原油快速换热升温方案设计计算
原油加热炉过渡段炉管受热量的计算方法
收稿日期:2004210210作者简介:刘爱梅(19702),女,山东泰安人,工程师,1992年毕业于石油大学石油矿场机械专业,现从事石油机械设计及科研管理工作。
文章编号:100123482(2005)0320101202原油加热炉过渡段炉管受热量的计算方法刘爱梅1,蒋建华2,胡建启3(1.胜利石油管理局渤海钻井总公司,山东东营257200;2.中国石油化工集团公司石油勘探开发研究院,北京100083;3.兰州石油机械研究所,甘肃兰州730050)摘要:通过对原油加热炉过渡段炉管简化计算方法和合理计算方法对比,认为前者对炉管所受热应力考虑不足。
在过渡段炉管的设计中应考虑炉膛高温火焰、高温烟气辐射和对流传热造成的热应力。
文章给出了计算公式,可提高加热炉的设计安全性。
关键词:原油加热炉;过渡段炉管;热量;计算中图分类号:TE974.202 文献标识码:BR easonable caculation of heat applied on transit section of oil heaterL IU Ai 2mei 1,J IAN G Jian 2hua 2,HU Jian 2qi 3(1.B ohai D rilling Com pany ,S hengli Pet roleum A dminist ration ,Dong y ing 257200,China;2.Pet roleum Ex ploration and Development I nstitute of S I N O P EC ,B ei j ing 100083,China;3.L anz hou Pet roleum M achinery Research I nstitute ,L anz hou 730050,China )Abstract :Comparing t he simplized calculation wit h reasonable calulation of heat applied on t ransit section of oil heater ,t he aut hor considers insufficient heat st ress on former caculation.In t he design of t ransit sec 2tion ,t he high temperat ure flaze in heart h ,smoke radiation and heat st ress on farnace t ube should be con 2sidered.The caculation is given in t he paper t hat will help t he design safety.K ey w ords :oil heater ;f urnace pipe ;heat ;calculating 原油加热炉用于加热长输管道中的原油,为提高它的热效率、运行安全性、技术经济性,应重点考虑过剩空气系数的影响、炉管过渡段的合理计算、保温材料,采用低氧燃烧和PL C 过程参数控制等。
原油管道设计计算
1.5 设计依据与基础参数1.5.1 设计基础参数 1) 原油物性参数(1)原油密度所输原油密度ρ(g/cm 3)随温度t (℃)的变化关系为：ρ=ρ20-ζ(T -20) (1-1)式中：ρ20--20度下原油密度(kg/m 2)，取870 kg/m 2；ζ --ζ=1.825-0.001315ρ20； T --平均输油温度(℃)，取40℃； 即得ρ=870-0.68095(T-20) (1-2)(2)原油粘度由最小二乘法回归粘温关系如表1-11取xi 为T ，Σxi =300 Σyi =11.908 Σ(xiyi )=578.225 Σxi 2=15850 b =22)(∑∑∑∑∑--xi x xi n yi xi xiyi n =-0.0202a =∑∑+xi nb nyi =2.995回归结果为log ν=2.995-0.0202T 得原油粘度为：ν=102.995-0.0202T (1-3)式中：T --平均输油温度(℃)；(3)原油比热容所输原油的比热容为2100J/kg ℃ (4)平均输油温度在加热输送条件下，计算温度采用平均输油温度T ，平均输油温度采用加权法，按下式计算：T =323ZR T T +(1-4) 式中：T R --原油出站温度，取60℃；T Z --原油进站温度，取30℃； 2) 总传热系数 由wtw tD h D 4ln22λα=(1-5) 式中：D w --管道外径(m)；h t --土壤导热系数(w/m ℃)，取0.9 w/m ℃； λt --管道中心埋深(m)，取1.5 m ； 得2α=2.342K =211αλδ+沥青沥青 (1-6)式中：沥青δ--沥青防腐层(m)，0.006 m ；沥青λ--防腐层导热系数(w/m ℃)，取0.15w/m ℃；得总传热系数K=2.141 (w/m ℃)； 1.5.2 其它设计参数管道全线任务输量、最小输量、进出站油温、埋深处月平均气温等列于表1-12设计参数表中。
原油 预热器设计.
X X X X X X X学院课程设计课程名称：化工原理课程设计题目：石油预热器设计专业：化学工艺学生姓名：xxxx班级：xxxxxxxx 学号：xxxxxxxx 指导教师姓名：xxxx设计完成时间：2014年12月12日化工原理课程设计任务书一、设计题目：石油预热器设计二、设计条件：1、处理能力：馏分Ⅱ46000 kg/h；石油56000 kg/h；2、设备型式：标准列管换热器；3、操作条件：1)原料油：入口温度70℃，出口温度110℃；馏分Ⅱ：入口温度175℃；2) 允许压强降：管、壳程压强降小于30kPa；4、物性参数：物性参数表流体t，℃ρ，kg/m3μ，mPa·s石油平均温度815 6.65馏分Ⅱ平均温度715 0.64流体Cp，kJ/（kg·℃）λ ，W/（m·℃）r，kJ/kg石油 2.2 0.128 －馏分Ⅱ 2.48 0.133 －三、设计计算内容：1、传热面积、换热管根数；2、确定管束的排列方式、程数、折流板的规格和数量等；3、壳体的内径；4、冷、热流体进、出口管径；5、核算总传热系数；6、管壳程流体阻力校核。
四、设计成果：设计说明书一份。
五、设计时间一周。
六、参考文献[1] 申迎华，郭晓刚．化工原理课程设计［Ｍ］．北京：化学工业出版社，2009：[2] 柴城敬．化工原理课程设计指导［Ｍ］．天津：天津大学出版社，1999：[3]林大钧，于传浩，杨静．化工制图［Ｍ］．北京：高等教育出版社，2007：[4]中国石化集团．化工工艺设计手册［Ｍ］．北京：化学工业出版社，2009：七、设计人：学号：xxxxxxxxxxx 姓名：xxxxx八、设计进程：指导教师布置实践题目0.5天设计方案确定0.5天工艺计算 2.0天绘图0.5天编写实践说明书 1.0天答辩0.5天化学工程教研室2014年12月10日目录化工原理课程设计任务书 (I)1 概述 (2)2估算传热面积 (3)2.1热流量 (3)2.2平均传热温差 (3)2.3传热面积 (3)3 选定换热器的型号 (4)3.1换热器初步确定 (4)3.2确定管数和管长 (4)3.3折流板 (5)3.4其他附件 (5)3.5接管 (5)3.5.1壳程流体进出口接管 (5)3.5.2管程流体进出口接管 (5)3.6数据核算 (5)4 阻力损失的计算 (7)4.1管程 (7)4.2 壳程 (7)5 传热计算 (9)5.1 管程给热系数 (9)5.2 壳程给热系数 (9)5.3 传热系数 (9)A (9)5.4 所需传热面积o5.5 换热器裕度 (9)设计结果汇总 (10)设计评述 (11)1 概述完善的换热器在设计或选型时应满足以下条件：1 合理地实现所规定的工艺条件2 安全可靠3 有利安装、操作与维修4 经济合理设计或选型时，如果几种换热器都能完成生产任务的需要，这一指标尤为重要。
第三部分 油品加热及热力管道计算
Q－单位时间内加热油品 所需要的总热量， W； Q1－用于油品升温的热量 ，J； Q1 Gct yz t ys
Q2－融化凝固油品所需要 的总热量，J； N Q2 G 100 Q3－加热过程中单位时间 内向周围介质散失的热 量，W； Q3 Fi K (t y t j ) N－凝结的石蜡在油品中 的含量；
（2）若油品加热只为保温 ，则 Q Fi K (t y t j )
三、油罐总传热系数 K 1、地上不保温立式油罐 K bi Fbi K ding Fding K di Fdi K Fbi Fding Fdi 油罐装满系数取 0.95 ，Fbi 取罐壁总面积的 95% ， Fding 取罐顶面积加 5％罐壁面积。 1 ）罐壁传热系数 K bi K bi 1 1
由于蒸汽流速大，粘度 小，压力降用阻力平方 区 的公式计算
2 QH dP H 5 H gdx d QH－汽、水混合物的体积 流量；
H－汽、水混合物的密度 ；
d－加热管内径 8H H－常数， H 2 。 g
n n n QH Qn (1 )Qn Qn 1 z z z
d－加热器管子的外径， m；
2－从加热器管子最外层 至油品的外部放热系数 ，W / m 2 ℃。
（ 1 ）1的计算 由于蒸汽运动速度快， 粘度小，流动处于紊流 状态，按紊流强制 对流的放热公式计算：
1d Nu 0.0266Re 0.806 P r
可查表。 如果有相变，可按下表 计算
y
15 15℃油品密度， y－
t－油品的定性温度，℃ 。
参数选取： 定性温度：油品平均温 度和加热器外壁温度算 术 平均值。管外温度先假 设，然后核算 是否正确。 定性尺寸：管线内部放 热取内径，外部放热取 外径。 4、单位时间内加热油品 需要的总热量 1 Q （Q1 Q2 ) Q3
原油常压塔工艺设计计算
原油常压塔工艺设计计算
首先，在原油常压塔的工艺设计计算中，需要根据原油的组分和性质
来确定塔内的板位数和板间塔体高度。
一般来说，原油中的轻质组分蒸发
速度快，所以需要多个板位进行分离。
而重质组分蒸发速度慢，所以只需
少数几个板位进行分离。
根据不同的物料组分和性质，可以使用理论计算
方法或经验公式来确定塔体高度和板位数。
其次，在原油常压塔的工艺设计计算中，需要考虑原油的流动状态和
传热性能。
通常情况下，塔内的物料是以液体形式进入塔底，然后经过加
热后蒸发为气体，最后在塔顶冷凝为液体。
在设计计算中，需要考虑物料
在塔内的流动速度、流量和温度分布，以及塔内管壁和板间的传热性能。
这些参数的计算可以通过理论计算或基于实验数据的经验公式来确定。
另外，在原油常压塔的工艺设计计算中，还需要考虑原油的操作压力
和温度。
一般来说，塔内的操作压力越高，轻质组分蒸发的速度就越快，
而重质组分蒸发的速度就越慢。
因此，在设计计算中需要确定一个合适的
操作压力和温度，以达到物料的最佳分离效果和产品质量。
最后，在原油常压塔的工艺设计计算中，还需要考虑操作过程中的能
耗和经济性。
一般来说，操作压力越高，能耗越大，但产品质量也相对较好。
因此，在设计计算中需要找到一个平衡点，即在保证产品质量的同时，尽可能减小能耗和成本。
综上所述，在原油常压塔的工艺设计计算中，需要考虑物料的组分、
性质、流动状态等因素，并通过理论计算和经验公式来确定最佳的操作参数。
这样可以实现物料的蒸馏和分离，同时达到高效、能耗低、经济性好
的操作效果。
加热原油管路计算
根据设计输量 Q = 941.04m 3 / h 选择泵型号：ZIM530/06 由 H = a − bQ 2 计算性能曲线 H = 350.285 − 0.000099Q1.75 代入 Q 得扬程 H = 334.46m
8 × 10 h = = 922m 8 8 5 .4 4 × 9 .8
对于 φ = 508mm ，选择两台泵串联，另配一台备用 确定泵站数目及泵站间距 首站进口压头： ∆H 1 = 30 m
表5 列宾宗公式参数表
流态 层流 过渡区 紊 流 水 力光 4 滑区 混 合摩 擦区
λ
64 0.16 0.316
m
β ， s2 m
4.15 0.0124
hr ， m
4.15
1 0.25
Qv L d4
Q1.75v 0.25 L d 4.75
0.0124
0.25
0.0246
0.0246
Q1.75v 0.25 L d 4.75 Q1.877 v 0.123 L d 4.877
3000 < Re < Re 1
4Q 4 × 0.2614 = = 24131.9 π dυ 3.14 × 0.441× 31.29 ×10−6 Re = 25102.6
判断流动时处于水利光滑区， 粗糙度对流体摩阻没有影响， 仅与雷诺数有关。 依据以上方法判断管径为 508mm 与 559mm 两种情况， 结果与第一种情况相同。 2.3.5 沿程摩阻计算
2.2.1.5 反算出站温度
根据苏霍夫公式 TR = (Tz − T0 )eal + T0 由 VB 编程可得到结果 管径 457mm 时：
TR1 = 43.8 ℃ TR 2 = 49.1 ℃， TR 3 = 49.1 ℃ 管径 508mm 时： TR1 = 44.9 ℃ TR 2 = 47.2 ℃， TR 3 = 51.0 ℃ 管径 559mm 时： TR1 = 44.3 ℃ TR 2 = 48.7 ℃， TR 3 = 53.0 ℃ 加热站布置情况列表:
原油预热器设计说明书
化工原理课程设计说明书设计题目:原油预热器设计学生姓名：所在班级：学号：002设计时间：2012.12.31—3013.01.11指导教师：罗建平审阅时间：设计成绩：设计任务书1.设计名称：原油预热器设计2.设计条件：炼油厂用柴油将原油预热，设计、操作条件如下表所示（1）. 处理原油量：50400 Kg/h（2）. 加热介质：进口温度175℃，出口温度40℃,质量流量40300 Kg/h（3）. 原油：进口温度25℃（4）. 允许压强降不大于0.3×106Pa（5）. 两侧的污垢热阻均可取1.72×10-4m2.K/W（6）. 每年按330天计，每天24小时连续运行3.设计任务（1）.选择适宜的列管换热器并进行核算。
（2）.画出工艺设备图及列管布置图。
（3）.画出带控制点的换热装置工艺流程图4.基础数据目录一概述 (5)二设计标准 (5)三设计方案简介 (6)（一）换热器简介 (8)1、换热器概述 (8)2、换热器的分类 (9)（二）列管式换热器的结构 (13)1、管程结构 (13)2、壳程结构⑴壳体 (14)（三）各参数的确定 (17)（四）材料选用 (20)四工艺流程草图及说明 (21)五工艺计算及主要设备设计 (21)（一）换热器选型 (21)（二）物性数据确定 (22)（三）流程及流速的初步确定 (22)（四）总传热系数计算 (23)（五）传热面积的估算 (23)（六）工艺结构尺寸 (23)1.管径和管内流速的最终确定 (23)2．管程数和传热管数 (24)3．平均传热温差校正及壳程数 (24)4．传热管排列和分程方法 (25)5 .壳体内径 (25)6 .折流板数计算 (26)7 .接管 (26)8.其他附件 (27)(七)换热器核算 (27)1.热量核算 (27)2. 换热器内流体的流动阻力计算 (29)（八）壁温核算 (31)（九）壳体壁厚 (32)（十）水压校核 (32)（十一）年产量计算 (33)六辅助设备的计算和选型 (33)（一）离心泵选型 (33)1.管程输送离心泵选型 (33)2.壳程输送离心泵选型 (34)七设计一览表 (34)(一)换热器主要结构尺寸和计算结果 (34)八设计评述 (35)九附图 (37)十附录 (37)十一参考资料 (40)十二主要符号说明 (41)(一)英文字母 (41)（二）希腊字母 (42)（三）下标 (43)一概述列管式换热器是目前化工生产上应用最广的一种换热器。
原油水混合物蒸汽直接加热喷管
原油水混合物蒸汽直接
加热器喷孔的计算
1、 操作工艺参数
混合物流量：50m3/h
混合物温度：由40～60℃加热至70～90℃，温升30℃
混合物比热容：2.2KJ/Kg.℃ 混合物密度：取975Kg/m3
加热蒸汽压力：P2=1.1MPa(绝压） 蒸发潜热：22222KJ/Kg
密度r=5.15Kg/m3 比容v=0.1813m3/Kg
混合物操作压力：P1=0.6MPa(绝压）
2、 加热蒸汽消耗量的计算
混合物温度取t=90℃
蒸汽用量G=50*975*30*2.2/（1998.05-90*2.2）=1781Kg/h
加富裕量30% G=1781*1.3=2315.3Kg/h
3、 蒸汽喷管上喷孔的计算
P2/P1=1.833≥0.57
喷孔的总面积f=0.89*2315.3*[0.1813/(1.1-0.6)]0.5=1240.83mm2喷孔直径一般取2～4mm，取2.5mm
喷孔数=1240.83/（2.5*2.5*0.785）=252.9（孔）
取20%的富余量，喷孔数为304孔
在蒸汽喷管下方120°均布三排101列喷孔（叉排），孔间距50mm 喷管两端各留100mm不布置喷孔，喷管总长度为5240mm。
4、 其他蒸汽直径加热器
除了以上多喷孔管蒸汽加热器外，还可以采用蒸汽喷射加热器（加热水大多采用）、螺旋喷头蒸汽加热器、扩散式蒸汽加热喷射头（蒸汽储能器上大多采用）等加热方式。
采用哪一种方式，要根据操作工艺、加热物料的性质试验确定，目前还没有统一的理论计算方法。
湖北襄化机械设备有限公司
二〇一四年三月十八日。
换热器设计计算范例
换热器设计计算范例设计计算范例：换热器设计一、背景在化工、冶金、石油、食品及制药等工业领域中，换热器被广泛应用于热交换过程中。
换热器的设计与选择对于整个工艺系统的能量效率和运行成本起着重要作用。
本文以一个化工厂的换热器设计为例，计算设计一个适合的换热器。
二、设计需求化工厂中需要进行一个液体-液体的热交换过程。
液体A流体的进口温度为60°C，出口温度为30°C，流量为10m3/h；液体B流体的进口温度为100°C，出口温度为50°C，流量为8m3/h。
需要设计一个换热器来满足热交换的需求。
三、设计计算方法1.热负荷计算首先，我们需要计算换热器所需的热负荷。
热负荷可以通过以下公式计算：Q=m*Cp*ΔT其中，Q是热负荷，m是流体的质量流率，Cp是流体的比热容，ΔT 是入口温度与出口温度之差。
对于流体A，热负荷为：Q_A=10*Cp_A*(60-30)对于流体B，热负荷为：Q_B=8*Cp_B*(100-50)2.选择换热器类型根据热负荷的计算结果，我们可以选择合适的换热器类型。
常见的换热器类型有壳管式换热器、板式换热器和管束式换热器等。
考虑到本例中的液体-液体热交换过程，我们选择壳管式换热器。
壳管式换热器能够适应不同的工况，具有良好的传热效果和可靠性。
3.换热面积计算换热面积是换热器设计的重要参数。
换热面积可以通过以下公式计算：A = Q / (U * ΔTlm)其中，A是换热面积，Q是热负荷，U是换热系数，ΔTlm是对数平均温差。
对于壳管式换热器，ΔTlm的计算公式为：ΔTlm = (ΔT1 - ΔT2) / ln(ΔT1 / ΔT2)其中，ΔT1是进口温度差，ΔT2是出口温度差。
根据实际情况，我们假设换热器的换热系数为500W/(m2·°C)。
根据具体数据进行计算，我们得到：ΔT_A=60-30=30°CΔT_B=100-50=50°CΔTlm = (30 - 50) / ln(30 / 50) ≈ -28.3°CA_A = Q_A / (U * ΔTlm)A_B = Q_B / (U * ΔTlm)4.换热器尺寸设计根据换热面积的计算结果，我们可以进一步确定换热器的尺寸。
年柴油-原油换热器设计处理量2.7×105 吨年柴油原油换热器设计
吉林化工学院油气储运专业课程设计题目处理量2.7×105吨/年柴油-原油换热器设计课程设计任务书1．设计题目：处理量20万吨/年柴油-原油换热器设计2．操作条件：（1）原油：入口温度70°C；出口温度110°C；（2）采用柴油加热，入口温度170℃，出口温度124°C；（3）已知两侧污垢热阻为0.0002㎡·C/W,管程与壳程两侧降压小于或等于0.3at，热阻损失5%。
（4）相关物性数据：原油在90℃，1.2MPa下的有关物性数据如下：物性密度ρi（kg/m3）定压比热容c pi[kJ/(kg℃)]粘度μi（Pa·s）导热系数λi（W·m-1·℃-1）原油815 2.2 6.65×10-30.128 柴油在147℃的物性数据如下：物性密度ρo（kg/m3）定压比热容c po[kJ/(kg℃)]粘度μo（Pa·s）导热系数λo（W·m-1·℃-1）柴油718 2.46 0.66×10-3 0.139 （5）每年按330天计，每天24小时连续生产。
3．设计任务：（1）处理能力：2×105t/a原油；（2）设备型式：自选（3）选择适宜的换热器并进行核算；（4）绘制带控制点的工艺流程图和设备结构图，并编写设计说明书。
4．设计要求：为使学生独立完成课程设计，每个学生的原始数据均在处理量上不同，即学号在1～16号中，每上浮0.1×105t/a为一个学号的处理量（例如1号换热器处理量量为1.5×105 t/a；2号换热器处理量为1.6×105 t/a等依此类推）；5．参考书：（1）《化工设计手册》上、下，上海医药设计院；（2）谭天恩.麦本熙，《化工原理》下册，化学工业出版社出版；（3）匡国柱.史启才，《化工单元过程及设备课程设计》；（4）《化工设计全书》编辑委员会，金国淼等编，《吸收设备》化学工业出版社；（5）陈敏恒等编《化工原理》下册，化学工业出版社出版；（6）其它参考书。
原油预热器的设计课程设计讲解
荆楚理工学院JINGCHU UNIVERSITY OF TECHNOLOGY课程设计成果学院: 化工与药学院班级13过控（2）班学生姓名: 黄超学号:设计地点（单位）A2204设计题目: 原油预热器的设计完成日期：2014 年12 月11 日指导教师评语:_____________________________________________________________ _____________________________________________________________ _____________________________________________________________成绩(五级记分制):教师签名:荆楚理工学院课程设计任务书设计题目：原油预热器的设计设计内容及要求1.设计内容某炼油厂需用柴油预热原油。
要求设计一台列管式换热器，完成该生产任务。
1)确定设计方案：对确定的工艺流程及换热器型式进行简要论述。
2)估算换热器的传热面积。
3)计算换热器的主要工艺结构尺寸。
4)对换热器进行核算。
5)绘制原油预热器工艺流程图。
6)绘制换热器工艺条件图。
2.设计要求：1)方案和流程的选择要阐明理由；2)设计计算过程中所采用的公式、数据、图表要注明出处，要列出详细计算过程；3)设计结束后要对计算结果进行汇总；4)说明书要采用统一封面和A4纸打印，要条理清晰，排版美观，装订成册上交。
3.设计参数1)两侧的阻力损失均不超过5103.0 Pa。
2)所设计的列管式换热器为非标准式。
3)柴油和原油的有关参数如下表：4.进度要求1)2014.12.8 搜集查阅资料，确定设计方案2)2014.12.9 完成换热器工艺计算及主要结构尺寸设计3)2014.12.10 换热器校核、绘图4)2014.12.11 编写设计说明书5)2014.12.11 装订、上交课程设计报告5.参考资料1)马江权，冷一欣.化工原理课程设计.第四版. 北京：中国石化出版社，20092)王志魁，刘丽英，刘伟.化工原理.北京：化学工业出版社，20103)张洪流，张茂润.化工单元操作设备设计.华东理工大学出版社，20114)匡国柱，史启才.化工单元过程及设备课程设计.北京：化学工业出版社，20085)化工工艺设计手册（第四版）上册.北京：化学工业出版社，20146.说明1)本表应在每次实施前一周有负责教师填写二分，教研室审批后交学院备案，一份由负责教师留用。
板式换热器在原油系统中的选型设计与计算
- 11 -第8期板式换热器在原油系统中的选型设计与计算赵瑞云，孟凡昌，许小波，白如霜，冯香（海洋石油工程股份有限公司， 天津 300451）[摘 要] 板式换热器以其重量轻、结构紧凑、传热系数高等优点，在海上石油开采中的应用越来越广泛，在南海文昌、西江等多个采油平台、浮式储油船舶（FPSO）等得到应用。
本文对板式换热器在原油系统中的流程设计、选型设计、计算方法等方面进行论述。
[关键词] 板式换热器；设计；选型；计算作者简介：赵瑞云（1975—），女，山东高唐人，本科，高级工程师，从事海洋工程总体设计研究工作。
板式换热器以其重量轻、结构紧凑、传热系数高等优点，越来越多地应用于化工、轻工、食品等行业。
在海上石油开采中的应用也越来越广泛，特别是在油品性质、操作条件许可的原油系统中的应用开始推广。
南海文昌、西江等多个采油平台、浮式储油船舶（FPSO ）等都得到了应用。
原油一般黏度较大，腐蚀性较强，易结垢，且经常含有油气水三相，流动复杂，因此原油换热器在设计、选型、计算方面有许多特殊的要求，现从流程设计、选型设计、计算方法等方面进行阐述。
1 板式换热器的选型设计和流程组合1.1 介质分析海上采油平台或FPSO 介质主要为原油/原油、原油/热介质油、原油/海水。
原油/热介质油换热器工作温度为250-300℃，考虑到换热器的工作稳定性，海上平台或FPSO 仍采用管壳式换热器，而未采用板式换热器。
其实原油/原油、原油/海水的板式换热器在国际上已应用较多。
原油中经常含有沙子等固体颗粒，为适应板式换热器的板间通道窄的状况，应考虑在入口加装过滤器。
1.2 结构设计普通板式换热器是靠垫片密封，密封周边长，而且角孔的两道密封处的支撑情况较差，垫片得不到足够的压紧力，普通板式换热器的最高工作压力仅为2.5MPa 。
板式换热器的工作温度取决于密封垫片能承受的温度，橡胶类垫片最高工作温度为200℃，压缩石棉绒垫片，最高工作温度为250℃。
原油预热器的工艺设计
原油预热器的工艺设计原油预热器是炼油工艺装置的重要环节，用于将从储罐中提取的原油加热至一定温度，以便进行下一步的炼油工艺操作。
其主要功能是提高炼油过程中的热效率，减少能源消耗，并确保原油进入下游设备的温度达到要求。
原油预热器的工艺设计必须兼顾安全、高效、可靠和节能的原则。
首先，原油预热器的工艺设计需要考虑原油的特性。
不同原油的物理和化学特性各异，包括黏度、密度、凝点和闪点等等，这些特性将直接影响到预热器的设计参数。
因此，在进行设计前，需要对原油的性质进行详细的分析和测试。
同时，还需要考虑原油中可能含有的杂质、沉积物和可燃气体等因素，以保证预热器的正常运行和安全性。
其次，原油预热器的工艺设计需要考虑预热器的结构和布置。
预热器通常采用壳管式换热器的形式，将原油通过内管和热媒（如蒸汽或热水）通过壳体进行热交换。
设计时需要考虑壳体和管束的材料选择，以防止腐蚀和热应力等问题。
同时，还需要考虑管束的布置和间隙的大小，以保证流体的正常流动和换热效果。
第三，原油预热器的工艺设计需要考虑热媒的选择和供应方式。
热媒的选择应该根据炼油厂的实际情况和能源消耗的考虑进行，蒸汽在炼油业中应用广泛，但也可以选择热水或其它热载体。
供应方式有直接加热和间接加热两种，直接加热方式较为常见，即将热媒送入预热器内直接与原油接触进行热交换。
间接加热方式则需要额外的辅助换热设备，如热交换器或加热炉等。
第四，原油预热器的工艺设计需要考虑控制系统和安全措施。
预热器的温度和压力需要进行实时监测和控制，以确保预热器的运行稳定和安全。
控制系统应考虑自动化程度，可以采用先进的仪表和设备，如温度传感器、压力传感器、流量计、自动调节阀等。
在设计中还需要考虑安全阀、过热保护装置、燃烧器和燃料供应系统等，以确保预热器在异常情况下能够安全停车或紧急处理。
第五，原油预热器的工艺设计需要考虑节能和环保。
预热器作为炼油工艺链中的关键环节，能源消耗是其设计的一个重要考虑因素。
浮头式换热器设计原油_柴油
1．设计任务书1.1设计题目列管式换热器(原油预热器)的设计1.2操作条件某炼油厂用柴油将原油预热。
柴油和原油的有关参数如下表, 两侧的污垢热阻均可取 1.72×10-4m2.K/W，要求两侧的阻力损失均不超过53.0 Pa。
101、查阅文献资料，了解换热设备的相关知识，熟悉换热器设计的方法和步骤；2、根据设计任务书给定的生产任务和操作条件，进行换热器工艺设计及计算；3、根据换热器工艺设计及计算的结果，进行换热器结构设计；4、以换热器工艺设计及计算为基础，结合换热器结构设计的结果，绘制换热器装配图；5、编写设计说明书对整个设计工作的进行书面总结，设计说明书应当用简洁的文字和清晰的图表表达设计思想、计算过程和设计结果。
目录1.设计任务书 (3)2.概述 (5)3.设计标准 (7)4.方案设计和拟订 (8)5.设计计算 (12)6.参考文献 (22)7.附录 (23)8.设计小结 (29)9．CAD图 (32)1.概述2.又称列管式换热器。
是以封闭在壳体中管束的壁面作为传热面的间壁式换热器。
这种换热器结构较简单，操作可靠，可用各种结构材料（主要是金属材料）制造，能在高温、高压下使用，是目前应用最广的类型。
结构由壳体、传热管束、管板、折流板（挡板）和管箱等部件组成（见图）。
壳体多为圆筒形，内部装有管束，管束两端固定在管板上。
进行换热的冷热两种流体，一种在管内流动，称为管程流体；另一种在管外流动，称为壳程流体。
为提高管外流体的传热分系数，通常在壳体内安装若干挡板。
挡板可提高壳程流体速度，迫使流体按规定路程多次横向通过管束，增强流体湍流程度。
换热管在管板上可按等边三角形或正方形排列。
等边三角形排列较紧凑，管外流体湍动程度高，传热分系数大；正方形排列则管外清洗方便，适用于易结垢的流体。
3.在不同温度的流体间传递热能的装置称为热交换器,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,吸收热量。
化工原理课程设计-柴油原油换热器设计说明书
化工原理课程设计柴油换热器设计说明书设计者：班级：过控132组长：成员：学生姓名：日期：2015年9月4日指导教师：齐齐哈尔大学化工原理课程设计——柴油换热器目录一．设计说明书 (3)二．设计条件及主要物性的确定 (3)1．定性温度的确定 (3)2．流体有关物性 (3)三. 确定设计方案 (4)1．选择换热器的类型 (4)2．流程安排 (4)四．估算传热面积 (4)1.传热器的热负荷 (4)2.平均传热温差 (4)3.传热面积估算 (4)五．工程结构尺寸 (5)1.管径和管内流速 (5)2.管程数和传热管数 (5)3.平均传热温差校正和壳程数 (5)4.传热管排列和分程方法 (5)5.壳程内径 (6)6.折流板 (6)7.其他附件 (6)8.接管 (6)六．换热器核算 (7)1.热流量核算 (7)（1）壳程表面传热系数 (7)（2）管程表面传热系数 (7)（3）污垢热阻和管壁热阻 (8)（4）传热系数K (8)（5）传热面积裕度 (8)2.壁温核算 (9)3.换热器内流体的流动阻力 (9)（1）管程流动阻力 (9)（2）壳程流动阻力 (10)七．换热器主要工艺结构尺寸和计算结果表 (11)八．设备参考数计算 (12)1.壳体壁厚 (12)2.接管法兰 (12)3.设备法兰 (12)4.封头管箱 (12)5.设备法兰垫片（橡胶石棉板） (12)6.管法兰用垫片 (13)7.管板 (13)第 1 页共17 页齐齐哈尔大学化工原理课程设计——柴油换热器8.支垫（鞍式支座） (13)9.设备参数总表 (13)九．设计总结 (15)十.主要符号说明 (16)十一.参考文献 (17)第 2 页共17 页齐齐哈尔大学 化工原理课程设计——柴油换热器第 3 页 共 17 页一、设计说明书1.设计任务书和设计条件原油44000kg/h 由70°C 被加热到110°C 与柴油换热，柴油流量34000kg/h ，柴油入口温度175°C ，出口温度127。
原油加热及换热
原油加热及换热4.5原油加热及换热4.5.1当原油温度不能满足原油集输条件或处理工艺要求时，应对原油进行加热；在油气收集过程中，需要进行掺液集输和热洗清蜡时，应对回掺介质和热洗液进行加热。
4.5.2原油加热的热源，在有条件的地方应首先采用热电结合或热动结合的余热。
当没有余热可利用时，可采用直燃加热炉供热、直燃锅炉产生的蒸汽和热水供热、热媒炉供热或电加热。
4.5.3原油加热炉的选型应满足热负荷和工艺要求，并应通过技术经济对比确定。
井场宜采用水套炉，计量站、接转站宜采用水套炉或火筒炉。
其他站(库)的加热炉形式，应根据具体情况确定。
4.5.4原油加热炉的台数应符合下列规定：1单井井场加热炉应为1台，丛式井场加热炉台数应根据实际情况确定；2计量站加热炉可为1台；3油井热洗清蜡用加热炉可为1台；4当不属于本条第1～3款的其他不同用处的加热炉，设2台或2台以上时，可不设备用炉，但在低负荷下有1台加热炉检修时，其余加热炉应能维持生产。
4.5.5配置加热炉时，其负荷率宜为80％～100％。
4.5.6在多功能合一设备中，火筒加热部分应根据介质特性采取防垢、防砂和防结焦措施。
4.5.7管式加热炉的工艺管道安装设计应符合下列规定：1炉管的进出口应装温度计和截断阀；2应设炉管事故紧急放空和吹扫管道；3进出油汇管宜设连通；4进口汇管应与进站油管道连通；5当多台并联安装时，进口管路设计宜使介质流量对每台加热炉均匀分配。
4.5.8加热炉型式与参数设计，应符合现行行业标准《石油工业用加热炉型式与基本参数》SY／T0540的有关规定。
4.5.9加热炉综合热效率应符合现行行业标准《油田地面工程设计节能技术规范》SY／T 6420的有关规定。
4.5.10除单井井场外，具备电力供应条件的站场加热炉应配备自动点火和断电、熄火时自动切断燃料供给的熄火保护控制系统。
4.5.11加热炉采用自动点火时，自动燃气燃烧装置防爆等级的确定，应符合现行国家标准《爆炸危险环境电力装置设计规范》GB50058的有关规定。
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换热器部分计算
管程介质为原油
进口温度 (℃) Tt1=
30（给定）出口温度 (℃) Tt2=
55（给定）工作压力（MPa) Pt =
1.0（给定）平均温度 (℃) Tt =
42.5(计算）流体的定压比热容
Cp(KJ/(kg.℃))=
2.29(查表）流量(t/h) Q =
150（给定）流体密度（kg/m3)ρ=
950(查表）所需热量(KJ/h)=
8158125(计算）壳程
进口温度 (℃) Ts1=
170.42（给定）蒸发潜热(KJ/kg)Rs1=2768.4出口温度 (℃) Ts2=
100（给定）蒸发潜热(KJ/kg)Rs2=2257.6工作压力（MPa) Pt =
0.8（给定）平均温度 (℃) Ts =
135.21(计算）流体的定压比热容
Cp1(KJ/(kg.℃)=
4.1868(查表）170.42℃降为100℃1.温差放出热量
(KJ/(kg)）为
294.83100℃-510.8170.4
(℃) 饱和蒸汽密度（kg/m3)ρ1 4.218(查表）100.0
(℃) 饱和蒸汽密度（kg/m3)ρ20(查表）1立方饱和蒸汽从170.4
℃降为100.0放出潜热(KJ/(m3)）所需要水蒸汽量为
(m3/h)530.778508
(计算）饱和蒸汽流速(m/s)15
(查表）壳程进出口管径(mm)111.870312
(计算）
取壳程进出口管径DN 10015075.28介质为饱和蒸汽 2.密度变化放出热量(KJ/(kg)）
原油快速换热升温方案设计计算
每1千克饱和水蒸汽从
吸收热量(KJ/(kg)每1千克饱和水蒸汽
换热管外径（mm ）25（给定）换热管内径（mm ）20（给定）换热管长度（mm ）6000（给定）换热管数量180（给定）换热器管程程数2（给定）换热管换热面积
（m2）84.8230002换热管内介质流速
(m/s) 1.47440434总传热系数K 计算
流体的导热系数 λ
(W/(m.℃))0.683流体主体粘度
（Pa.s)μ0.00024313管内强制湍流传热ai 511.49948流体的导热系数 λ
(W/(m.℃))0.684壳程流体介质平均
温度下密度（kg/m3)ρ
1.7895壳程流体介质平均
温度下流体主体粘
度（Pa.s)μ 2.02E-04壳程流体介质在管
壁温度下流体粘度
（Pa.s)μw 2.21E-04管外强制湍流传热ao 70.7527306换热管选用材料20管换热管传热系数51.8(查表）
总传热系数 K=15.5396981低粘度流体在管内强制湍流传热低粘度流体在管外强制湍流传热
流体的有效平均温
90.8250307
差(℃)
换热面积（m2） F=5780.19147
(查表）(查表）。