《HTRIxchanger培训》由会员分享，可在线阅读，更多相关《HTRIxchanger培训（98页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、 HTRI Xchanger Suite 3 0 用户使用手册用户使用手册 Shell and Tube Exchanger Air Cooler 编制单位 洛阳石油化工工程公司编制单位 洛阳石油化工工程公司 编编 制 邓方义制 邓方义 校校 审 审 1 当用户打开一个 HTRI 输入数据文件或者新建一个 HTRI 输入数据文件时 出现 在屏幕上的是 Input Summary 这个简要输入界面只包括工艺条件和几何参数的一部 分数据 不包括冷热流体的物性数据部分 因此 将 Input Summary 输入完成后还不 能进行计算 必须完成冷 热流体物性数据的输入 才能进行工况计算 在输入过程 中
2、 带红框的输入项是必需的 如果没有数据 是不能进行工况计算的 下面按照每 类数据对各输入项详细加以介绍 Case Mode 计算类型 计算类型 HTRI Xchanger Suite 软件包中的管壳式换热器 Shell and Tube Exchanger 部分 具有三种计算功能 分别为 Rating 核算 Simulation 模拟 和 Design 设计 缺省的计算类型为核算模式 核算是对给定几何参数的换热器 根据提供的工艺条件确定换热器负荷 模拟是对给定几何条件的换热器 在较少的工艺条件下 计算换热器的性能 其 最终结果是换热器所能达到的最大热负荷 核算与模拟的唯一差别在于提供的工艺条
3、件不同 对核算模式需提供足够的工艺条件 以确定换热器负荷 对模拟模式程序计 算换热器性能 得出换热器所能达到的最大负荷 设计模式有两个独立的选项 Classic 经典 和 Grid 网格 设计 在经典设计 中程序采用最少串联和并联台数且面积最小的换热器来满足给定的工艺 物性和几何 参数等的限制条件 工艺限制必须包括热负荷 直接给定或可以从其它条件中计算出 来 也可以包括压力降和速度限制等 必需的最小几何参数是管长 管心距 管子排 列方式 管径和管壁厚 对网格设计有更多选项来控制设计过程 用户可以规定一些 关键参数的范围来对设计过程进行考核 设计过程完成后 程序给出满足工艺限制的 最小换热器 可
4、调参数包括 壳径 折流板间距 管程数 管长 管心距与管外径的 比值 管径 壳体类型和折流板类型 Geometry 几何参数 几何参数 当用户选择几何参数时 出现此部分的简要输入 对简要输入不作说明 参见以 下各输入项的详细介绍 Geometry shell 壳程部分 壳程部分 TEMA Type TEMA 类型 类型 分别指定前端头盖 管箱 壳体和后端头盖型式 前端头盖型式有 A B C D 和 N 壳体型式分为 E F G H J K 和 X 后端 头盖型式有 L M N P S T U 和 W 参见图 1 前端头盖型式对传热和压力降 无影响 但壳体型式和后端头盖型式对传热和压力降有影响 2
5、 图 1 前端头盖 壳体和后端头盖型式图 Shell inside diameter 壳体内径 壳体内径 输入壳体内径值 对设计工况不需要 注意 输入值必须小于 25400mm 1000in 对 Kettle 重沸器 是指壳体脖子处的 直径 而不是釜的直径 参见图 5 3 Multipe Shells 多台设备 多台设备 此部分有两个输入项 Number of shells in parallel 并联台数 并联台数 给定并联台数 并联设备的几何参数 是完全相同的 在计算时将总量除以并联台数得到单台设备的流率 然后以此值为基 准对单台设备进行计算 但输出结果中的热负荷 换热面积等均为总的值 N
6、umber of shells in series 串联台数 串联台数 给定串联台数 输入值可以为 1 10 之 间的任何整数值 注意 在计算多台设备串联时 出现 Shells in Series View 视图 显示计算过 程的中间状态 缺省情况下所有串联设备几何参数均相同 用户可以计算不同几何参 数的设备串联 Shell Orientation 壳体方位 壳体方位 规定设 备的安装方位 有卧式 立式和倾斜 倾斜 角度为 1 20 度 三种选择 参见图 2 卧式 适用于所有壳体类型 立式适用于 TEMA E 型 对 J X 型壳体要求壳程流体为单相 对 F G 和 H 型壳体要求两侧流体均为
7、单相 对 K 型壳体不允许采用立式 倾斜适用于所有 壳体 但当管内为介质冷凝时必须采用单管 程且壳程为单相流体 缺省为卧式安装 图 2 设备安装方位图 注意 Xist 要求沸腾流体向上流动 冷凝流体向下流动 对管内降膜蒸发和回流 冷凝也是允许的 Flow direction 流动方向 流动方向 有两个输入项 一个是针对一台设备内冷热流体在 第一管程的流动方向 另一个是针对多台设备串联时冷热流体进出换热器的流动方 向 Flow in 1st tubepass 第一管程的流动方向 第一管程的流动方向 规定第一管程相对于壳程的流动 方向 可以为顺流和逆流 此项只适合于 E 型壳体 参见图 3 缺省为
8、逆流 注意 此项影响壳程入口的位置 对传热和压力降及温差的影响很小 Xist 假定 管程流体均从前端头盖 管箱 进入换热器 此项的改变意味着壳程入口嘴子位置的 改变 如果改变了此选项的值 Xist 将改变壳程入口嘴子位置 使两者保持一致 flow in train 串联系列的流动方向 串联系列的流动方向 规定串联系列中热流体相对冷流体的流 动方向 此项只有两台以上换热器串联时才有意义 Xist 假定热流体从串联系列的第 一台进入 顺流时冷流体也从第一台进入 逆流时冷流体从串联系列的最后一台换热 器进入 有并流和逆流两个选项 参见图 4 缺省值为逆流 注意 此项与 第一管程的流动方向 Flow
9、in 1st tubepass 无关 4 a 第一管程顺流 b 第一管程逆流 图 3 流动方向示意图 a 串联系列中的顺流 b 串联系列中的逆流 图 4 串联系列流动方向示意图 Hot Fluid Location 热流体位置 热流体位置 规定热流体走管程还是走管外 壳程 缺省 值为热流体走壳程 影响热流体位置的因素有压力压力 如果没有特殊的要求 较高压力的流体应该安排走 管程 因为这样安排使制造成本低得多 腐蚀腐蚀 有腐蚀性的流体走管程 因为防腐材 料价格昂贵 结垢和清垢结垢和清垢 在很多场合结垢热阻往往是换热器的主要控制因素 HTRI 推荐管程冷却水的流速应在 1 8m s 左右 高速流动
10、可防止污垢的生成 在设计折流板 时 采用合理的折流板间距与缺圆高度 同时为防止壳程流体结垢 可采用双弓板 三弓板 窗口不布管等结构来减小壳程的滞留区 聚合结垢与壁温关系密切 清垢建 议 一般来说 易结垢的流体走管程 如果采用化学清洗 易结垢流体走壳程 假如机械清垢应采用直管 壳程高压水清垢 应采用大的管心距和 45 和 90 管子排列形式 这种排列形式的缺点是所需壳径增大 假如壳程结垢严重谨慎使用 螺纹管 流体粘度流体粘度 大多数情况下高粘流体走壳程有利于提高壳程的传热 但是如果 高粘流体在壳程处于层流状态 尤其是采用螺纹管时 在这种情况下应改为走管程 允许压力降允许压力降 管程能有效利用压力
11、降产生最大的温差推动力 因此传热和压力降都是 控制因素的流体走管程 有很大压力降的流体走管程 注意 当改变热流体位置时 用户并不需要修改其它参数 工艺条件 物性和其 5 它参数将自动转换到相应的流体 Geometry reboiler 重沸器部分 重沸器部分 Reboiler Data 重沸器数据 重沸器数据 此部分共有 7 个输入项 Reboiler type 重沸器类型 重沸器类型 规定重沸器类型 有三种选择 其一是 No Piping Specified 没有管线规定 即普通的管壳式换热器 其二是 Thermosiphon Reboiler 热虹吸重沸器 需要输入入口和出口管线数据 如果
12、未给定需要的静压头 Xist 根据规定的流率和汽相分率计算正常循环时需要的液体推动力 反之 如果给定了需 要的液体静压头 Xist 通过改变沸腾流体的流率和出口汽相分率来满足给定的值 为 了满足热负荷要求 可能需要改变热载体流率 其三是 Forced Flow Reoiler 强制流 动重沸器 需要输入入口和出口管线数据 缺省值为没有管线规定 Bundle diameter 管束直径 管束直径 规定壳体中管束直径 此项只对 K 型重沸器有 效 参见图 5 壳径和管束直径只需要输入一个 Xist 根据管束至壳体的间隙计算另 一个值 注意 假如壳径 管束直径和管束至壳体的间隙都输入 程序采用壳径减
13、间隙得 到管束直径值 覆盖输入的管束直径 图 5 Kettle 重沸器壳径 管束直径和釜直径示意 Kettle diameter 釜的直径 釜的直径 规定釜式重沸器釜的内径 此项只对釜式重沸器 有效 注意 程序计算出的釜直径为管束直径的 1 4 3 0 倍 此外 Xist 需要釜直径至 少比管束直径大 254mm Entrainment ratio 雾沫夹带比 雾沫夹带比 规定釜式重沸器出口汽体中夹带的液体量 即单位汽体夹带的液体量 此项只用于釜式重沸器 其它形式的壳体不用 缺省为 0 01 一般为 0 005 0 05 Number of boiling components 沸腾组分数目
14、沸腾组分数目 输入 Xist 用于计算沸程的组 分数目 注意 沸腾组分数目用于计算沸程修正值 精确组分数目并不重要 此项不输入 对结果也不会产生太大的影响 6 Required liquid static head 需要的液体静压头 需要的液体静压头 规定塔内液位与重沸器管束 底部之间的垂直距离 注意 如果给定了热虹吸重沸器液体静压头值 Xist 计算沸腾流体的流率和出口 汽相分率来满足给定的给定值 用户输入的冷流流率和出口汽相分率都将被忽略 Inlet Pressure Location 入口压力位置 入口压力位置 指定 工艺条件 部分输入的入口压 力的具体位置 对于规定入口管线和出口管线以
15、及 Kettle 重沸器工况 此输入项才有 意义 有三个不同的选项 其一是换热器入口嘴子处 At inlet nozzle 是指换热器 入口嘴子的静压 其二是塔底处 At colume bottom 是指塔中液面处的静压 其三 是管束顶部处 At top of bundle 是指 kettle 管束顶部处的静压 缺省值为换热器入 口嘴子处 Geometry tubes 管子部分 管子部分 Type 管子类型 管子类型 指定换热器管束中所用的管子类型 Xist 允许采用的管子类型 有光管 Plain 低翅片管 Low finned 即螺纹管和纵向翅片管 Longitudinal finned 参
16、见图 6a 6c 图 6a 光管尺寸示意图 图 6b 纵向翅片管示意图 图 6c 低翅片管 螺纹管 尺寸示意图 Tube OD 管子外径 管子外径 规定管子外径值 对螺纹管是指光管的端部直径 参见图 6c 注意 可以直接输入管外径 也可以从下拉菜单中选择 输入的管外径必须大于 管壁厚的两倍 Average wall thicknes 平均管壁厚度 平均管壁厚度 直接规定管壁厚度或从下拉菜单中选择 BWG Birmingham Wire Gage 伯明翰线规 值 对低翅片管 螺纹管 是指光管端部的 管壁厚度 7 注意 输入的管壁厚必须小于管径的一半 此值影响管内流通面积 此输入项右 侧的按钮允许用户以 BWG 的形式规定管壁厚 Tube pitch 管心距 管心距 有两个输入项 管心距与比值只需要输入其一 因为两者 是互相关联的 如果改变管心距的值 比值跟着发生变化 反之 当比值变化时 管 心距的值也跟着变化 pitch 管心距管心距 直接规定管心距或者以管心距与管外径的比值来规定 管心距 的定义参见图 7 ratio 比值比值 规定管心距与管外径的比值或者直接规定管心距 管心距的定义参
