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管壳式换热器选型计算书编写：张景富西安协力动力科技有限公司二零一零年九月十三日一、换热器的工艺计算及工艺条件现在从一台管壳式换热器工艺计算过程来体现工艺条件内容： 1.设计参数 壳程：工作介质：蒸汽、水 Ps=0.2Mpa 蒸汽流量135m 3/h 进口温度：135℃ 出口温度：90℃ 管程：工作介质：含碱水 Pt=0.3Mpa 水流量300m 3/h 进口温度：80℃ 出口温度：110℃ 液体比重：1.25 比热：0.85～0.86 2.工艺计算冷源：q=300m 3 比重:γ=1.25g/cm 3 比热c=0.86J/kg ·℃ T1=135℃ T2=135℃ t1=80℃ t2=110℃ 取a c =2000kcal/㎡·h ·℃ a h =10000kcal/㎡·h ·℃ 换热管规格：φ19×1 其内径d1=0.017m 外径d2=0.019m 中径dm=0.018m 壁厚δ=0.001m金属导热系数λ=17.0 w/m ·h ·℃=17.0/1.16222=14.6 kcal/㎡·h ·℃ （1）传热系数K取传热系数K=1400kcal/㎡·h ·℃ (2)平均温差Δt m （按逆流状态计算）(3)传热面积FC 4.1680-90110-135ln 80)-90(110)-135(1221ln )12()21(lnt 2121︒=-=-----=∆∆∆-∆=∆t T t T t T t T t t t t m 2m 42116.4140080)-(11086.01250300tm K t1)-(t2c q F =⨯⨯⨯⨯=∆⨯⨯⨯⨯=γC h m kcal d dm d dm K h c ︒=+⨯+⨯=++=2/7.14436.14001.010000019.0018.02000017.0018.012111λδαα（4）管子根数n （管长L=6m ）（5）程数N 单程流速管壳换热器中换热管内水的流速为0.7～1.5m/s N=1.5/0.313=4.79，可以选择Ⅳ程标准DN1000 Ⅳ程换热器，φ19×1的管子，n=1186根，L=6000mm 传热面积F=425㎡推荐设备材质：管程316L 壳程16MnR （6）换热器壁温的计算a.壳程的壁温：由于有保温，可以取蒸汽的平均温度 Tm=1/2（135+90）=112.5℃b.换热管的壁温估算：热流侧Tm=112.5℃ 冷流侧tm=1/2（80+110）=95℃ 换热管的壁温：（7）换热器接管的计算 （a ）壳程蒸汽进口 蒸汽流速一般取15～20m/s进蒸汽截面A=135/(15×3600)=2.5×10-3㎡ 接管内径进汽管取φ76×4（DN65） （b ）管程进出管管程流动的是含微量碱的水溶液，当P ≤0.6Mpa 时，其流速为1.5～2.5m/s11736019.04212F n =⨯⨯=⨯⨯=ππL d sm nd /313.01173017.04300/36004q221=⨯⨯=⨯⨯=ππωCa a t t c c m t ︒=+⨯+⨯=++=6.10920001000020009510000112.5a a T n n m mAd 564.0105.2443=⨯⨯==-ππ进出管流通截面A=300/(2.5×3600)=0.0333㎡ 接管内径取φ219×6（DN200） 3.提条件设计参数表及管口表设计数据注：管程材质为不锈钢316L ，管板材质为16MnR/316L ，φ1130，b=52。
热管换热器设计计算及设计说明书第一章热管及热管换热器的概述热管是一种具有极高导热性能的新型传热元件，它通过在全封闭真空管内的液体的蒸发与凝结来传递热量，它利用毛吸作用等流体原理，起到良好的制冷效果。
具有极高的导热性、良好的等温性、冷热两侧的传热面积可任意改变、可远距离传热、温度可控制等特点。
将热管散热器的基板与晶闸管等大功率电力电子器件的管芯紧密接触，可直接将管芯的热量快速导出。
热管传热技术于六十年代初期由美国的科学家发明[1］,它是利用封闭工作腔内工质的相变循环进行热量传输，因而具有传输热量大及传输效率高等特点。
随着热管制造成本的降低，尤其是九十年代前后随着水碳钢热管相容性问题的解决，热管凭借其巨大的传热能力，被广泛应用于石油、化工、食品、造纸、冶金等领域的余热回收系统中.热管气—气换热器是最能体现热管优越性的热管换热器产品，它正在逐步取代传统的管壳式换热器。
热管气-气换热器是目前应用最广泛的一种气—气换热器.我国的能源短缺问题日趋严重，节能已被提到了重要的议事日程。
大量的工业锅炉和各种窑炉、加热炉所排放的高温烟气，用热管气—气换热器进行余热回收，所得到的高温空气可用于助燃或干燥,因此应用前景非常广阔。
据有关报道称，我国三分之二的能源被锅炉吞噬，而我国工业锅炉的实际运行效率只有65%左右，工业发达国家的燃煤工业锅炉运行热效率达85％，因此，提高工业锅炉的热效率，节能潜力十分巨大。
如果我国锅炉的热效率能够提高10％，节约的能耗则相当于三峡水库一年的发电量，做好工业锅炉及窑炉的节能工作对节约能源具有十分重要的意义[2~6].利用热管气—气换热器代替传统的管壳式气—气换热器,一方面,能够大大提高预热空气进入炉内的温度，降低烟气温度,从而大大提高锅炉的热效率；另一方面,热管气—气换热器运行压降非常小，有时甚至不需要增加引风机等设备，从而使得运行费用大大降低. 1。
1 热管及其应用热管是一种具有极高导热性能的传热元件，它通过在全封闭真空管内工质的蒸发与凝结来传递热量，具有极高的导热性、良好的等温性、冷热两侧的传热面积可任意改变、可远距离传热、可控制温度等一系列优点。
换热站计算说明书The Standardization Office was revised on the afternoon of December 13, 2020河北建筑工程学院毕业设计计算说明书系别：能环学院专业：建筑环境与设备工程班级：建环 121姓名：任少朋学号： 2012305127起迄日期：16年02月21日 ~ 16年06月15日设计（论文）地点:河北建筑工程学院指导教师：贾玉贵职称：副教授 2016 年 06 月 15 日摘要随着人们生活水平的提高，集中供热被越来越多地采用，采用集中供暖可以减少能量的浪费,提高供热效率,减少环境污染,利于管理.同时采用集中供热可提高供热质量,提高人们的生活质量。
本题目是以张家口市桥西区恒峰热力有限公司集中供热系统M13号热力站供热区域的工程设计、改造为需用背景的实际工程。
本工程为张家口市桥西区集中供热工程张家口市检察院换热站，属于原有燃煤锅炉房改造工程。
供热区域总建筑面积：110000m2，总热负荷：约6400kw。
本次设计主要有工程概述、热负荷计算、供热方案确定、管道水力计算、系统原理图和平面布置图绘制、设备及附件的选择计算的内容。
除上述内容外，在计算说明书中尚需包括如下一些曲线:供回水温度随室外温度变化曲线，调节曲线。
本次设计要求使用CAD绘出图纸，其中包括设计施工说明、主要设备附件材料表，换热站设备平面布置图、换热站管道平面布置图、换热站流程图及相关剖面图等。
在换热站设计合理，安装质量符合标准和操作维修良好的条件下，换热站能够顺利地运行，对于采暖用户，在非采暖期停止运行期内，可以维修并且排除各种隐患，以满足在采暖期内正常运行的要求。
关键词：供热负荷设备选择计算及布置换热站系统运行板式换热器目录摘要 (1)第一章设计概况 (4)1.1设计题目 (4)1.2设计原始资料 (4)1.2.1 设计地区气象资料 (4)1.2.2 设计参数资料 (4)第二章换热站方案的确定 (5)2.1换热站位置的确定 (5)2.2换热站建筑平面图的确定 (5)2.3换热站方案确定 (5)2.4供热管道的平面布置类型 (5)2.5管道的布置和敷设 (6)2.6换热站负荷的计算 (6)第三章换热站设备的选取 (7)3.1换热器简介 (7)3.1.1换热器概述 (7)3.1.2换热器的分类 (7)3.2换热器的选取 (9)3.2.1换热器类型的选取 (9)3.2.2换热器选型计算 (9)3.3换热站内管道的水力计算 (10)3.4循环水泵的选择 (11)3.4.1循环水泵需满足的条件 (11)3.4.2循环水泵选择 (11)3.5补水泵的选择 (12)3.5.1补水泵需该满足的条件 (12)3.5.2补水泵的选择 (12)3.6补水箱的选择 (14)3.7除污器的选择 (14)3.8钠离子交换器的选择 (14)3.9分集水器的选择 (15)第四章设备管道的防腐保温 (15)4.1 保温材料的选择原则及保温结构 (15)4.2保温材料选材计算 (16)第五章质调节 (17)参考文献 (22)致谢 (22)第一章设计概况1.1设计题目张家口市桥西区集中供热工程M13号热力站工艺设计二次网改造及供热系统运行模式分析1.2 设计原始资料1.2.1 设计地区气象资料1、建筑物修建地区：河北省长张家口市2、该工程的供热区域总建筑面积：110000m2，供需范围有十六中学校区、市检察院办公区和住宅区等，供热半径：500m，最大建筑高度：36m。
换热器的设计型计算Q=q m1C p1(T 1-T 2)=q m2C p2(t 2-t 1)Q=KA ∆t m 2211221A A A 1αλδα++=m A K（无相变传热过程，Re>104,Pr>0.7， bd PrRe .,.80210230λαα=()()12211221t T t T t T tT t m -----=∆ln 1、 设计型计算的命题给定生产任务：q m1，T 1→T 2(or q m2，t 1→t 2)选择工艺条件：t 1，t 2计算目的：换热器传热面积A 及其它有关尺寸（管子规格，根数）；qm2特点：结果的非唯一性。
2、 计算公式： 质量衡算：p V N nu d q ⋅⋅=24π热量衡算：Q=q m1C p1(T 1-T 2)=q m2C p2(t 2-t 1)传热速率式：Q=KA ∆t m3、 计算方法：1）计算换热器的热流量)(2111T T Cp q Q m -=2）作出适当的选择并计算平均推动力m t ∆),,,,(2121流向t t T T f t m =∆∴必须选择A 、流向（逆流.并流.复杂流动方式）B 、选择冷却介质出口温度3）计算冷热流体与管壁的对流体给热系数和总传热系数必须选择：A 、冷，热流体各走管内还是管外B 、选择适当的流速C 、选择适当的污垢热阻4）由传热基本方程m t KA Q ∆=计算传热面积关键是：条件参数的选择！4、 条件参数的选择选择的原则：技术可行，经济合理1) t 1：决定于工艺需要，现实条件，经济性。
温度要求不很低，以水为冷却剂时，应以夏季水温为设计温度更安全。
2)t 2：技术：理论上t2可选范围经济性：q m1C p1(T 1-T 2)=q m2C p2(t 2-t 1)t 2越大，q m2消耗越少，↓1122p m p m C q C q⇒经常性操作费用少但∆t m ↓，同时q m2↓可能导致K ↓则mt K Q A ∆⋅=↑⇒设备投资费用大 ∴有经济优化问题。
换热器选型计算书一，低区地板热辐射采暖系统换热器选型计算㈠．已知条件：1、一次热媒：110～80℃热水2、二次热媒：45～55℃热水。
3、换热面积：11000㎡。
㈡．换热量计算：Q=11000 ×45（w/m2）=495kw。
㈢．一次循环水流量计算V=Q/﹝ρ×C×（t2﹣t1）×β﹞=49500/﹝1000×1×（110﹣80）×1.163﹞=14.2m3/h㈣．二次循环水流量计算V=Q/﹝ρ×C×(t2-t1)×β﹞=495000/﹝1000×1×（55﹣45）×1.163﹞=42.3 m3/h㈤．水水热交换器面积计算1、对数平均温差计算：Δtd=110﹣55=55℃Δtx=80-45=35℃Δtp=（Δtd-Δtx）/In（Δtd/Δtx）=(55-35)/In(55/35)=44.25℃.2、换热面积计算Q=K×F×Δtp×β1F=Q/(K×Δtp×β)1=495000/（2000×44.25×0.7）=8m2㈥．设备选择：换热器型号为：LBH325—1.6—8—SS—2—25，两台。
二、水泵选择（注：一次水泵由110/80℃集中供热中心配置）（一）二次循环水泵选择选用KQL80/160—7.5/2型水泵两台，变频，一用一备。
参数：流量50m3/h扬程32m，电机功率：7.5kw。
（二）定压水泵选择ΔV=42.6×4%=1.71m3/h选用KQL40/185—3/2型水泵两台，一用一备。
参数：流量5.9m3/h扬程44m，电机功率：3kw。
三、定压罐选择选用Φ1400定压罐1个。
调节容积为：1m3/h。
定压水泵启动的时间：60×1/1.71=35分钟。
四、补水泵选择选用1个2 m3的水箱。
板式换热器选型计算书板式换热器选型计算2、选型公式热负荷计算公式为Q=cmΔt，其中Q表示热负荷（kcal/h），c表示介质比热（Kcal/ Kg.℃），m表示介质质量流量（Kg/h），Δt表示介质进出口温差（℃）。
水的比热为1.0 ___℃。
换热面积计算公式为A=Q/K.Δt，其中A表示换热面积（m2），K表示传热系数（Kcal/ m2.℃），Δt表示对数平均温差。
板间流速计算公式为V=q/ASn(T2’T1’)/(T2-T1)，其中V表示板间流速（m/s），q表示体积流量，A和___表示单通道截面积，n表示流道数。
3、选型实例一（水－水）假设需要将水从20℃加热到70℃，流量为10m3/h。
根据公式Q=cmΔt，可以计算出热负荷Q=1.0×10^3×(70-20)×10=5×10^5kcal/h。
根据公式K=175，Δt=50，可以计算出换热面积A=5×10^5/175×50=114.3m2.根据公式V=q/ASn(T2’T1’)/(T2-T1)，可以计算出板间流速V=10×10^3/114.3×2×(70-20)/(70-20)=0.48m/s。
因此，可以选择BR0.5型号的板式换热器。
4、选型实例二（汽－水）假设需要将汽水混合物从100℃冷却至50℃，流量为10m3/h。
根据公式Q=cmΔt，可以计算出热负荷Q=0.5×10^3×(100-50)×10=2.5×10^5kcal/h。
根据公式K=1300，Δt=50，可以计算出换热面积A=2.5×10^5/1300×50=38.5m2.根据公式V=q/ASn(T2’T1’)/(T2-T1)，可以计算出板间流速V=10×10^3/38.5×2×(100-50)/(100-50)=1.04m/s。
吉林大学
《热交换器原理与设计》
课程设计说明书
题目：乙醇管壳式换热器设计
姓名李权
学号 ********
专业能源与动力工程（热能）
指导教师黄海珍沈淳
2016年10
目录
第1章设计任务书 (3)
第2章计算过程表格 (4)
第3章传热管布置排列草图 ................... 错误!未定义书签。
3.1管路安排.................................. 1错误!未定义书签。
3.2流型安排.................................. 1错误!未定义书签。
第4章总结............................................... 错误!未定义书签。
第5章参考文献. (14)
第一章设计任务书
题目17
对固定管板的乙醇管壳式换热器进行传热计算、结构计算、和阻力计算。
在该换热器中，要求：
乙醇进出口温度为 25°C、45°C
乙醇流量：2.5kg/s
热水的进出口水温为55°C、50°C
乙醇和热水的工作表压力均为0.3MPa。
具体要求：
1、设计任务说明
本次课程设计是一次虚拟设计，主要目的是为了完成一次完整的换热器热力计算和流阻计算。
学生应根据给定的课程设计题目，在指定的设计时间内独立完成全部设计任务，并提交换热器结构总图A0图纸一张，设计计算说明书1份。
2、设计要求
（1）计算说明书要求
计算说明书应包含完整的传热计算及流阻计算，参数选取及结构设计合理，计算正确，并附上结构简图。
热力计算建议采用电子表格计算。
计算说明书内容依次为：封面，目录，主要符号说明，设计说明书，设计方案介绍，热力计算及流阻计算表，主要结构尺寸及计算结果汇总表，总结，参考文献。
（2）图纸绘制要求
图纸绘制需符合机械制图规范，手绘或机绘人选。
手绘图至少需要两个视图表达换热器结构，机绘需用三维图形软件绘制，并投影二维结构图，同时提交三维电子版及二维打印版图纸文件。
要求图面结构参数及计算说明书相符。
第二章计算过程表格
表1.1 计算表格
第三章传热管的布置排列草图
3.1管路安排
本次设计是由水与乙醇进换热，考虑到乙醇的粘度较水高，流量较水小，沸点较水低，且水为热流体，于是水走管程，而乙醇走壳程。
3.2换热器流型设计
结合换热器的长径比（热力计算中求出），换热器流型选为<1-2>型。
第4章总结
这次固定管板式换热器毕业设计课题是在黄海珍老师和沈淳老师共同的悉
心指导下完成的。
在指导设计过程中，两位老师严谨的教学态度、细心的点拨与讲解，都让我受益非常多。
通过查看相关标准，进行设计计算和设计绘图。
通过对标准的使用对标准更加熟悉了。
通过标准与教材的同步使用，使理论知识与设计应用联系在一起。
对标准的认识和理解更加深刻。
设计图纸是通过Auto Cad 绘图的。
通过对软件的应用，更加熟悉了Auto Cad中的常用工具和常用技巧。
同时也深深的感受到了二维设计的抽象。
在此对指导老师和在设计过程中给予帮助的同学们表示衷心的感谢。
第5章参考文献
【1】史美中,王中铮. 《换热器原理与设计》第五版[M].南京:东南大学出版社, 2014.
【2】GB 150-2011《压力容器》标准释义[S].
【3】JB／T4701-2000 甲型平焊法兰标准[S].
【4】JB-T4712-2007鞍式支座标准[S].。
