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四平市巨元换热设备有限公司SIPING JUYUAN HEAT EXCHANGE EQUIPMENT CO., LTD.套管式换热器使用说明书OPERATION MANUAC FOR JACKETED PIPE HEAT EXCHAN GER四平市巨元换热设备有限公司Siping Juyuan Heat Exchange Equipment Co., Ltd.地址:吉林省四平市南环西路5号Add:No5,Nanhuan West Road, Siping city, Jilin Province电话: (0434) 3265455 3265740 3265841 巨元集团Tel: (0434) 3265455 3265740 3265841 JUYUAN GROUP 传真: (0434) 3265455 3265740Fax: ( 0434) 3265455 3265740邮编: 136000套管式换热器使用说明书JACKETED PIPE HEAT EXCHANGER OPERATION MANUAL目录Contents1.概述 (1)Brief Introduction2.工作原理及结构特征 (1)Structural Features And Working Principles3.型号及其意义 (1)Type And Indication4.安装 (2)Installation5.试车 (2)Trial Operation6.使用与维护保养 (3)Operation And Maintenance7.受压原件的检验和水压试验 (4)Inspection Of Pressurized Component And Hydraulic Test8.故障与排除 (5)Failure And Debugging9.其它 (5)Others说明..................................................................................... (6)Notes四平市巨元换热设备有限公司. 巨元集团1.概述Brief Introduction套管式换热器是冶金、化工、机械、能源、交通、轻工、食品、医药、供热等行业普遍采用的热交换设备，适用于冷却、冷凝、加热、蒸发、余热回收等不同工况。
HTRI Exchanger 使用手册一、换热器的基础设计知识1.1 换热器的分类1．按作用原理和实现传热的方式分类(1)混合式换热器；(2)蓄热式换热器；（3）间壁式换热器其中间壁式换热器按传热面的形状和结构分类：(1)管壳式：固定管板式、浮头式、填料函式、U型管式(2)板式：板翅式、平板式、螺旋板式(3)管式：空冷器、套管式、喷淋管式、箱管式(4)液膜式：升降膜式、括板薄膜式、离心薄膜式(5)其他型式：板壳式、热管2．按换热器服务类型分类：(1)交换器(Exchanger): 在两侧流体间传递热量。
(2)冷却器(Chiller)：用制冷剂冷却流体。
制冷剂有氨(Ammonia)、乙烯、丙烯、冷却水(Chilled water)或盐水(brine)。
(3)冷凝器(Condenser)：在此单元中，制程蒸汽被全部或部分的转化成液体。
(4)冷却器(Cooler)：用水或空气冷却，不发生相变化及热的再利用。
(5)加热器(Heater)：增加热函，通常没有相变化，用如Dowtherm或热油作为热媒加热流体。
(6)过热器(Superheater)：高于蒸汽的饱和蒸汽压进行加热。
(7)再沸器(Reboiler)：提供蒸馏潜热至分流塔的底部。
(8)蒸汽发生器(Steam generator)（废热锅炉(waste heat boiler)）：用产生的蒸汽带走热流体中的热量。
通常为满足制程需要后多余的热量。
(9)蒸馏器(Vaporizer)：是一种将液体转化为蒸汽的交换器，通常限于除水以外的液体。
(10)脱水器(Evaporator)：将水蒸气浓缩为水溶液通过蒸发部分水分以浓缩水溶液。
1.2换热器类型管壳式换热器(Shell and Tube Exchanger)：主要应用的有浮头式和固定管板式两种。
－应用：工艺条件允许时，优先选用固定管板式，但下述两种情况使用浮头式：a)壳体和管子的温度差超过30度，或者冷流体进口和热流体进口温度差超过110度；b)容易使管子腐蚀或者在壳程中容易结垢的介质。
大连民族学院工程原理课程设计说明书题目：果汁冷却器的设计设计人：李系别：生物工程班级：084指导教师：刘俏老师设计日期2010 .11.12 ~ 12.4目录设计任务书 (1)一、方案简介 (2)二、方案设计 (3)1.确定设计方案 (3)2.确定物性数据 (3)3.基本量计算 (3)4.工艺结构尺寸 (4)5.换热器核算 (4)三、设计结果一览表 (8)四、设计过程中的体会 (9)五、参考文献 (10)六、主要符号说明 (11)七、Key words (12)设计任务书（一）设计题目果汁冷却器的设计。
（二）设计任务及操作条件（1）处理能力1980吨/年（2）设备形式套管式换热器（3）操作条件①果汁：入口温度75℃，出口温度20℃。
②冷却水：入口温度6℃，出口温度16℃。
③允许压降：不大于1MP④每年按330天计，每天24小时继续运行。
（三）设计要求选择适宜的套管式换热器并进行核算。
画出工艺设备图及列管布置图。
一、方案简介本设计任务是利用冷流体（水）给果汁降温。
利用热传递过程中对流传热原则，制成换热器，以供生产需要。
下图（图1）是工业生产中用到的套管式换热器。
通常，热流体（A流体）由上部引入,而冷流体（B流体）则由下部引入。
套管中外管的两端与内管用焊接或法兰连接。
内管与U形肘管多用法兰连接,便于传热管的清洗和增减。
每程传热管的有效长度取4～7米。
这种换热器传热面积最高达18米2, 故适用于小容量换热。
当内外管壁温差较大时,可在外管设置U 形膨胀节（图中b）或内外管间采用填料函滑动密封（图中c）,以减小温差应力。
管子可用钢、铸铁、陶瓷和玻璃等制成,若选材得当,它可用于腐蚀性介质的换热。
选择换热器时,要遵循经济,传热效果优,方便清洗,符合实际需要等原则。
换热器分为几大类：夹套式换热器，喷淋式换热器，套管式换热器，螺旋板式换热器，板翅式换热器，列管式换热器等。
套管式换热器的主要结构是由两种大小不同的标准管组成的同轴套管。
化学工程实验仪器系列产品CEA—H01型套管换热器液-液热交换实验仪实验指导书北京新华教仪科贸有限公司一、实验目的在工业生产或实验研究中，常遇到两种流体进行热量交换，来达到加热或冷却之目的。
为了加速热量传递过程，往往需要将流体进行强制流动。
对于在强制对流下进行的液－液热交换过程，曾有不少学者进行过研究，并取得了不少求算传热膜系数的关联式。
这些研究结果都是在实验基础上取得的。
对于新的物系或者新的设备，仍需要通过实验来取得传热系数的数据及其计算式。
本实验的目的，是测定在套管换热器中进行的液－液热交换过程的传热总系数，流体在圆管内作强制湍流时的传热膜系数。
以及确立求算传热系数的关联式。
同时希望通过本实验，对传热过程的实验研究方法有所了解，在实验技能上受到一定的训练，并对传热过程基本原理加深理解。
二、实验原理冷热流体通过固体壁所进行的热交换过程，先由热流体把热量传递给固体壁面，然后由固体壁面的一侧传向另一侧，最后再由壁面把热量传给冷流体。
换言之，热交换过程即为给热、导热、给热三个串联过程组成。
若热流体在套管热交换器的管内流过，而冷流体在管外流过，设备两端测试点上的温度如图1所示。
则在单位时间内热流体向冷流体传递的热量，可由热流体的热量衡算方式来表示：图1 套管热交换器两端测试点的温度()21T T C m Q p a -= J ·s 1- （1）就整个热交换而言，由传热速率基本方程经过数学处理，可得计算式为m T KA Q ∆= J ·s 1- （2）式中： Q ——传热速率，J ·s 1-或W ；a m ——热流体的质量流率，kg ·s 1-；p C ——热流体的平均比热容，是J ·kg 1-·K 1-；T ——热流体的温度，K ；T '——冷流体的温度，K ；w T ——固体壁面温度，K ；K ——传热总系数，W ·m 2-·K 1- A ——热交换面积，m 2；m T ∆——两流体间的平均温度差，K 。
HTRI管壳式换热器设计基础教程郑州大学化工与能源学院2011年11月HTRI简介美国传热研究协会（Heat Transfer Research Institute）简称HTRI，主要致力于工业规模的传热设备的研究，开发基于试验研究数据的专业模拟计算工具软件，提供完善的产品、技术服务和培训。
HTRI帮助其会员设计高效、可靠及低成本的换热器。
HTRI Xchanger Suite是HTRI开发的换热器设计及核算的集成图形化用户环境，它包括以下几个部分：HTRI.Xist能够计算所有的管壳式换热器，作为一个完全增量法程序，Xist包含了HTRI 的预测冷凝、沸腾、单相热传递和压降的最新的逐点计算法。
该方法基于广泛的壳程和管程冷凝、沸腾及单相传热试验数据。
HTRI.Xphe能够设计、核算、模拟板框式换热器。
这是一个完全增量式计算软件，它使用局部的物性和工艺条件分别对每个板的通道进行计算。
该软件使用HTRI特有的基于试验研究的端口不均匀分布程序来决定流入每板通道的流量。
HTRI.Xace软件能够设计、核算、模拟空冷器及省煤器管束的性能，它还可以模拟分机停运时的空冷器性能。
该软件使用了HTRI的最新逐点完全增量计算技术。
HTRI.Xjpe是计算套管式换热器的软件。
HTRI.Xtlo是管壳式换热器严格的管子排布软件。
HTRI.Xvib是对换热器管束的单管中由于物流流动导致的振动进行分析的软件。
HTRI.Xfh能够模拟火力加热炉的工作情况。
该软件能够计算圆筒炉及方箱炉的辐射室的性能以及对流段的性能，它还能用API350对工艺加热炉的炉管进行设计，并完成燃烧计算。
在本次培训中，们以HTRI.Xist为主，介绍HTRI的使用。
一、换热器的基础设计知识1. 换热器的分类按作用原理和实现传热的方式可分三大类：即混合式换热器、蓄热式换热器、间壁式换热器，其中间壁式换热器按传热面的形状和结构分类：(1)管壳式：固定管板式、浮头式、填料函式、U 型管式(2)板式：板翅式、平板式、螺旋板式(3)管式：空冷器、套管式、喷淋管式、箱管式(4)液膜式：升降膜式、括板薄膜式、离心薄膜式(5)其他型式：板壳式、热管2.换热器设计标准：中国：GB 151 《管壳式换热器》美国：TEMATEMA—Tubular Exchanger Manufacturers Association (管式交换器制造商协会），TEMA标准就是该协会下属的技术委员会编制的一本关于列管式换热器设计、制造和检验的标准，是目前世界上使用最广泛的列管式换热器标准。
套管式换热器的操作及对流给热系数测定数据处理套管式换热器是一种常见的换热设备，广泛应用于工业生产和能源领域。
下面将介绍套管式换热器的操作步骤以及对流传热系数的测定数据处理方法。
套管式换热器的操作步骤如下：
1.准备工作：检查套管式换热器的密封性能，确保换热器内部无杂质和污垢。
2.连接管路：将冷却介质和热介质分别连接到套管式换热器的冷却管和热管上。
3.开启阀门：逐步开启冷却介质和热介质的阀门，使两种介质依次进入套管式换热器。
4.调整流量：根据实际需要，通过调节阀门控制冷却介质和热介质的流量，以达到预定的换热效果。
5.观察运行情况：监测套管式换热器的运行状态，包括温度、压力等参数，确保设备正常运行。
6.维护保养：定期清洗套管式换热器，保持其换热效率和使用寿命。
对于对流传热系数的测定数据处理，一般采用实验方法进行。
以下是一种常见的数据处理方法：
1.测量数据收集：在实验中，通过测量冷却介质和热介质的温度差、流量和换热面积等参数，获取相关的测量数据。
2.数据处理：根据换热器的几何形状和流体性质，结合传热方程，
计算对流传热系数。
3.数据分析：对实验数据进行分析，例如绘制温度差与对流传热系数的关系曲线，以及计算平均值和标准偏差等统计参数。
4.结果验证：将实验结果与理论计算值进行对比，验证实验数据的准确性和可靠性。
5.结论总结：根据数据处理和分析结果，得出对流传热系数的结论，并对实验过程中的影响因素进行讨论。
套管式换热器的操作步骤和对流传热系数的测定数据处理方法是进行换热实验和研究的重要内容，通过科学的操作和数据处理，可以得到准确可靠的换热效果和传热系数数据。
HTRI管壳式换热器设计基础教程郑州大学化工与能源学院2011年11月HTRI简介美国传热研究协会（Heat Transfer Research Institute）简称HTRI，主要致力于工业规模的传热设备的研究，开发基于试验研究数据的专业模拟计算工具软件，提供完善的产品、技术服务和培训。
HTRI帮助其会员设计高效、可靠及低成本的换热器。
HTRI Xchanger Suite是HTRI开发的换热器设计及核算的集成图形化用户环境，它包括以下几个部分：HTRI.Xist能够计算所有的管壳式换热器，作为一个完全增量法程序，Xist包含了HTRI 的预测冷凝、沸腾、单相热传递和压降的最新的逐点计算法。
该方法基于广泛的壳程和管程冷凝、沸腾及单相传热试验数据。
HTRI.Xphe能够设计、核算、模拟板框式换热器。
这是一个完全增量式计算软件，它使用局部的物性和工艺条件分别对每个板的通道进行计算。
该软件使用HTRI特有的基于试验研究的端口不均匀分布程序来决定流入每板通道的流量。
HTRI.Xace软件能够设计、核算、模拟空冷器及省煤器管束的性能，它还可以模拟分机停运时的空冷器性能。
该软件使用了HTRI的最新逐点完全增量计算技术。
HTRI.Xjpe是计算套管式换热器的软件。
HTRI.Xtlo是管壳式换热器严格的管子排布软件。
HTRI.Xvib是对换热器管束的单管中由于物流流动导致的振动进行分析的软件。
HTRI.Xfh能够模拟火力加热炉的工作情况。
该软件能够计算圆筒炉及方箱炉的辐射室的性能以及对流段的性能，它还能用API350对工艺加热炉的炉管进行设计，并完成燃烧计算。
在本次培训中，们以HTRI.Xist为主，介绍HTRI的使用。
一、换热器的基础设计知识1. 换热器的分类按作用原理和实现传热的方式可分三大类：即混合式换热器、蓄热式换热器、间壁式换热器，其中间壁式换热器按传热面的形状和结构分类：(1)管壳式：固定管板式、浮头式、填料函式、U 型管式(2)板式：板翅式、平板式、螺旋板式(3)管式：空冷器、套管式、喷淋管式、箱管式(4)液膜式：升降膜式、括板薄膜式、离心薄膜式(5)其他型式：板壳式、热管2.换热器设计标准：中国：GB 151 《管壳式换热器》美国：TEMATEMA—Tubular Exchanger Manufacturers Association (管式交换器制造商协会），TEMA标准就是该协会下属的技术委员会编制的一本关于列管式换热器设计、制造和检验的标准，是目前世界上使用最广泛的列管式换热器标准。
套管式换热器设计计算（中英文版）Title: Tube-shell Heat Exchanger Design CalculationTitle: 套管式换热器设计计算Introduction:A tube-shell heat exchanger is a type of heat exchanger where one fluid flows inside the tubes and the other fluid flows outside the tubes.The design calculation of a tube-shell heat exchanger involves several steps to ensure efficient and effective heat transfer.介绍：套管式换热器是一种热交换器，其中一种流体在管内流动，另一种流体在管外流动。
套管式换热器的设计计算涉及几个步骤，以确保高效有效的热交换。
Step 1: Determine the Heat Transfer RequirementsThe first step in designing a tube-shell heat exchanger is to determine the heat transfer requirements.This involves calculating the amount of heat that needs to be transferred between the two fluids.步骤1：确定热交换需求套管式换热器设计的第一步是确定热交换需求。
这包括计算两种流体之间需要传递的热量。
Step 2: Select the Tube and Shell MaterialsThe next step is to select the materials for the tubes and shells.The materials should be chosen based on their thermal conductivity,mechanical strength, and corrosion resistance.步骤2：选择管和壳的材料下一步是选择管和壳的材料。
1.结构原理套管式换热器以同心套管中的内管作为传热元件的换热器。
两种不同直径的管子套在一起组成同心套管，每一段套管称为"一程"，程的内管(传热管)借U形肘管，而外管用短管依次连接成排，固定于支架上(图中a)。
热量通过内管管壁由一种流体传递给另一种流体。
通常，热流体(A流体)由上部引入，而冷流体(B流体)则由下部引入。
套管中外管的两端与内管用焊接或法兰连接。
内管与U形肘管多用法兰连接，便于传热管的清洗和增减。
每程传热管的有效长度取4~7米。
这种换热器传热面积最高达18平方米，故适用于小容量换热。
当内外管壁温差较大时，可在外管设置U形膨胀节(图中b)或内外管间采用填料函滑动密封(图中c)，以减小温差应力。
管子可用钢、铸铁、铜、钛、陶瓷、玻璃等制成，若选材得当，它可用于腐蚀性介质的换热。
2.优点这种换热器具有若干突出的优点，所以至今仍被广泛用于石油化工等工业部门。
①结构简单，传热面积增减自如。
因为它由标准构件组合而成，安装时无需另外加工。
②传热效能高。
它是一种纯逆流型换热器，同时还可以选取合适的截面尺寸，以提高流体速度，增大两侧流体的传热系数，因此它的传热效果好。
液-液换热时，传热系数为870~1750W/(m·℃)。
这一点特别适合于高压、小流量、低传热系数流体的换热。
套管式换热器的缺点是占地面积大;单位传热面积金属耗量多，约为管壳式换热器的5倍;管接头多，易泄漏;流阻大。
③结构简单，工作适应范围大，传热面积增减方便，两侧流体均可提高流速，使传热面的两侧都可以有较高的传热系数，是单位传热面的金属消耗量大，为增大传热面积、提高传热效果，可在内管外壁加设各种形式的翅片，并在内管中加设刮膜扰动装置，以适应高粘度流体的换热。
④可以根据安装位置任意改变形态，利于安装。
3.缺点①检修、清洗和拆卸都较麻烦，在可拆连接处容易造成泄漏。
②生产中，有较多材料选择受限，由于套管式换热器大多是内管中不允许有焊接，因为焊接会造成受热膨胀开裂，而套管式换热器大多数为了节省空间选择，弯制，盘制成蛇管形态，故有较多特殊的耐腐蚀材料无法正常生产。
