丁酮回收换热器设计
丁酮回收换热器设计
开题报告
一、课题研究的背景和意义
1.丁酮的性质
分子式CH3 CH2 C O C H3 。又称甲乙酮、2-丁酮。一般工厂称为MEK，无色液体。熔点－85.9℃，沸点79.6℃，相对密度0.8054(20/4℃时水=1)，相对密度2.42（空气=1）。溶于约4倍的水中，能溶于乙醇、乙醚等有机溶剂中。与水能形成恒沸点混合物(含丁酮88.7%)，沸点73.4 ℃。蒸汽与空气能形成爆炸性混合物，爆炸极限2.0 %～12.0%（体积）。化学性质与丙酮相似。丁酮是干馏木材的蒸出液（木醇油）的重要组分，工业上可用二级丁醇脱氢或用丁烯加水氧化法生产。丁酮是油漆的重要溶剂，硝酸纤维素、合成树脂都易溶于其中。
2．丁酮的生产方法
丁酮是干馏木材的蒸出液（木醇油）的重要组分，工业上可用二级丁醇脱氢或用丁烯加水氧化法生产。
丁酮是干馏木材的蒸出液(木醇油)的重要组分。工业上从仲丁醇、丁烷等制取。(1)仲丁醇脱氢法有气相和液相脱氢两种方法。气相脱氢用锌铜合金或氧化锌作催化剂，温度400～500℃，常压；液相脱氢用兰尼镍或亚铬酸铜作催化剂，温度150℃。液相脱氢反应温度及能耗较低，产率较高，催化剂寿命长，分离工艺简单。(2)丁烷液相氧化法丁烷液相氧化的主产品是乙酸，同时副产丁酮(约占乙酸产量的16%)。反应温度150～225℃，压力4.0～8.0MPa。例如美国联合碳化物公司，1976年用此法生产了22.6万吨乙酸，得到3.6万吨的副产丁酮。目前在美国约20%的丁酮是用此法生产的。目前正在研究、发展的方法有丁烯液相氧化法、异丁苯法等。(3)丁烯液相氧化法此法称为互克尔法(Wacker法)。以氯化钯/氯化铜溶液为催化剂，在90～120℃、 1.0～ 2.0MPa条件下进行反应。CH2=CHCH2CH3[O2]→CH3COCH2CH3丁烯转化率约95%，丁酮收率约88%，得到的反应液通过蒸馏等方法提纯而得到成品。此法工艺过程简单，但设备腐蚀严重，需用重金属作催化剂。此法尚未应用于大规模生产。(4)异丁苯法正丁烯和苯经烃化生成异丁苯，异丁苯氧化生成过氧化氢异丁苯，最后用酸分解得到丁酮和苯酚。苯烃化以三氯化铝为催化剂，反应温度50～70℃，得异丁基苯；异丁基苯于110～130℃、0.1～0.49MPa压力下，液相氧化生成异丁基苯过氧化氢；然后在酸催化剂存在下分解，于20～60℃提浓氧化液，生成丁酮和苯酚，最后分离精制而得成品。此法特点是工艺设备腐蚀较轻，反应条件温和，有利于工业化。;丁酮是干馏木材的蒸出液（木醇油）的重要组分。工业上从仲丁醇、丁烷等制取。1.硫酸间接水合法含丁醇的混合C4馏分与硫酸接触生成酸式硫酸酯和中式硫酸酯，然后用水稀
释，水解生成仲丁醇水溶液，再经脱水、提浓得仲丁醇。纯仲丁醇经镍或氧化锌催化脱氢后，得成品。2.正丁烯直接水合法此法分两种，一种以树脂为催化剂，另一种以杂多酸为催化剂。3.仲丁醇脱氢法此工艺分气相法与液相法，大部分采用气相法脱氢工艺。即仲丁醇在脱氢催化剂作用下经脱氢制得丁酮。4.乙烯气相氧化法。5.异丁苯法正丁烯和苯经烃化生成异丁苯，异丁苯氧化生成过氧化氢异丁苯，最后用酸分解得到丁酮和苯酚。此法特点是：工艺设备腐蚀较轻，反应条件温和，有利于工业化。;由正丁烯和硫酸混合进行水解，蒸馏分出仲丁醇，再经催化脱氢而成。由丁烷直接氧化而成
3.丁酮的用途
1. 涂料与清漆。
2. 胶粘剂。
3. 石油工业;脱腊剂。
4. 造纸及纺织业:与乙烯共聚物或其它树脂的溶液用于纸张或织物的涂层。
5. 萃取剂。
6. 其它用途: ——用作有机合成中间体或溶剂。——用作涂料清洗剂。——用作金属洗净剂。——用作染料,虫剂,菌剂等的溶剂。属于第三类易制毒化学品分子式CH3 CH2 C O C H3 。又称甲乙酮、2-丁酮。一般工厂称为MEK,无色液体。熔点-85.9℃,沸点79.6℃,相对密度0.8054(20/4℃时水=1),相对密度 2.42(空气=1)。溶于约4倍的水中,能溶于乙醇、乙醚等有机溶剂中。与水能形成恒沸点混合物(含丁酮88.7%),沸点73.4 ℃。蒸汽与空气能形成爆性混合物,爆极限2.0 %~12.0%( 体积)。化学性质与丙酮相似。丁酮是干馏木材的蒸出液(木醇油)的重要组分,工业上可用二级丁醇脱氢或用丁烯加水氧化法生产。丁酮是油漆的重要溶剂,硝酸纤维素、合成树脂都易溶于其中.
4.换热器的设计
换热器广泛应用于机械、动力、运输、空调、制冷、低温、热量回收、替代燃料和制造领域中，其性能的每一点提高都意味巨大的经济与社会效益。换热器设计是一个复杂而艰辛的过程，它不仅仅是确定一个或者多个可行的解决方案，还要求确定最可能的或接近最优的设计方案。本书详细介绍和应用传热学、流体力学、热力学和微积分学基础课程的基本概念，以拓展换热器理论基础。介绍和应用换热器设计技术，以解决工业实践中遇到的换热器实际问题。本书可作为热工基础理论知识与工业热工设计实践之间的纽带，适用于在职工程师和在校大学生研究生学习及工程应用。
二、丁酮的市场需求
自2010年8月中下旬起，丁酮市场进入两周左右的盘整阶段。在部分市场人士认为丁酮已抵达峰顶之时，丁酮行情受货源稀缺和厂家大幅调价支撑，乘风破浪，两次大幅拉涨，不满一周之间涨幅几近千元。市场气氛热烈，寻货增加，无奈“粥少僧多”，丁酮一单难求。
现丁酮货源短缺原因分析如下：
一、装置检修：独山子已于八月中旬开始为期一个月左右的检修，目前库存不多，消耗库存为主。
二、原料短缺：泰化因原料短缺已停车半月之多，库存不多，前期发往华东华南的货源近日或将抵达；齐翔开工也略受此影响，开工70%，据悉目前维持黄岛、淄博各一条现开工；兰化也因自身装置原料产出低，影响丁酮产量，目前开工60%，库存不多，限量销售。
三、出口订单影响：上月至本月初，部分厂家执行出口订单或出口备货，例如齐翔、中捷、兰化、抚顺等，整体出口量超过六千，影响国内的供货力度。
四、天气因素，突发事件，运输受阻：众所周知，干旱、泥石流、洪涝、台风接踵而至，对货源运输造成严重的影响。大连港原油泄漏，延误抚顺发船，近日的台风延误了抚顺宁波货源的到港；暴雨、泥石流阻碍了西北地区货车的运输，货源未能及时补充到市场。
三、丁酮的市场预测
丁酮是一种优良的有机溶剂和有机合成原料，目前世界上有30多家丁酮生产厂，实际年产量90万吨。丁酮主要用作涂料工业的多种树脂溶剂，优点是可以在一定的固体成分中形成比乙酸乙酯粘度低的溶液。如可用作精制润滑油的脱蜡溶剂、电子元件的清洗剂、用于植物油的萃取以及精制过程中的共沸精馏；是制备香料、抗氧化剂以及某些催化剂的中间体，还是硝酸纤维素、乙烯基树脂、丙烯酸树脂涂料的溶剂，聚氨酯人造革、丁腈橡胶、氯丁橡胶为基料的工业粘合剂，还用于录像带、显影剂、印刷油墨等制造过程。丁酮与过氧化氢反应生成的过氧化物广泛用于强化聚酯玻璃纤维生产的硬化剂，这种材料用于制造汽车、游艇和化学物质的贮存容器。丁酮的过氧化物用于丙烯酸系及聚酯生产作聚合催化剂，是一种最安全的过氧化物。丁酮与盐酸羟胺反应制得的甲乙酮肟，主要用作油漆的抗起皮剂，特别是用于喷雾包装出售的油漆。丁酮与乙炔在高压下反应生成甲基戊炔醇，它主要用作腐蚀抑制剂及某些香料制品的中间体。
中国1990年丁酮产量仅135吨，由抚顺石油二厂生产，远不能满足国内需求，历年靠进口解决供求缺口，最高年进口量超过7000吨。目前，进口丁酮价格为8500元/吨左右。―八五‖期间，这种局面将大有改善，泰州石油化工总厂引进的年产7300吨丁酮装置已投产，济南炼油厂万吨级丁酮装置正在进行工业开发试验。另外，湖北荆门炼油厂也在规划2万吨丁酮装置。1995年丁酮中国需求量达3万吨，主要用于录音带、录像带、印刷油墨、粘合剂及合成革等加工行业。
四、研究的内容及方案
丁酮废气处理及回收技术
合成革工业中生产工艺废气污染一直是政府和企业关注的难点问题，阻碍了该行业的进一步发展。本讨论内容如下：
1、设计成熟的丁酮废气净化及回收技术；
2、研究丁酮废气吸收、吸附剂的吸收效率及操作条件，考察吸附、吸收剂损失情况并进行技术经济分析。
3、丁酮废气净化设备及回收设备的主要技术参数。
3、如何设计建立1个工业化示范工程：设计规模为废气量10000m3/h，废气中丁酮≤14.9kg/h。丁酮回收率要求达到＞90%、产品纯度＞90%。
换热器的设计
1 估算传热面积，初选换热器型号
(1)根据传热要求，计算传热量。
(2)确定流体在换热器两端的温度，计算定性温度并确定流体物性。
(3)计算传热温度差，根据温差校正系数Δt≥0.8的原则，决定壳程数。(4)选择两流体流动通道，根据两流体温差，选择换热器型式。
(5)依据总传热系数的经验范围，初选总传热系数K值。
(6)由总传热速率方程计算传热面积，由S确定换热器具体型号(若为设计时应确定换热器基本尺寸)。
2 计算管程和壳程压强降
根据选定型号的换热器，分别计算管程、壳程压强降，看其是否符合要求。若不符合要求时，再调整管程数或折流挡板间距，或重选其它型号换热器，并计算压强降，直到满足要求为止。
3 核算总传热系数和传热面积
按照对流传热系数关联式，计算管内、外对流传热系数，选定污垢热阻，核算总传热系数值。根据该计算K值校核实际需传热面积，若选用换热器提供的传热面积比所需传热面积大10～20%时，所选换热器合适。否则需另选K值，重复以上步骤，直至符合为止。
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化工原理设计：列管式换热器设计
化工原理课程设计 设计题目：列管式换热器的设计班级：09化工 设计者：陈跃 学号：20907051006 设计时间：2012年5月20 指导老师：崔秀云
目录 概述 1.1.换热器设计任务书 .................................................................... - 7 - 1.2换热器的结构形式 .................................................................. - 10 - 2.蛇管式换热器 ........................................................................... - 11 - 3.套管式换热器 ........................................................................... - 11 - 1.3换热器材质的选择 .................................................................. - 11 - 1.4管板式换热器的优点 .............................................................. - 13 - 1.5列管式换热器的结构 .............................................................. - 14 - 1.6管板式换热器的类型及工作原理............................................ - 16 - 1.7确定设计方案.......................................................................... - 17 - 2.1设计参数................................................................................. - 18 - 2.2计算总传热系数...................................................................... - 19 - 2.3工艺结构尺寸.......................................................................... - 19 - 2.4换热器核算 ............................................................................. - 21 - 2.4.1．换热器内流体的流动阻力 (21) 2.4.2.热流量核算 (22)
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
烟气余热回收换热器具体分析
烟气余热回收热换热器具体分析 随着我国经济的快速发展，能源的价格在日益上涨，能源库存也在日益减少，我们不断在发掘新型能源。工业锅炉是我国主要的热能动力设备，针对工业锅炉的使用特点（排烟余热回收潜力大的特点），烟气余热回收换热器应运而生。 电站锅炉排烟温度一般在110℃到160℃；大中型锅炉在正常运行时，排烟损失占到锅炉燃料输入热量的4%到8%；排烟温度每降15℃—20℃，可提高锅炉效率1%左右；排烟温度是锅炉热损失中最大的一项。 影响排烟温度的因素： （1）燃料的性质 （2）受热面积的状况（积灰、结垢、结焦等等） （3）过量空气系数、漏风率 （4）低温腐蚀因素 那么在降低排烟温度方面有什么措施呢，经过研究发现，降低排烟温度的方法是使用烟气余热换热器，在锅炉尾部烟道适当的位置增加烟气余热回收换热装置。根据不同需求可以在不同工序位置安装烟气回收装置（除尘前、除尘后、垂直烟道、水平烟道等）。 烟气余热回收换热器的优势有哪些？ （1）提高锅炉的循环效率，降低煤耗； （2）改善除尘效率（烟气余热回收装置在除尘前安装时） （3）减少脱硫塔蒸发量，节约用水。 值得注意的是，在安装烟气余热换热器后，会带来一些问题，如：低温腐蚀、磨损、积灰、烟气阻力等等。 一、低温腐蚀 烟气水露点：烟气中水蒸气含量一般为10%—15%，分压为0.01到0.012MPa，水蒸气的露点温度为45—54℃。 酸露点：当烟气中有SO3存在并与水蒸气发生作用生成硫酸蒸汽时，烟气中硫酸蒸汽的露点温度称为酸露点或烟气露点。它比水露点高很多，通常在90—130℃，对于高硫煤产生的烟气或富氧燃烧，酸露点甚至能达到140—160℃。
换热器设计计算范例
列管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 估。 ◆ 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 物料流量 kg/h 组成（含乙醇量） mol% 温度℃操作压力 MPa 进口出口 釜液 3.31450.9
列管式换热器设计方案计算过程参考
根据给定的原始条件，确定各股物料的进出口温度，计算换热器所需的传热面积，设计换热器的结构和尺寸，并要求核对换热器压强降是否符合小于30 kPa的要求。各项设计均可参照国家标准或是行业标准来完成。具体项目如下：设计要求： =0.727Χ10-3Pa.s 密度ρ=994kg/m3粘度μ 2 导热系数λ=62.6Χ10-2 W/(m.K) 比热容Cpc=4.184 kJ/(kg.K) 苯的物性如下： 进口温度：80.1℃出口温度：40℃ =1.15Χ10-3Pa.s 密度ρ=880kg/m3粘度μ 2 导热系数λ=14.8Χ10-2 W/(m.K) 比热容Cpc=1.6 kJ/(kg.K) 苯处理量：1000t/day=41667kg/h=11.57kg/s 热负荷：Q=WhCph（T2-T1）=11.57×1.6×1000×(80.1-40)=7.4×105W 冷却水用量：Wc=Q/[c pc(t2-t1)]=7.4×105/[4.184×1000×(38-30)]=22.1kg/s
4、传热面积的计算。 平均温度差 确定R和P值 查阅《化工原理》上册203页得出温度校正系数为0.8，适合单壳程换热器，平均温度差为 △tm=△t’m×0.9=27.2×0.9=24.5 由《化工原理》上册表4-1估算总传热系数K（估计）为400W/（m2·℃） 估算所需要的传热面积： S0==75m2 5、换热器结构尺寸的确定，包括： （1）传热管的直径、管长及管子根数； 由于苯属于不易结垢的流体，采用常用的管子规格Φ19mm×2mm 管内流体流速暂定为0.7m/s 所需要的管子数目：，取n为123 管长：=12.9m 按商品管长系列规格，取管长L=4.5m，选用三管程 管子的排列方式及管子与管板的连接方式: 管子的排列方式，采用正三角形排列；管子与管板的连接，采用焊接法。（2）壳体直径； e取1.5d0，即e=28.5mm D i=t(n c—1)+2e=19×(—1)+2×28.5=537.0mm，按照标准尺寸进行整圆，壳体直径为600mm。此时长径比为7.5，符合6-10的范围。
管壳式换热器的设计要点
管壳式换热器的设计要点 换热器的设计过程包括计算换热面积和选型两个方面。有关换热器的选型问题，前面已经讲过了，下面主要介绍管壳式换热器的设计要点及如何分析计算结果、调整计算，而设计出满足工艺需要的、传热效率高的换热器。 11.1设计计算的基本模型及换热器的性能参数 换热器的性能主要是通过下列公式来描述的。 a.冷、热两流体间热量平衡 Qreq=(WCpΔT)hot=(WCpΔT)cold W--流体质量流量 Cp--流体的比热 hot--热流体 cold--冷流体 ΔT--进出口温度差 b.传热率方程 Qact=(A)(ΔTm)(1/ΣR) ΣR=(1/hi)o+(1/ho)o+(Rf)o+(Rw)o ΣR--总热阻 A--传热面 hi、ho--分别为两流体的传热膜系数 Rf--两流体的污垢热阻
Rw--金属壁面热阻 ΔTm--平均温度差 O--通常换热计算以换热管外表面为基准 c. 传热率的估算 Qact≥Qreq d. 对压力降的限制条件 (ΔPi)act≤(ΔPi)allow (ΔPo)act≤(ΔPo)allow ΔP--压力降 下标i表示管内 下标o表示管外 11.2 换热器的计算类型 换热器的计算类型常分为设计计算和校核计算两大类。换热器计算一般需要三大类数据：结构数据、工艺数据和物性数据，其中结构数据的选择在换热器中最为重要。在管壳式换热器的设计中包含有一系列的选择问题，如壳体型式、管程数、管子类型、管长、管子排列、折流板型式、冷热流体流动通道方式等方面的选择。工艺数据包括冷、热流体的流量、进出口温度、进口压力、允许压降及污垢系数等。物性数据包括冷、热流体在进出口温度下的密度、比热容、粘度、导热系数、表面张力。 a.设计计算 Design 设计计算就是通过给定的工艺条件，来确定一台未知换热器的结构参数，并使其结构最优、尺寸最小。对设计计算应先确定下列基本的几何参数：
换热器计算步骤
第2章工艺计算 2.1设计原始数据 表2—1 2.2管壳式换热器传热设计基本步骤 （1）了解换热流体的物理化学性质和腐蚀性能 （2）由热平衡计算的传热量的大小，并确定第二种换热流体的用量。 （3）确定流体进入的空间 （4）计算流体的定性温度，确定流体的物性数据 （5）计算有效平均温度差，一般先按逆流计算，然后再校核 （6）选取管径和管内流速 （7）计算传热系数，包括管程和壳程的对流传热系数，由于壳程对流传热系数与壳径、管束等结构有关，因此，一般先假定一个壳程传热系数，以计算K，然后再校核 （8）初估传热面积，考虑安全因素和初估性质，常采用实际传热面积为计算传热面积值的1.15~1.25倍 l （9）选取管长 （10）计算管数 N T （11）校核管内流速，确定管程数 （12）画出排管图，确定壳径 D和壳程挡板形式及数量等 i （13）校核壳程对流传热系数 （14）校核平均温度差 （15）校核传热面积 （16）计算流体流动阻力。若阻力超过允许值，则需调整设计。 2.3 确定物性数据 2.3.1定性温度 由《饱和水蒸气表》可知，蒸汽和水在p=7.22MPa、t>295℃情况下为蒸汽，所以在不考虑开工温度、压力不稳定的情况下，壳程物料应为蒸汽，故壳程不存在相变。
对于壳程不存在相变，其定性温度可取流体进出口温度的平均值。其壳程混合气体的平均温度为： t=420295 357.5 2 + =℃（2-1） 管程流体的定性温度： T=310330 320 2 + =℃ 根据定性温度，分别查取壳程和管程流体的有关物性数据。 2.3.2 物性参数 管程水在320℃下的有关物性数据如下：【参考物性数据无机表1.10.1】 表2—2 壳程蒸气在357.5下的物性数据[1]：【锅炉手册饱和水蒸气表】 表2—3 2.4估算传热面积 2.4.1热流量
第1章 换热器设计软件介绍与入门
第1章换热器设计软件介绍与入门 孙兰义 2014-11-2
主要内容 1 ASPEN EDR软件 1.1 Aspen EDR简介 1.2 Aspen EDR图形界面 1.3 Aspen EDR功能特点 1.4 Aspen EDR主要输入页面 1.5 Aspen EDR简单示例应用 2 HTRI软件 2.1 HTRI简介 2.2 HTRI图形界面 2.3 HTRI功能特点 2.4 HTRI主要输入页面 2.5 HTRI简单示例应用
Aspen Exchanger Design and Rating（Aspen EDR）是美国AspenTech 公司推出的一款传热计算工程软件套件，包含在AspenONE产品之中。 Aspen EDR能够为用户用户提供较优的换热器设计方案，AspenTech 将工艺流程模拟软件和综合工具进行整合，最大限度地保证了数据的一致性，提高了计算结果的可信度，有效地减少了错误操作。 Aspen7.0以后的版本已经实现了Aspen Plus、Aspen HYSYS和Aspen EDR的对接，即Aspen Plus可以在流程模拟工艺计算之后直接无缝集成转入换热器的设计计算，使Aspen Plus、Aspen HYSYS流程计算与换热器详细设计一体化，不必单独地将Aspen Plus计算的数据导出再导入给换热器计算软件，用户可以很方便地进行数据传递并对换热器详细尺寸在流程中带来的影响进行分析。
Aspen EDR的主要设计程序有： ①Aspen Shell & Tube Exchanger：能够设计、校核和模拟管壳式换热器的传热过程 ②Aspen Shell & Tube Mechanical：能够为管壳式换热器和基础压力容器提供完整的机械设计和校核 ③HTFS Research Network：用于在线访问HTFS的设计报告、研究报告、用户手册和数据库 ④Aspen Air Cooled Exchanger ：能够设计、校核和模拟空气冷却器 ⑤Aspen Fired Heater：能够模拟和校核包括辐射和对流的完整加热系统，排除操作故障，最大限度的提高效率或者找出潜在的炉管烧毁或过度焦化 ⑥Aspen Plate Exchanger ：能够设计、校核和模拟板式换热器； ⑦Aspen Plate Fin Exchanger：能够设计、校核和模拟多股流板翅式换热器
风管设计注意事项
（一）系统设计问题 1、水泵在系统的设计位置： 一般而言，冷冻水泵应设在冷水机组前端,从末端回来的冷冻水经过冷冻水泵打回冷水机组；冷却水泵设在冷却水进机组的水路上，从冷却塔出来的冷却水经冷却水泵打回机组；热水循环泵设在回水干管上，从末端回来的热水经过热水循环泵打回板式换热器。 2、冷却塔上的阀门设计： 2、1冷却塔进水管上加电磁阀(不提倡使用手动阀) 2、2管泄水阀应该设置于室内,(若放置在室外,由于管内有部分存水,冬天易冻) 3、电子水处理仪的安装位置 放置于水泵后面，主机前面。 4、过滤器前后的阀门 过滤器前后放压力表。 5、水泵前后的阀门 5、1水泵进水管依次接:蝶阀-压力表-软接 5、2水泵出水管依次接:软接-压力表-止回阀-蝶阀 6、分\集水器
6、1分\集水器之间加电动压差旁通阀和旁通管(管径一般取DN50) 6、2集水器的回水管上应设温度计. 7、各种仪表的位置：布置温度表，压力表及其他测量仪表应设于便于观察的地方，阀门高度一般离地1.2－1.5m,高于此高度时，应设置工作平台。 8、机组的位置：两台压缩机突出部分之间的距离小于1.0m，制冷机与墙壁之间的距离和非主要通道的距离不小于0.8m, 大中型制冷机组（离心，螺杆，吸收式制冷机）其间距为1.5－2.0m。制冷机组的制冷机房的上部最好预留起吊最大部件的吊钩或设置电动起吊设备。 （二）、水路设计问题点汇总 问题点一：水管的坡度要合理 1、水平支、干管，沿水流方向应保持不小于0.002的坡度； 2、机组水盘的泄水支管坡度不宜小于0.01。 3、因条件限制时，可无坡度敷设，但管内流速不得小于0.25m/s。 问题点二：冷凝水干管的设计 1、冷凝水应就近排放，一般排于卫生间地漏 2、凝水干管的长度设计要考虑因坡降引起的高度，管两端高低落差距离不能大于吊顶高度
标准化换热站建设方案设计
标准换热站及二次网建设方案 换热站作为供热配套设施使用的永久性建筑物，关系着供热企业的长期安全运行管理及百姓的宜居生活。为提高供热管网设计的经济可行性，便于建设施工与供热运行管理，结合供热发展现状，根据相关文件要求，对供热换热站的标准化建设制定以下统一要求： 一、换热站建设标准 1.换热站站房建设标准 1.1 换热站标准化建设的施工与验收必须严格执行CJJ28-2014城镇供热管网工程施工及验收规范 1.2根据建设项目供热面积，换热站位置选择以有利于供热管网合理布置为原则，尽量设在小区的中部位置。单套换热机组供热面积不超过10万平方米为最佳。高层建筑室内采暖系统分区需按现场地形和实际供热参数综合考虑，通常按10层划分，各区配套独立设备及管网进行供热。 1.3换热站的面积、净高度及相关尺寸情况需满足使用要求，分设设备间、控制间和供热服务间。设备间内单套换热机组按使用面积不小于50平方米考虑，设备间内必须干净整洁，进、出通道畅通。地面为混凝土地面，地面刷浅蓝色油漆，内墙面刷内墙涂料，机组设备悬挂功能牌，门口设置挡鼠板。控制间按使用面积不小于12平方米考虑，配电室门刷防火涂料，要张贴配电室警示标志：禁止入内（粘贴在配电室门口处，不可贴在门上）；当心触电（粘贴在配电
室内配电柜下方）；配电室标识（粘贴在配电室门上方）。供热服务间主要为供热管理和服务准备，根据客户服务标准要求设办公室，面积不小于80平方米，内设独立卫生间。换热站净高度不低于3.3米，站内安置两套及以上机组的净高度不低于3.6米。 1.4 换热站的建设尽量采用独立基础，框架结构。应合理预留管道基础孔洞。 1.5 换热站的供水、供电须满足负荷要求。换热站的供水（自来水）、供电接至换热站内相应位置，在换热站外两米内设水表，在箱变内设供电专用装置。换热站主电缆为三相五线铜芯国标型号，并有可靠接地。高层建筑小区必须将二次加压自来水管道接入换热站内，并预留水表。 1.6 换热站应具备完善的排水设施，排水管道与小区雨、污水管网相连，应排水畅通，保证外部积水无法进入站内。 1.7换热站应具有良好的通风和采光。距离居民建筑较近的，外部应采取隔音措施，设备基础按《工业企业噪声控制设计规范》采取隔声减振措施。 1.8 换热站应具备方便适用的交通通道，便于整体式换热机组的安装及检修，换热器侧面离墙不小于 0.8m，周围留有宽度不小于 0.7米的通道。 1.9 换热站应设置照明设施，生活服务间、服务办公室预设电器插座。设备间照明设施应符合安全生产要求，采用防水防尘节能灯，同时应设置应急照明。
(整理)余热回收设计方案
恒昌焦化 焦炉烟气余热回收项目 设计方案 唐山德业环保设备有限公司
二〇一二年三月 一、焦化工艺概述： 备煤车间送来的配合煤装入煤塔，装煤车按作业计划从煤塔取煤，经计量后装入炭化室内。煤料在炭化室内经过一个结焦周期的高温干馏制成焦炭并产生荒煤气。 炭化室内的焦炭成熟后，用推焦车推出，经拦焦车导入熄焦车内，并由电机车牵引熄焦车到熄焦塔内进行喷水熄焦。熄焦后的焦炭卸至凉焦台上，冷却一定时间后送往筛焦工段，经筛分按级别贮存待运。 煤在炭化室干馏过程中产生的荒煤气汇集到炭化室顶部空间，经过上升管、桥管进入集气管。约800℃左右的荒煤气在桥管内被氨水喷洒冷却至84℃左右。荒煤气中的焦油等同时被冷凝下来。煤气和冷凝下来的焦油等同氨水一起经过吸煤气管送入煤气净化车间。 焦炉加热用的焦炉煤气，由外部管道架空引入。焦炉煤气经预热后送到焦炉地下室，通过下喷管把煤气送入燃烧室立火道底部与由废气交换开闭器进入的空气汇合燃烧。燃烧
后的废气经过立火道顶部跨越孔进入下降气流的立火道，再经蓄热室，又格子赚把废气的部分显热回收后，经过小烟道、废气交换开闭器、分烟道、总烟道、烟囱排入大气。 对于其中经总烟道进入烟囱热烟气的仍有较大的余热回收价值。 二、余热回收工艺流程图 技术方案如下：该系统由热管蒸气发生器、软水预热器、汽包、上升管、下降管、外连管路和控制仪表等组成，并且互相独立。 主要技术特点： 1、地下烟道开孔技术：如何实现地下主烟道在焦炉正常行产情况下在线开孔，是本项目成功实施的第一关键。我公司根据多次地下烟道的开孔经验，成功总结出一套行之有
效施工方案。 地下烟道路截面尺寸如上图所示。
电厂烟气余热回收换热器比较
成绩 能源与动力工程专业导论 期末小论文 换热器电厂烟气余热回收换热器比较 摘要：介绍了目前运用在电厂锅炉烟气余热回收的主要换热器类型，并对各个换热器的优劣进行分析比较，探讨了目前制约换热器行业发展面临的主要问题，对我国换热器未来发展进行了展望。 关键词：换热器电厂烟气余热回收烟气节能 前言 当前节能已经成为能源行业的一个共同话题，而余热资源的回收和利用亦是节能的重点话题。而作为耗能大户的发电企业，更是有大量的余热无法得到有效回收和利用，被白白浪费。其中，烟气热损失是各项热损失中最大的一项，一般在5%～8%之间，占锅炉总热损失的80%或更高。因此急需寻找一条科学的烟气回收途径，使烟气中的余热得到高效的回收利用，降低能耗，同时对于我国实现节能减排、环保发展战略也具有着重要的现实意义。 而在余热回收中不可或缺的装置便是换热器，所以，一直以来余热回收利用换热器的强化传热技术就备受世界各国的关注，使得新型高效节能的换热器层出不穷。自20世纪60年代起国外便开始实验与研究热管换热器技术，在80年代开始了方形板片板壳式换热器的使用，而我国自1985年起，开始引进国外的“烟气深度冷却余热利用”技术，引发了国内烟气回收余热利用换热器的研究。进入21世纪后，针对行业中的关键技术，国内制造商加大了研究力度和投入，并且随着国内材料技术、外扩展受热面技术及火电行业整体技术水平的提高，我国烟气余热利用换热器制造开始进入技术创新和突破的新时期。制造和运用更加先进的换热器，更加高效地回收余热，减少能耗，合理高效地利用有限的资源，已成为一个重要的课题。 换热器的介绍与工作原理 换热器在电厂烟气余热回收中的利用十分普遍，目前国内外的余热回收装置主要有：板式换热器、GGH换热器、热管换热器、热媒体换热器、低压省煤器等，介绍及工作原理如下：2.1 板式换热器 板式交换器，在表面上具有一定的波纹，并且由许多金属片叠装而组成的一种换热器，这一种换热十分新型亦十分高效。这一种换热器的每个金属板片间都有薄矩形通道，通过板片进行热量交换，我们可以通过结构来区分板式换热器，在电厂中使用的换热器主要分为两类①可拆卸板式换热器②焊接板式换热器,而第二种即焊接板式换热器中，在现在应用更加广泛的是全焊式板式换热器的换热板片，它以不锈钢为原材料，再通过特有的模具进行加工，压制而做成。板式换热器主要由换热芯体和外壳组成,换热芯体由板片组焊而成, 采用周边组焊的板束形式,取消了密封垫片,故耐热、板片系模块化结构,可根据不同的工艺要求改变流程形式和流道面积的大小。用同一模块压制板片,根据需要其长度可为216～12 000 mm,这种换热器在国外供热工程中应用较广泛。其表面的光滑也使得其具有不易结垢的优点。板式换热器还消除了管壳式换热器和可拆卸板式换热器存在的死区现象。由于全焊式板式换热器的特有
换热器的注意要点
换热器的注意要点 一．影响管壳式换热器腐蚀的主要因素： 管壳式换热器的材料一般以碳钢、不锈钢为主，其中碳钢材质的管板在作为冷却器使用时，其管板与列管的焊缝经常出现腐蚀泄漏，泄漏物进入冷却水系统污染环境又造成物料浪费。 1.介质成分和浓度：浓度的影响不一，例如在盐酸中，一般浓度越 大腐蚀越严重。碳钢和不锈钢在浓度为50%左右的硫酸中腐蚀最严重，而当浓度增加到60%以上时，腐蚀反而急剧下降； 2.杂质：有害杂质包括氯离子、硫离子、氰离子、氨离子等，这些 杂质在某些情况下会引起严重腐蚀。 3.温度：腐蚀是一种化学反应，温度每提升10℃，腐蚀速度约增加 1~3倍，但也有例外； 4.ph值：一般ph值越小，金属的腐蚀越大； 5.流速：多数情况下流速越大，腐蚀也越大。 二．防腐保护： 针对换热器的防腐问题，传统方法以补焊为主，但补焊易使管板内部产生内应力，难以消除，可能造成换热器管板焊缝再次渗漏。现在好多采用高分子复合材料的方法进行保护。其具有优异的粘着性能及抗温、抗化学腐蚀性能，在封闭的环境里可以安全使用而不会收缩，特别是良好的隔离双金属腐蚀和耐冲刷性能，从根本上杜绝了修复部位的腐蚀渗漏，为换热器提供一个长久的保护涂层。 石家庄博特环保133 **** ****是一家专业从事换热器的设计、
生产、安装调试的技术公司。 三．换热器的安装要点： 1.热交换器应以最大工作压力的1.5倍做水压试验，蒸汽部分应不 低于蒸汽供汽压力加0.3MPa；热水部分应不低于0.4MPa。在试验压力下，保持10min压力不降。 2.管壳式换热器前端应留有抽卸管束的空间，即其封头于墙壁或屋 顶的距离不得小于换热器的长度，设备运行操作通道净宽不宜小 0.8m。 3.各类阀门和仪表的安装高度应便于操作和观察。 4.加热器上部附件（一般指安全阀）的最高点至建筑结构最低点的 垂直净距应满足安装检测的要求，并不得小于0.2m。
列管式换热器的设计
化工原理课程设计 学院: 化学化工学院 班级： | 姓名学号： 指导教师： $
目录§一.列管式换热器 ！ .列管式换热器简介 设计任务 .列管式换热器设计内容 .操作条件 .主要设备结构图 §二.概述及设计要求 .换热器概述 .设计要求 ~ §三.设计条件及主要物理参数 . 初选换热器的类型 . 确定物性参数 .计算热流量及平均温差 壳程结构与相关计算公式 管程安排(流动空间的选择)及流速确定 计算传热系数k 计算传热面积 ^ §四.工艺设计计算 §五.换热器核算 §六.设计结果汇总 §七.设计评述 §八.工艺流程图 §九.主要符号说明 §十.参考资料
： §一 .列管式换热器 . 列管式换热器简介 列管式换热器又称为管壳式换热器，是最典型的间壁式换热器，历史悠久，占据主导作用，主要有壳体、管束、管板、折流挡板和封头等组成。一种流体在关内流动，其行程称为管程；另一种流体在管外流动，其行程称为壳程。管束的壁面即为传热面。 其主要优点是单位体积所具有的传热面积大，传热效果好，结构坚固，可选用的结构材料范围宽广，操作弹性大，因此在高温、高压和大型装置上多采用列管式换热器。为提高壳程流体流速，往往在壳体内安装一定数目与管束相互垂直的折流挡板。折流挡板不仅可防止流体短路、增加流体流速，还迫使流体按规定路径多次错流通过管束，使湍流程度大为增加。 列管式换热器中，由于两流体的温度不同，使管束和壳体的温度也不相同，因此它们的热膨胀程度也有差别。若两流体温差较大（50℃以上）时，就可能由于热应力而引起设备的变形，甚至弯曲或破裂，因此必须考虑这种热膨胀的影响。 设计任务 ￥ 1.任务 处理能力：3×105t/年煤油（每年按300天计算，每天24小时运行） 设备形式：列管式换热器 2．操作条件 (1)煤油：入口温度150℃，出口温度50℃ (2)冷却介质：循环水，入口温度20℃，出口温度30℃ (3)允许压强降：不大于一个大气压。 备注：此设计任务书（包括纸板和电子版）1月15日前由学委统一收齐上交，两人一组，自由组合。延迟上交的同学将没有成绩。 [ .列管式换热器设计内容 1.3.1、确定设计方案 （1）选择换热器的类型；（2）流程安排 1.3.2、确定物性参数 （1）定性温度；（2）定性温度下的物性参数 1.3.3、估算传热面积 （1）热负荷；（2）平均传热温度差；（3）传热面积；（4）冷却水用量 % 1.3.4、工艺结构尺寸 （1）管径和管内流速；（2）管程数；（3）平均传热温度差校正及壳程数；（4）
电厂烟气余热回收换热器比较
电厂烟气余热回收换热器比较 1. 前言 当前节能已经成为能源行业的一个共同话题，而余热资源的回收和利用亦是节能的重点话题。而作为耗能大户的发电企业，更是有大量的余热无法得到有效回收和利用，被白白浪费。其中，烟气热损失是各项热损失中最大的一项，一般在5%～8%之间，占锅炉总热损失的80%或更高。因此急需寻找一条科学的烟气回收途径，使烟气中的余热得到高效的回收利用，降低能耗，同时对于我国实现节能减排、环保发展战略也具有着重要的现实意义。 而在余热回收中不可或缺的装置便是换热器，所以，一直以来余热回收利用换热器的强化传热技术就备受世界各国的关注，使得新型高效节能的换热器层出不穷。自20世纪60年代起国外便开始实验与研究热管换热器技术，在80年代开始了方形板片板壳式换热器的使用，而我国自1985年起，开始引进国外的“烟气深度冷却余热利用”技术，引发了国内烟气回收余热利用换热器的研究。进入21世纪后，针对行业中的关键技术，国内制造商加大了研究力度和投入，并且随着国内材料技术、外扩展受热面技术及火电行业整体技术水平的提高，我国烟气余热利用换热器制造开始进入技术创新和突破的新时期。制造和运用更加先进的换热器，更加高效地回收余热，减少能耗，合理高效地利用有限的资源，已成为一个重要的课题。 2. 换热器的介绍与工作原理 换热器在电厂烟气余热回收中的利用十分普遍，目前国内外的余热回收装置主要有：板式换热器、GGH换热器、热管换热器、热媒体换热器、低压省煤器等，介绍及工作原理如下： 2.1、板式换热器 板式交换器，在表面上具有一定的波纹，并且由许多金属片叠装而组成的一种换热器，这一种换热十分新型亦十分高效。这一种换热器的每个金属板片间都有薄矩形通道，通过板片进行热量交换，可以通过结构来区分板式换热器，在电厂中使用的换热器主要分为两类①可拆卸板式换热器②焊接板式换热器,而第二种即焊接板式换热器中，在现在应用更加广泛的是全焊式板式换热器的换热板
换热器的设计
武汉工程大学化工机械专业毕业设计 列管式换热器设计 专业班级 学号 指导教师 成绩
列管式换热器设计 摘要 化工设备课程设计是培养学生综合运用本门课程及有关先修课程的基本知识去完成某一设备设计任务的一次训练。 本次的设计的内容是水—CO2列管式固定管板换热器的设计。这方面的知识虽然我们在大三上学期进行了理论课的学习，但是了解和掌握的东西仍然很有限。在这次的课程设计，通过热量衡算，工艺计算，结构设计和校核等一系列工作，我们基本上完成了设计任务，也让我明白了怎么应用所学的化工设备知识，结合我们所掌握的其他相关学科的知识、计算机技术、参照相关的书籍文献等去解决实际的设计问题。并且通过在设计过程中，不断的发现问题解决问题，使我们能够更加熟练的运用这些知识与技能。这些经验的积累是对课堂学习的巩固和拓展，也是一次宝贵的经验积累。 当然在整个设计过程种，也离不开老师的悉心指导和同组各位组员的同心协力。在我们的实践过程中，通过小组各位组员的分工合作和相互配合，我们才能比较顺利的完成各个时段的工作，在遇到问题时，我们能够一起参与讨论，通过查阅资料、咨询老师等来解决。虽然在这个过程中，我们有发生过计算失误而重头开始计算，有过发现画图过程中的设计缺陷而重新设计等等问题，但这不但没有让我们知难而退，反而让我们更加深刻的认识到科学设计中所应该持有的严谨务实的态度的重要性。这些宝贵经验的积累，对我们今后的学习工作也一定会有很大的帮助。 关键词:结构设计,工艺计算
目录 第一章设计条件 (3) 第二章换热器结构设计 (3) 2.1管子数计算 (3) 2.2排列方式确定 (3) 2.3壳体直径确定 (4) 2.4壳体壁厚计算 (5) 2.5管板尺寸确定 (5) 2.6封头尺寸确定 (6) 2.7容器法兰选择 (6) 2.8管子拉脱力计算 (6) 2.9折流板计算 (8) 2.10支座确定 (9) 第三章换热器主要结构尺寸和计算结果列表 (9) 参考文献 (11) 致谢 (12)
换热器设计指南汇总
换热器设计指南 1总贝!I i.i目的 为规范本公司工艺设计人员设计管壳式换热器及校核管壳式换热器而编制。 1. 2范围 1.2.1本规定规定了管壳式换热器的选型、设计、校核及材料选择。 1.2.2本规定适用于本公司所有的管壳式换热器。 1.3规范性引用文件 下列文件中的条款通过本规定的引用而成为本规定的条款，凡注日期的应用文件，其随后所有的修改单或修改版均不适用本规定。凡不注日期或修改号 (版次)的引用文件，其最新版本适用于本规定。 GB150-1999钢制压力容器 GB151-1999管壳式换热器 HTRI设计手册 Shell & tube heat exchangers ------- JGC 石油化工设计手册第3卷——化学工业出版社(2002) 换热器设计手册——中国石化出版社(2004) 换热器设计手册——化学工业出版社(2002) Shell and Tube Heat Exchangers Technical Specification ---------- SHESLL (2004) SHELL AND TUBE HEAT EXCHANGERS——BP (1997) Shell and Tube Exchanger Design and Selection -------- HEVRON COP. (1989)
HEAT EXCHANGERS——FLUOR DANIEL (1994) Shell and Tube Heat Exchangers ------- TOTAL (2002) 管壳式换热器工程规定——SEI (2005) 2设计基础 2. 1传热过程名词定义 2.1.1无相变过程 加热：用工艺流体或其他热流体加热另一工艺流体的过程。 冷却：用工艺流体、冷却水或空气等冷剂冷却另一工艺流体的过程。 换热：用工艺流体加热或冷却另外一股工艺流体的过程。 2.1.2沸腾过程 在传热过程中存在着相的变化一液体加热沸腾后一部分变为汽相。此时除显热传递外，还有潜热的传递。 池沸过程：用工艺流体、水蒸汽或其他热流体加热汽化大容积设备中的工艺流体过程。 流动沸腾：用工艺流体、水蒸汽或其他热流体加热汽化狭窄流道中的工艺流体过程。 2.1.3冷凝过程 部分或全部流体被冷凝为液相，热流体的显热和潜热被冷流体带走，这一相变过程叫冷凝过程。 纯蒸汽或混合蒸汽冷凝：用工艺流体、冷却水或空气，全部或部分冷凝另一工艺流体。 有不凝气的冷凝：用工艺流体、冷却水或空气，部分冷凝工艺流体和同时冷却不凝性气体。 2.2换热器的术语及分类 2.2.1术语及定义 换热器装置：为某个可能包括可替换操作条件的特定作业的一个或多个换热器； 位号：设计人员对某一换热器单元的识别号； 有效表面：进行热交换的管子外表面积； 管程：介质流经换热管内的通道及与其相贯通部分； 壳程：介质流经换热管外的通道及与其相贯通部分；
换热器维护检修要点
工作行为规范系列 换热器维护检修要点（标准、完整、实用、可修改）
编号：FS-QG-69203换热器维护检修要点 Main points of heat exchanger maintenance and repair 说明：为规范化、制度化和统一化作业行为，使人员管理工作有章可循，提高工作效率和责任感、归属感，特此编写。 为了保证换热器长久正常运行，必须对设备进行维护与检修，以保证换热器连续运转，减少事故的发生。在检查过程中，除了查看换热器的运转记录外，主要是通过目视外观检查来弄清是否有异状，其要点如下: 一、温度的变动情况 测定和调查换热器各流体出入口温度变动及传热量降低的推移量，以推定污染的情况。 二、压力损失情况 要查清因管内、外附着的生成物而使流体压力损失增大的推移量。 三、内部泄漏 换热器的内部泄漏有:管子腐蚀、磨损所引起的减薄和穿孔;因龟裂、腐蚀、振动而使扩管部分松脱;因与挡板接触
而引起的磨损、穿孔;浮动头盖的紧固螺栓松开、折断以及这些部分的密封垫片劣化等。由于换热器内部泄漏而使两种流体混合，从安全方面考虑应立即对装置进行拆开检查，因为在一般情况下，可能会发生染色、杂质混入而使产品不符合规格，质量降低，甚至发生装置停车的情况，所以通过对换热器低压流体出口的取样和分析来及早发现其内部泄漏是很重要的。 四、外部情况 对运转中换热器的外部情况检查是以目视来进行的，其项目有: 接头部分的检查:要检查从主体的焊接部分、法兰接头、配管连接部向外泄漏的情况或螺栓是否松开。 基础、支脚架的检查:要检查地脚螺栓是否松开，水泥基础是否开裂、脱落，钢支架脚是否异常变形、损伤劣化。 保温、保冷装置的检查:要检查保温保冷装置的外部有无损伤情况，特别是覆在外部的防水层以及支脚容易损伤，所以要注意检查。 涂料检查:要检查外面涂料的劣化情况。
换热器设计计算步骤
换热器设计计算步骤 1. 管外自然对流换热 2. 管外强制对流换热 3. 管外凝结换热 已知：管程油水混合物流量 G ( m 3/d)，管程管道长度 L (m)，管子外径do (m)， 管子内径di (m)，热水温度 t ℃， 油水混合物进口温度 t 1’, 油水混合物出口温度 t 2” ℃。 1. 管外自然对流换热 1.1 壁面温度设定 首先设定壁面温度，一般取热水温度和油水混合物出口温度的平均值，t w ℃， 热水温度为t ℃，油水混合进口温度为'1t ℃，油水混合物出口温度为"1t ℃。 "w 11 t ()2 t t =+ 1.2 定性温度和物性参数计算 管程外为水，其定性温度为1()K -℃ 21 ()2 w t t t =+ 管程外为油水混合物，定性温度为'2t ℃ ''"2111 ()2t t t =+ 根据表1油水物性参数表，可以查得对应温度下的油水物性参数值 一般需要查出的为密度ρ (3/kg m ),导热系数λ(/())W m K ?，运动粘度2(/)m s ，体积膨胀系数a 1()K -，普朗特数Pr 。
表1 油水物性参数表 水 t ρ λ v a Pr 10 999.7 0.574 0.000001306 0.000087 9.52 20 998.2 0.599 0.000001006 0.000209 7.02 30 995.6 0.618 0.000000805 0.000305 5.42 40 992.2 0.635 0.000000659 0.000386 4.31 50 998 0.648 0.000000556 0.000457 3.54 60 983.2 0.659 0.000000478 0.000522 2.99 70 997.7 0.668 0.000000415 0.000583 2.55 80 971.8 0.674 0.000000365 0.00064 2.21 90 965.3 0.68 0.000000326 0.000696 1.95 100 958.4 0.683 0.000000295 0.00075 1.75 油 t ρ λ v a Pr 10 898.8 0.1441 0.000564 6591 20 892.7 0.1432 0.00028 0.00069 3335 30 886.6 0.1423 0.000153 1859 40 880.6 0.1414 9.07E-05 1121 50 874.6 0.1405 5.74E-05 723 60 868.8 0.1396 3.84E-05 493 70 863.1 0.1387 0.000027 354 80 857.4 0.1379 1.97E-05 263 90 851.8 0.137 1.49E-05 203 100 846.2 0.1361 1.15E-05 160 1.3 设计总传热量和实际换热量计算 0m v Q Cq t Cq t ρ=?=?v v C q t C q t αρβρ=?+?油油水水 C 为比热容/()j kg K ?，v q 为总体积流量3 /m s ，αβ分别为在油水混合物中 油和水所占的百分比，t ?油水混合物温差，m q 为总的质量流量/kg s 。 实际换热量Q 0Q Q *1.1/0.9= 0.9为换热器效率，1.1为换热余量。 1.4 逆流平均温差计算
换热器的设计
换热 12万吨/年二甲苯从90℃冷却到50℃，冷却介质水从30℃到40℃。 一·确定设计方案 1．选择换热器的类型 两流体温度变化情况：二甲苯进口温度90℃，出口温度50℃；循环水进口温度30℃，出口温度40℃。考虑到流体温差不是太大，但冬季水温低，温差稍大。壳程压力也不是很大，所以选用带膨胀节的固定管板式换热器。 2．流动空间及流速的确定 由于循环冷却水较易结垢，应使其走管程，二甲苯走壳程。选φ25?2.5的碳钢管，管内流速取1.5m/s 。 物性数据的确定 定性温度：可取流体进出口的平均值。 壳程油的定性温度为：702 5090=+=T ℃ 管程流体的定性温度为：352 4030=+=T ℃ 二甲苯在70℃下相关的物性数据如下： 密度 ：ρO =825.7㎏/3m 定压比热容 ： po c =1.896kJ/（㎏·℃） 导热系数：λO =1.22W/（m ·℃） 粘度：μO =0.00037pa.s 循环冷却水在35℃下的物性数据： 密度 ：ρO =994㎏/3m 定压比热容 ： po c =4.08kJ/（㎏·℃） 导热系数：λO =0.626W/（m ·℃） 粘度：μO =0.0007225pa.s 二·热量衡算 1. 热流量 Q O =m O c PO t O =71012?/（300×24）×1.896×（90-50）=1.624×610KJ/h=351.1KW 2. 平均传热温差 Δ2 1 21,ln t t t t t m ???-?==7.3230504090ln )3050()4090(=-----℃ 3. 冷却水用量 h Kg t c Q w i pi i /9.39803) 3040(08.416240000=-?=?= 4. 总传热系数K 管程传热系数 41131000725 .09945.102.0=??==i i i i e u d R μρ