列管式換熱器的結(jié)構(gòu)

1、次刑科我學(xué)就他號(hào)皮物名材哥工程學(xué)憂也工原理錦程被葉想告列管式換熱器設(shè)計(jì)年級(jí):專業(yè):設(shè)計(jì)者姓名:學(xué)號(hào):指導(dǎo)老師:完成日期:設(shè)計(jì)任務(wù)1、設(shè)計(jì)題目：列管式換熱器的設(shè)計(jì)2、設(shè)計(jì)目的：通過對(duì)列管式換熱器的設(shè)計(jì)，達(dá)到讓學(xué)生了解該換熱器的結(jié)構(gòu)特 點(diǎn)，并能根據(jù)工藝要求選擇適當(dāng)?shù)念愋?，同時(shí)還能根據(jù)傳熱的基本原理，選擇流 程，確定換熱器的基本尺寸，計(jì)算傳熱面積以及計(jì)算流體阻力。3、設(shè)計(jì)任務(wù)：某煉油廠用柴油將原油預(yù)熱。柴油和原油的有關(guān)參數(shù)如下表，兩側(cè)的污垢熱 阻均可取xiolk/w,換熱器熱損失忽略不計(jì)，管程的絕對(duì)粗糙度二，要求 兩側(cè)的阻力損失均不超過x105pa。試設(shè)計(jì)一臺(tái)適當(dāng)?shù)牧泄苁綋Q熱器。(y:學(xué)號(hào)后 2位數(shù)

2、字)物料比熱kj/(kg )密度kg/m3導(dǎo)熱系數(shù)卬/血)粘度pa s工作壓力柴油715x103常壓原油815x10-3常壓(1)生產(chǎn)能力和載熱體用量：原油 42000 +200*1 (2) *ykg/h柴油 35000 +150*1 (2) *ykg/h(2)設(shè)備形式 列管式換熱器(3)操作條件原油：入口溫度=70,出口溫度二110c柴油：入口溫度=175,出口溫度工3.設(shè)計(jì)內(nèi)容：(1)設(shè)計(jì)方案的確定及流程說明(2)換熱面積的估算(3)管子尺寸及數(shù)目計(jì)算(4)管子在管板上的排列（5）殼體內(nèi)徑的確定（6）附件設(shè)計(jì)（選型）（7）換熱器校核（包括換熱面積、壓力降等）（8）設(shè)計(jì)結(jié)果概要或設(shè)計(jì)一覽表（

3、9）對(duì)本設(shè)計(jì)的評(píng)述或有關(guān)問題的分析討論（1）設(shè)計(jì)列管式換熱器時(shí)，通常都應(yīng)選用標(biāo)準(zhǔn)型號(hào)的換熱器，為什么（2）為什么在化工廠使用列管式換熱最廣泛（3）在列管式換熱器中，殼程有擋板和沒有擋板時(shí)，其對(duì)流傳熱系數(shù)的計(jì)算方法有何不同（4）說明列管式換熱器的選型計(jì)算步驟（5）在換熱過程中，冷卻劑的進(jìn)出口溫度是按什么原則確定的（6）說明常用換熱管的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)格（批管徑和管長）。（7）列管式換熱器中，兩流體的流動(dòng)方向是如何確定的比較其優(yōu)缺點(diǎn)（10）參考文獻(xiàn)圖紙要求：用a3圖紙繪制換熱器一張：一主視圖，一剖面圖，兩個(gè)局部放大圖。成績依據(jù)：設(shè)計(jì)說明書（參考工作態(tài)度）目錄第一章文獻(xiàn)綜述第一節(jié)概述一、換熱器的概念二、換熱器

4、的分類三、列管式換熱器的標(biāo)準(zhǔn)簡介四、列管式換熱器選型的工藝計(jì)算步驟五、換熱器設(shè)備應(yīng)滿足的基本要求, 第二節(jié) 列管式換熱器結(jié)構(gòu)及基本參數(shù) 一、管束及殼程分程二、傳熱管三、管的排列及管心距四、折流板和支撐板五、旁路擋板和防沖擋板六、其他主要附件七、列管式換熱器結(jié)構(gòu)基本參數(shù)第三節(jié)設(shè)計(jì)計(jì)算的參數(shù)選擇一、冷卻劑和加熱劑的選擇二、冷熱流體通道的選擇三、流速的選擇四、流向的選擇第二章列管式換熱器的設(shè)計(jì)計(jì)算第一節(jié)換熱面積的估算一、計(jì)算熱負(fù)荷二、估算傳熱面積第二節(jié) 換熱器及主要附件的試選一、試選管型號(hào)二、換熱器結(jié)構(gòu)一些基本參數(shù)的選擇第三節(jié)換熱器校核一、核算總傳熱系數(shù)二、核算壓強(qiáng)降第四節(jié)設(shè)計(jì)結(jié)果一覽表第三章設(shè)計(jì)總

5、結(jié)、感想及有關(guān)問題分析討論參考文獻(xiàn)第一章 第一節(jié)文獻(xiàn)綜述概述一、換熱器的概念換熱器（英語翻譯：heat exchanger）,是將熱流體的部分熱量給冷流體,使流體溫度達(dá)到工藝流程規(guī)定的指標(biāo)的熱量交換設(shè)備，乂稱熱交換器。二、換熱器的分類根據(jù)列管式換熱器的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，主要分為以下四種。以下根據(jù)本次的設(shè)計(jì)要 求，介紹幾種常見的列管式換熱器。（1） 固定管板式換熱器這類換熱器如圖1t所示。固定管辦事?lián)Q熱器的兩端和殼體連為一體，管子 則固定于管板上，它的結(jié)余構(gòu)簡單；在相同的殼體直徑內(nèi)，排管最多，比較緊湊; 由于這種結(jié)構(gòu)式殼測清洗困難，所以殼程宜用于不易結(jié)垢和清潔的流體。當(dāng)管束和殼體之間的溫差太大而產(chǎn)生不同

6、的熱膨脹時(shí)，用使用管子于管板的接口脫開,從而發(fā)生介質(zhì)的泄漏。b流體a流體圖固定管板式換熱器（2） u型管換熱器u型管換熱器結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是只有一塊管板，換熱管為u型，管子的兩端固定在 同一塊管板上，其管程至少為兩程。管束可以自由伸縮，當(dāng)殼體與u型環(huán)熱管由 溫差時(shí)，不會(huì)產(chǎn)生溫差應(yīng)力。u型管式換熱器（見圖1-2）的優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡單，只 有一塊管板，密封面少，運(yùn)行可靠；管束可以抽出，管間清洗方便。其缺點(diǎn)是管 內(nèi)清洗困難；喲由于管子需要一定的彎曲半徑，故管板的利用率較低；管束最內(nèi) 程管間距大，殼程易短路；內(nèi)程管子壞了不能更換，因而報(bào)廢率較高。此外，其 造價(jià)比管定管板式高10與左右。圖1-2u型管式換熱器（3）

7、 浮頭式換熱器浮頭式換熱器的結(jié)構(gòu)如下圖3所示。其結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是兩端管板之一不與外科 固定連接，可在殼體內(nèi)沿軸向自由伸縮，該端稱為浮頭。浮頭式換熱器的優(yōu)點(diǎn)是 黨環(huán)熱管與殼體間有溫差存在，殼體或環(huán)熱管膨脹時(shí)，互不約束，不會(huì)產(chǎn)生溫差 應(yīng)力；管束可以從殼體內(nèi)抽搐，便與管內(nèi)管間的清洗。其缺點(diǎn)是結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，用 材量大，造價(jià)高；浮頭蓋與浮動(dòng)管板間若密封不嚴(yán)，易發(fā)生泄漏，造成兩種介質(zhì) 的混合。1-殼蓋；2-固定管板；3-隔板；4-浮頭鉤圈法蘭；5-浮動(dòng)管板；6-斧頭蓋 圖1-3 浮頭式換熱器（4） 填料函式換熱器其特點(diǎn)是管板只有一端與殼體固定連接，另一端采用填料函密封。管束 可以自由伸縮，不會(huì)產(chǎn)生因殼壁與管壁溫差

8、而引起的溫差應(yīng)力。填料函式換熱器 的優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)較浮頭式換熱器簡單，制造方便，耗材少，造價(jià)也比浮頭式的低； 管束可以從殼體內(nèi)抽出，管內(nèi)管間均能進(jìn)行清洗，維修方便。其缺點(diǎn)是填料函乃 嚴(yán)不高，殼程介質(zhì)可能通過填料函外樓，對(duì)于易燃、易爆、有度和貴重的介質(zhì)不 適用。三、列管式換熱器的標(biāo)準(zhǔn)簡介列管式換熱器的設(shè)計(jì)、制造、檢驗(yàn)與驗(yàn)收必須遵循中華人民共和國國家標(biāo)準(zhǔn) “鋼制管殼式（即列管式）換熱器”（gb 151）執(zhí)行。按該標(biāo)準(zhǔn)，換熱器的公稱直徑做如下規(guī)定：卷制圓筒，以圓筒內(nèi)徑作為換熱 器公稱直徑，mm；鋼管制圓筒，以鋼管外徑作為換熱器的公稱直徑，mm。換熱器的傳熱面積：計(jì)算傳熱面積，是以傳熱管外徑為基準(zhǔn)，扣除伸

9、入管板 內(nèi)的換熱管長度后，計(jì)算所得到的管束外表面積的總和（m2）。公稱傳熱面積， 指經(jīng)圓整后的計(jì)算傳熱面積。換熱器的公稱長度：以傳熱管長度（m）作為換熱器的公稱長度。傳熱管為直 管時(shí)，取直管長度；傳熱管為u型管時(shí)，取u管的直管段長度。該標(biāo)準(zhǔn)還將列管式換熱器的主要組合部件分為前端管箱、殼體和后端結(jié) 構(gòu)（包括管束）三部分，詳細(xì)分類及代號(hào)見文獻(xiàn)3, 5k該標(biāo)準(zhǔn)將換熱器分為i、【i兩級(jí)，i級(jí)換熱器采用較高級(jí)冷拔傳熱管，適用于 無相變傳熱和易產(chǎn)生振動(dòng)的場合。h級(jí)換熱器采用普通級(jí)冷拔傳熱管，適用于再 沸、冷凝和無振動(dòng)的一般場合。列管式換熱器型號(hào)的表示方法如下：plnnxxxdna-/ （或）p、dm ,1

10、、1）第一個(gè)字母代表前端管箱形式2第二個(gè)字母代表殼體形式3）第三個(gè)字母代表后端結(jié)構(gòu)形式2、 公稱直徑（mm）對(duì)于釜式重沸器用分?jǐn)?shù)表示，分子為管箱內(nèi)直徑，分 母為圓筒內(nèi)直徑3、 管/殼程設(shè)計(jì)壓力（mpa）。壓力相等時(shí)只寫pt4、 公稱換熱面積（后）5、 當(dāng)采用al, cu, ti換熱管時(shí)，應(yīng)在ln/d后面加材料瓊等號(hào)，如ln/d cu6、7、ln公稱長度，m換熱管外經(jīng)mm管/殼程數(shù)。單殼程時(shí)只寫nti一一i級(jí)（換熱器）管束采用較高級(jí)冷拔換熱管，適用于無相變傳熱和易產(chǎn)生振動(dòng)場合ii-ii級(jí)（換熱器）管束采用普通級(jí)冷拔換熱管，適用于受沸、冷凝傳熱和無振動(dòng)一般場合四、列管式換熱器選型的工藝計(jì)算步驟1、

11、計(jì)算熱負(fù)荷（不考慮熱損失），由熱量守恒可計(jì)算柴油出口溫度t22、計(jì)算逆流平均溫差3確定流體走向4、換熱面積估算a估=q/（k估x atm逆）取換熱管的規(guī)格為25義碳素鋼管6m） o估算單管程的管子根數(shù)iv-口巾紫汕兀 、 3600 xp柴汕乂丁叫根據(jù)傳熱面積a估計(jì)算管子的長度l,5、管程數(shù)nt的確定由于l數(shù)值太大，換熱器不可使用單管程的形式，必須用多管程。我們選 擇管程的長度為6m,則nt = l /6 （管程數(shù)通常選擇偶數(shù)）r=(ti-t2)/(t2-ti)根據(jù)r, s的值，查化工原理教材中圖6-55（a）,得溫度校正系數(shù)6a tm= 6 tm 逆6、求實(shí)際換熱面積a實(shí)際換熱管數(shù)為n=nxn

12、t=a 實(shí)際二lx （冗 xdo） x n xnt7、選擇換熱器殼體尺寸選擇換熱管為三角形排列，換熱管的中心距t=32mmonc-vn最外層換熱管中心線距殼體內(nèi)壁距離：b=（1一do殼體內(nèi)徑：d= t （ nc - 1 ） + 2b*圓整后，換熱器殼體圓筒內(nèi)徑為d=550mm,殼體體的標(biāo)記：筒體dn5506=8l = 5910。筒體材料選擇為q235-a，單位長度的筒體重110kg/m,殼體總重為110* 。（波形膨脹節(jié)的軸向長度為）8、確定折流擋板形狀和尺寸9、波形膨脹節(jié)10、傳熱系數(shù)k的計(jì)算11、壓強(qiáng)降的計(jì)算厚度選擇8mmo長度定為5996mm。 殼五：列管式換熱器應(yīng)滿足的基本要求（1）合

13、理地實(shí)現(xiàn)所規(guī)定的工藝條件傳熱量、流體的熱力學(xué)參數(shù)（溫度、壓力、流量、相態(tài)等）與物理化學(xué)性質(zhì) （密度、粘度、腐蝕性等）是工藝過程所規(guī)定的條件。設(shè)計(jì)者應(yīng)根據(jù)這些條件進(jìn) 行熱力學(xué)和流體力學(xué)的計(jì)算，經(jīng)過反復(fù)比較，使所設(shè)計(jì)的換熱器具有盡可能小的 傳熱面積，在單位時(shí)間內(nèi)傳遞盡可能多的熱量。其具體做法如下。大傳熱系數(shù)。在綜合考慮流體阻力及不發(fā)生流體誘發(fā)振動(dòng)的前提下，盡量 選擇高的流速。提高平均溫差。對(duì)于無相變的流體，盡量采用接近逆流的傳熱方式。因?yàn)?這樣不僅可提高平均溫差，還有助于減少結(jié)構(gòu)中的溫差應(yīng)力。在允許的條件時(shí), 可提高熱流體的進(jìn)口溫度或降低冷流體的進(jìn)口溫度。妥善布置傳熱面。例如在管殼式換熱器中，采用

14、合適的管間距或排列方式, 不僅可以加大單位空間內(nèi)的傳熱面積，還可以改善流體的流動(dòng)特性。錯(cuò)列管束的 傳熱方式比并列管束的好。如果換熱器中的一側(cè)有相變，另一側(cè)流體為氣相，可 在氣相一側(cè)的傳熱面上加翅片以增大傳熱面積，更有利于熱量的傳遞。（2）安全可靠換熱器是壓力容器，在進(jìn)行強(qiáng)度、剛度、溫差應(yīng)力以及疲勞壽命計(jì)算時(shí)，應(yīng) 遵照我國鋼制石油化工壓力容器設(shè)計(jì)規(guī)定與鋼制管殼式換熱器設(shè)計(jì)規(guī)定 等有關(guān)規(guī)定與標(biāo)準(zhǔn)。這對(duì)保證設(shè)備的安全可靠起著重要的作用。（3）有利于安裝、操作與維修直立設(shè)備的安裝費(fèi)往往低于水平或傾斜的設(shè)備。設(shè)備與部件應(yīng)便于運(yùn)輸與裝 拆，在廠房移動(dòng)時(shí)不會(huì)受到樓梯、梁、柱的妨礙，根據(jù)需要可添置氣、液排放口

15、， 檢查孔與敷設(shè)保溫層。（4）經(jīng)濟(jì)合理評(píng)價(jià)換熱器的最終指標(biāo)是：在一定的時(shí)間內(nèi)（通常為1年）固定費(fèi)用（設(shè)備 的購置費(fèi)、安裝費(fèi)等）與操作費(fèi)（動(dòng)力費(fèi)、清洗費(fèi)、維修費(fèi)等）的總和為最小。 在設(shè)計(jì)或選型時(shí)，如果有幾種換熱器都能完成生產(chǎn)任務(wù)的需要，這一指標(biāo)尤為重 要。動(dòng)力消耗與流速的平方成正比，而流速的提高乂有利于傳熱，因此存在一最 適宜的流速。傳熱面上垢層的產(chǎn)生和增厚，使傳熱系數(shù)不斷降低，傳熱量隨之而減少，故 有必要停止操作進(jìn)行清洗。在清洗時(shí)不僅無法傳遞熱量，還要支付清洗費(fèi)，這部 分費(fèi)用必須從清洗后傳熱條件的改善得到補(bǔ)償，因此存在一最適宜的運(yùn)行周期。嚴(yán)格地講，如果孤立地僅從換熱器本身來進(jìn)行經(jīng)濟(jì)核算以確定適

16、宜的操作條 件與適宜的尺寸是不夠全面的，應(yīng)以整個(gè)系統(tǒng)中全部設(shè)備為對(duì)象進(jìn)行經(jīng)濟(jì)核算或 設(shè)備的優(yōu)化。但要解決這樣的問題難度很大，當(dāng)影響換熱器的各項(xiàng)因素改變后對(duì)整個(gè)系統(tǒng)的效益關(guān)系影響不大時(shí)，按照上述觀點(diǎn)單獨(dú)地對(duì)換熱器進(jìn)行經(jīng)濟(jì)核算仍 然是可行的。第二節(jié)：列管式換熱器結(jié)構(gòu)及基本參數(shù)管束及殼程分程1、管束分程：為了解決管束增加引起管內(nèi)流速及傳熱系數(shù)降低的問題即將管 束分程。在換熱器的一端或兩端的管箱中安置一定數(shù)量的隔板，一般每程中管束 大致相等。注意溫差較大的流體應(yīng)避免緊鄰，以免引起較大的溫差應(yīng)力。管程分程的方案參見圖1.從制造、安裝、操作的角度考慮，偶數(shù)管程有更多 的方便之處，因此用得最多。但程數(shù)不宜太

17、多，否則隔板本身占去相當(dāng)大的布管 用的面積，且在管程中形成旁路，影響傳熱。圖2-1平行的與t形的管束分程圖2、殼程分程：殼程分程的型式見圖2, e型最為普通，為單殼程。f型與g 型均為雙殼程，它們的不同之處在于殼側(cè)流體進(jìn)出口位置不同。g型殼體乂稱為 分流殼體。當(dāng)它用作水平的熱虹吸式再沸器時(shí)，殼程中的縱向隔板起著防止輕組 分的閃蒸與增強(qiáng)混合的作用。h型和g型相似，只是進(jìn)出口接管與縱向隔板均多 一倍，故稱之為雙分流殼體。g型與h型均可用于以壓力降作為可控制因素的換熱器中?？紤]到制造上的困難，一般的換熱器殼程數(shù)很少超過2倍。 e型(b) f型g型(d) h型圖2-2換熱器的殼程形式二、傳熱管傳熱管直

18、徑越小，換熱器單位體積的傳熱面積越大。因此，對(duì)于潔凈的流體, 管徑可取小些。但對(duì)于不潔凈活易結(jié)垢的流體，管徑應(yīng)取的大些，以免堵塞。此 外，小直徑的管子可以承受更大的壓力，而且管壁較薄；對(duì)于相同的殼徑，可排 列較多的管子。因此選擇小直徑的管子單位體積所提供的傳熱面積更大，設(shè)備更 緊湊，但管徑小，流動(dòng)阻力大，機(jī)械清洗困難，設(shè)計(jì)時(shí)可根據(jù)具體情況選擇適當(dāng) 的管徑?？紤]到制造和維修的方便，加熱管的規(guī)格不宜過多。目前我國試行的系 列標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定采用625x和6 19x2兩種規(guī)格，對(duì)一般流體是適應(yīng)的。此外，還有 657x的無縫鋼管和4)25x2的耐酸不銹鋼管。按選定的管徑和流速確定管子數(shù)目，再根據(jù)所需傳熱面積，

19、求得管子長度。 實(shí)際所取管長應(yīng)根據(jù)出廠的鋼管長度合理截用。我國生產(chǎn)的鋼管長度多為6m、 9m,故系列標(biāo)準(zhǔn)中管長有,2, 3, , 6,和9m六種，其中以3m和6m更為普遍。同時(shí), 管子的長度又應(yīng)與管徑相適應(yīng)，一般管長與管徑之比，即l/d約為46。三、管的排列及管心距1、管的排列：換熱管管板上的排列方式有正方形直列、正方形錯(cuò)列、三角形 直列、三角形錯(cuò)列和同心圓排列，如圖2-3所示。(a)正方形直列(b)正方形用列(。二角形直列(d)二角形錯(cuò)列(e)同心圓持列圖2-3傳熱管的排列方式正三角形排列使用最普遍這是因?yàn)樵谕还馨迳峡梢耘帕休^多的管子，且管 外傳熱系數(shù)較高，但管外不易機(jī)械清洗。適用于殼程流

20、體較清潔、不需經(jīng)常清洗 管壁的情況。正方形排列的傳熱管數(shù)雖然較正三角形排列得少，傳熱系數(shù)也較低，但便于 管外表面進(jìn)行機(jī)械清洗。當(dāng)管子外表面需用機(jī)械清洗時(shí)，采用正方形排列。為了 提高管外傳熱系數(shù)，且乂便于清洗管外壁面，往往采用正方形錯(cuò)列。同心圓形排列管子緊湊，且靠近殼體處布管均勻，在小直徑的換熱器中，管 板上可排的管數(shù)比正三角形還多，這種排列法僅用于空分設(shè)備上。此外，對(duì)于多程列管式換熱器，常采用組合排列的方法，如每一程內(nèi)采用三 角形排列，而在各程之間，為了便于安排隔板，則采用正方形排列方法4o在此項(xiàng)目設(shè)計(jì)中選擇換熱管的規(guī)格為625x碳鋼管，管子成正三角形排列。2、管心距：管板上兩管子中心距離t稱

21、作管間距。管間距取決于管板的強(qiáng)度、 清洗管子外表面時(shí)所需的空隙，管子在管板上的固定方法等。當(dāng)管子采用焊接方 法固定時(shí)，相鄰兩根管的焊接太近，會(huì)相互受到影響，使焊接質(zhì)量不易保證，一 般取廿(do為管子外徑)。當(dāng)管子采用膨脹固定時(shí)，過小的管間距會(huì)造成管板在 脹接時(shí)由于擠壓力的作用發(fā)生變形，失去管子與管板之間的連接力，故一般采用 t= () do。常用的do與t的對(duì)比關(guān)系見表3。表3 管殼式換熱器do與t的關(guān)系換熱器外徑1014192532384557do/mm換熱器中心距14192532404857721/mm四、折流板和支撐板列管式換熱器的殼程流體流通面積比管程流通截面積大，在殼程流體屬對(duì) 流傳

22、熱條件時(shí)，為增大殼程流體的流速，加強(qiáng)其湍動(dòng)程度，提高殼程給熱系 數(shù)，需設(shè)置折流板。折流板有橫向折流板和縱向折流板兩類，單殼程的換熱器僅需設(shè)置橫向折流 板，多殼程換熱器不但需要設(shè)置橫向折流板，而且需要設(shè)置縱向折流板將換熱器 分為多殼程結(jié)構(gòu)。對(duì)于多殼程換熱器，設(shè)置縱向折流板的目的不僅在于提高殼程 流體的流速，而且是為了實(shí)現(xiàn)多殼程結(jié)構(gòu)，減小多管程結(jié)構(gòu)造成的溫差損失。橫向折流板同時(shí)兼有支承傳熱管，防止產(chǎn)生振動(dòng)的作用。其常用的型式有弓 形折流板和圓盤-圓環(huán)形折流板。弓形折流板結(jié)構(gòu)簡單，性能優(yōu)良，在實(shí)際設(shè) 計(jì) 中最為常用。弓形折流板切去的圓缺高度一般是殼體內(nèi)徑的10%s40國,常用值為20%-25%o 折

23、流板間距，在阻力允許的條件下盡可能小，允許的折流板最小間距為 殼體內(nèi)徑的20%或50 mm （取兩者中的較大值）。折流板間距一般不能大于殼體 內(nèi)徑，否則會(huì)使殼程流體不是垂直流過管束，致使殼程給熱系數(shù)有所下降。臥式換熱器弓形折流板的圓缺面可以水平或垂直裝配，如圖2-10和圖2-11 所示。水平裝配，可造成流體的強(qiáng)烈擾動(dòng)，傳熱效果好，一般無相變傳熱均采用 這種排列方法。垂直裝配主要用于臥式冷凝器、再沸器或流體中帶有固體顆粒的 場合，以有利于冷凝器中的不凝氣和冷凝液的排放。圖2“0弓形折流板（水平圓缺）圖2-11弓形折流板（乖直同缺）具有橫向折流板的換熱器不需另設(shè)支承板，但當(dāng)工藝上無安裝折流板的要求

24、 時(shí)，則應(yīng)考慮設(shè)置一定數(shù)量的支承板，以防止因傳熱管過長而變形或發(fā)生振動(dòng)。 一般支承板為弓形，其圓形缺口高度一般是殼體內(nèi)徑的40%-45%0支承板的 最大間距與管子直徑和管壁溫度有關(guān)，也不得大于傳熱管的最大無支撐跨距（見表 2-5) o表2-5最大無支撐跨距/1nm換熱器外徑/d。1014192532384557最大無支撐跨距8001112223100500900200500800200五、旁路擋板和防沖擋板1、旁路擋板旁路擋板也稱密封條，是化工生產(chǎn)中換熱器設(shè)備的內(nèi)件之一。它主要是為了 防止由殼體和管束之間的旁流（c流路）。旁路擋板沿著殼體嵌入到已銃好凹槽 的折流板內(nèi)，與折流板焊接牢固。它一般是

25、成對(duì)設(shè)置的，一般只設(shè)置一對(duì)。它的 厚度可取折流板相同的厚度。旁路擋板的數(shù)量推薦如下：公稱直徑w500mm時(shí)，一對(duì)擋板；500mmdnc 1000mm 時(shí)，兩對(duì)擋板；dn21000時(shí)，不少于三對(duì)擋板。防沖擋板蒸汽人口 |2、 防沖擋板在殼程進(jìn)口接管處裝有防沖擋板，可防止進(jìn)口流體直接沖擊管束而造成管子的侵蝕管束振動(dòng)，還有使流體沿管束均勻分布的作用。一般當(dāng)殼程介質(zhì)為氣體和蒸汽時(shí)，應(yīng)設(shè)置防沖擋板。對(duì)于液體物料，則以其 密度和入口管內(nèi)流速平方的乘積來確定是否設(shè)置防沖擋板。非腐蝕性和非磨蝕性 物料當(dāng)其值大于2230,應(yīng)設(shè)置防沖擋板。一半液體，大于740時(shí)則需設(shè)置防沖 擋板。六、其他主要附件其它主要附件包括

26、封頭、接管、導(dǎo)流筒、拉桿、定距管。滑道、膨脹節(jié)、法 蘭、墊片以及支座等。通常由工藝計(jì)算選取 標(biāo)準(zhǔn)換熱器后，其具體尺寸（包括 接管、法蘭等尺寸一）可由標(biāo)準(zhǔn)圖紙查取。值得一提的是，在選取標(biāo)準(zhǔn)換熱器時(shí)， 需注意接管的尺寸應(yīng)與輸送該流體的管道尺寸保持一致。七、列管式換熱器結(jié)構(gòu)基本參數(shù)1、固定管板式換熱器標(biāo)準(zhǔn)系列jb/t 4715-92標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定了固定管板式列管換熱器的型式、基本參數(shù)、列 管排列形式、折流板的型式和拉桿及定矩管的規(guī)格及數(shù)量等。其基本參數(shù)包括以 下各項(xiàng)。（1）公稱直徑dn鋼管制圓筒：159, 219, 273, 325mm卷制圓筒:400, 450, 500, 600, 700, 800,

27、 900, 1000, （1100）, 1200, （1300）, 1400, （1500）, 1600, （1700）, 1800mm（2）公稱壓力pn，（3）換熱管長度l1500, 2000, 3000, 4500, 6000, 9000mm（4）換熱管規(guī)格及排列形式（表1-8）表1-8換熱器規(guī)格及排列形式換熱管外徑x壁厚（dx 6 ） /mm 排列形式管間距碳素鋼、低合金鋼不休耐酸鋼25 x25x2正三角形3219x219x225(5)折流板間距(表1-9)表1-9 折流板(支承板)間距公稱直徑dn/mm管長/mm折流板間距/mm=500=300010020030045060045006

28、000600800150060002502003004506009001300=6000200300450600750090007501400160060003004506007507500900017001800600090004506007502、浮頭式列管換熱器浮頭式列管換熱器標(biāo)準(zhǔn)系列jb/t 4714-92中的主要參數(shù)為：公稱直徑dn導(dǎo)流筒換熱器鋼管制圓筒：325, 426mm卷制圓筒：400, 500, 600, 700, 800, 900, 1000, (1100), 1200, (1300), 1400, (1500), 1600, (1700), 1800mm外導(dǎo)流筒換熱器卷制

29、圓筒：500,600,7卷，800,900,1000mm冷凝器鋼管制圓筒：426mm冷凝器卷制圓筒：400, 500, 600, 700, 800, 900, 1000, (1100), 1200,（1300）, 1400, （1500）, 1600, （1700）, 1800mm（2）公稱壓力pn換熱器：，冷凝器：，一（3）換熱管換熱管種類：光管和螺紋管換熱換長度l： 3, 6, 9m換熱管規(guī)格和排列形式（見表1-10）表1-10換熱器規(guī)格和排列形式換熱管外徑x壁厚（dx 8 ） /mm排列形式管間距/mm碳素鋼、低合金鋼不休耐酸鋼19x219x2正三角形2525 x25x232（4）折流板

30、間距s （見表11）由 于 jb/t 4715-92 和 jb/t 4714-92 是在 gb 150-1998、gb 151-1999以及勞動(dòng)部壓力容器安全技術(shù)檢測規(guī)程頒布之前編寫的，所 以在選用該標(biāo)準(zhǔn)系列時(shí)應(yīng)按規(guī)程及gb 150、gb 151對(duì)技術(shù)特性等要求進(jìn)行補(bǔ) 充。表1t1折流板（支承板）間距l(xiāng)/mdn/ms/m3=70010015020030鹽水0c15c用于低溫冷卻氨蒸汽低于一15c用于冷凍工業(yè)除低溫及冷凍外，冷卻劑應(yīng)優(yōu)先選用水。水的初溫由氣候條件決定，關(guān)于水 的出口溫度及流速的確定，提出下面幾點(diǎn)供參考：（1）水與被冷卻流體之間一般應(yīng)有5 c35 c的溫度差；（2）水出口溫度一般不

31、超過4 0 c-50 c,在此溫度以上溶解于水中的 無機(jī)鹽將會(huì)析出，在壁面上形成污垢。表3-2 常用的加熱劑加熱劑名稱溫度范圍飽和水蒸汽100即可達(dá)到湍流； 但這不是絕對(duì)的，如流動(dòng)阻力損失允許,將這種液體通入管內(nèi)并采用多管程結(jié)構(gòu), 反而能得到更高的給熱系數(shù)。三、流速的選擇換熱器內(nèi)液體速度大小必須通過經(jīng)濟(jì)核算進(jìn)行選擇。因?yàn)榱魉僭黾?，給熱系數(shù) 增大，同時(shí)亦減少了污垢在管子表面沉積的可能性，降低了垢層的熱阻，從而使 傳熱系數(shù)k值提高，所需傳熱面積減小，設(shè)備投資費(fèi)也減少。但隨著流速的增加, 液體阻力也相應(yīng)增加，動(dòng)力消耗增大，使操作費(fèi)增加。因此，選擇適宜的流速是 十分重要的，一般應(yīng)盡可能使管程內(nèi)流體的104 (同時(shí)也要注意其他方面 的合理性)；粘度高的流體常按層流設(shè)計(jì)。根據(jù)經(jīng)驗(yàn)，在表2-12、表2t3中列 出了 一些工業(yè)上常用流速的范圍，以供參考。表3-3列管式換熱器內(nèi)常用的流速范圍液體種類流速/m/s管程殼程一般液體3易結(jié)垢液體1氣體530315表3-4不同黏度液體的流速（以普通鋼壁為例）液體黏度/最大流速/m/s液體黏度/最大流速/m/s150010035150050035、150010015% a需要63. 48傳熱面積裕度合適，該換熱器能夠完成任務(wù)。二、壓強(qiáng)降的計(jì)算1.管程壓強(qiáng)降已知管程直管的絕對(duì)粗糙度二，則/小二20二，雷諾準(zhǔn)數(shù)- k/w 4、總傳熱系數(shù)ko取管壁