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1、换热器设计规范篇一：换热器一般设计要求定压比热容在压强不变的情况下，单位质量的某种物质温度升高1K所需吸收的热量，叫做该种物质的“定压比热容”，用符号Cp表示，国际制单位是：J/。因为气体在压强不变的条件下，当温度升高时，气体一定要膨胀而对外作功，除升温所需热量外，还需要一部分热量来补偿气体对外所作的功，因此，气体的定压比热容比定容比热容要大些。由于固体和液体在没有物态变化的情况下，外界供给的热量是用来改变温度的，其本身体积变化不大，所以固体与液体的定压比热容和定容比热容的差别也不太大。因此也就不需要区别了。知道密度怎么换算空气的定压比热容和常压体积比热容啊【热容量】系统在某一过程中，温度升高
2、（或降低）1所吸收（或放出）的热量叫做这个系统在该过程中的“热容量”。如果在一定的过程中，当温度升高T时，系统从外界吸收的热量为Q，那么在该过程中该系统的热容量为热容量的单位是焦耳/开。系统的热容量与状态的转变过程有关。在提到系统或物质的热容量时，必须指明状态的转变过程。系统的热容量还与它所包含的物质的质量成正比，不同过程的热容量不同。为计算简便，常用水当量的概念，如某系统的热容量与多少克水的热容量相等，即称该系统的水当量为多少克。所以任何系统的热容量在数值上就等于它的水当量。通常规定，系统吸收的热量为正值，而释放的热量为负值，故在系统吸收热量引起温度升高时，热容量为正值。也有的系统，如饱和水
3、蒸气，在温度升高时，释放热量，故其热容量为负值。【比热容】即比热。是单位质量物质的热容量。单位质量的某种物质，在温度升高（或降低）1时所吸收（或放出）的热量，叫做这种物质的“比热容”。在国际单位制中，比热的单位是焦耳/（千克开）（曾用的单位还有卡/（克）、千卡/（千克）等）在国际单位制中，能量、功、热量的单位统一用焦耳，因此比热容的单位应为J/（kgK）。比热容是反映物质的吸热（或放热）本领大小的物理量。它是物质的一种属性。任何物质都有自己的比热容，即使是同种物质，由于所处物态不同，比热容也不相同。例如，水的比热容是103J/（kgK），而结成冰以后的比热容则为103J/（kgK）。比热容是热
4、学中一个重要概念。它涉及热量、温度、质量三个物理量间的变化即C=压强和体积的变化，而有所不同。水的比热容，只有当温度从上升到时，它的比热容才等于103J/（kgK），在其他温度间隔，水的比热容不一定等于103J/（kgK）但由于差别很小，可不加考虑。其他物质在温度改变时，比热容也有很小的变化。比热容表中所给的数值都是这些物质的平均值。气体的比热容和气体的热膨胀有密切关系，在体积恒定与压强恒定时不同，故有定容比热容和定压比热容两个概念。但对固体和液体，二者差别很小，一般就不再加以区分。 【定容比热容】在物体体积不变的情况下，单位质量的某种物质温度升高1所需吸收的热量，叫做该种物质的“定容比热容”
5、。【定压比热容】在压强不变的情况下，单位质量的某种物质温度升高1所需吸收的热量，叫做该种物质的“定压比热容”。因为气体在压强不变的条件下，当温度升高时，气体一定要膨胀而对外作功，除升温所需热量外，还需要一部分热量来补偿气体对外所作的功，因此，气体的定压比热容比定容比热容要大些。换热器管程及壳程的流动阻力，常常控制在一定允许范围内。若计算结果超过允许值时，则应修改设计参数或重新选择其他规格的换热器。按一般经验，对于液体常控制在104105Pa范围内，对于气体则以103104Pa为宜。此外，也可依据操作压力不同而有所差别，参考下表。换热器的合理压力降：较高的压降值导致较高的流速，因此会导致较小的设
6、备和较少的投资，但运行费用会增高，较低的允许压降值则与此相反。所以，应该在投资和运行费用之间进行一个经济技术比较。在下表中给出了常用的换热器的压降值，可供计算时参考。管壳式换热器、空冷器和套管式换热器板翅式换热器其实不用这么复杂,一般换热器的压降要求是公斤,如果介质为润滑油压降要求为1-2公斤,其余特殊的压降要求业主方技术人员会提出的对容器而言，压降是在同一腔体内的压力差，压差一般指不同腔体间的压力差换热器压力降参考值表操作压力P压力降P0 P/10 0P/2 不管什么形式换热器，在传热的过程中，因为介质流过换热器的时候必然会有一定的阻力，所以介质出口压力肯定低于原来的进口压力，进出口介质的压
7、力差即为换热器的压降；但是为了强化传热，我们会在流动通道内设置一些扰流元件，从而增加湍动程度，进而达到强化传热，那么在强化的过程中，压力降就更大，所需的动力就更大，所以绝对不能让压降太大，为了考虑成本和效益以及能量的损失，就提出了允许压降，把压力降限制在某个范围内。当然，这没有什么绝对的，有时必须有取舍。容许压降往往是整个工艺要求的而不是换热器本身要求的，举例：压力为 kPa的液体，经过换热器后要进入蒸馏塔。蒸馏塔的压力是 MPa（A)，那么换热器的压降就不能高于 MPa，否则换热后流体压力低，进不了塔，要设泵，增加了设备不是很麻烦？尽量避免。压降低于 MPa，就是这个换热器设计的硬性要求。这
8、种要求在工业设计中比比皆是，设计人员是从工艺全局看问题，提要求。设备人员一般看不了这么远。管壳式换热器允许压力降范围，按化工设备设计全书换热器的P18表2-2如下换热器的操作压力 Pa 允许的压力降 Pa p105 p= p=0105p= p=105p5x104 p这只给出的是大概范围，重要的是工艺计算来确定合理的满足单元操作的压力降。根据钱颂文老师主编换热器设计手册，管壳式换热器的压降一般是控制：工艺物流的压力 MPa 允许压力降PMPa 真空 （1）敏化处理：18-8钢系列的奥氏体不锈钢在450850（此区间常称为敏化温度）短时间加热，使其具有晶间腐蚀倾向。这是因为碳在奥氏体不锈钢中的溶解
9、度与温度有很大影响。奥氏体不锈钢在经400850的温度范围内（敏化温度区域）时，会有高铬碳化物（Cr23C6）析出，当铬含量降至耐腐蚀性界限之下，此时存在晶界贫铬，会产生晶间腐蚀，严重时材料能变成粉末。该方法一般只在不锈钢晶间腐蚀试验时采用。（2）固溶热处理：将奥氏体不锈钢加热到1100左右，使碳化物相全部或基本溶解，碳固溶于奥氏体中，然后快速冷却至室温，使碳达到过饱和状态（碳已经稳定了，没有能力和机会与铬形成高铬碳化物）。（3）稳定化处理：为避免碳与铬形成高铬碳化物，在奥氏体钢中加入稳定化元素（如Ti和Nb），在加热到875以上温度时，能形成稳定的碳化物。这是因为Ti（或Nb）能优先与碳结合
10、，形成TiC（或NbC），从而大大降低了奥氏体中固溶碳的浓度（含量），起到了牺牲Ti（或Nb）保护Cr的目的。含Ti（或Nb）的奥氏体不锈钢（如：1Cr18Ni9Ti，1Cr18Ni9Nb）经稳定化处理后比进行固溶热处理更具有良好的综合机械性能。（4）所以，有晶间腐蚀倾向的奥氏体不锈钢应进行固溶热处理或稳定化处理。;从温度上来说固溶处理 敏化处理稳定化处理三者热处理的目的也不一样！通常采用316L的情况是由于有较高的耐蚀性要求和耐高温要求，为了节省材料降低成本，所以会选择采用复合板材料。复合板的消应理论上应按照基层的材料要求进行，但是由于介质有较高的耐蚀性要求，所以为了避免材料在使用过程中发生
11、晶间腐蚀，通常采用降低热处理温度，延长保温时间的办法来消除应力，一般在410-430度，这样就可以避开其敏化区间。当然，如果介质没有腐蚀性，那热处理就按照基层材料的要求进行。哈氏B-2合金存在对抗晶间腐蚀性能有相当大影响的两个敏化区：12001300的高温区和550900的中温区篇二：换热器 设计压力的2-3原则一台换热器，壳程工作压力，管程工作压力 MPa按照SH/T 3074-20XX（我们公司工艺专业不确定设计压力，很无语）确定设计压力为 壳程，管程 MPa审核人把设计压力给我改为壳程，管程 MPa 原因是两压力腔的设计压力不能相差太大，低压腔设计压力不能低于高压腔设计压力的10/13
12、大概就是倍，说是API620 上规定的。我想问一下各位坛友，这样选取设计压力是否合适？这一条规定的依据是什么？发表于 20XX-1-21 14:40 | 只看该作者回复 1# stainlessness关于提高换热器较低压力侧的设计压力问题近些年来，国外的一家工程公司在为我国设计的一个工程项目的换热器工程规定中，提出“对管、壳侧设计压力相差较大的换热器,压力较低侧的设计压力要提高到其水压试验的压力等于较高侧的设计压力”。自此之后，国内的一些工程公司也纷纷将其写在自己的工程规定上。2/3原则于API 660-20XX管壳式换热器标准的附录D的条。条的条文为：“高压单元中换热管失效。如果换热器承受
13、壳程和管程之间较大操作压差，应考虑换热管失效的影响。注：详细内容参考文献和。”参考文献为API RP 521-1997泄压和降压系统的指南，参考文献为石油学会 管壳式换热器承受换热管失效冲击的设计和安全操作。目前，参考文献我们已经找到，参考文献还没有找到。在参考文献中，条为换热设备故障，其中的条的条文为：“全部管子破裂，大量高压物料流到换热器较低压力侧是极少的，但是意外事故是可能的。较小的泄漏在换热器操作期间可能很少超压，因为标准的水压试验压力是设备设计压力的150%。设备故障，换句话说，当低压侧使用最小为2/3高压侧设计压力设计时，低压侧到常压的裕量损失，由管子破裂产生是不可能的。在换热器高
14、压侧的设计压力和操作压力有实际差别时，可以考虑用最大可能的系统压力代替基于逐个工况的高压侧设计压力。当低压侧的实际试验压力低于设计压力的150%时，这个较低的压力应该用来确定是否需要超压保护。当换热器低压侧 是在上述2/3原则下设计时，因管子破裂的泄压是不需要的。对新安装的，增加低压侧设计压力可以减小风险。当认为接近这个裕量时，上游和下游的管道和设备系统必须通过估算。”要说明的一点：标准的水压试验压力是设备设计压力的150%，是1999年以前的ASME规范的规定。所谓的2/3原则，就是低压侧的设计压力的150%应大于或等于高压侧的设计压力，即低压侧的设计压力应大于或等于高压侧设计压力的100/
15、150。现行的ASME规范的规定已将150%改为130%，这个2/3原则也应相应地改为100/130原则。按我国的国家标准GB150规定，水压试验压力是设备设计压力的125%，按上述所谓的2/3原则，低压侧的设计压力应大于或等于高压侧设计压力的100/125，这个2/3原则也应相应地改为100/125原则。因此，如果换热器要求按ASME规范设计，低压侧的设计压力应大于或等于高压侧设计压力的100/130；如果换热器要求按中国规范GB150设计，低压侧的设计压力应大于或等于高压侧设计压力的100/125。从API RP 521-1997的条文规定来看，可以得出以下几点含意： 当换热器的较低压力侧的设计压力使用最小为高压侧设计压力的2/3设计时，换热器的较低压力侧就不需考虑因管子破裂而再设置超压保护的泄压措施。 当换热器的较低压力侧的设计压力使用小于高压侧设计压力的2/3设计时，换热器的较低压力侧就必须考虑因管子破裂而再设置超压保护的泄压措施。 当热器的较低压力侧已经设置超压保护的泄压措施，换热器的较低压力侧的设计压
