忠斌老师在图表的绘制方面给予了大力帮助,在此一并表示感谢。
由于我们经验不足,水平有限,其中难免有不妥之处,恳请各位读者批评指正。
编者2010年6月22日目录第一章概述1.1换热器的结构形式 (3)1.2换热器材质的选择 (4)1.3管板式换热器优点 (5)1.4列管式换热器结构 (6)1.5管板式换热器的类型和工作原理 (7)1.6确定设计方案 (8)第二章传热过程工艺计算及设备结构的设计2.1设计参数 (9)2.2计算总传热系数 (10)2.3工艺结构尺寸 (10)2.4换热器核算 (12)结束语 (18)主要参考文献 (19)第一章概述目第一章前管板式换热器产品达到了一个成熟阶段,凭借其高效、节能、环保的优势,在各行业领域中被频繁使用, 并被用以替换原有管壳式和翅片式换热器,取得了很好的效果。
1.1换热器的结构形式1.管壳式换热器管壳式换热器又称列管式换热器,是一种通用的标准换热设备,它具有结构简单,坚固耐用,造价低廉,用材广泛,清洗方便,适应性强等优点,应用最为广泛。
管壳式换热器根据结构特点分为以下几种:(1)固定管板式换热器固定管板式换热器两端的管板与壳体连在一起,这类换热器结构简单,价格低廉,但管外清洗困难,宜处理两流体温差小于50℃且壳方流体较清洁及不易结垢的物料。
带有膨胀节的固定管板式换热器,其膨胀节的弹性变形可减小温差应力,这种补偿方法适用于两流体温差小于70℃且壳方流体压强不高于600Kpa的情况。
(2)浮头式换热器浮头式换热器的管板有一个不与外壳连接,该端被称为浮头,管束连同浮头可以自由伸缩,而与外壳的膨胀无关。
浮头式换热器的管束可以拉出,便于清洗和检修,适用于两流体温差较大的各种物料的换热,应用极为普遍,但结构复杂,造价高。
(3)填料涵式换热器填料涵式换热器管束一端可以自由膨胀,与浮头式换热器相比,结构简单,造价低,但壳程流体有外漏的可能性,因此壳程不能处理易燃,易爆的流体。
2.蛇管式换热器蛇管式换热器是管式换热器中结构最简单,操作最方便的一种换热设备,通常按照换热方式不同,将蛇管式换热器分为沉浸式和喷淋式两类。
3.套管式换热器套管式换热器是由两种不同直径的直管套在一起组成同心套管,其内管用U型时管顺次连接,外管与外管互相连接而成,其优点是结构简单,能耐高压,传热面积可根据需要增减,适当地选择管内、外径,可使流体的流速增大,两种流体呈逆流流动,有利于传热。
此换热器适用于高温,高压及小流量流体间的换热。
1.2换热器材质的选择在进行换热器设计时,换热器各种零、部件的材料,应根据设备的操作压力、操作温度。
流体的腐蚀性能以及对材料的制造工艺性能等的要求来选取。
当然,最后还要考虑材料的经济合理性。
一般为了满足设备的操作压力和操作温度,即从设备的强度或刚度的角度来考虑,是比较容易达到的,但材料的耐腐蚀性能,有时往往成为一个复杂的问题。
在这方面考虑不周,选材不妥,不仅会影响换热器的使用寿命,而且也大大提高设备的成本。
至于材料的制造工艺性能,是与换热器的具体结构有着密切关系。
一般换热器常用的材料,有碳钢和不锈钢。
(1)碳钢价格低,强度较高,对碱性介质的化学腐蚀比较稳定,很容易被酸腐蚀,在无耐腐蚀性要求的环境中应用是合理的。
如一般换热器用的普通无缝钢管,其常用的材料为10号和20号碳钢。
(2)不锈钢奥氏体系不锈钢以1Crl8Ni9Ti为代表,它是标准的18-8奥氏体不锈钢,有稳定的奥氏体组织,具有良好的耐腐蚀性和冷加工性能。
正三角形排列结构紧凑;正方形排列便于机械清洗;同心圆排列用于小壳径换热器,外圆管布管均匀,结构更为紧凑。
我国换热器系列中,固定管板式多采用正三角形排列;浮头式则以正方形错列排列居多,也有正三角形排列。
(2)管板管板的作用是将受热管束连接在一起,并将管程和壳程的流体分隔开来。
管板与管子的连接可胀接或焊接。
胀接法是利用胀管器将管子扩胀,产生显著的塑性变形,靠管子与管板间的挤压力达到密封紧固的目的。
胀接法一般用在管子为碳素钢,管板为碳素钢或低合金钢,设计压力不超过4 MPa,设计温度不超过350℃的场合。
(3)封头和管箱封头和管箱位于壳体两端,其作用是控制及分配管程流体。
①封头当壳体直径较小时常采用封头。
接管和封头可用法兰或螺纹连接,封头与壳体之间用螺纹连接,以便卸下封头,检查和清洗管子。
②管箱换热器管内流体进出口的空间称为管箱,壳径较大的换热器大多采用管箱结构。
由于清洗、检修管子时需拆下管箱,因此管箱结构应便于装拆。
③分程隔板当需要的换热面很大时,可采用多管程换热器。
对于多管程换热器,在管箱内应设分程隔板,将管束分为顺次串接的若干组,各组管子数目大致相等。
这样可提高介质流速,增强传热。
管程多者可达16程,常用的有2、4、6程。
在布置时应尽量使管程流体与壳程流体成逆流布置,以增强传热,同时应严防分程隔板的泄漏,以防止流体的短路。
1.3管板式换热器的优点(1) 换热效率高,热损失小在最好的工况条件下, 换热系数可以达到6000W/ m2K, 在一般的工况条件下, 换热系数也可以在3000~4000 W/ m2K左右,是管壳式换热器的3~5倍。
设备本身不存在旁路,所有通过设备的流体都能在板片波纹的作用下形成湍流,进行充分的换热。
完成同一项换热过程, 板式换热器的换热面积仅为管壳式的1/ 3~1/ 4。
(2) 占地面积小重量轻除设备本身体积外, 不需要预留额外的检修和安装空间。
换热所用板片的厚度仅为0. 6~0. 8mm。
同样的换热效果, 板式换热器比管壳式换热器的占地面积和重量要少五分之四。
(3) 污垢系数低流体在板片间剧烈翻腾形成湍流, 优秀的板片设计避免了死区的存在, 使得杂质不易在通道中沉积堵塞,保证了良好的换热效果。
(4) 检修、清洗方便换热板片通过夹紧螺柱的夹紧力组装在一起,当检修、清洗时, 仅需松开夹紧螺柱即可卸下板片进行冲刷清洗。
(5) 产品适用面广设备最高耐温可达180 ℃, 耐压2. 0MPa , 特别适应各种工艺过程中的加热、冷却、热回收、冷凝以及单元设备食品消毒等方面, 在低品位热能回收方面, 具有明显的经济效益。
各类材料的换热板片也可适应工况对腐蚀性的要求。
当然板式换热器也存在一定的缺点, 比如工作压力和工作温度不是很高, 限制了其在较为复杂工况中的使用。
同时由于板片通道较小,也不适宜用于杂质较多,颗粒较大的介质。
1.4列管式换热器的结构介质流经传热管内的通道部分称为管程。
(1)换热管布置和排列间距常用换热管规格有ф19×2 mm、ф25×2 mm(1Crl8Ni9Ti)、ф25×2.5 mm(碳钢10)。
小直径的管子可以承受更大的压力,而且管壁较薄;同时,对于相同的壳径,可排列较多的管子,因此单位体积的传热面积更大,单位传热面积的金属耗量更少。
换热管管板上的排列方式有正方形直列、正方形错列、三角形直列、三角形错列和同心圆排列。
(A)(B)(C)(D)(E)图1-4 换热管在管板上的排列方式(A) 正方形直列(B)正方形错列(C) 三角形直列(D)三角形错列(E)同心圆排列正三角形排列结构紧凑;正方形排列便于机械清洗;同心圆排列用于小壳径换热器,外圆管布管均匀,结构更为紧凑。
我国换热器系列中,固定管板式多采用正三角形排列;浮头式则以正方形错列排列居多,也有正三角形排列。
(2)管板管板的作用是将受热管束连接在一起,并将管程和壳程的流体分隔开来。
管板与管子的连接可胀接或焊接。
胀接法是利用胀管器将管子扩胀,产生显著的塑性变形,靠管子与管板间的挤压力达到密封紧固的目的。
胀接法一般用在管子为碳素钢,管板为碳素钢或低合金钢,设计压力不超过4 MPa,设计温度不超过350℃的场合。
(3)封头和管箱封头和管箱位于壳体两端,其作用是控制及分配管程流体。
①封头当壳体直径较小时常采用封头。
接管和封头可用法兰或螺纹连接,封头与壳体之间用螺纹连接,以便卸下封头,检查和清洗管子。
②管箱换热器管内流体进出口的空间称为管箱,壳径较大的换热器大多采用管箱结构。
由于清洗、检修管子时需拆下管箱,因此管箱结构应便于装拆。
③分程隔板当需要的换热面很大时,可采用多管程换热器。
对于多管程换热器,在管箱内应设分程隔板,将管束分为顺次串接的若干组,各组管子数目大致相等。
这样可提高介质流速,增强传热。
管程多者可达16程,常用的有2、4、6程。
在布置时应尽量使管程流体与壳程流体成逆流布置,以增强传热,同时应严防分程隔板的泄漏,以防止流体的短路。
1.5管板式换热器的类型及工作原理板式换热器按照组装方式可以分为可拆式、焊接式、钎焊式等形式;按照换热板片的波纹可以分为人字波、平直波、球形波等形式; 按照密封垫可以分为粘结式和搭扣式。
各种形式进行组合可以满足不同的工况需求,在使用中更有针对性。
比如同样是人字形波纹的板片还因采用粘结式还是搭扣式密封垫而有所不同, 采用搭扣式密封垫可以有效的避免胶水中可能含有的氯离子对板片的腐蚀, 并且设备拆装更加方便。
又如焊接式板式换热器的耐温耐压明显好于可拆式板式换热器, 可以达到250 ℃、2. 5MPa 。
因此同样是板式换热器, 因其形式的多样性,可以应用于较为广泛的领域,在大多数热交换工艺过程都可以使用。
虽然板式换热器有多种形式, 但其工作原理大致相同。
板式换热器主要是通过外力将换热板片夹紧组装在一起, 介质通过换热板片上的通孔在板片表面进行流动, 在板片波纹的作用下形成激烈的湍流, 犹如用筷子搅动杯中的热水, 加大了换热的面积。
冷热介质分别在换热板片的两侧流动,湍流形成的大量换热面与板片接触, 通过板片来进行充分的热传递,达到最终的换热效果。
冷热介质的隔离主要通过密封垫的分割, 或者通过大量的焊缝来保证, 在换热板片不开裂穿孔的情况下, 冷热介质不会发生混淆。
1.6确定设计方案1选择换热器的类型两流体温的变化情况:热流体进口温度140℃出口温度40℃;冷流体进口温度30℃,出口温度为40℃,该换热器用循环冷却水冷却,冬季操作时,其进口温度会降低,考虑到这一因素,估计该换热器的管壁温度和壳体温度之差较大,因此初步确定选用列管式换热器。