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立式热虹吸再沸器工艺处理设计

立式虹吸再沸器工艺设计设计一台立式热虹吸再沸器，以前塔顶蒸汽冷凝为热源，加热塔底釜液使其沸腾。前塔顶蒸汽组成：乙醇0.12，水0.88，均为摩尔分数，釜液可视为纯水。具体条件及物性如下

前言

能源是国民经济和社会发展的重要物质基础。我国资源总量较为丰富，但人均占有资源相对不足，能源和其它重要矿产资源的人均占有量仅为世界平均水平的一半。

化学工业在整个国民经济体系中占有相当重要的地位，其发展速度和水平直接制约着其它许多部门的发展;同时，化学工业又是能源消耗较多的部门，化学工业消耗的各种能源约占全国能源产量的9%，占全国工业耗能的23%。目前，日趋严峻的资源、环境和安全约束以及市场竞争的压力，要求化学工业必须利用当今先进的技术，改善生产和管理，以实现更高效、低耗、清洁和安全的生产。

在石化企业中，再沸器是精馏塔的重要辅助设备之一，它提供了精馏过程所需的热量，其节能潜力非常大。再沸器设计的好坏，操作正常与否，直接影响着精馏塔的分离效果。为了有效的利用能源，对再沸器正确的选择和设计就显得十分重要。

流态化是一门旨在强化颗粒与流体之间接触和传递的工程技术。近年来，由于生产实际需求的推动，流态化技术得到新的发展，取得的成果越来越多，其优点越来越为人们所认识，并且己经成为引人注目的前沿研究领域。

另外，在化工过程设计中，要应用到大量的基础物性数据。开发一个数据库，包含这些基本的物性数据或者计算方法，在这些化工过程的设计中，就可以直接从数据库中查取有关的数据，省去烦琐的物性查取和计算的过程，简化设计，因此也是一项十分有意义的工作。

2立式热虹吸再沸器简介：

热虹吸再沸器在化学工业中有非常广泛的应用，它具有非常高的传热系数，并且不需要泵来推动工艺流体的循环，从而使得设备费降低。但是因为在热虹吸再沸器中流体流动和传热之间紧密相关，其设计过程十分复杂，要考虑到许多相关的因素，一般首先要根据工艺要求，同时考虑一些细节因素，选择再沸器的类型此基础上选择压力平衡计算式和传热计算式，进行工艺设计。对于立式热虹吸再沸器很难在理论上对其作出精确的计算，所以多年来人们都是根据经验进行热虹吸再沸器的设计。立式热虹吸再沸器是利用塔底单相釜液与换热器传热管内汽液混合物的密度差形成循环推动力，构成工艺物流在精馏塔底与再沸器间的流动循环。这种再沸器具有传热系数高，结构紧凑，安装方便，釜液在加热段的停留时间短，不易结垢，调节方便，占地面积小，设备及运行费用低等显著优点。但是由于结构上的原因，壳程不能采用机械方法清洗，因此不适宜用于高粘度或者较脏的加热介质。同时由于是立式安装，因而增加了塔的裙座高度。

图1-1

釜内液位与再沸器上管板平齐

管内分两段：

——显热段

——蒸发段

3工艺机构尺寸的估算

3.1依据工艺要求计算传热速率Q

（3-1）

式中（3-1）b 、c 分别代表蒸发和冷凝，r 表示潜热，D 为蒸发量

则：

3.2计算传热温差

（3-2）

式中T d 、T b 、t b 分别为壳程露点温度、壳程泡点温度、管程平均温度。

则：

3.3假定传热系数K

依据壳程及管程中介质的种类，按竖直管式查表，从中选取

3.4计算传热面积A p

(3-3)

式中Q 为传热速率，K 为传热系数，

为传热温差。则

b b

D r D r =

b b

c c

Q D r D r ==6

10442.322251000/3600 6.45410()b b c c

Q D r D r w ===??=?()()ln

d b b b m d b b b

T t T t t T t T t ---?=

--()()(146112)(130112)25.16()

146112

ln ln

130112d b b b m d b b b

T t T t t K T t T t ------?===----2605/()

K W m K =R

Q A K t =

??6

6.45410424p Q A m ?===m t ?

3.5选取传热管规格、计算传热管根数

选取传热管规格为φ25mm ?2mm ，L=3000mm ，如图（1-2a ）在相同的管板面积上可排较多的管子，而且管外表面传热系数较大，此换热器由于管外流体阻力较小

不易结垢，因此不需要清洗所以选择三角形

图1-2

排列，传热管的根数为：

（3-4）

式中A 为传热面积，d 0为管径，L 为管长。则：

3.6壳体直径

按三角形排列时，传热管构成如图（1-2a ）正六边形排列,，排管数为a ，最大正六边形内对角戏上管子数目b 和再沸器壳体内径D ，可分别按下式进行计算：

（3-5）（3-6）

（3-7）

424

1800()

3.140.0253

T o A N d L π=

==??根T o A

N d L

π=

=3a(1)121

(1)(2~3)T N a b a D t b d ++=+=-+

式中，T N 为排列管子总数：a 为正六边形的个数：t 为管心距，mm ，d 0为传热管外径，mm 。

因此由于=3a(1)1T N a ++=1800，解得a=24(a=-25舍去)。再由b=2a+1解得b=49。于是

取进口管D i =250mm ，出口管直径D 0=600mm 。

4传热系数校核 4.1显热段传热系数K L

1、假设传热管出口气化率为x e =0.021（其值得的大致范围为：对于水的汽化一般为2%~5%，对于有机溶剂一般为10%~20%），釜液蒸发量D b ，则循环量W t 为：

（3-8）

式中，D b 为釜液蒸发质量流量，kg/s ；W t 为釜液循环流量，kg/s 。所以

2、显热段传热管内传热膜系数，设传热管内流通截面积S i ，则传热管内釜液

的质量流率G 为

（3-9）

式中S i 为管内流通截面积，m 2；d i 为传热管内径，m ；N T 为传热系数管数。设为管内液体的粘度，则管内流动的雷诺数及普朗特数分别为：

（3-10）

式中，为管内液体粘度Pa ·s ；C pb 为管内液体定压比热容kJ/(kg · K)；为

管管内液体热导率，W/（m ·K ）。因此

0(1)(2~3)32(491)3251600mm

D t b d =-+=?-+?≈b

D Wt x =

10442.3

138(/)36000.021

b t e D W kg s x =

==?i αb μ24

i i T

W G S S d N π

Re Pr pb b

i b

C d G

μμλ=

b μb λ

若Re > 104

，0.6< Pr >160，显热段长与管内径之比L BC / d i >50时，则按圆形直管强制湍流公式来计算显热段传热管内表面的传热系数即

（3-11）

则：

3、显热段课程冷凝传热膜系数

（3-12）

式中

怪外凝液密度、壳程凝液热导率、管外凝液粘度。则：

式中，0.75是双组分按单组分计算的校正系数。

4、污垢热阻，沸腾侧： 424204.29910/ 1.7210/i R m k W R m k W --=?=? 冷凝侧：

22220.7850.02118000.6231()

4138221.47[/()]

0.6231

i i T t i S d N m W G kg m s S π

=??====3

330.021221.47

Re 186030.2510

4.2289100.2510Pr 1.541

0.6862

i b pb b

d G

C μμλ--?=

=????=

==i

α0.8

0.4

0.023

i r

P d λα=0.80.40.80.420.6862

0.023Re 0.02318603 1.5412327[/]

0.021b i r i P W m k d λα==???=0α111123233

041.87Re 1.87c

c c

c c c c T g g D

d N ρλρλαμμμπ-

-??

????== ? ? ???

????

c 04Re =()C C c c c C T c

D M Q

M D r d N r ρλμμπ=

= , , 为蒸汽冷凝潜热、、分别表示112

0.75 1.87Re 85998.10.535

413635=0.75 1.873600 3.140.02518000.2105224.5/(m )c

c g W K ρλαμ--

--??=? ???

???????

? ? ???????????

????

（0.210）

524.29910/W R m k W -=?管壁：

5、显热段的传热系数

(3-13)

4.2蒸发段传热系数K E

1、管内沸腾—对流传热膜系数

（3-14）泡核沸腾的平均修正系数a

(3-15)

(3-16) (3-17)

式中，G h 为管内质量流速，kg/(m 2·h)， x 为蒸汽质量分数；Ψ为与无形有关的

参数；

分别为沸腾侧汽相与液相的密度kg/m 3; 分别为沸腾侧汽相与液相的粘度，Pa ·s 。（3-18）

式中X tt 为Lockhat-Martinelli 参数，表示液体和蒸汽动能的比例。

当x=x e =0.021时

000001

d d 1=d d 25 4.2991025 4.299102511.721023272121235224.5698/(i W L i i

i m R R d K R d W m K αα-----??++++ ?

????????=+++?+ ?

?????=??

）v αv b tp

a b ααα=+'

E a a a +=

520.50.10.50.1

36003600221.478.010/()0.880.250.041239500.012h V b b V G G kg m h ρμρμ??==?≈???

????????ψ=== ? ? ? ?

????????

0.9

0.021

0.0211110.0210.746

0.04123

x tt

x x X ψ

=????

? ?--?

?===b V ρρ、b V μμ、0.9

0.5

0.1

0.9

111V V tt b b x

x x X x ρμρμψ?? ???

??-== ? ? ? ?-??

查化工原理课程设计图3-30得a E =0.45 当x=0.4x e =0.0084时

查化工原理课程设计图3-30得a ’=1.0 将数据带入式（3-15）得：泡核沸腾传热膜系数

（3-19）

改式为麦克内利（Mcnelly ）公式，式中，di 为歘热管内径，m ；rb 为釜液汽化潜热，J/kg ；p 为塔底操作压力（绝对压力），Pa ；为釜液表面张力，N/m 。则：

质量分数x=0.4xe 处的对流传热膜系数

， (3-20)

式中，

为两厢对流传热修正系数其值为： (3-21)

式（3-21）成为（Dengler ）公式。

0.9

0.0084

0.00841110.00840.3311

0.04123

x tt

x x X ψ

=????

? ?--?

?==='0.45 1.00.725

E a a a ++==b α0.69

0.33

0.31

0.225Pr 1b

i b i b i b b V Qd Pd d Ar λραμρσ??

=- ?

? ???

????

σ0.69

0.33

0.31

0.69

0.69330.31

0.33

0.225Pr 10.6862 6.5439100.021

=0.225 1.5410.0214242225100.2510950 1.6100.021=2051/(m 0.88 5.06210b

i b i b i b b V Qd Pd d Ar W λραμρσ--????

=- ? ? ???

?????

?? ?????????????

? ????

)K ????

tp α[]

0.8

0.4

0.023(1)b

tp i

Re x Pr d λαζ

=-ζ0.5

13.5tt X ζ??

???

当x=0.4xe 时，用式（3-18）计算出1/Xtt 再用式（3-21）求得，最后用式（3-20）

求取。

则管内沸腾—对流传热膜系数

2、蒸发段传热系数

4.3显热段和蒸发段长度

显热段长度LBC 和传热管总长L 之比为

（3-23）

式中（△t/△p ）s 为沸腾物系蒸汽压曲线的斜率。则：

ζtp

α[]

0.8

0.4

0.023(1)b

tp i

Re x Pr d λαζ

=-0.5

0.513.5 3.5(0.3311) 2.014

tt X ζ??

==?= ?

v 20.725205114654.5

6141.5/()b tp a b W m K ααα=+=?+???=??1

000001

d d 1=(322)d d 25 4.2991025 4.299102511.72106141.52121235224.5698/(i W L V i i m R R d K R d W m K αα-----??++++- ?????????=+++?+ ??????=??

）()/BC

s i T L m

pb b t s t p L L d N K t t p C W πρ??=????+ ????()/BC s i T L m

pb b t

s t p L L d N K t t p C W πρ??=????+ ????[]0.8

0.4

0.68620.023 2.01418603(10.0084) 1.5410.0214654.5/W m K =??-?????

4.4平均传热系数K c

(3-24)

4.5面积裕度核算

比较K 计算和K 假定，若K 计算比K 假定高出20%，则说明假定值尚可，否则要重新假定K 值

（3-25）

5环流的校核

由于在传热计算中，再沸器内德釜液循环量是在假设的出口气化率下得出的，因而釜液循环量是否正确。核算方法是在给定的出口气化率下，计算再沸器内的流体流动循环推动力及其阻力，应使循环推动力等于或略大于流动阻力，则表明假设的出口气化率正确，否则应重新假设出口气化率，重新进行计算。

5.1循环推动力△p D

（3-26）（3-27）

式中，为对应传热管出口气化率1/3处的两相流平均密度，kg/m 3

；

为传热管出口处两相流平均密度，kg/m 3；为再沸器上部管板至接管入塔口间的高度l ，其参数可查表3-1结合机械设计需要选取。

0.34283 1.028()3 1.028 1.972()

BC CD L m L m =?==-= 2698 1.028896 1.972828/3

L BC E CD

c K L K L K L

W m K +=

?+???==??828605

37%605

c K K K --==()(1)D CD b tp tp tp V L b L

P L l g

R R ρρρρρρ???=--??=-+tp

ρtp ρ3

3 1.961100.3428

3.140.021*********.16

1.9611042

2.89950138--?==?????+

当x=1/3x e =0.007时，

（3-26）

式中，R L 为两相流的液相分数。

当x=x e 时，按上述同样的方法求得参照表3-1并根据焊接需要选取再沸器上部管板至接口管入塔口间的高度，计算循环推动力：

5.2循环推动阻力△p f

循环流动阻力f P ?的计算一般是采用分段计算的方法，即分别计算管程进口管阻力1P ?、加速阻力2P ?、传热管显热段阻力3P ?、传热管蒸发段阻力4P ?和管程出口管阻力5P ?，然后叠加得到总的阻力，即：（3-27）

1、管程进口管阻力1P ?

0.9

110.0070.04123 3.5635

0.007tt x X x ψ--????

=== ?

????

()

0.5

211tt

L tt

tt X R X

X =

++()()

0.5

3.5635

0.379

211 3.563521 3.56351tt

L tt

tt X R X

X =

=+++?+3(1)0.88(10.379)9500.379360.6(/)

tp V L b L R R kg m ρρρ=--=?-+?=3

227/tp

kg m ρ=1.4l m =()9.81[1.972(950360.6) 1.4227]8284.5()

D CD b tp tp P L l g Pa ρρρ???=--=?--???=12345

f P P P P P P ?=?+?+?+?+?2

1382812.7[/]0.7850.7850.25

t i W G kg m s D ===?

2、加速阻力2P ?

3、传热管显热段阻力损失3P ?

按直管阻力损失计算：

4、传热管蒸发段阻力4P ?

该段为两相流，故其流动阻力损失计算应按两相流考虑。计算方法是分别计算该段的汽-液相流动的阻力，然后按一定方法加和，求得阻力损失。

汽相流动阻力4P ?，取该段内的平均气化率x=2/3x e =0.014,则汽相质量流速G V 为：汽相流动的R eV 为：

0.382

10.252812.7Re 2.812710

0.25100.122170.7543/Re 0.0149

(/0.0254)29.3()

0.3426(/0.02540.1914)7271()

2i i b

i i i i i i i i b

D G

D L m D L G p Pa D μλλρ-?=

=??=+===-?==222222222(1)(10.021)9500.02111 3.65

10.2380.8810.238/221.46[/()]4/2241.46 3.65/950188()

e e L

L V

L t i T

b x x M R R G W d N kg m s p G M Pa ρρπρ????

--=+

-=+?-= ? ?--????

==?==?=0.3822

30.012270.7543/0.3031.028221.460.030338()

20.0212950

e BC i b R L G p Pa d λλρ=+=?==??=?23.1[/()]V G xG kg m s ==30.380.38

40.021 3.154250.01210

0.75430.7453

0.12270.012270.041Re 5425

1.972 3.10.04121.0()20.02120.88

i V

eV V

V V CD V V V

i V d G R L G P Pa d μλλρ-?=

==?=+

=+=?==??=?

液相流动阻力4L P ?

两相压降4P ?

5、管程出口阻力5P ?

汽相流动阻力5P ? 出口管中汽相质量流率为：

出口管中气象流动的R eV 为

液相流动阻力

液相流率GL 为：

也像流动ReL 为：

0.38

4221.46 3.1220.36[/()]0.021220.36

185100.02510

0.7453

0.012270.030318510 1.972220.360.030373()

20.0212950

L V i L

eL b

L CD L L L i V G G G kg m s d G R L G P Pa d μλλρ-=-=-=?=

=?=+

=?==??=?1/41/440.250.254

444

()(2173)656()V L p p p Pa ?=?+?=+=22

1380.02110.25[/()]0.7850.6

V e G x G kg m s ==?=?03

0.38

500.610.25

5125000.01210

0.7453

0.012270.0174512500

1.5 1.5 1.5

2.25()

2.2510.250.01744()20.620.88

eV V

V V V V

V d G R l l m G l P Pa D μλλρ-?=

=?=+===?=?==??=?2

13810.25478.1[/()]0.7850.6L V G G G kg m s =-=-=?6

030.6478.1 1.1510

0.02510L eL b D G R μ-?===??5

L p ?

两相压降5P ?

循环阻力：

5.3循环推动力与循环阻力的相对误差

核算满足要求，所设计的再沸器满足要求。

6传热面积裕度

所需换热面积面积裕度

1/41/440.25

0.254555()(4

7)85()V L p p p Pa ?=?+?=+=12345

727118838656858238()

f P P P P P P Pa ?=?+?+?+?+?=++++=8284.582380.006

8284.5

D f

p p p ?-?-==?6

2645410310()

82825.16c m Q A m K t ?===??424310

37%310

P A A H A --=

==60.38

500.7453

0.012270.01602(1.1510)

2.25478.10.016027()

20.62950L L L L V G l P Pa D λλρ=+

=??==??=?

7设计结果汇总

立式热虹吸设计结果汇总

总结

立式热虹吸再沸器设计过程涉及多次迭代计算，适当的简化可以减少大量的计算任务，一般限定再沸器换热管管长2.5～3.7 m，管径25～32 mm，塔内液位与上管板同高，壳程加热介质为蒸汽，操作压力不低于0.03 MPa，忽略显热段热阻及热负荷。用于混合物的加热以及壳程采用单相加热介质其计算过程则更为复杂，最好由计算机程序完成。为保证再沸器的正常循环，出口汽化率一般在5%～40%之间，出口管道压降一般不超过总压降的30%。加热管内流速一般控制在0.5～1.5 m/s，入口管内流速一般控制在0.6～2 m/s，出口管内流速一般控制在0.3～1 m/s。在出口汽化量不变的情况下，汽化率减低，再沸器管内循环量将增加，管内传热系数增大，再沸器面积减小，再沸器热通量增大，但一般不超过最大热通量的70%。对于易结垢的物系应充分考虑污垢对传热的影响。考虑再沸器的操作弹性，一般在计算基础上要留有10%～20%裕量。

参考文献

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立式热虹吸再沸器机械设计说明书

立式热虹吸再沸器机械设计说明书大连理工大学本科课程设计立式热虹吸式再沸器机械设计说明书学院(系): 化工机械与安全学院专业: 过程装备与控制工程学生姓名: 孔闯学号: 201242052 指导教师: 由宏新、代玉强评阅教师: 完成日期: 2015、10、2 大连理工大学 Dalian University of Technolog

摘要本课程设计主要任务就是设计1台立式热虹吸式再沸器,作为丙烯-丙烷精馏塔的提馏段加热设备。在大三下学期的时候已经初步完成了再沸器的工艺部分的设计与核算,本次设计主要进行再沸器的机械部分的计算及校核,包括再沸器各部分的结构说明,筒体壁厚的计算,封头壁厚的计算,管箱法兰与管板的计算,筒体与封头开孔及补强等。通过3周的工作,已完成了再沸器的机械参数的计算,手工绘制了再沸器的装配图1张与管板零件图1张。

目录摘要................................................................................................................................................ I 1设计基础 .. (2) 1、1项目背景 (2) 1、2设计依据 (2) 1、3技术来源及授权 (2) 1、4项目简介 (2) 2结构工艺说明 (1) 2、1管程与壳程物料的选择 (1) 2、2换热管 (1) 2、3管板 (1) 2、3、1 管板结构尺寸 (1) 2、3、2 换热管与管板连接 (2) 2、3、3 排管及管孔 (3) 2、4折流板 (4) 2、5接管及连接附件 (5) 2、6安全泄放 (6) 2、7耳式支座 (7) 2、8管箱、管箱法兰与封头 (11) 3强度计算 (12) 3、1工艺参数计算结果表 (12) 3、2计算条件 (13) 3、3强度计算 (14) 3、3、1 壳程圆筒计算 (14) 3、3、2 前端管箱筒体计算 (15) 3、3、3 前端管箱封头计算 (16) 3、3、4 后端管箱筒体计算 (18) 3、3、5 后端管箱封头计算 (19) 3、3、6 开孔补强设计计算 (20) 3、3、7 兼作法兰固定式管板计算 (23) 3、3、8 管箱法兰计算 (32) 4结论 (35) 附录A 过程工艺与设备课程设计任务书 (36)

立式热虹吸再沸器机械设计说明书

. . . . 大连理工大学本科课程设计立式热虹吸式再沸器机械设计说明书学院（系）：化工机械与安全学院专业：过程装备与控制工程学生姓名：孔闯学号：201242052 指导教师：由宏新、代玉强评阅教师：完成日期：2015.10.2 大连理工大学 Dalian University of Technolog

摘要本课程设计主要任务是设计1台立式热虹吸式再沸器，作为丙烯-丙烷精馏塔的提馏段加热设备。在大三下学期的时候已经初步完成了再沸器的工艺部分的设计和核算，本次设计主要进行再沸器的机械部分的计算及校核，包括再沸器各部分的结构说明，筒体壁厚的计算，封头壁厚的计算，管箱法兰和管板的计算，筒体和封头开孔及补强等。通过3周的工作，已完成了再沸器的机械参数的计算，手工绘制了再沸器的装配图1张和管板零件图1张。

目录摘要 ................................................................................................................................. I 1设计基础 . (1) 1.1项目背景 (1) 1.2设计依据 (1) 1.3技术来源及授权 (1) 1.4项目简介 (1) 2结构工艺说明 (1) 2.1管程和壳程物料的选择 (1) 2.2换热管 (1) 2.3管板 (1) 2.3.1 管板结构尺寸 (1) 2.3.2 换热管与管板连接 (1) 2.3.3 排管及管孔 (1) 2.4折流板 (1) 2.5接管及连接附件 (1) 2.6安全泄放 (1) 2.7耳式支座 (1) 2.8管箱、管箱法兰与封头 (1) 3强度计算 (1) 3.1工艺参数计算结果表 (1) 3.2计算条件 (1) 3.3强度计算 (1) 3.3.1 壳程圆筒计算 (1) 3.3.2 前端管箱筒体计算 (1) 3.3.3 前端管箱封头计算 (1) 3.3.4 后端管箱筒体计算 (1) 3.3.5 后端管箱封头计算 (1) 3.3.6 开孔补强设计计算 (1) 3.3.7 兼作法兰固定式管板计算 (1)

立式热虹吸式再沸器毕业设计方案

论文题目:立式热虹吸式再沸器的设计院(部>名称:机械学院学生姓名: 专业:学号: 指导教师姓名: 论文提交时间: 论文答辩时间: 学位授予时间: 摘要精馏的本质是利用不同物质的挥发度不同，通过多次汽化、多次冷凝的精馏过程而达到物质分离的单元操作过程，而多次汽化所需的能量即通过再沸器

提供的，这就是再沸器的作用。甲醇釜液再沸器是一种换热器，通常采用热虹吸式换热器，也是一种列管式换热器，在生产企业中占有较重要的地位，它直接影响产品的质量和产量。本设计主要是对其工艺、结构等的设计，通过选用换热设备的型号和对国标的查找，设计出经济实用的化工设备。再沸器的结构图使用AutoCAD二维绘图软件绘制，清楚地表达出结构尺寸，便于改进和生产。主要介绍了再沸器的设计工作以及它在生产过程中处于的地位和作用，它是精馏塔不可或缺的一部分，它提供给精馏塔多次汽化所需的能量，它与冷凝器等都是换热设备。关键词：再沸器汽化AutoCAD列管式换热器甲醇 ABSTRACT Distillation is the physical separation unit operation which is achieved by the repeated distillation process of several vaporization and condensation, since the

volatility of different materials vary from each other. And the energy required for vaporization is provided by the reboiler This is the role of the reboiler. Methyl reboiler is a heat exchanger, it is also a tube-type heat exchanger. In the manufacturer industry it plays a very important role, for it has direct impact on the product quality and yield . This design is mainly for its technology, structure design.By selecting the model and the national standards of the heat transfer exchanger, we can come up with the economic and practical design of chemical equipment. Reboiler structure diagram is drawn by the two-dimensional drawing software drawing AutoCAD.So we can clearly express the structure size and it is convenient for us for further improvement and production. Now we have completed the design of the reboiler and its role in the production process.It is an integral part of the distillation column, which provides the energy needed to vaporize several distillation columns. Along with condensers they are both the heat exchangers. Key words： Reboiler ；Vaporization ；AutoCAD ；distillation column heat exchanger ；methyl 目录前言 (4) 第一章再沸器基本参数 (6) 1.1、设计任务和设计条件 (6) 1.2、再沸器类型的选择 (6) 1.3、流程的安排 (7)

立式热虹吸再沸器设计

立式热虹吸再沸器简介图14.立式热虹吸再沸器（1）立式热虹吸再沸器是利用热介质在壳侧提供热量将管侧工艺流体加热沸腾的管壳式换热器，它是自然循环的单元操作，动力来自与之相连的精馏塔塔釜液位产生的静压头和管内流体的密度差。（2）立式热虹吸再沸器广泛地应用于化与卧式相比, 其循环速率高, 传热膜系数高。但是, 工业上应用的立式热虹吸再沸器其加热督要有一定高度才能获得较高的传热速率, 而塔底液面与再沸器上部管板约为等高, 这样就提高了塔底的标高, 使设备安装费增加, 并且设备的清洗和维修也困难。（3）立式热虹吸再沸器的不稳定性, 往往是由于两相流的不稳定流型所致。在立式热虹吸管内蛇两相流沸腾流型, 自下而上相继出现（4）鼓泡流、弹状流、环状流及环雾流等。弹状流的大汽抱的不断出现与破裂, 激发了操作的不稳定性。（5）立式热虹吸再沸器与卧式相比, 虽有较好的防垢性能, 但对于粘度大的物料, 例如, 石按化工中一些高分子聚合物, 也常因结垢堵塞管道, 而要定期清除垢物。严重的情况下, 运转一年就会将再沸器中绝大部分管子堵死, 垢物的清除费力费时, 十分困难。（6）一般立式热虹吸式的管程走工艺液体，壳程走加热蒸汽。改善立式热虹吸再沸器的操作性能, 强化其传热, 具有十分重要的意义其特点有：

结构紧凑,占地面积小,传热系数高. 壳程不能机械清洗,不适宜高粘度,或脏的传热介质. 塔釜提供气液分离空间和缓冲区. 3.1.1 立式热虹吸再沸器的选用和设计计算步骤（1）强制循环式: 适于高粘度,热敏性物料,固体悬浮液和长显热段和低蒸发比的高阻力系统。（2）内置式再沸器: 结构简单.传热面积小,传热效果不理想.釜内液位与再沸器上管板平齐 3.1.2 设计方法和步骤：立式热虹吸式再沸器的流体流动系统式有塔釜内液位高度Ι、塔釜底部至再沸器下部封头的管路Ⅱ、再沸器的管程Ⅲ及其上部封头至入塔口的管路Ⅳ所构成的循环系统。由于立式热虹吸再沸器是依靠单相液体与汽液混合物间的密度差为推动力形成釜液流动循环，釜液环流量，压力降及热流量相互关联，因此，立式热虹吸再沸器工艺设计需将传热计算和流体力学计算相互关联采用试差的方法，并以出口气含率为试差变量进行计算。假设传热系数，估算传热面积。其基本步骤是： 1、初选传热系数，估算传热面积， 2、依据估算的传热面积，进行再沸器的工艺结构设计； 3、假设再沸器的出口气含率，进行热流量核算； 4、计算釜液循环过程的推动力和流动阻力，核算出口气含率。

热虹吸再沸器原理

熱虹吸原理虹吸現象是液態分子間引力與位能差所造成的,即利用水柱壓力差,使水上升後再流到低處.由於管口水面承受不同的大氣壓力,水會由壓力大的一邊流向壓力小的一邊,直到兩邊的大氣壓力相等,容器內的水面變成相同的高度,水就會停止流動.利用虹吸現象很快就可將容器內的水抽出. 虹吸管是人類的一種古老發明,早在西元前1世紀,就有人造出了一種奇特的虹吸管. 事實上,虹吸作用並不完全是由大氣壓力所產生的,在真空裏也能產生虹吸現象.使液體向上升的力是液體間分子的內聚力.在發生虹吸現象時,由於管內往外流的液體比流入管子內的液體多,兩邊的重力不平衡,所以液體就會繼續沿一個方向流動.在液體流入管子裏,越往上壓力就越低.如果液體上升的管子很高,壓力會降低到使管內產生氣泡(由空氣或其他成分的氣體構成),虹吸管的作用高度就是由氣泡的生成而決定的.因為氣泡會使液體斷開,氣泡兩端的氣體分子之間的作用力減至0,從而破壞了虹吸作用,因此管子一定要裝滿水.在正常的大氣壓下,虹吸管的作用比在真空時好,因為兩邊管口上所受到的大氣壓提高了整個虹吸管內部的壓力. 設想一下，太陽能集熱器內儲滿冷水，當太陽能集熱器吸收太陽能時，裏面的水受熱膨脹，密度變小，就上升到上面的熱交換器中。而密度較大的冷水則回流到集熱器的底部，在吸收了熱能後，繼續膨脹上升···熱迴圈運動被稱為熱虹吸效應，集熱器和熱交換器之間的溫差越大，水體在兩者之間的迴圈流動的速度越快。

熱虹吸式再沸器熱虹吸再沸器依靠塔釜內的液體靜壓頭核再沸器內兩相流的密度差產生推動力形成熱虹吸式運動。熱虹吸式再沸器利用再沸器中氣—液混合物和塔底液體的密度差為推動力，增加流體在管內的流動速度，減少了污垢的沉積，提高了傳熱係數，裝置緊湊，占地面積小可以分為立式熱虹吸式再沸器和臥式熱虹吸式再沸器。一般立式熱虹吸式的管程走工藝液體，殼程走加熱蒸汽；臥式熱虹吸式再沸器的蒸發側不加限制，可以根據工藝要求，如蒸發量大小和是否容易結垢來選擇流徑。臥式熱虹吸式再沸器的安裝高度低於立式，其迴圈推動力較大，迴圈量也較大。熱虹吸式再沸器利用再沸器中氣—液混合物和塔底液體的密度差為推動力，增加流體在管內的流動速度，減少了污垢的沉積，提高了傳熱係數，裝置緊湊，占地面積小。熱虹吸式再沸器的停留時間短，適用於要求短停留時間的物系。另外有用其傳熱係數大，對於要求大面積換熱的情況比較合適。其中的立式熱虹吸式再沸器如為真空操作，則不適宜黏性較大的液體和帶固體物料，同時還要求塔裙的高度較高。臥式熱虹吸式再沸器則對塔釜液位核壓降要求不高，比較適用於真空精餾。

立式热虹吸再沸器机械设计说明书(相关知识)

大连理工大学本科课程设计立式热虹吸式再沸器机械设计说明书学院（系）：化工机械与安全学院专业：过程装备与控制工程学生姓名：孔闯学号：201242052 指导教师：由宏新、代玉强评阅教师：完成日期：2015.10.2 大连理工大学 Dalian University of Technolog

目录摘要................................................................................................................................................ I 1设计基础 .. (2) 1.1项目背景 (2) 1.2设计依据 (2) 1.3技术来源及授权 (2) 1.4项目简介 (2) 2结构工艺说明 (1) 2.1管程和壳程物料的选择 (1) 2.2换热管 (1) 2.3管板 (1) 2.3.1 管板结构尺寸 (1) 2.3.2 换热管与管板连接 (2) 2.3.3 排管及管孔 (3) 2.4折流板 (5) 2.5接管及连接附件 (6) 2.6安全泄放 (7) 2.7耳式支座 (8) 2.8管箱、管箱法兰与封头 (11) 3强度计算 (13) 3.1工艺参数计算结果表 (13) 3.2计算条件 (14) 3.3强度计算 (15) 3.3.1 壳程圆筒计算 (15) 3.3.2 前端管箱筒体计算 (16) 3.3.3 前端管箱封头计算 (18) 3.3.4 后端管箱筒体计算 (19) 3.3.5 后端管箱封头计算 (20) 3.3.6 开孔补强设计计算 (21) 3.3.7 兼作法兰固定式管板计算 (24) 3.3.8 管箱法兰计算 (34) 4结论 (36)

立式热虹吸再沸器工艺设计教学文案

立式热虹吸再沸器工艺设计

前言能源是国民经济和社会发展的重要物质基础。我国资源总量较为丰富，但人均占有资源相对不足，能源和其它重要矿产资源的人均占有量仅为世界平均水平的一半。化学工业在整个国民经济体系中占有相当重要的地位，其发展速度和水平直接制约着其它许多部门的发展;同时，化学工业又是能源消耗较多的部门，化学工业消耗的各种能源约占全国能源产量的9%，占全国工业耗能的23%。目前，日趋严峻的资源、环境和安全约束以及市场竞争的压力，要求化学工业必须利用当今先进的技术，改善生产和管理，以实现更高效、低耗、清洁和安全的生产。在石化企业中，再沸器是精馏塔的重要辅助设备之一，它提供了精馏过程所需的热量，其节能潜力非常大。再沸器设计的好坏，操作正常与否，直接影响着精馏塔的分离效果。为了有效的利用能源，对再沸器正确的选择和设计就显得十分重要。流态化是一门旨在强化颗粒与流体之间接触和传递的工程技术。近年来，由于生产实际需求的推动，流态化技术得到新的发展，取得的成果越来越多，其优点越来越为人们所认识，并且己经成为引人注目的前沿研究领域。另外，在化工过程设计中，要应用到大量的基础物性数据。开发一个数据库，包含这些基本的物性数据或者计算方法，在这些化工过程的设计中，就可以直接从数据库中查取有关的数据，省去烦琐的物性查取和计算的过程，简化设计，因此也是一项十分有意义的工作。

立式热虹吸再沸器的设计要点

立式热虹吸再沸器的设计要点立式热虹吸再沸器在石油化工领域应用广泛，是重要的热量交换设备。文章结合其工作原理，针对影响其运行状况的设计要点进行简要的论述，针对设计时经常遇到的问题提供解决办法。希望能够为立式热虹吸再沸器设计的优化提供一些有益的帮助。标签：立式热虹吸再沸器；设计要点；解决办法 Abstract：Vertical thermosyphon reboiler is widely used in petrochemical industry and is an important heat exchange equipment. In accordance with its working principle，this paper briefly discusses the design essentials that affect its running condition，and provides solutions to the problems often encountered in the design. It is hoped that it can provide some useful help for the optimization of the design of the vertical thermosyphon reboiler. Keywords：vertical thermosyphon reboiler；design points；solution 在石油化工领域，再沸器是重要的热量交换设备，设置于蒸馏塔底部。其作用是利用加热介质将塔釜工艺介质部分气化，通过循环送回蒸馏塔，为分离过程提供能量。立式热虹吸再沸器是一种常见的再沸器，具有传热系数高，结构紧凑，被加热介质在管内停留时间短，不易结垢，安装方便，占地面积小，设备造价及运行费用较低等显著优势[1]。立式热虹吸再沸器在设计时，需要考虑结构参数、气化率、进出口管路阻力降，安装高度，管内流型、热通量等因素对再沸器稳定运行的影响。本文将对以上问题进行论述，并对设计时经常会遇到对问题提供解决的办法，以便在再沸器的工程设计中实现合理设计。 1 原理介绍立式热虹吸再沸器属于自然循环式再沸器。蒸馏塔塔釜介质经过再沸器，部分介质被气化，在再沸器及出口管线中形成两相流，由于塔釜的静液位与两相流存在密度差，形成推动力，使塔釜介质不断被虹吸入再沸器，无需外部提供动力即可完成循环。其示意图如图1所示。蒸馏塔塔釜介质在进入立式热虹吸再沸器后，由于其物理状态的不同，其换热机理也不相同。随着介质在管内不断上升，管内的介质流型及传热机理分布如图2所示。液相流（过冷段）：介质进入换热管底部开始换热，由于静压头的存在使介质的操作压力高于其饱和压力，仍然是液相，传热的方式为液体对流传热。

2021年立式热虹吸再沸器机械设计说明书

大连理工大学本科课程设计欧阳光明（2021.03.07）立式热虹吸式再沸器机械设计说明书学院（系）：化工机械与安全学院专业：过程装备与控制工程学生姓名：孔闯学号：201242052 指导教师：由宏新、代玉强评阅教师：完成日期：2015.10.2 大连理工大学 Dalian University of Technolog

本课程设计主要任务是设计1台立式热虹吸式再沸器，作为丙烯-丙烷精馏塔的提馏段加热设备。在大三下学期的时候已经初步完成了再沸器的工艺部分的设计和核算，本次设计主要进行再沸器的机械部分的计算及校核，包括再沸器各部分的结构说明，筒体壁厚的计算，封头壁厚的计算，管箱法兰和管板的计算，筒体和封头开孔及补强等。通过3周的工作，已完成了再沸器的机械参数的计算，手工绘制了再沸器的装配图1张和管板零件图1张。

摘要I 1设计基础2 1.1项目背景2 1.2设计依据2 1.3技术来源及授权2 1.4项目简介2 2结构工艺说明1 2.1管程和壳程物料的选择1 2.2换热管1 2.3管板1 2.3.1 管板结构尺寸1 2.3.2 换热管与管板连接2 2.3.3 排管及管孔3 2.4折流板5 2.5接管及连接附件5 2.6安全泄放7 2.7耳式支座7 2.8管箱、管箱法兰与封头10 3强度计算12 3.1工艺参数计算结果表12 3.2计算条件13 3.3强度计算14 3.3.1 壳程圆筒计算14 3.3.2 前端管箱筒体计算15 3.3.3 前端管箱封头计算16 3.3.4 后端管箱筒体计算18 3.3.5 后端管箱封头计算19 3.3.6 开孔补强设计计算20 3.3.7 兼作法兰固定式管板计算23 3.3.8 管箱法兰计算32 4结论35 附录A 过程工艺与设备课程设计任务书37

立式热虹吸再沸器机械设计说明书之欧阳家百创编

大连理工大学本科课程设计欧阳家百（2021.03.07）立式热虹吸式再沸器机械设计说明书学院（系）：化工机械与安全学院专业：过程装备与控制工程学生姓名：孔闯学号：201242052 指导教师：由宏新、代玉强评阅教师：完成日期：2015.10.2 大连理工大学 Dalian University of Technolog

立式热虹吸再沸器机械设计说明书

. . 理工大学本科课程设计立式热虹吸式再沸器机械设计说明书学院（系）：化工机械与安全学院专业：过程装备与控制工程学生姓名：孔闯学号： 201242052 指导教师：由宏新、代玉强评阅教师：完成日期： 2015.10.2 理工大学 Dalian University of Technolog

目录摘要.................................................................. I 1设计基础 (2) 1.1项目背景 (2) 1.2设计依据 (2) 1.3技术来源及授权 (2) 1.4项目简介 (2) 2结构工艺说明 (1) 2.1管程和壳程物料的选择 (1) 2.2换热管 (1) 2.3管板 (1) 2.3.1 管板结构尺寸 (1) 2.3.2 换热管与管板连接 (2) 2.3.3 排管及管孔 (3) 2.4折流板 (5) 2.5接管及连接附件 (5) 2.6安全泄放 (7) 2.7耳式支座 (7) 2.8管箱、管箱法兰与封头 (11) 3强度计算 (13) 3.1工艺参数计算结果表 (13) 3.2计算条件 (14) 3.3强度计算 (15) 3.3.1 壳程圆筒计算 (15) 3.3.2 前端管箱筒体计算 (16) 3.3.3 前端管箱封头计算 (17) 3.3.4 后端管箱筒体计算 (19) 3.3.5 后端管箱封头计算 (20) 3.3.6 开孔补强设计计算 (21) 3.3.7 兼作法兰固定式管板计算 (24) 3.3.8 管箱法兰计算 (33) 4结论 (36) 附录A 过程工艺与设备课程设计任务书 (38)

立式热虹吸再沸器机械设计说明书模板

立式热虹吸再沸器机械设计说明书 1 2020年4月19日

大连理工大学本科课程设计立式热虹吸式再沸器机械设计说明书学院（系）：化工机械与安全学院专业：过程装备与控制工程学生姓名：孔闯学号： 42052 指导教师：由宏新、代玉强评阅教师：完成日期： .10.2 大连理工大学 Dalian University of Technolog

摘要本课程设计主要任务是设计1台立式热虹吸式再沸器，作为丙烯-丙烷精馏塔的提馏段加热设备。在大三下学期的时候已经初步完成了再沸器的工艺部分的设计和核算，本次设计主要进行再沸器的机械部分的计算及校核，包括再沸器各部分的结构说明，筒体壁厚的计算，封头壁厚的计算，管箱法兰和管板的计算，筒体和封头开孔及补强等。经过3周的工作，已完成了再沸器的机械参数的计算，手工绘制了再沸器的装配图1张和管板零件图1张。

目录摘要................................................................................................................................................ I 1设计基础 .. (2) 1.1项目背景 (2) 1.2设计依据 (2) 1.3技术来源及授权 (3) 1.4项目简介 (3) 2结构工艺说明 (1) 2.1管程和壳程物料的选择 (1) 2.2换热管 (2) 2.3管板 (2) 2.3.1 管板结构尺寸 (2) 2.3.2 换热管与管板连接 (3) 2.3.3 排管及管孔 (4) 2.4折流板 (6) 2.5接管及连接附件 (7) 2.6安全泄放 (9) 2.7耳式支座 (10) 2.8管箱、管箱法兰与封头 (13) 3强度计算 (15) 3.1工艺参数计算结果表 (15) 3.2计算条件 (16) 3.3强度计算 (17) 3.3.1 壳程圆筒计算 (17) 3.3.2 前端管箱筒体计算 (18) 3.3.3 前端管箱封头计算 (20) 3.3.4 后端管箱筒体计算 (21) 3.3.5 后端管箱封头计算 (22) 3.3.6 开孔补强设计计算 (23) 3.3.7 兼作法兰固定式管板计算 (26) 3.3.8 管箱法兰计算 (35) 4结论 (38) 附录A 过程工艺与设备课程设计任务书 (40)

什么是热虹吸以及其原理

什么是热虹吸及其原理江苏·常州李政很简单，实际上就是连通管一侧加热气化后另一侧冷液体补充过来，在塔的换热器上比较常见，也叫虹吸式换热器。利用液体部分汽化,形成汽液混合物,密度变小,利用密度差作为推动力来完成的过程。液体被加热后，体积膨胀，密度变小变轻，会上升，周围冷的液体来补充，形成循环。利用气相和液相的密度差做为推动力进行循环,这样可以节省循环用的泵,一般塔底再沸器用这种的不少. 立式热虹吸再沸器其实和虹吸没什么关系,也不知谁取的名字，原理与虹吸不同，只是现象与虹吸类似。虹吸有人认为是压力的原因，原因是只要出口比进口低，而且管子中走的是液体，不能有气体，这样可以移出液体，但是管子的最高点个人认为应该有高度的限制的，热虹吸使用很多，顾名思义以热为动力产生的虹吸现象，以前CCTV介绍一种节能住宅曾使用该原理利用太阳能。也有人认为热虹吸原理跟再沸器的原理相似，一侧加热，另一侧液相变为气相。利用密度差形成推动力工作。多用于再生和解吸系统。虹吸现象是利用液体液位不同而形成的压力差作为动力，使液体流动，热虹吸其实和虹吸无关，就是液体受热后，密度变小，要上升。密度大的补充过来。虹吸现象是液态分子间引力与位能差所造成的,即利用水柱压力差,使水上升后再流到低处.由於管口水面承受不同的大气压力,水会由压力大的一边流向压力小的一边,直到两边的大气压力相等,容器内的水面变成相同的高度,水就会停止流动.利用红吸现象很快就可将容器内的水抽出.

虹吸管是人类的一种古老发明,早再公元前1世纪,就有人造出了一种奇特的虹吸管. 事实上,虹吸作用并不完全是由大气压力所产生的,在真空里也能产生虹吸现象.使液体向上升的力是液体间分子的内聚力.在发生虹吸现象时,由於管内往外流的液体比流入管子内的液体多,两边的重力不平衡,所以液体就会继续沿一个方向流动.在液体流入管子里,越往上压力就越低.如果液体上升的管子很高,压力会降低到使管内产生气泡,虹吸管的作用高度就是由气泡的生成而决定的.因为气泡会使液体断开,气泡两端的气体分子之间的作用力减至0,从而破坏了虹吸作用,因此管子一定要装满水.在正常的大气压下,虹吸管的作用比在真空时好,因为两边管口上所受到的大气压提高了整个虹吸管内部的压力. 设想一下，太阳能集热器内储满冷水，当太阳能集热器吸收太阳能时，里面的水受热膨胀，密度变小，就上升到上面的热交换器中。而密度较大的冷水则回流到集热器的底部，在吸收了热能后，继续膨胀上升··· 热循环运动被称为热虹吸效应，集热器和热交换器之间的温差越大，水体在两者之间的循环流动的速度越快。热虹吸只是其现象跟虹吸一样所以才起了个热虹吸的名字. 化工厂里的蒸馏塔的底沸都是采用热虹吸重沸器，下面是个人解释，什么是热虹吸重沸器：热虹吸重沸器是一个能够交换热量，同时有汽化空间的一种特殊换热器。在热虹吸重沸器中的物料液位和分馏塔液位在同一高度。从塔底线提供液相进入到重沸器中。通常在重沸器中有25-30%的液相被汽化。被汽化的两相流被送回到分馏塔中，返回塔中的气相组分向上通过塔盘，而液相组分掉回到塔底（看图1）。

立式热虹吸再沸器工艺的设计说明

2立式热虹吸再沸器简介：热虹吸再沸器在化学工业中有非常广泛的应用，它具有非常高的传热系数，并且不需要泵来推动工艺流体的循环，从而使得设备费降低。但是因为在热虹吸再沸器中流体流动和传热之间紧密相关，其设计过程十分复杂，要考虑到许多相关的因素，一般首先要根据工艺要求，同时考虑一些细节因素，选择再沸器的类型此基础上选择压力平衡计算式和传热计算式，进行工艺设计。对于立式热虹吸再沸器很难在理论上对其作出精确的计算，所以多年来人们都是根据经验进行热虹吸再沸器的设计。立式热虹吸再沸器是利用塔底单相釜液与换热器传热管汽液混合物的密度差形成循环推动力，构成工艺物流在精馏塔底与再沸器间的流动循环。这种再沸器具有传热系数高，结构紧凑，安装方便，釜液在加热段的停留时间短，不易结垢，调节方便，占地面积小，设备及运行费用低等显著优点。但是由于结构上的原因，壳程不能采用机械方法清洗，因此不适宜用于高粘度或者较脏的加热介质。同时由于是立式安装，因而增加了塔的裙座高度。图1-1 釜液位与再沸器上管板平齐管分两段： ——显热段 L BC ——蒸发段 L CD

立式热虹吸再沸器机械设计说明书

大连理工大学本科课程设计立式热虹吸式再沸器机械设计说明书学院（系）：化工机械与安全学院专业：过程装备与控制工程学生姓名：孔闯学号：201242052 指导教师：由宏新、代玉强评阅教师：完成日期：2015.10.2 大连理工大学 Dalian University of Technolog 摘要本课程设计主要任务是设计1台立式热虹吸式再沸器，作为丙烯-丙烷精馏塔的提馏段加热设备。在大三下学期的时候已经初步完成了再沸器的工艺部分的设计和核算，本次设计主要进行再沸器的机械部分的计算及校核，包括再沸器各部分的结构说明，筒体壁厚的计算，封头壁厚的计算，管箱法兰和管板的计算，筒体和封头开孔及补强等。通过3周的工作，已完成了再沸器的机械参数的计算，手工绘制了再沸器的装配图1张和管板零件图1张。

目录摘要 I 1 设计基础 2 1.1 项目背景 2 1.2 设计依据 2 1.3 技术来源及授权 2 1.4 项目简介 2 2 结构工艺说明 1 2.1 管程和壳程物料的选择 1 2.2 换热管 1 2.3 管板 1 2.3.1 管板结构尺寸 1 2.3.2 换热管与管板连接 2 2.3.3 排管及管孔 3 2.4 折流板 5 2.5 接管及连接附件 5

2.6 安全泄放 7 2.7 耳式支座 7 2.8 管箱、管箱法兰与封头 10 3 强度计算 12 3.1 工艺参数计算结果表 12 3.2 计算条件 13 3.3 强度计算 14 3.3.1 壳程圆筒计算 14 3.3.2 前端管箱筒体计算 15 3.3.3 前端管箱封头计算 16 3.3.4 后端管箱筒体计算 18 3.3.5 后端管箱封头计算 19 3.3.6 开孔补强设计计算 20 3.3.7 兼作法兰固定式管板计算 23 3.3.8 管箱法兰计算 32 4 结论 35 附录A 过程工艺与设备课程设计任务书 37

立式热虹吸再沸器机械设计说明书样本

大连理工大学本科课程设计立式热虹吸式再沸器机械设计阐明书学院（系）：化工机械与安全学院专业：过程装备与控制工程学生姓名：孔闯学号：42052 指导教师：由宏新、代玉强评阅教师：完成日期：.10.2 大连理工大学 Dalian University of Technolog

摘要本课程设计重要任务是设计1台立式热虹吸式再沸器，作为丙烯-丙烷精馏塔提馏段加热设备。在大三下学期时候已经初步完毕了再沸器工艺某些设计和核算，本次设计重要进行再沸器机械某些计算及校核，涉及再沸器各某些构造阐明，筒体壁厚计算，封头壁厚计算，管箱法兰和管板计算，筒体和封头开孔及补强等。通过3周工作，已完毕了再沸器机械参数计算，手工绘制了再沸器装配图1张和管板零件图1张。

目录摘要................................................................................................................................................ I 1设计基础 .. (2) 1.1项目背景 (2) 1.2设计依据 (2) 1.3技术来源及授权 (2) 1.4项目简介 (3) 2结构工艺说明 (1) 2.1管程和壳程物料的选择 (1) 2.2换热管 (1) 2.3管板 (2) 2.3.1 管板结构尺寸 (2) 2.3.2 换热管与管板连接 (3) 2.3.3 排管及管孔 (3) 2.4折流板 (5) 2.5接管及连接附件 (6) 2.6安全泄放 (8) 2.7耳式支座 (8) 2.8管箱、管箱法兰与封头 (12) 3强度计算 (14) 3.1工艺参数计算结果表 (14) 3.2计算条件 (15) 3.3强度计算 (16) 3.3.1 壳程圆筒计算 (16) 3.3.2 前端管箱筒体计算 (17) 3.3.3 前端管箱封头计算 (18) 3.3.4 后端管箱筒体计算 (20) 3.3.5 后端管箱封头计算 (21) 3.3.6 开孔补强设计计算 (22) 3.3.7 兼作法兰固定式管板计算 (25) 3.3.8 管箱法兰计算 (34) 4结论 (37) 附录A 过程工艺与设备课程设计任务书 (39)

立式热虹吸再沸器HTRI优化设计 (1)

立式热虹吸再沸器HTRI优化设计 Hualu Engineering and Technology Co., Ltd Hualu Engineering and Technology Co Ltd 华陆工程科技有限责任公司主讲人：刘健

内容简介 ?立式热虹吸再沸器是间壁式换热器里算复杂换热结作计算最为复杂的一类换热器，结合工作实践，在分析工艺流体在再沸器换热管内物理变化过程和间壁换热器传热研究利软件式热的基础上，利用HTRI软件对立式热虹吸再沸器进行优化设计。

1. 概述立式热虹吸再沸器是利用热介质在壳侧提供热量将管侧工艺流体加热沸腾的管壳式换热器它是自然循环的单元操作，它是自然循环的单元操作，动力来自与之相连的精馏塔塔釜液位产生的静压头和管内流体的密度差。体的密度差

利用HTRI计算报告：能给出再沸器所需的换热面积和设计裕量可以准确分析出工艺流体在换热管内的物理变化过程计算真实的循环量和气化率满足循环所需的静压头,进而决定塔器和再沸器之间相对布置关系按压力降分配法确定进出口管的尺寸在运算信息栏里给出再沸器运行的各种报告，包括振动报告，稳定运行报告以及流体流速和流型报告

2 工艺流体在换热管内的物理变化过程 2工艺流体在换热管内的物理变化过程 1单相对流显热段 2 过冷沸腾段 3 泡状流和活塞流段 4 搅动流 5 环状流

单流热由于静压头的存在该区域的压力大于流2.1单相对流显热段?由于静压头的存在，该区域的压力大于流体饱和状态的压力。为使液体气化沸腾，体状力使液体气腾必须将液体加热到对应压力下的饱和温度以上显热段的长度取决于管壁两侧总的以上。显热段的长度取决于管壁两侧总的温差、流体的液相传热系数、再沸器进口体液传热系数管的压降等。真空操作工况下这一区域相对较长正压操作工况下相对较短对较长，正压操作工况下相对较短。