《煤油冷却器的设计----原版》由会员分享，可在线阅读，更多相关《煤油冷却器的设计----原版（17页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、设计题目煤油冷却装置的设计一设计规定： 1.解决能力:（32.410）吨年煤油 2.设备型式：列管式换热器 二.操作条件：（1） 煤油入口温度10，出口温度40；（2） 冷却介质自来水,入口温度30,出口温度4；（3） 容许压强降不不小于15Pa;（4） 煤油定性温度下的物性数据:密度为82g/3,粘度为 715 104Pa.s,比热容为2.2（kg),导热系数为0.1/(m.)。 每年按330天计,每天24小时持续运营。三.设计项目1 选择合适的列管换热器并进行核算。2 绘制带控制点的工艺流程图、主体设备图(含列管布置图)。 一、摘要 换热器是将热流体的部分热量传递给冷流体的设备，以实现不同
2、温度流体间的热能传递，又称热互换器。换热器是实现化工生产过程中热量互换和传递不可缺少的设备。在换热器中,至少有两种温度不同的流体,一种流体温度较高，放出热量;另一种流体则温度较低,吸取热量。在化工、石油、动力、制冷、食品等行业中广泛使用多种换热器，且它们是上述这些行业的通用设备，占有十分重要的地位。随着国内工业的不断发展，对能源运用、开发和节省的规定不断提高,对换热器的规定也日益增强。换热器的设计制造构造改善以及传热机理的研究十分活跃,某些新型高效换热器相继问世。根据不同的目的,换热器可以是热互换器、加热器、冷却器、蒸发器、冷凝器等。由于使用条件的不同,换热器可以有多种各样的形式和构造。在生产
3、中，换热器有时是一种单独的设备，有时则是某一工艺设备的构成部分。衡量一台换热器好的原则是传热效率高、流体阻力小、强度足够、构造合理、安全可靠、节省材料、成本低，制造、安装、检修以便、节省材料和空间、节省动力。目 录 一、概述 1 二、工艺流程草图及设计原则 11工艺流程草图 1.2设计原则 2三、换热器设计计算 23.1拟定设计方案 23.1.1选择换热器的类型231.2流体溜径流速的选择22拟定物性的参数.3估算传热面积3331热流量33.平均传热温差3.3.传热面积 33.冷却水用量 44工艺构造尺寸 434.管径和管内流速 3.4.2管程数和传热管数4 .4.平均传热温差校正及壳程数3.
4、44传热管排列和分程措施5.45壳体内径53.4.6折流板5347接管53.换热器核算 35.1热流量核算63.5.11壳程表面传热系数6.5.12管内表面传热系数73.污垢热阻和管壁热阻7.51.4计算传热系数KC73.5.15换热器的面积裕度.5.2换热器内流体的流动阻力8.5.管程流体阻力8.5.22壳程阻力8四、设计成果设计一览表 10五、设计自我评价11六、参照资料 12七、重要符号阐明13 一、概述 在不同温度的流体间传递热能的装置称为热互换器,简称为换热器。在换热器中至少要有两种温度不同的流体,一种流体温度较高,放出热量;另一种流体则温度较低，吸取热量。在化工、石油、动力、制冷、
5、食品等行业中广泛使用多种换热器,它们也是这些行业的通用设备,并占有十分重要的地位。 随着换热器在工业生产中的地位和作用不同，换热器的类型也多种多样,不同类型的换热器也各有优缺陷，性能各异。列管式换热器是最典型的管壳式换热器,它在工业上的应用有着悠久的历史，并且至今仍在所有换热器中占据主导地位。列管式换热器有如下几种： 1、固定管板式固定管板式换热器的两端管板和壳体制成一体，当两流体的温度差较大时，在外壳的合适位置上焊上一种补偿圈，(或膨胀节）。当壳体和管束热膨胀不同步，补偿圈发生缓慢的弹性变形来补偿因温差应力引起的热膨胀。 特点:构造简朴，造价低廉，壳程清洗和检修困难，壳程必须是干净不易结垢的
6、物料。2、U形管式U形管式换热器每根管子均弯成形,流体进、出口分别安装在同一端的两侧,封头内用隔板提成两室,每根管子可自由伸缩，来解决热补偿问题。 特点：构造简朴,质量轻，合用于高温和高压的场合。管程清洗困难,管程流体必须是干净和不易结垢的物料。3、浮头式 换热器两端的管板，一端不与壳体相连,该端称浮头。管子受热时,管束连同浮头可以沿轴向自由伸缩,完全消除了温差应力。 特点：构造复杂、造价高，便于清洗和检修,消除温差应力，应用普遍。二、 工艺流程草图及设计原则2.1工艺流程草图adbc泵2泵1 由于循环冷却水易结垢，为便于水垢的清洗，选择循环水做管程流体，煤油做壳程流体。管程与壳程流体的进出方
7、向为上图所示,并选择逆流传热。图中水由泵1通过管程沿所示方向流动,煤油由泵1通过壳程沿所示方向流动。冷却循环水与煤油在设计的换热器中进行热互换，煤油由初温14降温至，0冷却循环水由初温升3温至4。2.设计原则（）JB1457列管式固定管板热互换器(2）B16-3立式热虹吸式重沸器(3)中华人民共和国国标.G151-89钢制管壳式换热器国家技术监督局发布，189（4）钢制石油化工压力容器设计规定（5)JBT4715-992固定管板式换热器型式与基本参数（6)HGT271.8-容器、换热器专业设备简图设计规定(7)2051992全套化工工艺设计施工图内容和深度统一规定(8）中华人民共和国国标 73
8、-9钢制压力容器分析设计原则()中华人民共和国国标 B7109钢制塔式容器(0）中华人民共和国国标 G49997 压力容器波形膨胀节三、换热器设计计算3.1拟定设计方案3.1选择换热器的类型 本次设计为煤油冷却器的工艺设计,工艺规定煤油（热流体）的入口温度10,出口温度40。采用循环冷却水作为冷却剂减少热的没有温度,冷却水的入口温度3,根据经验结合选厂地址的水资源现状况，选定冷却水的出口温度。根据间壁式换热器的分类与特性表,结合上述工艺规定,最大使用温差不不小于12,选用固定管板式换热器，又由于管壳两流体温差不小于60，故因选用带膨胀节的固定管板式换热器。3.1.2流体流径流速的选择根据流体流
9、径选择的基本原则，循环冷却水易结垢,而固定管板式换热器的壳程不易清洗，且循环冷却水的推荐流速不小于煤油的推荐流速，故选择循环冷却水为管程流体，煤油为壳程流体。.拟定物性参数 定性温度:可取流体进口温度的平均值。管程流体的定性温度为：（)煤油90下的物性数据: (）根据定性温度，分别查取壳程和管程流体的有关物性数据。 煤油在90下的有关物性数据循环冷却水在5下的物性数据密度o=825 kg/m3密度i=994 g/3定压比热容Cp2.22kJ/（kK)定压比热容Ci4.08kJ/(kgK）导热系数o=014W/(mK)导热系数i=0.66W/(mK)粘度o=0.0001 Pas粘度i=025 P
10、as33、估算传热面积.1热流量m0=(kg/h)o=m0cp0t027500.22(140-4)=650kJ/h=95. k33.平均传热温差()33.3传热面积假设壳程传热系数：0=400 （m2），管壁导热系数=5 W（m）则K298.7W（m),则估算面积为:S=Q0/(tm)=1.6910/(298.73）5.86（m2)考虑%的面积裕度则：S=11145.86=16.(2)33.冷却水用量(g/）3、工艺构造尺寸41管径和管内流速选用5.5较高档冷拔传热管(碳钢1),取管内流速ui=1.5m/s3.4.2管程数和传热管数根据传热管内径和流速拟定单程传热管数=8789（根）按单程管计
11、算，所需的传热管长度为:=4（m）按单管程设计，传热管过长,宜采用多管程构造,根据本设计实际状况,采用原则设计,现取传热管长为=6m，则该换热器的管程数为:NP=/l=24/6=4传热管总根数:T=89=56(根)3.4.3平均传热温差校正及壳程数平均传热温差校正系数：R（140)（400)=10;P=(0-30）/(1030）=01按单壳程,管程构造，温差校正系数应查有关图表可得t=0.82平均传热温差tm=ttm =0.839=32(）由于平均传热温差校正系数不小于0.8，同步壳程流体流量较大，故取単壳程合适。.4传热管排列和分程措施采用组合排列法,即每程内均按正三角形排列,隔板两侧采用正方形排列。取管心距t=.20，则=1.52531252（mm)横过管束中心线的管数 3.5壳体内径采用多管程构造，取管板运用率=.7，则壳体内径为=7577 （m)按卷制壳体的进级挡,圆整可取=80m。3.4.折流板采用弓形折流板，取弓形折流
