管壳式换热器的主要技术参数

低温管壳式换热器的主要技术参数

作者：Qijian 73 更新时间：2009-11-23 16:49:04

低温管壳式换热器的主要技术参数,传热面积为60 m2。换热器壳体规格为DN 600mm,材质为16MnDR;管子规格为Φ19×2.5,材质为16Mn(正火);管板材质为16MnDⅡ。文献[1]附录A中对主要受压元件的要求为:壳体、封头、管板等钢板及换热管、接管用管材在正火状态下使用,并宜采用冷成形或回火温度以下的温成形,须避开钢材的回火脆性区。

若在回火温度以上热成形时,应根据需要进行与母材相同或相类同的热处理。管壳式换热器是目前应用较广泛的一种换热器。文献[1]附录A规定,设计温度低于或等于-20℃钢制管壳式换热器为低温管壳式换热器。

管板与管子、管板与壳体的连接是管壳式换热器质量控制的关键。如果连接处发生泄漏,将导致两种工作介质混合,轻者损失热量与产品,重者将危及设备与人身安全。本文以唐山化工机械有限公司设计制造的固定管板低温管壳式换热器为例,探讨受压元件连接方式及焊接工艺。

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管壳式换热器

管壳式换热器（GB151-1999） 1.管壳式换热器的结构组成： a 受压元件：壳体、膨胀节、设备法兰、换热管、管箱、管板、接管及法兰（DN250）设备主螺柱（M36） b 非受压元件：支座、折流板、拉杆 c 管程：与换热管相连通的空间 d 壳程：换热管外部、壳体内部的连通空间 2管壳式换热器的设计： a 工艺设计：A 、Δp 换热器直径、换热管规格、材料、数量、长度、排列方式、程数、折流板结构和数量； b 机械设计： 换热管束级别确定，结构设计，强度、刚度、 稳定性计算 第一部分 传热和换热器基本知识 列管式换热器的工艺设计步骤： 1、计算传热量、平均温差，估计总传热系数K ，估算传热面积； （1）传热量的计算： 两流体无相变热量衡算式： 可知：要想计算传热量，需要知道4个温度和2个流量。 （2）传热温差的计算： （3）传热面积的估算： 2、设定换热管规格和管内流体流速，计算换热管数和长度，确定管程数； 管束分程： 在满足流量和压降的前提下，采用多管程可提高流速，达到强化传热的目的，管程数一般 有1、2、4、6、8、10、12等7种，布管原则为： ① 应尽可能使各管程的换热管数大致相等； ②分程隔板槽形状简单，密封面长度较短。 3、根据换热管数量和排列形式，确定换热器壳体直径； （1）换热管的排列形式：三角形、正方形排列 （2）换热管中心距：宜不小于1.25d0，常用管间距详见GB151表12 筒体直径估算值： （3）布管限定范围： 固定管板式换热器或U 形管换热器管束最外层换热管外表面至壳体内壁的最短距()() 2112 e c pc c c h ph h h Q W c T T W c T T ζ=?-=??-?-??=??1212,ln()m t t t t t 122m t t t ?+??=或e m Q A K t =??2,0.785i V n d u =A l dn π=1.05n D t η=

管壳式换热器规格标准

管壳式换热器规格标准 一、介绍 管壳式换热器是一种非常常见的换热设备，可以广泛应用于化工、石油、制药、食品等行业的热交换过程中。在使用管壳式换热器之前，需要先了解它的标准尺寸，以便选择合适的型号。 二、管壳式换热器标准尺寸 管壳式换热器的标准尺寸通常是按照壳体内径和管道外径计算的。一般标准尺寸的管壳式换热器有以下规格： 1. DN25/25，壳体内径为219mm，管道外径为25mm； 2. DN32/25，壳体内径为273mm，管道外径为25mm； 3. DN40/25，壳体内径为325mm，管道外径为25mm； 4. DN50/25，壳体内径为426mm，管道外径为25mm； 5. DN65/25，壳体内径为529mm，管道外径为25mm； 6. DN80/25，壳体内径为630mm，管道外径为25mm； 7. DN100/25，壳体内径为720mm，管道外径为25mm； 以上标准尺寸仅供参考，实际情况还需根据具体使用要求进行选择。 三、注意事项 在选择管壳式换热器之前，还需要注意以下事项： 1. 确定换热器的流量和热载荷； 2. 确认换热器的使用压力和温度范围； 3. 根据流体特性和腐蚀情况选择合适的材质； 4. 根据使用环境选择适当的防腐形式。

以上是关于管壳式换热器标准尺寸的介绍，希望能帮助您了解相关知识并选择合适的型号。 二、管壳式换热器国家标准规格 1. 壳体尺寸 壳体尺寸一般以壳体直径和长度表示。国家标准中规定的壳体直径从50mm到5000mm不等，长度也有所不同，最长可达20m。 2. 管束数量 管壳式换热器管束数量的多少直接决定了热交换的效率。国家标准中规定管壳式换热器的管束数量应在1到12根之间，具体数量可根据使用条件及要求来进行选择。 3. 温度 管壳式换热器的工作温度一般受制于材质、管束数量以及流体性质等多个因素。国家标准中对于常用的曲率半径、沸点温度、加热量及换热系数等参数进行了规定。 4. 压力 管壳式换热器的工作压力也是一个重要的参数。国家标准中规定壳体及管束的承载能力应当相应地考虑壳体公称压力、最高工作压力、安全压力及压力损失等因素。 三、管壳式换热器的应用领域 管壳式换热器广泛应用于化工、石油、冶金、电站、制药、食品及其他工业部门。其中，大型管壳式换热器多用于冶金、石油和化工等工业领域，而小型管壳式换热器则主要应用于船舶、食品加工及家用热水器等领域。

管壳式换热器毕业设计简介

管壳式换热器（过热蒸汽0.65MPa,295℃;水0.8MPa,50℃） 摘要 本设计说明书是关于固定管板是换热器的设计，设计依照GB151-1999《钢制管壳式换热器》进行，设计中对换热器进行化工计算、结构设计、强度计算。 设计第一步是对换热器进行化工计算，主要根据给定的设计条件估算换热面积，初定换热器尺寸，然后核算传热系数，计算实际换热面积，最后进行阻力损失计算。设计第二步是对换热器进行结构设计，主要是根据第一步计算的结果对换热器的各零部件进行设计，包括管箱、定距管、折流板等。设计第三步是对换热器进行强度计算，并用软件SW6进行校核。最后，设计结果通过图表现出来。 关键词：换热器，固定管板，化工计算，结构设计，强度计算。 Abtract The design statement is about the fixed tube sheet heat exchanger .In the design of the heat exchanger ,the chemical calculation,the structure design and the strength calculation must according to GB151-1999“Steel System Type Heat exchanger ”. The first step of the design is the chemical calculation .Mainly according to the given design conditions to estimate the heat exchanger area and select heat exchanger size.Then check the heat transfer coefficient, calculate the actual heat transfer area,and finally calculate the resistance loss.The second step of the design of heat exchanger is the structural design of the heat exchanger. The design of heat exchanger parts mainly according to the first step of calculation.such as tube boxes , the distance control tube, baffled plates .The third step of the design of heat exchanger is the strength calculation and using SW6 software to check. Finally, the design results are shown in figures. Key words: heat changer, fixed tude plate, chemical calculation,structure design, strength calculation. 一、前言 管壳式换热器是目前应用最广的换热设备，它具有结构坚固、可靠性高、适用性强、选材广泛等优点。在石化领域的换热设备中占主导地位。随着工艺过程的深化和发展，换热器设备正朝着高温、高压、大型化的方向发展，而管壳式换热器的结构能够很好的完成这一工艺过程。 本次毕业设计题目为管壳式换热器设计，设计的主要内容是固定管板式换热器的工艺计算、结构设计和强度校核。在设计过程中我尽量采用较新的国家标准，做到既满足设计要求，又使结构优化，降低成本，以提高经济效益为主，力争使产品符合实际生产需要。 由于水平有限，在设计过程中一定存在许多疏漏和错误，恳请各位老师批评指正，特此致谢！ 二、管壳式换热器基本理论 （一）工作原理 管壳式换热器是以封闭在壳体内管束的壁面作为传热面的间壁式换热器。这种换热器由壳体传热管束管板折流板和管箱等部件组成。壳体多为圆筒形，内部装有管束，管束两端固定在管板上。其换热管内构成的流体通道称为管程，换热管外构成的流体通道称为壳程。进行换热的冷热两种流体，一种在管内流动，称为管程流体；另一种管在外流动，称为壳程流体。管程和壳程分别通过两不同温度的流体时，温度较高的流体通过换热管壁将热量传递给温度较低的流体，温度较高的流体被冷却，温度较低的流体被加热，进而实现两流体换热工艺目的。 （二）主要特性 一般，管壳式换热器与其它类型的换热器比较有以下主要技术特性：

换热器设计的说明

图10-7 管壳式换热器示意图 折流板 壳程流体入口 壳程流体出口 换热管 管壳 管程流体出口 管程流体入口 管壳式换热器设计的相关说明 换热管规格 常用换热管规格有ф19×2 mm 、ф25×2 mm(1Crl8Ni9Ti)、ф25×2.5 mm(碳钢10)。 标准管子的长度常用的有1.0m ，1.5m ，2.0m ，2.5m ，3.0m ，4.5m ，6.0m ，7.5m ，9.0m ，12.0m 等。 各组统一选用ф19×2 mm 的管子，管材的导热系数43.2W/(m·K) 流速的确定 当流体不发生相变时，介质的流速高，换热强度大，从而可使换热面积减少、结构紧凑，成本降低，一般也可抑止污垢的产生。但流速大也会带来一些不利的影响，诸如压降ΔP 增加，泵功率增大，且加剧了对传热面的冲刷。热交换器常用流速的范围见表2-1。 推荐的管内流速0.6-1.2m/s 壳侧流速0.5-1 m/s 总管数、管程数、壳程数的确定 （1）单程管子根数的确定 根据选定的流速u 和管子内径计算单根管子的流量 ρπ??='u d q i m 24 1 单程管子的根数 m m q q n '=/1 应取整数，最后还应该按照实际布置的方便性进行调整。 （2）若按单程设计每根管子的长度 可根据估算的传热面积计算 o d n A l π= ' （3）管程数的确定

根据上面计算的长度，再选取合适的标准管子的长度 如选取管长为l ''m ，则 管程数l l m ' ''= 管程数应取2的倍数，且不亦过大。 （4）换热器的管子数，1n m n ?= 壳体直径 壳体内径应不小于管板直径，初步设计中，可以按下式确定 b n P D c t '+-=2)1( 式中 D —— 壳体内径，mm P t 两管子中心的距离称为管心距（或管间距），在此用P t 表示，一般是管外径的1.25倍。 b '——管束中心线上最外层管的中心到壳体内壁的距离，一般o d b )5.1~1(='。 n c ——位于管束中心线上的管数，与总管数n 和管子排列方式有关。管子按三角形排列时：n n c 1.1=。 多管程热交换器壳体内径与管程数有关，可用下式估算： η n P D t 05.1= （2-10） 式中的η为管板利用率，取值范围为：管子正方形排列时，二管程η=0.55~0.7，四管程η=0.45~0.65；管子三角形排列时，二管程η=0.7~0.85，四管程η=0.6~0.8。 计算得到的壳体内径应圆整到最接近的标准尺寸（见表2-4）。 可增加折流板 一般推荐折流板间隔最小值为壳内径的1/5或者不小于50 mm ，最大值决定于支持管所必要的最大间隔。 一般B =0.2D ~D ，标准尺寸可取100mm ，150mm ，200mm ，300mm ，450mm ，600mm ，800mm ，1000mm 。 建议选取100或150mm ，最终根据流速确定 管子内侧表面传热系数的计算选用下面的特征数关联式 ? ? ?<>==f w f w n 8 .0,3.0,4.0n ,Pr Re 023.0Nu t t t t 壳侧表面传热系数的计算选用下面的特征数关联式 3/155 .0Pr Re 36.0Nu = 可参照教材172页的介绍和例题10-4

管壳式换热器设计毕业设计

管壳式换热器设计毕业设计 目录 1 引言 (1) 1.1 管壳式换热器的研究 (1) 1.2 管壳式换热器的研究趋势 (1) 1.3 螺旋板式换热器的研究 (2) 1.3.1 螺旋板式换热器国内研究进展 (2) 1.3.2 螺旋板式换热器国外研究进展 (2) 1.4 本课题的目的和意义 (2) 2管壳式换热器的工艺计算 (3) 2.2 确定管程软水的物性参数 (3) 2.2.1 定性温度 (3) 2.2.2 热容 (4) 2.2.3 黏度 (4) 2.2.4 导热系数 (4) 2.2.5 密度 (4) 2.3 确定壳程气氨的物性参数 (4) 2.3.1 定性温度 (4) 2.3.2 热容 (4) 2.3.3 黏度 (4) 2.3.4 导热系数 (4) 2.3.5 密度 (4) 2.4 估算传热面积 (4) 2.4.1 热负荷Q按大的传热量 (4) ： (5) 2.4.2 平均有效温差 tm 2.4.3 传热面积 (5) 2.5 工艺结构尺寸 (5) 2.5.1 决定通入空间，确定管径 (5) 2.5.3 确定管程(数)、传热管数n、管长L及壳体内径 (5) 2.5.4 拉杆 (5) 2.5.5 折流板 (5)

2.5.6 画布管图 (6)

2.5.7 接管 (6) 2.6 换热器核算 (7) 2.6.1 传热能力的核算 (7) 2.6.2 换热器内流体阻力计算 (9) 3 管壳式换热器的结构设计及强度计算 (12) 3.1 换热器筒体及封头的设计 (12) 3.1.1 筒体设计 (12) 3.1.2 封头与管箱设计 (12) 3.2 换热器水压试验及其壳体应力校核 (13) 3.2.1 压力试验的目的 (13) 3.2.2 试验压力及应力校核 (13) 3.3 开孔补强 (13) φ管程接管的补强计算 (13) 3.3.1 对mm 9 219⨯ φ壳程接管的补强计算 (15) 3.3.2对mm 480⨯ 10 3.4 法兰的选用 (17) 3.4.1 筒体法兰的选用 (17) 3.4.2 管法兰的选用 (17) 3.5 折流板设计 (17) 3.6 管板设计 (17) 3.6.1换热气的设计条件 (17) 3.6.2结构尺寸参数 (17) 3.6.3各元件材料及其设计数据 (19) 3.6.4设计计算 (19) 3.7 支座形式的确定 (30) 3.7.1 已知条件 (30) 3.7.2 校核 (31) 3.7.3 计算支座承受的实际载荷Q (31) M (31) 3.7.4 计算支座处圆筒所受的支座弯矩 L 4 螺旋板式换热器的设计 (31) 4.1 传热工艺计算 (31) 4.1.1 传热量计算 (32) 4.1 .2 冷却水的出口温度 (32) 4.1.3 螺旋通道截面积与当量直径de的计算 (32) 4.1.4 雷诺数Re和普朗特数 P (32) r

换热站技术规范书

*** 换热站技术规范书1. 供货范围及招标要求 1.1 供货范围 供货范围包括现场保温工程，成套换热机组技术参数如下。 成套管壳式换热机组技术参数表

1.2 成套换热机组配置 投标方根据成套换热机组技术参数要求设计，每台换热机组基本配置如下： （1）管壳式换热器：换热器详见技术规范书。 （2）蒸汽侧：包括电动调节阀、关断阀门（球阀或蝶阀）、安全阀、疏水装置等。 阀门：选用伯特利阀门集团、上海阀门二厂有限公、中国良工阀门集团有限公、天津塘沽瓦特斯阀门有限公司。 电动执行机构：选用西门子。 （3）水侧循环系统：包括循环水泵、除污器、止回阀、关断阀门（球阀或蝶阀）、安全阀等。 循环泵：选用南方泵业、上海熊猫、山东双轮。 阀门：选用伯特利阀门集团、上海阀门二厂有限公、中国良工阀门集团有限公、天津塘沽瓦特斯阀门有限公司。 电动执行机构：选用西门子。 （4）补水系统：包括补给水泵、过滤器、止回阀、球阀或蝶阀、泄压电磁阀组。 补水泵：选用南方泵业、上海熊猫、山东双轮。 （5）必备的就地显示仪表：包括温度表、压力表等。 （6）远传仪表：包括压力变送器、温度传感器、室外温度传感器等。 （7）机组控制系统：包括循环水泵变频器、补水泵变频器、和必要的电器元件等。 变频器：选用烟台欧瑞。变频器与电机均为一拖一配置。 （8）机组配电系统：机组配电柜 机组配电柜：符合《通用用电设备配电设计规范》（GB50055-94）相关规定，要求元件单侧布置。安装位置与换热机组底座分离，避免震动对电气元件的工作不稳定。机组配电柜与设备元件间连接线由生产厂家现场勘测，根据实际情况配线。 （8）必须的管道、电缆及附件。 （9）自动排气阀、排污球阀等。 （10）底座槽钢架及必要的支撑。 （11）其他配件投标方认为必须配备的。 （12）换热站的同一类型设备，均应采用同一厂家产品。 (13)供货范围还包括随机和两年运行所需的备件和易损件，其价格应包括在总投标标价中。（注明备件和易损件项目清单，单独列价）

管壳式换热器的设计和选型

管壳式换热器的设计和选型 管壳式换热器是一种传统的标准换热设备，它具有制造方便、选材面广、适应性强、处理量大、清洗方便、运行可靠、能承受高温、高压等优点，在许多工业部门中大量使用，尤其是在石油、化工、热能、动力等工业部门所使用的换热器中，管壳式换热器居主导地位。为此，本节将对管壳式换热器的设计和选型予以讨论。 （一）管壳式换热器的型号与系列标准 鉴于管壳式换热器应用极广，为便于设计、制造、安装和使用，有关部门已制定了管壳式换热器系列标准。 1．管壳式换热器的基本参数和型号表示方法 （1）基本参数管壳式换热器的基本参数包括： ①公称换热面积； ②公称直径； ③公称压力； ④换热器管长度； ⑤换热管规格； ⑥管程数。 （2）型号表示方法管壳式换热器的型号由五部分组成： 1──换热器代号

2──公称直径DN，mm； 3──管程数：ⅠⅡⅣⅥ； 4──公称压力PN，MPa； 5──公称换热面积SN，m2。 例如800mm、0.6MPa的单管程、换热面积为110m2的固定管板式换热器的型号为：G800 I-0.6-110 G──固定管板式换热器的代号。 2．管壳式换热器的系列标准 固定管板式换热器及浮头式换热器的系列标准列于附录中，其它形式的管壳式换热器的系列标准可参考有关手册。 （二）管壳式换热器的设计与选型 换热器的设计是通过计算，确定经济合理的传热面积及换热器的其它有关尺寸，以完成生产中所要求的传热任务。 1．设计的基本原则 （1）流体流径的选择流体流径的选择是指在管程和壳程各走哪一种流体，此问题受多方面因素的制约，下面以固定管板式换热器为例，介绍一些选择的原则。 ①不洁净和易结垢的流体宜走管程，因为管程清洗比较方便。 ②腐蚀性的流体宜走管程，以免管子和壳体同时被腐蚀，且管程便于检修与更换。

化工原理课程之管壳式换热器课程设计

目录 化工原理课程设计任务书 设计概述 试算并初选换热器规格 1. 流体流动途径的确定 2. 物性参数及其选型 3. 计算热负荷及冷却水流量 4. 计算两流体的平均温度差 5. 初选换热器的规格 工艺计算 1. 核算总传热系数 2. 核算压强降 经验公式 设备及工艺流程图 设计结果一览表 设计评述 参考文献 化工原理课程设计任务书 化工原理课程设计任务书 一．设计任务 用初温为20℃的冷却水，将流量为（4000+200×学号）kg/h的95%（体积分率）的乙醇水溶液从70℃冷却到35℃；设计压力为1.6MPa，要求管程和壳程的压降不大于30kPa，试选用适当的管壳

式换热器。 二．设计要求 每个设计者必须提交设计说明书和装配图(A2或A3)。 1．设计说明书必须包括下述内容： 封面、目录、设计任务书、设计计算书、设计结果汇总表、符号说明、参考文献以及设计自评等。2．设计计算书的主要内容应包括的步骤: 1) 计算热负荷、收集物性常数。根据设计任务求出热流体放热速率或冷流体吸热速率，考虑了热损失后即可确定换热器应达到的传热能力Q；按定性温度确定已知条件中未给出的物性常数。 2) 根据换热流体的特性和操作参数决定流体走向（哪个走管程、哪个走壳程）；计算平均温差。 3) 初步估计一个总传热速率常数K估，计算传热面积A估。 4) 根据A估初选标准换热器； 5) 换热面积的核算。分别按关联式求出管内、外传热膜系数，估计污垢热阻，求出总传热速率常数K核，得出所需传热面积A需，将A需与A实际进行比较，若A实际比A需大15%-25%，则设计成功；否则重新计算。 6) 管程和壳程压力降的核算。 7)接管尺寸的计算。 3．符号说明的格式： 分为英文字母、希腊字母，要按字母排序，要写出中文名称和单位； 4．参考文献的格式： 按GB7714-87的要求。 一、设计题目： 设计一台换热器 二、操作条件： 1、乙醇水溶液：入口温度70℃，出口温度35℃。 2、冷却介质：循环水，入口温度20℃。 3、允许压强降：不大于30kPa。 三、设备型式： 管壳式换热器 四、处理能力：

管壳式换热器设计要点

管壳式换热器设计要点 【摘要】本文阐述了管壳式换热器设计中工艺参数的选择，换热器相关参数的选择，流体流动通道的选择，流体流速的选择及流速对传热系数和压降的影响。 【关键词】工艺参数换热器参数通道流速 1 前言 换热器是广泛应用于化工、石油化工、动力、医药、冶金、制冷、轻工等行业的一种通用设备。换热器种类繁多，管壳式换热器因制造容易，生产成本低，选材范围广，清洗方便，适应性强，处理量大，工作可靠，且能适应高温高压而被广泛使用。然而管壳式换热器设计涉及很多参数的选取，如参数选择不当，必然影响换热器使用，造成材料浪费，运行成本增加，甚至造成装置无法正常运行。因此，针对管壳式换热器设计过程中的要点，分别阐述如下： 2 管壳式换热器设计要点2.1 工艺参数 设计换热器必须提供的工艺参数： （1）两侧流体的流量和进出温度。一般工艺物料的进出温度由工艺流程确定，变化不大；换热器用冷却水作冷却剂时，确定冷却水出口温度时应注意以下几点： 冷却水的出口温度不宜高于60℃，以免结垢严重； 高温端温差不应小于20℃，低温端不应小于5℃； 当采用多管程、单壳程的管壳式换热器，冷却水的出口温度不应高于工艺物流的出口温度。 另外，在冷却或者冷凝工艺物流时，冷却剂的入口温度应高于工艺流体中易结冻组分的冰点，一般高于5℃。在对反应物进行冷却时，为了控制反应，应维持反应流体和冷却剂之间的温差不低于10℃。当冷凝带有惰性气体的工艺流体时，冷却剂的出口温度应低于工艺流体的露点，一般低5℃。 （2）两侧流体的操作压力，对没有给定密度的气体尤为重要，对液体则不重要。 （3）两侧流体允许的压降，流体压降是换热器设计非常重要的一个参数。我们经常都会忽视它，设计时应把换热器放在系统中具体分析，一般的液体，每壳程是0.5一0.7kgf/cm2，因为要保证较高的流速，以达到湍流。对气体一般允许0.05一0.2kgf/ cm2，最常用的是O.lkgf/cm2。

管壳式换热器的设计和选用的计算步骤

管壳式换热器的设计和选用的计算步骤 设有流量为m h的热流体，需从温度T1冷却至T2，可用的冷却介质入口温度t1，出口温度选定为t2。由此已知条件可算出换热器的热流量Q和逆流操作的平均推动力 。根据传热速率基本方程： 当Q和已知时，要求取传热面积A必须知K和则是由传热面积A的大小和换热器 结构决定的。可见，在冷、热流体的流量及进、出口温度皆已知的条件下，选用或设计换热器必须通过试差计算，按以下步骤进行。 初选换热器的规格尺寸 初步选定换热器的流动方式，保证温差修正系数大于0.8，否则应改变流动方式，重 新计算。计算热流量Q及平均传热温差△t m，根据经验估计总传热系数K估，初估传热面积A 选取管程适宜流速，估算管程数，并根据A估的数值，确定换热管直径、长度及排列。 计算管、壳程阻力在选择管程流体与壳程流体以及初步确定了换热器主要尺寸的基础上，就可以计算管、壳程流速和阻力，看是否合理。或者先选定流速以确定管程数N P和折流板间距B再计算压力降是否合理。这时N P与B是可以调整的参数，如仍不能满足要求，可另选壳径再进行计算，直到合理为止。 核算总传热系数 分别计算管、壳程表面传热系数，确定污垢热阻，求出总传系数K计，并与估算时所取用的传热系数K估进行比较。如果相差较多，应重新估算。 计算传热面积并求裕度 根据计算的K计值、热流量Q及平均温度差△t m，由总传热速率方程计算传热面积A0，一般应使所选用或设计的实际传热面积A P大于A020%左右为宜。即裕度为20%左右，裕度的计算式为： 某有机合成厂的乙醇车间在节能改造中，为回收系统内第一萃取塔釜液的热量，用其釜液将原料液从95℃预热至128℃，原料液及釜液均为乙醇，水溶液，其操作条件列表如下： 表4-18设计条件数据

压力容器设计钢制管壳式换热器知识问答题

压力容器设计钢制管壳式换热器知识问答题 4—1范区 GB151适用的换热器型式及参数范围是什么? 答：GDl51—89：1。适用于固定管板式、浮头式、U形管式和填料函式 2．本标准适用的换热器参数为： 公称直径DN≤2000mm 公称压力PN≤35MPa 公称直径(mm)和公称压力(MPa)的乘积不大于104。 GBl51—1999适用范围变化为：公称直径 DN≤2600mm。公称直径(mm) 和公称压力(MPa)的乘积不大于1.75X104。 4-2 GB151-89管壳式换热器分为几级?各采用什么换热管?各适用于什么场合?GBl51-1999作何修改? 答：GBl5l-89换热器分I级、II级。 I级换热器采用较高级精度冷拔管，适用于无相变传热和易产生振动的场合。

Ⅱ级换热器采用普通级精度冷拔管，适用冷凝、重沸传热和无振动的一般场合。 GB151—1999中对换热器分级改成换热器管束分级；即Ⅰ、Ⅱ级管束，具体要求相同。标准中取消了关于适用场合的建议。 4-3 管壳式换热器主要组合部件名称及分类代号是什么? 答：前端管箱： Ａ—平盖管箱 Ｂ－封头管箱 Ｃ－用于可拆管束与管板制成一体的管箱 Ｎ－与管板制成一体的固定管板管箱 Ｄ－特殊高压管箱 壳体型式： Ｅ－单程壳体 F－具有纵向隔板的双程壳体 Ｇ－分流

Ｈ－双分流 Ｉ－U形管式换热器 Ｊ－无隔板分流(或冷凝器壳体) Ｋ－釜式重沸器 后端结构： Ｌ－与A相似的固定管板结构 Ｍ－与B相似的固定管板结构 Ｎ－与C相似的固定管板结构 Ｐ－填料函式浮头 Ｓ－钩圈式浮头 Ｔ－可抽式浮头 Ｕ－U形管束 Ｗ－带套环填料函式浮头 4-4 设计Ｕ形管式或浮头式换热器的管板时，怎样确定管板的设计压力?

换热器说明书

9.2 换热器的设计与选型 9.2.1 概述 换热器是一种在不同温度的两种或两种以上流体间实现物料之间热量传递的节能设备，是使热量由较高的流体传递给温度较低的流体，使流体温度达到流程规定的指标，以满足过程工艺条件的需要，同时也提高能源利用率的主要设备之一。对于迅速发展的化工、炼油等工业生产来说，换热器尤为重要。通常在化工厂的建设中，换热器约占总投资的10~20%。在石油炼厂中，换热器约占全部工艺设备投资的35~40%。 换热器包括过程流股的冷却器，加热器，塔的再沸器和冷凝器，以及不同温位的工艺物流相互进行显热交换的换热器。根据工艺要求掌握物料流量、温度、压力、化学性质、物性参数等特性等，初步确定设计方案。在设计过程中，主要考虑如下几个方面的问题。 1) 满足工艺和操作的要求 设计出来的流程和设备首先要保证质量，操作稳定，这就必须配置必要的阀门和计量仪表等。并在确定方案时，考虑流体的流量，温度和压力变化时采取什么措施来调剂节，而在设备发生故障时，检修应方便。 2) 满足经济上的要求 既能满足工艺操作的要求，又使施工简便，材料来源容易，价格低。如果有废热可利用，要尽量节省热能，充分利用废热，或者采取适当的措施达到降低成本的目的。 3) 保证生产安全 在工艺流程和操作中若有爆炸，中毒等危险性，要考虑安全措施。又如设备材料的强度验算，除按规定应有一定的安全系数外，还应考虑由于设备中压力突然升高或者造成真空而需要安装安全阀 9.2.2 换热器的分类 1．按工艺功能分类：可分为冷却器、加热器、再沸器、冷凝器、蒸发器、过热器、废热锅炉等。

2．按传热方式和结构分类：可分为间壁传递热量式和直接接触传递热量式，其中间壁传递热量式又可分为： ①管壳式换热器：固定管板式、浮头式、填料函式、U型管式、滑动管板式。 ②板式换热器：板翅式、螺旋板式、伞板式、波纹板式。 ③管式换热器：空冷式、套管式、喷淋管式、箱管式。 ④液膜式换热器：升降模式、括板薄膜式、离心薄膜式。 ⑤其他型式换热器：板壳式、热管等。 9.2.3 换热器选型标准 1．温度 冷却水的温度不宜高于60℃，以免结垢严重；高温端的温差不应小于20℃，低温端不应小于5℃；当两工艺流体之间进行热交换时，低温端的温差不应小于20℃；当采用多管程、单壳程的管壳式换热器，并用水作为冷却剂时，冷却剂的出口温度不应高于工艺流体的出口温度。 在冷却或冷凝工艺流体时，冷却剂的入口温度应高于工艺流体中易结冻组分的冰点，一般应高于5℃；当冷凝带有惰性气体的工艺流体时，冷却剂的出口温度应该低于工艺流体的露点，一般低于5℃；在冷却反应物时，为了控制反应，应维持反应流体和冷却剂之间的温差不小于10℃。 2．压力降 管壳式换热器工作时，增加工艺流体的流速，可相应增加传热膜系数，从而提高总的传热系数，使换热器结构更紧凑。但流速增加后将相应增大换热器的压力降，从而加剧换热器的磨蚀和振动破坏等；同时，压力降的增大也使得换热器运行过程中的动力消耗增大。因此，一般应限制管壳式换热器的最大压力降，下面列出了允许的压力降范围。 表9-6 换热器压力降允许范围

化工原理课程设计--管壳式换热器.

设计一台换热器 目录 化工原理课程设计任务书 设计概述 试算并初选换热器规格 1. 流体流动途径的确定 2. 物性参数及其选型 3. 计算热负荷及冷却水流量 4. 计算两流体的平均温度差 5. 初选换热器的规格 工艺计算 1. 核算总传热系数

2. 核算压强降 经验公式 设备及工艺流程图 设计结果一览表 设计评述 参考文献 化工原理课程设计任务书 一、设计题目： 设计一台换热器 二、操作条件： 1、苯：入口温度80℃，出口温度40℃。 2、冷却介质：循环水，入口温度35℃。 3、允许压强降：不大于50kPa。 4、每年按300天计，每天24小时连续运行。 三、设备型式： 管壳式换热器 四、处理能力： 99000吨/年苯 五、设计要求：

1、选定管壳式换热器的种类和工艺流程。 2、管壳式换热器的工艺计算和主要的工艺尺寸的设计。 3、设计结果概要或设计结果一览表。 4、设备简图。（要求按比例画出主要结构及尺寸） 5、对本设计的评述及有关问题的讨论。 1.设计概述 1.1热量传递的概念与意义 1.热量传递的概念 热量传递是指由于温度差引起的能量转移，简称传热。由热力学第二定律可知，在自然界中凡是有温差存在时，热就必然从高温处传递到低温处，因此传热是自然界和工程技术领域中极普遍的一种传递现象。 2. 化学工业与热传递的关系 化学工业与传热的关系密切。这是因为化工生产中的很多过程和单元操作，多需要进行加热和冷却，例如：化学反应通常要在一定的温度进行，为了达到并保持一定温度，就需要向反应器输入或输出热量；又如在蒸发、蒸馏、干燥等单元操作中，都要向这些设备输入或输出热量。 此外，化工设备的保温，生产过程中热能的合理利用以及废热的回收利用等都涉及到传热的问题，由此可见；传热过程普遍的存在于化工生产中，且具有极其重要的作用。总之，无论是在能源，宇航，化工，动力，冶金，机械，建筑等工业部门，还是在农业，环境等部门中都涉及到许多有关传热的问题。

管壳式换热器机械设计资料

1前言1 1.1概述1 1.1.1换热器的类型1 1.1.2换热器1 1.2设计的目的与意义2 1.3管壳式换热器的发展史2 1.4管壳式换热器的国外概况3 1.5壳层强化传热3 1.6管层强化传热3 1.7提高管壳式换热器传热能力的措施4 1.8设计思路、方法5 1.8.1换热器管形的设计5 1.8.2换热器管径的设计5 1.8.3换热管排列方式的设计5 1.8.4 管、壳程分程设计5 1.8.5折流板的结构设计5 1.8.6管、壳程进、出口的设计6 1.9 选材方法6 1.9.1 管壳式换热器的选型6

1.9.2 流径的选择8 1.9.3流速的选择9 1.9.4材质的选择9 1.9.5 管程结构9 2壳体直径的确定与壳体壁厚的计算11 2.1 管径11 2.2管子数n11 2.3 管子排列方式，管间距的确定11 2.4换热器壳体直径的确定11 2.5换热器壳体壁厚计算及校核11 3换热器封头的选择及校核14 4容器法兰的选择15 5管板16 5.1管板结构尺寸16 5.2管板与壳体的连接16 5.3管板厚度16 6管子拉脱力的计算18 7计算是否安装膨胀节20 8折流板设计22

9开孔补强25 10支座27 10.1群座的设计27 10.2基础环设计29 10.3地角圈的设计30 符号说明32 参考文献34 小结35

2 壳体直径的确定与壳体壁厚的计算 2.1 管径 换热器中最常用的管径有φ19mm ×2mm 和φ25mm ×2.5mm 。小直径的管子可以承受更大的压力，而且管壁较薄；同时，对于相同的壳径，可排列较多的管子，因此单位体积的传热面积更大，单位传热面积的金属耗量更少。所以，在管程结垢不很严重以及允许压力降较高的情况下，采用φ19mm ×2mm 直径的管子更为合理。如果管程走的是易结垢的流体，则应常用较大直径的管子。 标准管子的长度常用的有1500mm ，2000mm ，2500mm ， 3000m,4500,5000,6000m,7500mm,9000m 等。换热器的换热管长度与公称直径之比一般为4—25,常用的为6—10 选用Φ25×2.5的无缝钢管，材质为20号钢，管长4.5m 。 2.2 管子数n L F n d 均π= (2-1) 其中安排拉杆需减少6根，故实际管数n=503-6=497根 2.3 管子排列方式，管间距的确定 采用正三角形排列，由《化工设备机械基础》表7-4查得层数为12层，对角线上的管数为25，查表7-5取管间距a=32mm. 2.4换热器壳体直径的确定 l b a D i 2)1(+-=(2-2) 其中壁边缘的距离为最外层管子中心到壳 l

GB 151-1999 讲义 管壳式换热器

管壳式换热器 GB151-1999 一.适用范围 1.型式 固定——P t 、P S 大，△t 小 浮头、U 形——P t 大，△t 大 * 一般不用于MPa P D 5.2>，易燃爆，有毒，易挥发和贵重介质。 结构型式：外填料函式、滑动管板填料函、双填料函式（径向双道） 2.参数 41075.1,35,2600X PN DN MPa P mm D N N ≤⨯≤≤。参数超出时参照执行。 D N :板卷按内径，管制按外径。 3.管束精度等级——仅对CS ，LAS 冷拔换热管 Ⅰ级——采用较高级，高级精度（通常用于无相变和易产生振动的场合） Ⅱ级——采用普通级精度 （通常用于再沸，冷凝和无振动场合） 不同精度等级管束在换热器设计中涉及管板管孔，折流板管孔的加工公差。 GB13296不锈钢换热管，一种精度，相当Ⅰ级；有色金属按相应标准。 4.不适用范围 受直接火焰加热、受核辐射、要求疲劳分析、已有其它行业标准（制冷、造纸等）P D ＜0.1MPa 或真空度＜0.02MPa

+ 二．引用标准 1.压力容器安全技术监察规程——监察范围，类别划分*等 *按管、壳程的各自条件划类，以其中类别高的为准，制造技术可分别要求。 *壳程容积不扣除换热管占据容积计，管程容积=管箱容积+换热管内部容积。壳程容积=内径截面积X管板内侧间长度。 2. GB150-1998《钢制压力容器》——设计界限、载荷、材料及许用应力、 各受压元件的结构和强度计算。 3.有关材料标准。管材、板材、锻件等 4.有关零部件标准。封头、法兰（容器法兰、管法兰）紧固件、垫片、膨胀 节、支座等 三．设计参数 1.有关定义同GB150 2.设计压力Mpa 分别按管、壳程设计压力，并取最苛刻的压力组合（一侧为零或真空）。 管板压差设计仅适用确能保证管、壳程同时升降压，如1）自换热 2）P t P s 均较高，操作又能绝对保证同时升降压。 3．设计温度℃ 0℃以上，设计温度≥最高金属温度。 0℃以下，设计温度≤最低金属温度。 （一般可参照HG20580《设计基础》）

管壳式换热器课程设计

目录 前言 (2) 第一部分，甲苯冷凝器的设计 一、设计任 务 (4) 二、设计要 求 (4) 三、工艺结构尺 寸 (6) （1）管径和管内流 速 (6) （2）管程数和传热管 数 (6) （3）平均传热温差校正及壳程 数 (6)

（4）传热管的排列和分程数 法 (7) （5）壳体内 径 (7) 四、换热器主要传热参数核 算 (8) （1）计算管程对流传热系 数 (8) （2）计算壳程对流传热系 数 (8) （3）确定污垢热 阻 (9) （4）总传热系 数 (9) 第二部分，甲苯冷却器的设计 一、试算并初选换热器规

格 (11) （1）流体流动途径的确 定 (11) （2）确定流体的定性温度、物性数据，并选择列管换热器的型 式 (11) 二、计算总传热系 数 (11) （1）计算热负 荷 (11) （2）冷却水用 量 (12) （3）计算平均传热温度 差 (12) （4）总传热系数 K (12) （5）估算换热面

积 (12) 三、工艺结构尺 寸 (12) （1）管径和管内流速 (12) （2）管程数和传热管数 (12) （3）平均传热温差校正及壳程数 (13) （4）传热管的排列和分程方法 (14) （5）壳体内径 (14) 四、换热器主要传热参数核 算 (15) (1)壳程对流传热系 数 (15)

(2)管程对流传热系 数 (16) (3)基于管内表面积的总传热系 数 (16) (4)计算面积裕 度 (17) 化工原理课程设计任务书 一、设计任务题目 ＃＃．＃万吨/年甲苯精馏塔冷凝冷却(水冷) 换热系统工艺设计。 二、任务给定条件 1.热流条件： 流量为10500kg/h的甲苯蒸汽从120℃，0.14 MPa(绝压)冷凝到120℃，0.14 MPa(绝压) 甲苯液，再冷却到30℃；120℃甲苯汽相热焓 140 Kcal/Kg，液相焓53 Kcal/Kg，30℃甲苯液相焓13 Kcal/Kg ；定性温度80℃时甲苯密度810Kg/m3, 比热0.446(Kcal/Kg. ℃) 绝对粘度0.32(cp) ，比热0.104 (Kcal/(m.h. ℃)) 。 2.冷流条件 新鲜水初始温度25℃，循环水初始温度45℃，换热后水温

《管壳式换热器机械设计》参考资料

1前言 (1) 1.1概述 (1) 1.1.1换热器的类型 (1) 1.1.2换热器 (1) 1.2设计的目的与意义 (2) 1.3管壳式换热器的发展史 (2) 1.4管壳式换热器的国外概况 (3) 1.5壳层强化传热 (3) 1.6管层强化传热 (3) 1.7提高管壳式换热器传热能力的措施 (4) 1.8设计思路、方法 (5) 1.8.1换热器管形的设计 (5) 1.8.2换热器管径的设计 (5) 1.8.3换热管排列方式的设计 (5) 1.8.4 管、壳程分程设计 (5) 1.8.5折流板的结构设计 (5) 1.8.6管、壳程进、出口的设计 (6) 1.9 选材方法 (6) 1.9.1 管壳式换热器的选型 (6)

1.9.3流速的选择 (9) 1.9.4材质的选择 (9) 1.9.5 管程结构 (9) 2壳体直径的确定与壳体壁厚的计算 (11) 2.1 管径 (11) 2.2管子数n (11) 2.3 管子排列方式，管间距的确定 (11) 2.4换热器壳体直径的确定 (11) 2.5换热器壳体壁厚计算及校核 (11) 3换热器封头的选择及校核 (14) 4容器法兰的选择 (15) 5管板 (16) 5.1管板结构尺寸 (16) 5.2管板与壳体的连接 (16) 5.3管板厚度 (16) 6管子拉脱力的计算 (18) 7计算是否安装膨胀节 (20) 8折流板设计 (22)

10支座 (27) 10.1群座的设计 (27) 10.2基础环设计 (29) 10.3地角圈的设计 (30) 符号说明 (32) 参考文献 (34) 小结 (35)

2 壳体直径的确定与壳体壁厚的计算 2.1 管径 换热器中最常用的管径有φ19mm ×2mm 和φ25mm ×2.5mm 。小直径的管子可以承受更 大的压力，而且管壁较薄；同时，对于相同的壳径，可排列较多的管子，因此单位体积的传热面积更大，单位传热面积的金属耗量更少。所以，在管程结垢不很严重以及允许压力降较高的情况下，采用φ19mm ×2mm 直径的管子更为合理。如果管程走的是易结垢的流体，则应常用较大直径的管子。 标准管子的长度常用的有1500mm ，2000mm ，2500mm ， 3000m,4500,5000,6000m,7500mm,9000m 等。换热器的换热管长度与公称直径之比一般为4—25,常用的为6—10 选用Φ25×2.5的无缝钢管，材质为20号钢，管长4.5m 。 2.2 管子数n L F n d 均π=Θ (2-1) ()根均5035 .40225.014.3160 F L =⨯⨯= = ∴ n d n π 其中安排拉杆需减少6根，故实际管数n=503-6=497根 2.3 管子排列方式，管间距的确定 采用正三角形排列，由《化工设备机械基础》表7-4查得层数为12层，对角线上的管 数为25，查表7-5取管间距a=32mm. 2.4换热器壳体直径的确定 l b a D i 2)1(+-= (2-2)