換熱器設(shè)計(jì)指南

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換熱器設(shè)計(jì)指南

1總則

1.1目的

為規(guī)范本公司工藝設(shè)計(jì)人員設(shè)計(jì)管殼式換熱器及校核管殼式換熱器而編制。1.2范圍

1.2.1本規(guī)定規(guī)定了管殼式換熱器的選型、設(shè)計(jì)、校核及材料選擇。1.2.2本規(guī)定適用于本公司所有的管殼式換熱器。1.3規(guī)范性引用文件

以下文件中的條款通過本規(guī)定的引用而成為本規(guī)定的條款，凡注日期的應(yīng)用文件，其隨后所有的修改單或修改版均不適用本規(guī)定。凡不注日期或修改號(hào)（版次）的引用文件，其最新版本適用于本規(guī)定。

GB150-1999鋼制壓力容器GB151-1999管殼式換熱器HTRI設(shè)計(jì)手冊(cè)

Shell&tubeheatexchangers——JGC

石油化工設(shè)計(jì)手冊(cè)第3卷——化學(xué)工業(yè)出版社（2023）換熱器設(shè)計(jì)手冊(cè)——中國石化出版社（2023）換熱器設(shè)計(jì)手冊(cè)——化學(xué)工業(yè)出版社（2023）

ShellandTubeHeatExchangersTechnicalSpecification——SHESLL(2023)SHELLANDTUBEHEATEXCHANGERS——BP(1997)

ShellandTubeExchangerDesignandSelection——CHEVRONCOP.(1989)HEATEXCHANGERS——FLUORDANIEL(1994)ShellandTubeHeatExchangers——TOTAL（2023）管殼式換熱器工程規(guī)定——SEI（2023）

2設(shè)計(jì)基礎(chǔ)

2.1傳熱過程名詞定義

2.1.1無相變過程

加熱：用工藝流體或其他熱流體加熱另一工藝流體的過程。冷卻：用工藝流體、冷卻水或空氣等冷劑冷卻另一工藝流體的過程。換熱：用工藝流體加熱或冷卻另外一股工藝流體的過程。2.1.2沸騰過程

在傳熱過程中存在著相的變化—液體加熱沸騰后一部分變?yōu)槠唷４藭r(shí)除顯熱傳遞外，還有潛熱的傳遞。

池沸過程：用工藝流體、水蒸汽或其他熱流體加熱汽化大容積設(shè)備中的工藝流體過程。

滾動(dòng)沸騰：用工藝流體、水蒸汽或其他熱流體加熱汽化狹窄流道中的工藝流體過程。2.1.3冷凝過程

部分或全部流體被冷凝為液相,熱流體的顯熱和潛熱被冷流體帶走，這一相變過程叫冷凝過程。

純蒸汽或混合蒸汽冷凝：用工藝流體、冷卻水或空氣，全部或部分冷凝另一工藝流體。

有不凝氣的冷凝：用工藝流體、冷卻水或空氣，部分冷凝工藝流體和同時(shí)冷卻不凝性氣體。

2.2換熱器的術(shù)語及分類

2.2.1術(shù)語及定義

換熱器裝置：為某個(gè)可能包括可替換操作條件的特定作業(yè)的一個(gè)或多個(gè)換熱器；位號(hào)：設(shè)計(jì)人員對(duì)某一換熱器單元的識(shí)別名；有效表面：進(jìn)行熱交換的管子外表面積；

管程：介質(zhì)流經(jīng)換熱管內(nèi)的通道及與其相貫穿部分；殼程：介質(zhì)流經(jīng)換熱管外的通道及與其相貫穿部分；管程數(shù)：介質(zhì)沿?fù)Q熱管長度方向往、返的次數(shù)；殼程數(shù)：介質(zhì)在殼程內(nèi)沿殼體軸向往、返的次數(shù)；

公稱長度：以換熱管的長度作為換熱器的公稱長度，換熱管為直管時(shí)，取直管長度，換熱管為U形管時(shí)取U形管直管段的長度；

計(jì)算換熱面積：以換熱管外徑為基準(zhǔn)，扣除伸入管板內(nèi)的換熱管長度后，計(jì)算得到的管束外表面積，對(duì)于U形管式換熱器，一般不包括U形彎管段的面積；公稱換熱面積：經(jīng)圓整后的計(jì)算換熱面積；

2.2.2換熱器分類

根據(jù)不同的分類方法定義換熱器類型如表2-1所示。

表2-1換熱器類型

換熱器的分類換熱器名稱預(yù)熱器加熱器過熱器按用途分（3）蒸發(fā)器再沸器冷卻器冷凝器深冷器冷卻冷凝器等管殼式換熱器套管式換熱器螺旋板式換熱器板翅式換熱器板式換熱器夾套式換熱器空冷器等按結(jié)構(gòu)型式分(3)

2.3換熱器的選擇原則

根據(jù)工藝條件，采用圖2-1進(jìn)行初步的換熱器選型。

圖2-1換熱器型式初選圖

注：本圖及其它圖中的壓力均指絕壓

2.4工藝設(shè)計(jì)程序

2.4.1設(shè)計(jì)輸入?工藝條件

管殼式換熱器設(shè)計(jì)所需數(shù)據(jù)，如流量、溫度、壓力等，需要從如下文件獲得：——PFD，包括質(zhì)量、熱量平衡；基本的工程設(shè)計(jì)參數(shù)；——PID及總圖；設(shè)備數(shù)據(jù)表；——選材及管材。