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立式热虹吸再沸器设计

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热虹吸式再沸器的设计与选用解析

热虹吸式再沸器的设计与选用解析

热虹吸式再沸器的设计与选用解析作者：陈发挥来源：《中国化工贸易·中旬刊》2018年第10期摘要：再沸器常用于蒸馏塔底，对塔底流体加热使其部分汽化返回塔内，为蒸馏塔提供上升蒸汽，设计再沸器时，必须与蒸馏塔的使用特点和结构联系起来。

在石油化工厂，热虹吸式再沸器应用很广泛，且多采用管壳式。

关键词：再沸器;热虹吸式;设计;选用1 常见再沸器的种类1.1 立式热虹吸再沸器如图所示立式热虹吸再沸器是利用塔底单相釜液与换热器传热管内汽液混合物的密度差形成循环推动力，构成工艺物流在精馏塔底与再沸器间的流动循环。

立式及卧式热虹吸再沸器本身没有气、液分离空间和缓冲区，这些均由塔釜提供。

工艺物流侧在管程，传热系数高，投资低，为获得好的循环，可能需要比较高的塔裙高度。

汽化率为15%-40%。

可用于真空和低压系统。

式热虹吸再沸器具有的特点：循环推动力是釜液和换热器传热管气液混合物的密度差;结构紧凑、占地面积小、传热系数高;壳程不能机械清洗，不适宜高粘度、或脏的传热介质;塔釜提供气液分离空间和缓冲区;设备被直接安装在塔旁由于管线系统简单，故设备造价低。

1.2 卧式热虹吸式再沸器如图所示卧式热虹吸式再沸器加热介质在管内流动，管程可以为单流程也可以为多流程。

进料是从塔底下降管引入再沸器，液体在壳程沸腾发生汽化，形成密度较小的汽液混合物，由于进料管和排出管中液体的密度差产生静压差，成为流体自然循环的推动力。

臥式热虹吸式再沸器具有的特点：循环推动力是釜液和换热器传热管气液混合物的密度差;占地面积大，传热系数中等，维护、清理方便;塔釜提供气液分离空间和缓冲区。

有较高的循环率，因而有较高的流速和较低的出口干度，从而防止了高沸点组分的积聚和降低了结垢的速率。

工艺物流侧在壳程，传热系数中偏高，投资适中，占地面积大，裙座高度低，汽化率为3%-35%。

2 热虹吸式再沸器流动沸腾机理立式热虹吸式再沸器的受热段可分为五段，分别为：①单相对流显热段，由于静压头的存在，该区域的压力大于流体饱和状态的压力。

立式热虹吸再沸器机械设计说明书(相关知识)

立式热虹吸再沸器机械设计说明书(相关知识)

大连理工大学本科课程设计立式热虹吸式再沸器机械设计说明书学院（系）：化工机械与安全学院专业：过程装备与控制工程学生姓名：孔闯学号：201242052指导教师：由宏新、代玉强评阅教师：完成日期：2015.10.2大连理工大学Dalian University of Technolog摘要本课程设计主要任务是设计1台立式热虹吸式再沸器，作为丙烯-丙烷精馏塔的提馏段加热设备。

在大三下学期的时候已经初步完成了再沸器的工艺部分的设计和核算，本次设计主要进行再沸器的机械部分的计算及校核，包括再沸器各部分的结构说明，筒体壁厚的计算，封头壁厚的计算，管箱法兰和管板的计算，筒体和封头开孔及补强等。

通过3周的工作，已完成了再沸器的机械参数的计算，手工绘制了再沸器的装配图1张和管板零件图1张。

目录摘要 (I)1设计基础 (2)1.1项目背景 (2)1.2设计依据 (2)1.3技术来源及授权 (2)1.4项目简介 (2)2结构工艺说明 (1)2.1管程和壳程物料的选择 (1)2.2换热管 (1)2.3管板 (1)2.3.1 管板结构尺寸 (1)2.3.2 换热管与管板连接 (2)2.3.3 排管及管孔 (3)2.4折流板 (5)2.5接管及连接附件 (6)2.6安全泄放 (7)2.7耳式支座 (8)2.8管箱、管箱法兰与封头 (11)3强度计算 (13)3.1工艺参数计算结果表 (13)3.2计算条件 (14)3.3强度计算 (15)3.3.1 壳程圆筒计算 (15)3.3.2 前端管箱筒体计算 (16)3.3.3 前端管箱封头计算 (18)3.3.4 后端管箱筒体计算 (19)3.3.5 后端管箱封头计算 (20)3.3.6 开孔补强设计计算 (21)3.3.7 兼作法兰固定式管板计算 (24)3.3.8 管箱法兰计算 (34)4结论 (36)附录A 过程工艺与设备课程设计任务书 (38)1设计基础1.1项目背景本项目来源于大连理工大学过程装备与控制工程专业大四年级过程工艺与设备课程设计题目；设计者为过程装备与控制工程专业在校大四学生，与项目发布者为师生关系；本项目设计装置为立式热虹吸式再沸器。

立式热虹吸式再沸器毕业设计

立式热虹吸式再沸器毕业设计

立式热虹吸式再沸器毕业设计摘要本篇毕业设计主要研究了立式热虹吸式再沸器的设计和性能分析，对于该种型号的再沸器进行了深入的研究和探索。

通过对立式热虹吸式再沸器的热工特性和传热机理进行分析，提出了一种优化设计方案，使得该型号再沸器在使用过程中能够更加高效地运行，提高了热能利用率。

在实验过程中，对比了优化前后的性能指标，证明了优化方案的可行性和有效性。

关键词：立式热虹吸式再沸器；传热机理；优化设计；性能指标AbstractKeywords: vertical thermo-siphon reboiler; heat transfer mechanism; optimized design; performance indicators一、引言二、热虹吸式再沸器的传热机理热虹吸式再沸器主要由三部分组成，一个加热器、一个再沸器和一个地下水箱。

由于热水比重小，故而在水箱中形成了温度分层，上层为凉水，下层为热水。

当提高加热器的温度时，热水开始上升，形成热虹吸效应。

热水上升后，流入到水箱下部的再沸器中，并加热未完全再沸的物料，物料受到加热后，再次蒸发并上升，贯穿整个再沸器，最后通过管道排出。

热虹吸式再沸器的传热机理主要由三部分组成，包括对流传热、辐射传热和传导传热。

其中，对流传热是热虹吸效应的主要形式，其原理是利用热量作用在液体上，使得液体的密度发生变化，从而形成自然对流的循环。

在该过程中，辐射传热和传导传热也参与其中。

三、优化设计方案为了提高热虹吸式再沸器的传热效率，在设计过程中，我们提出了一种优化方案，主要包括以下几个方面：（1）加热器的设计在加热器设计中，我们采用了高效的加热元件，并减小加热器对外面空间的影响。

同时也采用了优化导流板等措施，使得加热器可以更加均匀地加热物料。

这些优化措施可以有效提高加热器的能量利用率。

在再沸器的设计中，我们主要采用了优化分层结构的方式，使得水箱中的冷水和热水能够更加有效地分离。

浅析立式热虹吸再沸器热应力及管道设计

浅析立式热虹吸再沸器热应力及管道设计

ｓ ｈ ｅ ｌ ｌ ｓ ｉ ｄ ｅ ｔ ｏ ｈ ｅ ａ ｔ ｔ ｈ ｅ ｔ ｕ ｂ ｅ ｓ ｉ ｄ ｅ ｐ ｒ ｏ ｃ ｅ ｓ ｓ ｆ ｌ ｕ ｉ ｄ ｔ ｏ ｂ ｏ ｉ ｌ ｉ ｎ ｇ ． Ｔ ｈ ｉ ｓ ｐ ａ ｐ ｅ ｒ ｉ ｎ ｔ ｒ ｏ ｄ ｕ ｃ ｅ ｓ ｔ ｈｅ ｔ ｈ ｅ ｒ ｍａ ｌ —ｓ ｔ ｒ ｅ ｓ ｓ ａ ｎ ｌｙ ａ ｓ ｉ ｓ ｏ ｆ ｖ ｅ ｒ ｔ ｉ ｃ ｌ ａ
ｔ ｈ ｅ ｍｏ ｒ ｓ ｙ ｐ ｈ ｏ ｎ ｒ ｅ ｏｉ ｂ ｌ ｅ ｒ ｎｄ ａ ｔ ｈ ｅ ｍａ ｔ ｔ ｅ ｒ ｓ ｎ ｅ ｅ ｄ ｉ ｎ ｇ ａ ｔ ｔ ｅ ｎ ｔ ｉ ｏ ｎ ｉ ｎ ｐ ｉ ｐ ｅ ｌ ｉ ｎ ｅ ｄ ｅ ｓ ｉ ｇ ｎ ．Ｔ ａ ｋ ｉ ｎ ｇ ｔ ｈ ｅ Ａｒ ｏ ｍａ ｔ ｉ ｃ ｓ Ｓ ｅ ｐ ａ ｒ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ Ｕｎ ｉ ｔ ａ ｓ ｎ ａ ｅ ｘ ａ ｍｐ ｌ ｅ
而容器 的管 口在 竖直方向上将产生较 大的热胀 反力 和弯矩 ， 亦 即在管 口与容器 的连接点将产生很 高 的应 力。如果应力 过高 ， 超过容器管 口允许受 力 （ 力矩 ） ， 很 容 易造成 法兰泄 露 ， 从而造 成危险 。 （ １ ） 对于 图 １ （ ａ ） 中所示的支撑结 构 ， 通 常将根 据 ２台设备 的温度 、 材质等来确定 再沸 器支撑 在塔 上 的位置 ， 同时确 定再 沸器的支耳 位置 ， 以使 Ａ—Ｂ的膨胀 量与 Ｃ—Ｄ点 的膨胀 量相 等或相近 ； 如果 相等（ 通 常这难 以实现 ） ， 则支 架 的刚度要 求很 大； 如果不 等 ， 通 常是 Ｃ—Ｄ点 的膨 胀量大 于 Ａ—Ｂ的膨胀 量 ， 这时则需要选择合适 的支架 型钢 ， 在满 足强 度控 制 的前提 下 ， 同时满足刚度的要求 ， 即允许 支架 型钢 有一定 的挠度 ， 用 以吸 收一些热 膨 胀 ， 从 而 使 设 备 口 的力 和力 矩 减 小 到 允 许 的 范 围内。 （ ２ ） 对于图 １ （ ｂ ） 中所 示的支撑结构 ， 一种 做法是尽量 找出 再 沸器 上的 ｃ点 ， 在这点上再沸器 Ｃ点 一Ｄ点 的膨胀量 等于或 接 近塔 Ａ点 一Ｂ点 的膨胀 量 ， 此时不 用在 支耳 处设 置 弹簧架 ， 但 由于受 系统稳 定性 、 容器 设计 和安 装等很 多 因素 的限 制 ， 这 点通 常很难做 到。更好 的方 法是 在再沸 器 的 ４个 （ 或 ２个 ） 支耳处设置 弹簧 支架 ， 而通 过设 定弹 簧荷 载 的办法 ， 使 设备 管 口处 的作用力 和力矩减小 到允许 的范围内 ， 这样就相对简单 。

立式热虹吸再沸器工艺设计教学文案

立式热虹吸再沸器工艺设计教学文案

立式热虹吸再沸器工艺设计立式虹吸再沸器工艺设计设计一台立式热虹吸再沸器，以前塔顶蒸汽冷凝为热源，加热塔底釜液使其沸腾。

前塔顶蒸汽组成：乙醇0.12，水0.88，均为摩尔分数，釜液可视为纯水。

具体条件及物性如下前言能源是国民经济和社会发展的重要物质基础。

我国资源总量较为丰富，但人均占有资源相对不足，能源和其它重要矿产资源的人均占有量仅为世界平均水平的一半。

化学工业在整个国民经济体系中占有相当重要的地位，其发展速度和水平直接制约着其它许多部门的发展;同时，化学工业又是能源消耗较多的部门，化学工业消耗的各种能源约占全国能源产量的9%，占全国工业耗能的23%。

目前，日趋严峻的资源、环境和安全约束以及市场竞争的压力，要求化学工业必须利用当今先进的技术，改善生产和管理，以实现更高效、低耗、清洁和安全的生产。

在石化企业中，再沸器是精馏塔的重要辅助设备之一，它提供了精馏过程所需的热量，其节能潜力非常大。

再沸器设计的好坏，操作正常与否，直接影响着精馏塔的分离效果。

为了有效的利用能源，对再沸器正确的选择和设计就显得十分重要。

流态化是一门旨在强化颗粒与流体之间接触和传递的工程技术。

近年来，由于生产实际需求的推动，流态化技术得到新的发展，取得的成果越来越多，其优点越来越为人们所认识，并且己经成为引人注目的前沿研究领域。

另外，在化工过程设计中，要应用到大量的基础物性数据。

开发一个数据库，包含这些基本的物性数据或者计算方法，在这些化工过程的设计中，就可以直接从数据库中查取有关的数据，省去烦琐的物性查取和计算的过程，简化设计，因此也是一项十分有意义的工作。

2立式热虹吸再沸器简介：热虹吸再沸器在化学工业中有非常广泛的应用，它具有非常高的传热系数，并且不需要泵来推动工艺流体的循环，从而使得设备费降低。

但是因为在热虹吸再沸器中流体流动和传热之间紧密相关，其设计过程十分复杂，要考虑到许多相关的因素，一般首先要根据工艺要求，同时考虑一些细节因素，选择再沸器的类型此基础上选择压力平衡计算式和传热计算式，进行工艺设计。

立式虹吸式再沸器校核及优化设计

立式虹吸式再沸器校核及优化设计

ｄｏｉ：１０ ３９６９／ｊ ｉｓｓｎ １００４－２７５Ｘ ２０２０ ０９ ０３９立式虹吸式再沸器校核及优化设计杨永青１，王霄２（１ 中核华纬工程设计研究有限公司，江苏　南京　２１００１９；２ 中国化学工程第三建设有限公司，江苏　南京　２１００１２）摘　要：立式虹吸式再沸器有操作简单、占地少、投资节约等特点，广泛应用于化工行业。

根据工程实际，对工艺包中再沸器进行了校核，并进行了合理优化。

关键词：再沸器；ＨＴＲＩ；优化设计中图分类号：ＴＱ０５１ 文献标识码：Ａ 文章编号：１００４－２７５Ｘ（２０２０）０９－１１９－０３ＣｈｅｃｋａｎｄＯｐｔｉｍｉｚａｔｉｏｎＤｅｓｉｇｎｏｆＶｅｒｔｉｃａｌＳｉｐｈｏｎＲｅｂｏｉｌｅｒＹａｎｇＹｏｎｇｑｉｎｇ１，ＷａｎｇＸｉａｏ２ （１ ＣｈｉｎａＮｕｃｌｅａｒＩｎｄｕｓｔｒｙＨｕａｗｅｉＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇＤｅｓｉｇｎ＆ＲｅｓｅａｃｈＣｏ ，Ｌｔｄ，Ｊｉａｎｇｓｕ　Ｎａｎｊｉｎｇ，２１００１９ ２ ＣｈｉｎａＮａｔｉｏｎａｌＣｈｅｍｉｃａｌＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇＴｈｉｒｄＣｏｎｓｔｒａｃｔｉｏｎＣｏ ，Ｌｔｄ，Ｊｉａｎｇｓｕ　Ｎａｎｊｉｎｇ，２１００１２） Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｖｅｒｔｉｃａｌｓｉｐｈｏｎｒｅｂｏｉｌｅｒｈａｓｔｈｅａｄｖａｎｔａｇｅｓｏｆｓｉｍｐｌｅｏｐｅｒａｔｉｏｎ，ｌｅｓｓｌａｎｄｏｃｃｕｐａｔｉｏｎａｎｄｌｅｓｓｉｎｖｅｓｔｍｅｎｔ Ｓｏｉｔｉｓｗｉｄｅｌｙｕｓｅｄｉｎｃｈｅｍｉｃａｌｉｎｄｕｓｔｒｙ Ｔｈｅｒｅｂｏｉｌｅｒｉｎｔｈｅｐｒｏｃｅｓｓｐａｃｋａｇｅｉｓｃｈｅｃｋｅｄａｎｄｏｐｔｉｍｉｚａｔｉｏｎｄｅｓｉｇｎｅｄａｃｃｏｒｄｉｎｇｔｏｅｎｇｉ ｎｅｅｒｉｎｇｅｘｐｅｒｉｅｎｃｅ Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ＲｅｂｏｉｌｅｒＨＴＲＩ；Ｏｐｔｉｍｉｚａｔｉｏｎｄｅｓｉｇｎ 热虹吸式再沸器，根据形式，分为立式和卧式。

其中，立式虹吸式再沸器操作简单、占地少、投资节约，在化工行业应用非常广泛。

立式热虹吸式再沸器的布置及配管

立式热虹吸式再沸器的布置及配管
3.3 框架结构支撑
框架结构支撑是指再沸器同其他设备一起安装在合适的 钢框架上。这种支撑形式也会存在不同膨胀量引起的相对位移， 但是土建投资方面则会优于独立结构。需要注意的是，再沸器布 置于框架内时，容易忽略再沸器上方是否留有足够的抽芯检修 空间，以及设备吊装是否方便。再者，共用框架平台一般很难做 到因再沸器支撑标高而调整框架层高，只能将框架标高设计低 于再沸器支撑标高，通过增加独立的支撑结构来达到合适的要 求标高。这就需要所有设备统筹考虑，甚至加入再沸器支撑弹簧 的因素，综合所有涉及项，完成整个框架和设备的标高确定。
Equipment Layout and Piping Design for Vertical Thermosiphon Reboiler
CHEN Wei-zhong(Beijing Petrochemical Engineering Co., Ltd., Xi’an Branch, Xi’an 710075, China)
1 立式热虹吸式再沸器的特点
热虹吸式再沸器为自然循环式，塔釜的液体进入再沸器被 加热而部分汽化，再沸器入口管线中充满液体，而出口管线中 是汽液两相混合物。再沸器的汽化率越大，则出口管线中物料 的密度越小，两者的密度差就越大，利用进出口管线的密度差 使塔底液体不断被“虹吸”入再沸器，加热汽化后的汽液混合物 则返同塔内，整个过程不需要用泵就可以实现不断循环[1]。这 种物料循环方式，决定了其具有连接管线短、传热系数高、占地 面积小、总投资低等特点。因其与塔管口以较短的管线直接相 连，管程流体不易结垢，加热段的停留时间较短，流率稳定性较 高，实现了良好的可控性。
2.2 支撑形式的确定
ห้องสมุดไป่ตู้
塔器
汽相 液体
蒸汽 再 沸 器

立式热虹吸再沸器工艺设计

立式热虹吸再沸器工艺设计

立式虹吸再沸器工艺设计设计一台立式热虹吸再沸器，以前塔顶蒸汽冷凝为热源,加热塔底釜液使其沸腾。

前塔顶蒸汽组成：乙醇0。

12，水0。

88，均为摩尔分数，釜液可视为纯水。

具体条件及物性如下前言能源是国民经济和社会发展的重要物质基础.我国资源总量较为丰富，但人均占有资源相对不足，能源和其它重要矿产资源的人均占有量仅为世界平均水平的一半.化学工业在整个国民经济体系中占有相当重要的地位，其发展速度和水平直接制约着其它许多部门的发展;同时，化学工业又是能源消耗较多的部门，化学工业消耗的各种能源约占全国能源产量的9％，占全国工业耗能的23%。

目前，日趋严峻的资源、环境和安全约束以及市场竞争的压力，要求化学工业必须利用当今先进的技术，改善生产和管理，以实现更高效、低耗、清洁和安全的生产。

在石化企业中，再沸器是精馏塔的重要辅助设备之一，它提供了精馏过程所需的热量，其节能潜力非常大。

再沸器设计的好坏，操作正常与否，直接影响着精馏塔的分离效果。

为了有效的利用能源,对再沸器正确的选择和设计就显得十分重要。

流态化是一门旨在强化颗粒与流体之间接触和传递的工程技术。

近年来，由于生产实际需求的推动，流态化技术得到新的发展，取得的成果越来越多，其优点越来越为人们所认识,并且己经成为引人注目的前沿研究领域。

另外，在化工过程设计中，要应用到大量的基础物性数据。

开发一个数据库，包含这些基本的物性数据或者计算方法，在这些化工过程的设计中，就可以直接从数据库中查取有关的数据，省去烦琐的物性查取和计算的过程，简化设计，因此也是一项十分有意义的工作。

2立式热虹吸再沸器简介:热虹吸再沸器在化学工业中有非常广泛的应用，它具有非常高的传热系数，并且不需要泵来推动工艺流体的循环，从而使得设备费降低。

但是因为在热虹吸再沸器中流体流动和传热之间紧密相关，其设计过程十分复杂，要考虑到许多相关的因素，一般首先要根据工艺要求，同时考虑一些细节因素，选择再沸器的类型此基础上选择压力平衡计算式和传热计算式，进行工艺设计。

211018600_精馏塔釜立式热虹吸再沸器的模拟与优化设计

211018600_精馏塔釜立式热虹吸再沸器的模拟与优化设计

第52卷第3期 辽 宁 化 工 Vol.52，No. 3 2023年3月 Liaoning Chemical Industry March，2023收稿日期： 2023-03-06精馏塔釜立式热虹吸再沸器的模拟与优化设计徐 鹭（辽宁省石油化工规划设计院有限公司，辽宁 沈阳 110000）摘 要：对立式热虹吸再沸器的运行模式和特性进行了简单的描述，利用Aspen Plus、Aspen EDR 模拟软件，对精馏塔釜立式热虹吸再沸器的模拟和设计过程进行了研究，研究了塔釜静压头、再沸器结构尺寸、进出口管径等对热虹吸循环稳定性的影响，并获得了最优的再沸器结构参数。

再沸过程中，由于塔中的流体静态压力与再沸反应室中两相流场的浓度之比存在差异，在进行再沸反应室的优化时，对再沸反应室中的流体静态压力进行合理选取，以保证再沸反应室的基本结构尺寸，实现较好再沸器循环。

关 键 词：立式热虹吸再沸器；循环；优化设计中图分类号：TQ051.65 文献标识码： A 文章编号： 1004-0935（2023）03-0390-04再沸器一般设置在精馏塔的底部，与精馏塔之间有一段距离。

根据汽液流动的推力与阻力相等的原理，设计了一种自然循环型再沸器。

在再沸器中，以低压蒸气作为加热媒介，通过再沸器壳程，使管程内的原料受热，并在其内部凝结成水。

塔釜的原料经重力作用流入再沸器管，经高温加热后，在再沸器管中生成气－液二相流，并以高速回流。

在正常运行的情况下，塔釜液面与再沸器下管板之间的竖直距离被称作“安装高度”。

再沸器循环主要来源于再沸器前部管路的阻力下降、再沸器传热管路的阻力下降以及再沸器出口回程的气－液两相流的阻力下降。

在推力与阻值相等的情况下，再沸器蒸发速率较大，出口管内物质浓度较低，入口管内物质浓度较大，塔釜中的汽液在再沸器中不停地“虹吸”，汽液两相又会自动地回到塔中，形成自然循环。

1 再沸器安装高度本文设计和优化的立式热虹吸再沸器与低压精馏塔相连，详情见图1，立式热虹吸再沸器的循环推动力来源于塔釜正常液位到再沸器下管板的垂直距离。

立式热虹吸式再沸器设计

立式热虹吸式再沸器设计

论文题目:立式热虹吸式再沸器的设计院(部)名称:机械学院学生姓名:专业:学号:指导教师姓名:论文提交时间:论文答辩时间:学位授予时间:摘要精馏的本质是利用不同物质的挥发度不同，通过多次汽化、多次冷凝的精馏过程而达到物质分离的单元操作过程，而多次汽化所需的能量即通过再沸器提供的，这就是再沸器的作用。

甲醇釜液再沸器是一种换热器，通常采用热虹吸式换热器，也是一种列管式换热器，在生产企业中占有较重要的地位，它直接影响产品的质量和产量。

本设计主要是对其工艺、结构等的设计，通过选用换热设备的型号和对国标的查找，设计出经济实用的化工设备。

再沸器的结构图使用AutoCAD二维绘图软件绘制，清楚地表达出结构尺寸，便于改进和生产。

主要介绍了再沸器的设计工作以及它在生产过程中处于的地位和作用，它是精馏塔不可或缺的一部分，它提供给精馏塔多次汽化所需的能量，它与冷凝器等都是换热设备。

关键词：再沸器汽化AutoCAD列管式换热器甲醇ABSTRACTDistillation is the physical separation unit operation which is achieved by the repeated distillation process of several vaporization and condensation, since the volatility of different materials vary from each other. And the energy required for vaporization is provided by the reboiler This is the role of the reboiler.Methyl reboiler is a heat exchanger, it is also a tube-type heat exchanger. In the manufacturer industry it plays a very important role, for it has direct impact on the product quality and yield .This design is mainly for its technology, structure design. By selecting the model and the national standards of the heat transfer exchanger, we can come up with the economic and practical design of chemical equipment. Reboiler structure diagram is drawn by the two-dimensional drawing software drawing AutoCAD.So we can clearly express the structure size and it is convenient for us for further improvement and production.Now we have completed the design of the reboiler and its role in the production process. It is an integral part of the distillation column, which provides the energy needed to vaporize several distillation columns. Along with condensers they are both the heat exchangers.Key words：Reboiler ；Vaporization ；AutoCAD ；distillation column heat exchanger ；methyl目录前言 (3)第一章再沸器基本参数 (5)1.1、设计任务和设计条件 (5)1.2、再沸器类型的选择 (6)1.3、流程的安排 (6)1.4、再沸器的热流量计算 (7)1.5、流体的有效平均温差 (7)1.6、传热面积的估算 (7)1.7、再沸器基本参数的初步确定 (8)1.7.1换热器型号 (8)1.7.2折流板 (8)1.7.3拉杆 (10)1.7.4 防冲板 (11)第二章再沸器机械强度设计 (12)2.1 壳体壁厚计算 (12)2.2 管箱壁厚计算 (13)2.3 封头壁厚计算 (14)2.4、管箱结构 (15)2.4.1 管箱结构尺寸确定 (15)2.4.2 管箱法兰 (16)2.4.3 垫片 (17)2.5、固定管板计算 (18)2.6、壳体、管子与管板连接结构设计 (22)2.6.1壳体与管板连接 (22)2.6.2管子与管板连接 (22)2.7、管板与管箱连接 (24)2.8、判断是否需要膨胀节 (24)2.9、开孔补强设计 (26)2.10、接管 (28)2.11、排气、排液 (29)2.12、支座的选择 (30)第三章结论 (33)主要参考文献 (33)致谢 (34)前言1、概述再沸器（也称重沸器）顾名思义是使液体再一次汽化。

立式热虹吸再沸器机械设计说明书

立式热虹吸再沸器机械设计说明书

大连理工大学本科课程设计立式热虹吸式再沸器机械设计说明书学院(系）：化工机械与安全学院专业: 过程装备与控制工程学生姓名: 孔闯学号：201242052指导教师: 由宏新、代玉强评阅教师:完成日期: 2015。

10。

2大连理工大学Dalian University of Technolog摘要本课程设计主要任务是设计1台立式热虹吸式再沸器，作为丙烯-丙烷精馏塔的提馏段加热设备。

在大三下学期的时候已经初步完成了再沸器的工艺部分的设计和核算，本次设计主要进行再沸器的机械部分的计算及校核,包括再沸器各部分的结构说明，筒体壁厚的计算,封头壁厚的计算,管箱法兰和管板的计算，筒体和封头开孔及补强等。

通过3周的工作，已完成了再沸器的机械参数的计算，手工绘制了再沸器的装配图1张和管板零件图1张。

目录摘要 (I)1设计基础 (2)1。

1项目背景 (2)1.2设计依据 (2)1。

3技术来源及授权 (2)1。

4项目简介 (2)2结构工艺说明 (1)2。

1管程和壳程物料的选择 (1)2。

2换热管 (1)2。

3管板 (1)2。

3。

1 管板结构尺寸 (1)2。

3.2 换热管与管板连接 (2)2。

3.3 排管及管孔 (2)2。

4折流板 (2)2。

5接管及连接附件 (2)2。

6安全泄放 (3)2.7耳式支座 (4)2。

8管箱、管箱法兰与封头 (7)3强度计算 (7)3。

1工艺参数计算结果表 (7)3。

2计算条件 (9)3.3强度计算 (10)3。

3.1 壳程圆筒计算 (10)3。

3。

2 前端管箱筒体计算 (11)3.3.3 前端管箱封头计算 (12)3.3。

4 后端管箱筒体计算 (13)3.3。

5 后端管箱封头计算 (14)3.3。

6 开孔补强设计计算 (15)3。

3.7 兼作法兰固定式管板计算 (18)3.3。

8 管箱法兰计算 (26)4结论 (28)附录A 过程工艺与设备课程设计任务书 (29)1设计基础1.1项目背景本项目来源于大连理工大学过程装备与控制工程专业大四年级过程工艺与设备课程设计题目；设计者为过程装备与控制工程专业在校大四学生，与项目发布者为师生关系；本项目设计装置为立式热虹吸式再沸器。

立式热虹吸再沸器设计

立式热虹吸再沸器设计

294立式热虹吸再沸器的设计是否合理，直接关系到其“入口压力”，“出口降压”，和“气化率”等相关的指标。

因而，合理地设计立式热虹吸再沸器能够有效地提高其工作效率，同时也能有效地使其故障率降低。

1　工作原理要合理地设计立式热虹吸再沸器，首先要做到的就是了解其工作原理。

而立式热虹吸再沸器的工作原理主要有两个方面：1.1　循环立式热虹吸再沸器的第一个工作原理是循环。

首先液体从塔釜内流出，经过连接的管线进入再沸器内；然后液体将暂时被保存在静压头内；这时将液体加热，使其饱和程度达到能够气化的标准。

而这个标准的判断依据是流体的饱和压力要大于入口处的压力。

而为了清晰地呈现加热的进程，在再沸器底部装载的换热管都有明显的显热加热段。

然后就是液体被逐渐加热，逐渐沸腾、蒸发。

这是就完成了液体的气化。

而随着气化的完成，呈现出气化状态的液体会和尚未变化成气态的液体实现互相流动，而这就是所谓的蒸发阶段。

最后被气化的液体流出管道，又返回了塔釜之内。

这就完成了整个循环过程。

简化来说就是：塔釜内流出、加热气化、蒸发、回流。

1.2　传热与流动立式热虹吸再沸器的第二个工作原理就是传热与流动，而传热与流动分为五个阶段，具体分析如下：第一个阶段：液体流动传热阶段。

在这个阶段中，液体被存储在静压头中，而当液体存续在静压头中时，其操作压力将大于饱和压力。

而在这种情况下，就必须对液体进行加热处理。

第二个阶段：气泡流动传热阶段。

在这个阶段中，液体被高温加热逐渐产生了气泡。

随着气泡在液体内的分散与流动，其沸腾与破裂将实现热量的传递。

第三个阶段：塞状流动传热阶段。

在这个阶段中，液体的温度进一步升高，从而开始产生气化现象。

而随着气化现象的不断增加，气体与液体之间就实现了交互的上升与下降。

这个阶段的传热方式，除了沸腾传热外，还增加了气体与液体的对流传热。

第四个阶段：环状流动传热阶段。

在这个阶段中，随着气体的逐渐增多，气体的“剪应力”也逐渐的增加。

而当“剪应力”达到一定程度的时候，气体就会带动液体一起沿着换热器的管壁做向上的运动。

立式热虹吸式再沸器的设计

立式热虹吸式再沸器的设计
由图 1 看出被加热液体在管内经历了五个阶段： 液体预热阶段、过冷泡核沸腾、饱和泡核沸腾、液
收稿日期：2009-10-27 作 者 简 介 ： 齐 福 来 (19 3 9 -)，男，高级 工 程 师，主 要从事 化 学工 程 设 计，化工工艺研究开发。 Tel：021-62805356 E-mail: flych@
4
3
2
1
0 0 10 20 30 40 50 60 70 液体压头,占管长的百分数
图 8 再沸器的计算热负荷与位差的关系图
差越大，液体循环量增加，蒸发比率下降，热负荷 也下降，但给操作带来方便和稳定。从计算得知当 位差为 50% 的管长时，其蒸发量约为 50%，使全管 的长度上都存在液体，减少了结垢的可能，他建议 采用此位差值。
沸器中用水作实验得到液体循环比率与温差的关系， 如图 6。
图 6 立式热虹吸式再沸器液体循环比率与温差的关系图
由图 6 看出：传热温差的变化影响着液体循环 比率，随着温差的加大，管内的液体蒸发，密度降低， 推动力使液体循环速率增加。在水系统时当温差达 到 15 K 时，液体的循环速率达到最大。进一步增加 温差，管内的气体量增加，摩擦压降增加，液体循 环速率则降低。
最大热负荷与温差：在立式热虹吸式再沸器的 实验中还发现了一种现象：Lee et al[3] 称为‘气锁’ （Vapor-Lock），在操作达到或者超过气锁时，传热 管内蒸发段的气 - 液混合物的流动压降大于 Za - Zc 产 生的静压头，将引起再沸器中的气液混合物倒流入 塔内，热虹吸现象达到破坏，再沸器的操作停止了。
由图 2（a）可知：塔内液面为 A 点，E 点为蒸发 流体返回塔处，B 点为再沸器液体进口点，也即下管 板处，D 点为蒸发流体离开加热管处，也即上管板处。 Kern[2，3] 建议 A 点应和 D 点同等高度以保持良好的液 体循环量。蒸发管内的液体蒸发在设计好的状况应该 均是泡核沸腾，因此在再沸器管内的流动液体的状况 由进口 B 点到出口 D 点以 C 点为分界线，下部分 Lb-c 为液体预热阶段，上部分Lc-d 为液体蒸发阶段。由图（2 b） 温度、压力概况图看出由进口 B 点，压力最高，温度 最低，在预热段由于是全液体的流动传热，传热系数 也较低，加热液体温度升高，而压力则随着液体上升 压力降低，当达到 C 点时液体开始蒸发，经过过冷泡 核沸腾和饱和泡核沸腾的状态，传热系数由于气泡的 扰动作用而增强。

(化工原理课设计)再沸器设计

(化工原理课设计)再沸器设计

tpV(1R L)bR L
管程出口管内两相流密度以出口气含率计算。
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x xe
①管程进口阻力△P1
P1 i
Li Di
G2
2b
Li：进口管长度和当量长度 之和，m Di ：进口管内径， m G：釜液在进口管内质量流
Li 0.342((D D6ii//00..022554)204.191) 4速，kg/m2s
1.3 原料、产品、中间产品、副产品规格：说明原料状态、组
成、杂质含量、色泽、比重、粘度等所有必须指定的参数
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1.4 能量规格
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1.5 性能指标 分别 列 出性能指标的期望值和保证值，如产品产量、产率产品 质量、装置弹性范围等。 2 工艺说明 2. 1 工艺原理及特点 2.2 主要工艺操作条件 2.3 工艺流程说明： 按顺序说明物料通过工艺设备的过程以及分离或生成物料的去 向。说 明 主 要工艺设备的关键操作条件，如温度、压力等。说 明过程中主要工艺控制要求，包括事故停车的控制原则。 2.4 工艺流程图(PFD)
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hiEhtPanhb
a: 泡核沸腾压抑因数
a E '
2
αE:传热口处，泡核沸腾修正系数 α’:气化率等于出口气化率40%处的泡核沸腾修正系数
1/Xtt[x/(1x)]0.9/ (V /b)0.5(b /V)0.1
查图P71页
分别取x=0.4xe x=xe
计算Xtt
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丙烷：2.5*10-5K/Pa=2.5*10-4m2K/kg
4.计算平均传热系数KC
KCKLLBC LKELCD
5.面积裕度核算— 30%，若不合适要进行调整

立式热虹吸再沸器设计

立式热虹吸再沸器设计

2018年07月立式热虹吸再沸器设计王文宾郑跃华（四川凌耘建科技有限公司，四川成都610000）摘要：本文介绍利用TASC 软件设计立式热虹吸再沸器并重点关注热虹吸稳定性的设计。

关键词：热虹吸；再沸器；精馏1概述精馏中常用的再沸器有釜式（Kettle ）、热虹吸式（Thermosi⁃phon ）、强制循环式（Forced circulation ）。

而立式热虹吸再沸器因结构简单紧凑、占地面积小、传热系数大、不易结垢、设备投资少等特点在石油化工行业中广泛应用。

立式热虹吸再沸器的原理是：进入再沸器的工艺流体被加热后部分汽化，形成的汽液混合物密度较小，在塔和再沸器之间产生静压差，从而推动工艺流体在塔和再沸器之间循环，而不用借助泵。

立式热虹吸再沸器的设计比较复杂，循环量、汽化分率、热负荷、压降和再沸器的结构尺寸都是相关的。

了解工艺流体在换热管内加热沸腾的过程有助于对换热器的设计。

如图1所示，工艺流体在换热管内经历了五个阶段：液相流、泡状流、塞状流、环状流和雾状流阶段。

图1垂直管内两相流流形如图2所示，液体由精馏塔底部进入再沸器，在L BC 段受A-B 之间的静压的影响，液体沸点上升，不能达到沸腾温度，处于未汽化状态，L BC 段称为显热段。

液体在上升过程被加热，到C 点到达泡点开始沸腾，在L CD 段形成气液两相流，称为蒸发段。

图2立式热虹吸再沸器示意图2设计方法和步骤立式热虹吸再沸器计算分手算和软件计算。

目前常用的手算方法都是在Fair 法的基础上衍生出来的。

主要是分为以下几个步骤：（1）物性数据的获取（2）确定热负荷Q ，平均温差△T m ，初选传热系数K ，估算传热面积（3）假定再沸器出口汽化分率，确定循环量。

（4）计算换热器各部分压降与推动力（5）计算总传热系数并与初值进行比较。

在很多设计手册和文献中都有详细计算过程介绍，这里就不再赘述了。

而软件计算的原理和手算是一致的，只是计算过程由计算机求解。

化工原理——再沸器设计

化工原理——再沸器设计
2 c 3 c 1/ 3
Re =
4M
m:蒸汽冷凝液质量流量，kg/s Q:冷凝热流量，W γc:蒸汽冷凝热，kJ/kg
µ
m M = πd 0 N T
Q m = rc
4M 适用于： ≤ 2100
µ
(4)计算显热段传热系数KL（式3-21，p71）
K=
1 d0 d0 d0 1 + Ri + Rw + RO + αi di di α0 dm
QR A= K ⋅ ∆t m
5.工艺结构设计 管规格，管长，管数，壳径，接管尺寸，管子排列 方式。
初选设备 • 管规格：参见p61表3-2 • 管长L：2000、3000、4500、6000mm---可自己定 • 计算管数：
A NT = πd 0 L
•壳径DS： •L/DS应合理—约4~6，不合理时要调整 卷制壳体内径以400mm为基数，以100mm为进档级。 •接管尺寸，参照p92页表3-16
再沸器工艺设计
一 再沸器类型 立式热虹吸 卧式热虹吸 强制循环式 釜式再沸器 内置式再沸器
立式热虹吸： 立式热虹吸：
循环推动力：釜 液和换热器传热 管气液混合物的 密度差。 结构紧凑、占地 面积小、传热系 数高。 壳程不能机械清 洗，不适宜高黏 度、或脏的传热 介质。 塔釜提供气液分 离空间和缓冲间。
估算设备尺寸 1.计算传热速率（不计热损）
QR = Vbγ b = Vcγ c QR = Vbγ b = qm c p ∆t
γ：物流相变热，kj/kg, D:相变质量流量，kg/s, b-boiling, c-condensation 加热介质：热水、蒸汽（视塔底温度确定） 使得 ∆tm=10-20 0C较为合适。

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碳八分离工段立式热虹吸再沸器设计作者：朱文宇班级：高分子材料与工程一立式热虹吸再沸器的基本情况介绍：虹吸再沸器依靠塔釜内的液体静压头核再沸器内两相流的密度差产生推动力形成热虹吸式运动。

热虹吸式再沸器利用再沸器中气—液混合物和塔底液体的密度差为推动力，增加流体在管内的流动速度，减少了污垢的沉积，提高了传热系数，装置紧凑，占地面积小而立式热虹吸再沸器是利用热介质在壳侧提供热量将管侧工艺流体加热沸腾的管壳式换热器，它是自然循环的单元操作，动力来自与之相连的精馏塔塔釜液位产生的静压头和管内流体的密度差。

二立式热虹吸再沸器的设计条件：流体，管程—釜液.蒸发量,温度,压力，壳程加热蒸汽或热水冷凝量(热水流量),温度,压力，物性参数确定。

三立式热虹吸再沸器的设计步骤：估算传热面积,进行再沸器的工艺结构设计假设再沸器的出口气含率,核算热流量计算釜液循环过程的推动力和流动阻力,核算出口气含率，估算设备尺寸。

计算传热速率(不计热损) ，计算传热温差，壳程水蒸气冷凝温度，混合蒸汽露点，混合蒸汽泡点，釜液泡点:物流相变热,kJ/kg,，相变质量流量,kg/s,，假定传热系数K：有机液体-水蒸汽 570-1140 W/(m2•K)，估算传热面积，工艺结构设计：选定传热管规格,单程管长,管子排列方式计算管数,壳径,接管尺寸。

四工艺流体在换热管内的物理变化过程：在介绍热虹吸再沸器I优化设计之前，先了解工艺流体在换热管内加热沸腾过程中的物理变化，将有助于理解再沸器的工作原理。

可以根据流体的不同物理状态将换热管分成若干个区域，见图l图一1．单相对流显热段由于静压头的存在，该区域的压力大于流体饱和状态的压力。

为使液体气化沸腾，必须将液体加热到对应压力下的饱和温度以上。

显热段的长度取决于管壁两侧总的温差、流体的液相传热系数、再沸器进口管的压降等。

真空操作工况下这一区域相对较长，正压操作工况下相对较短。

2．过冷沸腾段当流体经换热管向上流动，压力逐渐降低，直到接近换热管壁温所对应的饱和蒸气压时，在换热管壁上液体开始形成气泡，气泡不断长大，破裂。

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立式热虹吸再沸器简介图14.立式热虹吸再沸器（1）立式热虹吸再沸器是利用热介质在壳侧提供热量将管侧工艺流体加热沸腾的管壳式换热器，它是自然循环的单元操作，动力来自与之相连的精馏塔塔釜液位产生的静压头和管内流体的密度差。

（2）立式热虹吸再沸器广泛地应用于化与卧式相比, 其循环速率高, 传热膜系数高。

但是, 工业上应用的立式热虹吸再沸器其加热督要有一定高度才能获得较高的传热速率, 而塔底液面与再沸器上部管板约为等高, 这样就提高了塔底的标高, 使设备安装费增加, 并且设备的清洗和维修也困难。

（3）立式热虹吸再沸器的不稳定性, 往往是由于两相流的不稳定流型所致。

在立式热虹吸管内蛇两相流沸腾流型, 自下而上相继出现（4）鼓泡流、弹状流、环状流及环雾流等。

弹状流的大汽抱的不断出现与破裂, 激发了操作的不稳定性。

（5）立式热虹吸再沸器与卧式相比, 虽有较好的防垢性能, 但对于粘度大的物料, 例如, 石按化工中一些高分子聚合物, 也常因结垢堵塞管道, 而要定期清除垢物。

严重的情况下, 运转一年就会将再沸器中绝大部分管子堵死, 垢物的清除费力费时, 十分困难。

（6）一般立式热虹吸式的管程走工艺液体，壳程走加热蒸汽。

改善立式热虹吸再沸器的操作性能, 强化其传热, 具有十分重要的意义其特点有：结构紧凑,占地面积小,传热系数高.壳程不能机械清洗,不适宜高粘度,或脏的传热介质.塔釜提供气液分离空间和缓冲区.3.1.1 立式热虹吸再沸器的选用和设计计算步骤（1）强制循环式:适于高粘度,热敏性物料,固体悬浮液和长显热段和低蒸发比的高阻力系统。

（2）内置式再沸器:结构简单.传热面积小,传热效果不理想.釜内液位与再沸器上管板平齐3.1.2 设计方法和步骤：立式热虹吸式再沸器的流体流动系统式有塔釜内液位高度Ι、塔釜底部至再沸器下部封头的管路Ⅱ、再沸器的管程Ⅲ及其上部封头至入塔口的管路Ⅳ所构成的循环系统。

由于立式热虹吸再沸器是依靠单相液体与汽液混合物间的密度差为推动力形成釜液流动循环，釜液环流量，压力降及热流量相互关联，因此，立式热虹吸再沸器工艺设计需将传热计算和流体力学计算相互关联采用试差的方法，并以出口气含率为试差变量进行计算。

假设传热系数，估算传热面积。

其基本步骤是：1、初选传热系数，估算传热面积，2、依据估算的传热面积，进行再沸器的工艺结构设计；3、假设再沸器的出口气含率，进行热流量核算；4、计算釜液循环过程的推动力和流动阻力，核算出口气含率。

图15.再沸器管程加热方式釜内液位与再沸器上管齐平管内分为两段：LBC显热段LCD蒸发段3.1.3设计条件及主要物性参数3.1.4工艺设计计算3.1.4.1估算再沸器面积（1）再沸器的热流量再沸器的热流量以管程液流蒸发所需的热流量并考虑热损失进行计算，若可以忽略热损失，则按下式计算Φ=q mbγb式中，γb为釜液的汽化潜热，kJ/kg；q mb釜液的汽化量，kg/h。

1.蒸汽qmb1=1550000/1926=804 kg/h2.液流qmb2=1550000/307.10=5047.2 kg/h （2）计算传热温差∆t m=t2t1lnt2-t1∆∆∆∆∆t m=[（210-188）-（190-188）]/ln[（210-188）/（190-188）]=8.34℃估算传热面积假设传热系数K=605W/（m2K)Q=1550000⨯1000/3600=430555.5W估算传热面积 Ap=Q/k∆t m=1550000/605*8.34=85.3 m23.1.4.2选取传热管规格、计算传热管根数选取传热管规格为φ25mm⨯2mm，L=3000mm，在相同的管板面积上可排较多的管子，而且管外表面传热系数较大，此换热器由于管外流体阻力较小不易结垢，因此不要清洗，所以选择三角形。

N T=Ap/πdl=85.3/π×0.025×3=362根若将传热管按正三角形排列，则计算壳径D为D=t（b-1）+（2~3）d=32×（49-1）+3×25=1600 mm取管程进口管直径Di=250 mm，出口管直径Do=600 mm3.1.4.3传热系数校核（1）显热段传热系数Kcl设传热管出口处汽化率x=0.024，则计算循环流量q mt =5047.2/（0.024×3600）=58.4 kg/s显热段管内表面传热系数4N d Si T2i π=G=im tS q =58.4/(π0.0212×362)=116.4[])/(2s m kg ⋅ 雷诺数ηρdu Re ==31017.0116.2021.0-⨯⨯=14354>10000普朗特数Pr=2.32⨯0.17/0.09375=4.2计算显热段传热管内表面传热系数hi 为0.40.8Pr Re d0.023hi λ==385.8()[]K m ⋅2/W计算管外冷凝表面传热系数q m0=r φ=1550000/(1926.5⨯1000)=0.8046 kg/s 计算传热管外单位润湿周边上凝液的质量M 为M=TmdN q π=0.8046/(π⨯0.025⨯362)=28.3⨯310- [])/(h m kg • 计算冷凝液膜的R e0为R e0=4M/η= 4⨯28.3⨯310-/(0.136⨯310-)=832.3<2100计算管外冷凝表面传热系数h 0为1/3-e01/32320R g 1.88h ⨯⎥⎦⎤⎢⎣⎡⨯=ηλρξ=7291.2()[]K m ⋅2/W 式中，ξ为矫正系数，是多组分冷凝按单组份计算的校正。

污垢热阻及管壁热阻 沸腾侧Ri=4.299×10-4m 2k/w ，冷凝侧R 0=1.72×10-4m 2k/w ，管壁热阻Rw=4.299×10-5m 2k/w 。

计算显热段传热系数K L 为0m 0w i 0i i i 0CL h 1R d d R d d R d h d 1K ++++==600()[]K m ⋅2/W（2）蒸发段传热系数K CL 计算传热管内釜液的质量流量G h 为G h =3600G=3600×116.4=4.19×510 [])/(2s m kg ⋅当x e =0.024时，计算参数X tt 为X tt =[（1-0.024）/0.024]0.9（3.05/708）0.5（0.01016/0.17）0.1=1.382521/X tt =0.723由G h =4.19×510[])/(2s m kg ⋅及1/X tt =0.723，查图3-29得a E =0.9 X=0.4x e =0.0096时h nb =()4.08.0Pr ]1)[Re /(225.0x d i b -λ=400 ()[]K m ⋅2/W计算对沸腾因子tp F =3.5（1/X tt ）0.5=3.5×0.7230.5=2.98计算两相对流表面传热系数3902.98h tp ⨯==1162.2 ()[]K m ⋅2/W计算沸腾传热膜系数为h iE =1162.2+0.7⨯385.8=1712.26 ()[]K m ⋅2/W计算蒸发段传热膜系数K CE 为K CE =0m 0w i 0i i i 0h 1R d d R d d R d h d 1++++=602.8 ()[]K m ⋅2/W（3）显热段和蒸发段长度计算显热段的长度L BC 传热管总长L 的比值为L BC /L=mtb pi m L T i s sq c t K N d p t p ρπ∆+⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛∆∆∆∆)/t (=1.59⨯-310/[1.59⨯-310+58.4708.4323208.34386.23620.021⨯⨯⨯⨯⨯⨯π]=0.666L BC =0.666⨯3=1.99 m L CD =3-1.83=1m（4）平均传热系数 K C =LL CDCE BC CL K L K +=(136.4⨯1.83+317.4⨯1.17)/3=809 ()[]K m ⋅2/W需要传热面积为Ac=）（m C t K /∆⨯Φ=1550000⨯1000/（8.34⨯809⨯3600）=63.8 m 2 （5）面积裕度实际传热面积 A=3.14⨯0.025⨯3⨯362=85.25 m 2H=（A-Ac ）/Ac=33%该再沸器的面积合适。

3.1.4.4循环流量校核（1）循环推动力 当x=x e /3=0.024/3=0.008时，计算X ttX tt =[（1-0.008）/0.008]0.9（3.05/708）0.5（0.01016/0.17）0.1=3.79 计算两相流的液相分率R LR L =3.79/（3.792+21⨯3.79+1）0.5=0.389计算两相流平均密度tp ρ=3.05⨯(1-0.389)+708.43⨯0.389=277.44kg/m 3参照表3-19选取l=1.4m ，于是计算循环推动力D p ∆。

D p ∆=[]g l tp tp ρρρ--）（b CD L =[2⨯(708.43-277.44)-1⨯277.44]=5728 Pa（2）循环阻力管程进口阻力1p ∆的计算计算釜液在管程进口管内的质量流速G 为G=imt D 24q π=58.4⨯4/π0.252=1189.7[])/(2s m kg ⋅计算釜液在进口管内的流动雷诺数i Re =0.25⨯1189.7⨯1000/0.25=1189715计算进口管长度与局部阻力当量长度Li 为Li=（0.25/0.0254）2/[0.3426⨯（0.25/0.0254-0.1914）]=29.3m计算进口管内流体流动的摩擦系数为i λ=0.01227+0.7543/38.0i Re =0.01598计算进口管阻力1p ∆=0.01598⨯29.3/0.25⨯11902/2⨯708=1873pa 传热管显热段阻力 计算釜液在传热管内的质量流量G 为G=imt D 24q π=58.4⨯4/π0.0212⨯1300=130.589[])/(2s m kg ⋅计算釜液在传热管内流动时的雷诺数Re 为Re=0.021⨯130.589⨯1000/0.17=16131.6进口管内流体流动的摩擦系数λ为λ=0.01227+0.7543/38.0i Re =0.03126计算传热管显热段阻力2p ∆为2p ∆=b 2i BC 2G d L ρλ⨯=0.03126⨯（1.99/0.021）⨯（130.5892/2⨯708.43）=35.6Pa 传热管蒸发段阻力G=130.589[])/(2s m kg ⋅计算釜液在传热管内的质量流速V G 为V G =xG=（2xe/3）G=2.89[])/(2s m kg ⋅计算气相在传热管内的流动雷诺数V Re 为V Re =0.021⨯2.89⨯1000/(0.01016)=5973.4计算传热管内汽相流动的摩擦系数V λ为V λ=0.01227+0.7543/（5973.4）0.38=0.04计算传热管内汽相流动阻力v3p ∆为v3p ∆=v2v i CD 2Gd L ρλ⨯=0.04⨯1/0.021⨯2.892/(2⨯3.05)=2.6 Pa计算液相在传热管内的质量流量L G 为L G =G-V G =130.589-2.89=127.7[])/(2s m kg ⋅计算液相在传热管内的流动雷诺数L Re 为L Re =0.021⨯127.7⨯1000/0.25=10726.8计算摩擦系数=L λ=0.01227+0.7543/（10726.8）0.38=0.03446计算管内液相流动阻力L3p ∆为L3p ∆=0.03446⨯1/0.021⨯127.7/2⨯708=0.148 Pa计算3p ∆=()40.250.250.1482.6+=12.8Pa 管程内因动量变化引起阻力计算阻力系数ξ=1-0.024-10.0243.057080.3890.024-122）（）（⨯+=2.58 计算蒸发段管程内因动量变化引起的阻力4p ∆为4p ∆=130.4892⨯2.58/708=62 Pa管程出口管阻力 计算管程出口管中汽、液相总质量流速G 为G=imt D24q π=58.4⨯4/π⨯0.62=206.5[])/(2s m kg ⋅计算管程出口管中汽相质量流速V G 为V G =xeG=0.024⨯206.5=4.956[])/(2s m kg ⋅计算管程出口管的长度与局部阻力的当量长度之和l '为l '=）（）（0.1914-0.6/0.02540.34260.6/0.02542=69.5m 计算管程出口管汽相质量流动雷诺数V Re 为V Re =0.6⨯4.956⨯1000/0.01016=292677计算管程汽相流动摩擦系数V λV λ=0.01227+0.7543/（292677）0.38=0.01858计算管程出口管汽相流动阻力v5p ∆为v5p ∆=0.01858⨯（69.5/0.6）⨯4.9562/（2/3.05）=80.6Pa计算液相质量流速L GL G =G-V G =201.544[])/(2s m kg ⋅计算管程出口管中液相流动雷诺数L Re 为L Re =0.6⨯206.5⨯1000/0.25=495600计算管程出口管中液相流动的摩擦系数L λ为L λ=0.01227+0.7543/（495600）0.38=0.017439计算管程出口液相流动阻力L5p ∆为L5p ∆=0.0162⨯69.5/0.6⨯201.5442/2⨯708=53.8Pa计算管程出口管中两相流动阻力5p ∆为5p ∆=40.250.2553.880.6）（+=1059 Pa计算循环阻力f p ∆为f p ∆=54321p p p p p ∆+∆+∆+∆+∆=3042.4 Pa循环推动力D p ∆与循环阻力f p ∆的比值为D p ∆/f p ∆=5728/3042.4=1.88循环推动力略大于循环阻力。