换热器的选型和设计指南全
换热器的选型和设计指南(全)
目录热交换器的选型和设计指南1 概述 (1)2 换热器的分类及结构特点。
(1)3 换热器的类型选择 (2)4 无相变物流换热器的选择 (11)5 冷凝器的选择 (13)6 蒸发器的选择 (14)7 换热器的合理压力降 (17)8 工艺条件中温度的选用 (18)9 管壳式换热器接管位置的选取 (19)10 结构参数的选取 (19)11 管壳式换热器的设计要点 (23)12 空冷器的设计要点 (32)13 空冷器设计基础数据 (35)1 概述本工作指南为工艺系统工程师提供换热器的选型原则和工艺参数的选取及计算方法。
2 换热器的分类及结构特点。
表 2－1 换热器的结构分类3 换热器的类型选择换热器的类型很多，每种型式都有特定的应用范围。
在某一种场合下性能很好的换热器，如果换到另一种场合可能传热效果和性能会有很大的改变。
因此，针对具体情况正确地选择换热器的类型，是很重要的。
换热器选型时需要考虑的因素是多方面的，主要有:1) 热负荷及流量大小2) 流体的性质3) 温度、压力及允许压降的范围4) 对清洗、维修的要求5) 设备结构、材料、尺寸、重量6) 价格、使用安全性和寿命在换热器选型中，除考虑上述因素外，还应对结构强度、材料来源、加工条件、密封性、安全性等方面加以考虑。
所有这些又常常是相互制约、相互影响的，通过设计的优化加以解决。
针对不同的工艺条件及操作工况，我们有时使用特殊型式的换热器或特殊的换热管，以实现降低成本的目的。
因此，应综合考虑工艺条件和机械设计的要求，正确选择合适的换热器型式来有效地减少工艺过程的能量消耗。
对工程技术人员而言，在设计换热器时，对于型式的合理选择、经济运行和降低成本等方面应有足够的重视，必要时，还得通过计算来进行技术经济指标分析、投资和操作费用对比，从而使设计达到该具体条件下的最佳设计。
3.1管壳式换热器管壳式换热器的应用范围很广，适应性很强，其允许压力可以从高真空到41.5MPa，温度可以从-100°C以下到 1100°C高温。
换热器的选型和设计指南全
换热器的选型和设计指南全
1.温度和压力要求：在进行换热器选型和设计之前，需要明确设备所
需的温度和压力要求。
根据这些要求，可以选择合适的材料和换热器类型。
2.热交换面积计算：根据需要传递的热量和温度差，可以计算得到所
需的热交换面积。
热交换面积的计算是选择换热器类型和尺寸的基础。
3.材料选择：换热器的材料选择要考虑到介质的化学性质、腐蚀性以
及温度和压力要求。
常用的材料包括不锈钢、铜合金、钛合金等。
4.流体流动方式：流体可以采用并行流、逆流或交叉流方式通过换热器。
在选择流体流动方式时，需要考虑换热效率和压降等因素。
5.清洁程度要求：根据介质的清洁程度，可以选择适当的换热器类型。
尽量选择结构简单、易于清洁的换热器，以保证长期稳定的换热效果。
6.管束和散热面积：根据热量传递的需要，可以选择合适的管束形式
和散热面积。
管束的选择要考虑到介质的流速和传热系数等因素。
7.防堵塞设计：在换热器设计中要考虑到防止堵塞的问题。
可以采用
增加管道直径、添加过滤装置等措施来减少堵塞的风险。
8.设备布局和管道设计：在进行换热器的设计时，需要考虑到设备的
布局和管道的连接。
合理布局可以减少管道阻力和热量损失。
9.热媒选择：热媒的选择要根据介质的性质以及工艺流程的要求来进行。
常用的热媒有水、蒸汽、有机液体等。
10.清洗和维护考虑：在进行换热器设计时，要考虑到清洗和维护的
便捷性。
合理的设计可以降低维护成本和停机时间。
换热器设计指南
换热器设计指南1 总则1.1 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（2021）换热器设计手册――化学工业出版社（2002）Shell and Tube Heat Exchangers Technical Specification ――SHESLL (2021) SHELL AND TUBE HEAT EXCHANGERS――BP (1997)Shell and Tube Exchanger Design and Selection――CHEVRON 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（2021）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―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。
热交换器的选型和设计指南三讲解
热交换器的选型和设计指南三2010-01-26 20:15:11 来源：热泵热水器技术网浏览：136次11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)coldW--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)oΣR--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≥Qreqd.对压力降的限制条件(ΔPi)act≤(ΔPi)allow(ΔPo)act≤(ΔPo)allowΔP--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：－－管长－－管间距－－流向角－－换热管外径及管壁厚b.校核计算 Rating校核计算就是评估一台已知换热器的传热性能，即通过校核设备的几何尺寸来看其是否能满足传热要求。
波纹管换热器的选型指南
波纹管换热器的选型指南水波纹管换热器的选型步骤:假设已知：加热水进口温度T1;进口温度T2;被加热水进口温度t1，出口温度t2，被加热水流量G2。
则可按如下步骤进行选型：(1)计算所需换热量Q;(2)计算加热水流量G1;(3)根据换热量Q，初选波纹管换热器型号，查性能参数表得以下参数：换热面积A;管程流通面积Si;壳程流通面积S0。
(4)计算管程流速Vi及壳程流速V0;(5)根据Vi、V0由图6-35中曲线，查出ai及a0;(6)计算传热系数K值;(7)计算对数平均温差;(8)校核传热量，若满足要求即可，否则应选择新的型号，重复以上(3)至(8)的步骤。
(9)根据Vi、V0查压降曲线图6-36，得出Vi及V0情况下的压力降，看是否满足压力降的要求。
若满足要求则说明选型正确，否则应重新选型，重复(3)至(9)的步骤。
汽——水换热器的选型步骤已经条件：饱和蒸汽压ps;饱和温度ts;循环水入口温度t1;出口温度t2;循环水流量G。
按如下步骤进行选型：(1)计算换热量Q;(2)根据蒸汽压ps，换热量Q及循环水流量G，初步选型，并得到以下参数：1)换热面积A;2)循环水流通面积Si。
(3)计算循环水流速Vi;(4)计算传热系数K。
根据流速Vi查曲线图6-37，可以得到传热系数K。
(5)计算对数平均温差△tm(6)校核换热量，若满足要求即可，否则重新选型，重复(2)至(6)的步骤。
(7)根据流速Vi，查图6-36中曲线1，得出压力降△p，若在压力降允许的范围内，则选型正确，否则应重新选型，重复(2)至(7)的步骤。
油——水、油——汽波纹管换热器的选型油——水、油——汽波纹管换热器的选型相对而言，比较复杂，因为油的种类较多，其粘度高低不同，势必影响其传热效果。
因此在波纹管换热器的选型上，本文只给出部分介质的传热系数值以供选择者参考。
表6-11给出了轻油有机液等粘度较低介质的传热系数与流速之间的对应关系。
表6-12给出了重油、重有机液等粘度较高介质的传热系数与流速之间的对应关系，仅供参考。
换热器选型详解，你想不到的全面！
换热器选型详解，你想不到的全面！各种类型的换热器作为工艺过程必不可少的设备，如何根据不同的工艺生产流程和生产规模，设计出投资省、能耗低、传热效率高、维修方便的换热器是一项非常重要的工作。
换热器分类1按工艺功能分类冷却器、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间壁传递热量式和直接接触传递热量式，其中间壁传热式又分为管壳式、板式、管式、液膜式等其他形式的换热器。
从工艺功能选择换热器冷却器1间壁式冷却器☆ 当传热量大时，可以选择传热面积和传热系数较大的板式换热器比较经济，但是板式换热器的使用温度一般不大于150℃，压降较大。
☆ 对于压降和温度压力较高的情况，选用管壳式换热器较为合理。
☆ 板翅式换热器由于翅片的作用，适用于气体物料的冷却，其使用温度一般也小于150℃。
☆ 空冷器适用于高温高压的工艺条件，其热物流出口温度要求比设计温度高15~20℃。
2直接接触式冷却器☆ 适用于需要急速降低工艺物料的温度、伴随有吸收或除尘的工艺物料的冷却、大量热水的冷却和大量水蒸气的冷凝冷却等工况。
加热器1高温情况当温度要求高达500℃以上时可选用蓄热式或直接火电加热等方式。
2中温情况对于150~300℃工况一般采用有机载热体作为加热介质。
分为液相和气相两种。
3低温情况当温度小于150℃时首先考虑选用管壳式换热器，只有工艺物料的特性或者工艺条件特殊时，才考虑其他形式，例如热敏性物料加热多采用降膜式或波纹板式换热器。
再沸器图1 四种再沸器类型多采用管壳式换热器，分为强制循环式、热虹吸式和釜式再沸器三种。
其设计温差一般选用20~50℃，单程蒸发率一般为10%~30%。
表1 各种再沸器的比较冷凝器图2 冷凝器形式一般用于蒸馏塔塔顶蒸汽的冷凝以及反应气体的冷凝，对于蒸馏塔顶，一般选用管壳式、空冷器、螺旋板式、板翅式等换热器作为冷凝器，对于反应系统，一般选用管壳式、套管式或喷淋式等换热器作为冷凝器。
换热器设计手册
换热器设计手册摘要，本文将介绍换热器的设计原理、分类、选型、安装和维护等内容，旨在帮助工程师和设计师更好地理解和应用换热器，提高换热器的设计和运行效率。
第一章换热器的基本原理。
换热器是一种用于传递热量的设备，其基本原理是利用热传导和对流传热的方式，将热量从一个流体传递到另一个流体。
换热器通常由管束、壳体、传热介质和支撑结构等部分组成。
在换热器中，热量的传递主要通过换热面积、传热系数和温度差来实现。
第二章换热器的分类。
根据换热方式的不同，换热器可以分为接触式换热器和间接式换热器。
接触式换热器是指传热介质直接接触的换热器，如冷却塔、冷凝器等；间接式换热器是指传热介质不直接接触的换热器，如管壳式换热器、板式换热器等。
根据换热器的结构形式，可以分为管式换热器、板式换热器、壳管式换热器、板壳式换热器等。
第三章换热器的选型。
在换热器的选型过程中，需要考虑流体的性质、流量、温度、压力、换热面积、传热系数、温差等因素。
根据实际工况和使用要求，选择合适的换热器类型和规格，以确保换热器的性能和可靠性。
第四章换热器的安装与调试。
换热器的安装与调试是确保其正常运行的关键环节。
在安装过程中，需要注意换热器的位置、支撑、固定、管道连接、密封等问题；在调试过程中，需要进行压力测试、泄漏检测、流量调节、温度控制等工作，以确保换热器的正常运行。
第五章换热器的维护与保养。
换热器的维护与保养是延长其使用寿命和保证其性能的重要手段。
定期对换热器进行清洗、检查、维修和更换，及时处理故障和问题，可以有效地保证换热器的正常运行。
结论。
换热器是化工、石油、电力、冶金、制药等行业常用的设备，其设计和运行对生产过程的效率和产品质量有着重要的影响。
通过本文的介绍，希望读者能够更好地理解和应用换热器，提高其设计和运行效率，为工程实践提供参考和指导。
换热器设计指南汇总
换热器设计指南汇总
可读性强
1、介绍
热交换器是一种用于转移热能的装置，由两个或更多的流体之间的墙
壁分隔开来的管道组成。
一个流体从管道内流过，而另一个流体从管道外
进行热交换。
热交换器可以用来让两个不同的流体之间的温度接近，或者
用于传递、储存、恢复或利用热能。
设计热交换器非常复杂，有许多不同的变量要考虑，比如热导率、流量、温度、传热效率、动力学要求等等，要根据具体的应用考虑这些变量，并且满足应用要求。
本文是热交换器设计的指南，旨在概括热交换器的基本原理和设计考虑，为设计师提供一个指导手册，便于他们在实际工作中能尽可能的满足
应用要求。
2、基本原理
热交换器的基本原理是由两种不同流体，通过热交换器壁的层间传热
来实现的，其中一种流体热量，另一种流体接收热量。
传热模式可以是对
流传热或辐射传热，也可以是它们的组合。
热交换器的另一个关键考量是热损失，即热能从壁中散发出去。
热损
失可以减少系统效率，甚至影响热交换器的整体性能。
因此，在设计热交
换器时，应该考虑怎样最大程度减少热损失，提高热传导系数、减少温度
梯度、优化工作流体和传热特性等。
换热器设计参考手册
换热器设计参考手册分类：①按用途：加热器、冷却器、冷凝器、再沸器、蒸发器等。
②按冷热流体热量交换的原理和方式：直接接触式：冷、热直接混合。
蓄热式：间壁式：冷、热两流体由固体壁隔开，不直接接触。
间壁式换热器的类型：(1)夹套式换热器：结构：在容器外壁安装夹套制成。
优点：结构简单。
缺点：传热面受容器壁面限制，传热系数小。
应用范围：主要用于反应过程的加热或冷却。
强化传热方法：釜内安装搅拌器，加螺旋隔板，在釜内安装蛇管。
(2)沉浸式蛇管换热器：结构：将金属管子绕成各种形状，沉浸在液体中。
优点：结构简单，便于防腐，能承受高压。
缺点：管外流体的湍流程度低，表面传热系数较小。
管内易除垢。
强化传热方法：可安装搅拌器。
(3)喷淋式换热器：结构：将换热管成排地固定于支架上，热流体在管内流动，冷却水由管上方的喷淋。
优点：湍流程度高，传热效果好；冷却水在喷林中气化，携带热量，降低冷却水温度；便于检修和清洗。
缺点：喷淋不易均匀，杂质易进入冷却水。
应用范围：多用于冷却管内的热流体。
⑷套管式换热器：结构：将两种直径大小不同的直管装成同心套管，并可用U形肘管把管段串联起来，每一段直管称作一程。
优点：表面传热系数大；逆流流动，平均温差最大；结构简单；能承受高压。
缺点：占地面极大；耗材量大；易泄漏。
应用范围：流量不大，粘度较大，传热面积不多，压强较高。
⑸管壳式换热器又称为列管式换热器，是最典型的间壁式换热器。
结构：壳体、管束、管板、折流挡板和封头。
一种流体在管内流动，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。
优点：单位体积设备所能提供的传热面积大，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。
多程：管程：封头内设置分程隔板，单管程→多管程。
多壳程：相当于单壳程串联，传热面积↑。
传热面积：流通截面积：说明：管程数↑，流通截面积↓，管内流速↑，hi↑，强化传热。
折流挡板：作用：提高壳程流体湍动程度(Re＞100湍流)，ho，强化传热。
板式换热器选型设计原则及方法
板式换热器选型设计原则及方法单板面积的选择一般板式换热器选择首先是按流速确定角孔直径，角孔处流速一般控制在6m/s，当板片角孔确定后，板片的系列就能确定了。
角孔直接一定的情况下，不同的制造商有不同板型，有的就一～种，有些较多。
我知道的有一公司，在100mm角孔直接下，有多达7种板片。
面积大小有3个规格，流道宽度有2个。
至于单片面积的大下，我的经验是在满足工艺要求的情况下，应从价格上考虑。
从单片面积的造价比，越大越便宜，但是整机价格得考虑框架的价格，所以而个应综合考虑。
单片面积小，框架价格低，但是板片单价高。
并且单片面积太下，处除了占地大，一般也难达到单流程的板片布置。
（2）板间流速的选取基本同意楼主的观点，一般0.2m/s是下限，但是上限0.8m/s好象稍低了。
不过这得看制造商的板片波纹。
（3）流程的确定补充楼主观点：板式换热器流程在工业上一般都布置成单流程，这样在检修时可不用拆处接管。
在卫生和食品上，多流程的应用较多。
因为换热器一般都比较小。
（4）流向的选取一般的板式换热器都是取纯逆流布置的。
可拆式板式换热器在换热站的应用情况加热载体为 1.1MPa、230℃的蒸汽；供暖载体为热水,供水温度为92℃,回水温度为70℃,供水压力为0.5MPa、回水压力为0.14MPa。
因原管壳式换热器设备陈旧,维修量大,并且蒸汽的消耗量有逐年递增的趋势。
于是在2006年大修期间,将原管壳式换热器改造成板式换热器。
1、板式换热器板式换热器(plateheatexchangers,简称PHE)是一种新型高效换热器。
其发明始于1872年,最初主要用于食品工业,后来逐渐扩大至造纸、医药、冶金、矿山、机械制造、电力、船舶、采暖及石油化工等其它工业领域。
目前世界较知名的板式换热器生产厂家有瑞典的Alfa-laval(阿法拉伐)、SWEP(舒瑞普)、德国的GEA公司、英国的APV、日本的Hisaka(日版制作所)等。
板式换热器由一系列具有一定波纹形状的金属片叠装而成,由于其特殊结构,使得板式换热器具有以下优点。
换热器的设计与选型
换热器的设计指在传热计算的基础上，确定换热器的有关尺寸。
换热器的选用是根据生产上传热任务的要求，选择合适的换热器。
两者所需考虑的一些问题和计算步骤基本是一致的，无论设计还是选用，都以换热器系列标准作为参考，因而需要考虑到多方面的因素，进行一系列的选择和适当的调整，因此实际为一试算过程。
列管式换热器设计和选用时应考虑的问题：流程的选择 在列管换热器中，哪种流体在什么条件下走管程(或壳程)，选择的一般原则为：∙（1）不洁净和易结垢的流体宜走管程，因管内清洗方便；∙（2）腐蚀性流体宜走管程，以免管束和壳体同时受腐蚀，且清洗、检修方便；∙（3）压强高的流体宜走管程，以免壳体同时受压；∙（4）有毒流体宜走管程，使泄漏机会减少；∙（5）被冷却的流体宜走壳程，便于散热，增强冷却效果；∙（6）饱和蒸汽宜走壳程，便于排出冷凝液和不凝气，且蒸汽洁净不污染；∙（7）流量小或粘度大的流体宜走壳程，因折流档板的作用可使在低雷诺数(Re＞100)下即可达到湍流，但也可在管内采用多管程；∙（8）若两流体温差较大，宜使α大的流体走壳程，使管壁和壳壁温差减小。
在具体选择时，上述原则经常不能同时兼顾，会互相矛盾，这时要根据实际情况，抓住主要问题，作为选择的依据。
列管式换热器的种类固定管板式换热器列管式换热器的结构比较简单、紧凑、造价便宜，但管外不能机械清洗。
此种换热器管束连接在管板上，管板分别焊在外壳两端，并在其上连接有顶盖，顶盖和壳体装有流体进出口接管。
通常在管外装置一系列垂直于管束的挡板。
同时管子和管板与外壳的连接都是刚性的，而管内管外是两种不同温度的流体。
因此，当管壁与壳壁温差较大时，由于两者的热膨胀不同，产生了很大的温差应力，以至管子扭弯或使管子从管板上松脱，甚至毁坏换热器。
为了克服温差应力必须有温差补偿装置，一般在管壁与壳壁温度相差50℃以上时，为安全起见，换热器应有温差补偿装置。
但补偿装置（膨胀节）只能用在壳壁与管壁温差低于60～70℃和壳程流体压强不高的情况。
换热器设计说明书
换热器设计说明书
换热器是一种常见的传热设备，广泛应用于许多工业领域中。
作
为传热过程中的重要组成部分，换热器的设计十分关键，直接影响着
传热效率和设备的使用寿命。
因此，如何设计一款功能稳定、高效节
能的换热器，成为众多工程师的追求目标。
在换热器的设计中，需要从以下几个方面进行考虑：
1.设计选型：选择合适的换热器类型，根据实际需求确定尺寸、
材质和流量等参数。
比如可选择板式换热器、管式换热器和壳管式换
热器等。
2.传热计算：根据传热原理，对换热器的传热面积、传热系数等
进行计算和分析，确定合适数值，以保证传热效率的提高。
3.流体力学计算：进行流体力学分析，确定流体流动状态和阻力，以保证设备的正常运行和安全性。
4.材料选择：选择合适的材料，以确保设备的耐腐蚀性、耐热性
和耐压性等。
5.结构设计：设计合理的结构，保证设备的稳定性、耐用度和易
于维护等。
6.工艺参数：根据实际工艺参数确定换热器的工作温度、压力、
流量等参数，以保证设备的正常运行。
总之，换热器的设计过程需要充分考虑各个因素的综合因素，而且需要依据实际需求和应用环境来进行选择和优化。
同时，还需要不断进行改进与创新，以满足新技术、新工艺、新材料的需求，提升热交换设备的性能和效率。
管壳式换热器的设计及选型指导
N
B
3.5
2B D
fs
u02 2
45.7kPa
s 1.0at ，可行
传热面积校核
查表，取 Ri 0.00021m2 C W， R0 0.00018m 2 C W
K计
1
1 0.00021 0.0025 0.00018
1
685W m2 C
2317
45
1717
A计
Q
Ktm
9.54105 4186.8 685 3600 0.97 43.7
①流向的选择 一般逆流优于并流
②确定冷却介质出口温度 t2，求对数平均推动力
tm逆
T1
t1 T2
ln T1 t1
t2
T2 t2
③对 tm逆 进行 修正
R T1 T2 t1 t2
P t2 t1 T2 t1
查图得到
tm tm逆
Ⅲ.根据经验估计传热系数 K，估 计算传热面积 A qm1Cp1 T1 T2 K估 A估tm逆
f0 : 壳程流体摩擦系数
Ps P允 可增大挡板间距
Ⅵ.计算传热系数 校核传热面积
根据流体的性质选择适当的 垢层热阻 R
1 1 R 1
K估 i
0
Q
A计 Ktm
A NTd0l
A A计 1.10 ~ 1.20
否则重新估计 K估 ，重复以上计算
• 冷却介质的选择是一个经济上的权衡问题，按设 备费用和操作费用的最低原则确定冷却介质的最优出 口温度 t2opt
38.2m 2
根据所选换热器 A NTd0l 124 3.14 0.025 4.5 43.8m2
∴
A 43.8 1.15
A计 38.2
暖通空调安装工程规范要求中的换热器选型指南
暖通空调安装工程规范要求中的换热器选型指南一、引言暖通空调安装工程中，选择合适的换热器是确保系统运行效率和性能的重要环节。
本文将介绍暖通空调安装工程规范要求中的换热器选型指南。
二、换热器选型原则1. 能够满足系统设计要求：根据工程规范要求和实际需求，选型的换热器应能够满足系统所需的冷热负荷及温差要求。
2. 良好的传热性能：换热器应具备优异的传热性能，确保高效率的热量传递和优质的室内空气状况。
3. 高效的能源利用：换热器应具备较高的能源利用率，以降低系统运行成本，减少能源消耗。
4. 可靠性和持久性：选型的换热器应具备良好的可靠性和持久性，以确保系统长期稳定运行，并减少维护和更换频率。
5. 适应性和灵活性：换热器应具备适应不同工况和场景的能力，以便灵活应对不同的安装环境和使用需求。
三、换热器选型指南1. 根据换热方式选择换热器类型：常见的换热方式包括空气换热、水冷换热和蒸汽换热。
根据不同的应用场景，选择相应的换热器类型。
2. 根据热负荷计算换热器尺寸：根据设计要求和实际热负荷计算，确定所需的换热器尺寸和面积。
3. 考虑流体特性选择换热器材质：根据流体特性和运行条件，选择适合的换热器材质，常见的材质包括铜、铝、不锈钢等。
4. 考虑换热器维护和清洁：选择易于维护和清洁的换热器，以确保系统的正常运行和长期稳定性。
5. 根据系统布局选择合适的换热器安装方式：根据系统布局和实际空间条件，选择适合的换热器安装方式，包括垂直安装、水平安装等。
6. 考虑系统运行效率选择换热器类型：依据系统运行需求，选择适当的换热器类型，包括板式换热器、管壳式换热器等。
7. 考虑换热器的压力和温度范围：选择适合系统工作压力和温度范围的换热器，以确保系统的安全和可靠性。
8. 考虑换热器的附加功能：根据实际需求，选择具备附加功能的换热器，如自动清洗功能、智能控制等。
9. 考虑换热器的经济性和运行成本：评估所选换热器的经济性和运行成本，选择性价比较高的产品。
换热器设计指南汇总
换热器设计指南1 总则1.1 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——CHEVRON 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—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。
换热器的选型和设计
换热器的选型和设计换热器是一种常见的设备，用于在工业过程中传递热量。
选择和设计换热器需要考虑多个因素，包括传热效率、流体流动特性、设备尺寸和重量、材料成本等。
在本文中，将详细介绍换热器的选型和设计过程。
首先，换热器的选型应考虑传热效率。
传热效率是指换热器传递的热量与传入热量之间的比率。
传热效率取决于热源和冷源的温度差、换热介质的流速和传热表面的设计。
为了提高传热效率，可以增加传热表面的面积，提高换热系数或增加流体的流速。
因此，在选型时应根据具体的工况条件来确定传热效率的要求。
其次，流体流动特性是选型的关键因素之一、流体流动的特性在一定程度上决定了换热器的结构形式。
流体可以是单相流动，也可以是多相流动，如气体-气体、液体-气体或液体-液体。
不同的流动特性需要不同的换热器类型，如管壳式换热器、板式换热器或螺旋板式换热器。
因此，应根据流体的性质和流动特性来选择适合的换热器。
第三，设备尺寸和重量也是选型的关键考虑因素。
换热器的尺寸和重量直接影响设备的成本和安装要求。
在选型时，需要根据工程的空间限制和设备的重量承受能力来确定换热器的尺寸和重量。
此外，还应考虑设备的清洁和维护的方便性，以及与其他设备的配合情况。
最后，材料成本也是选型的重要方面。
换热器的材料成本取决于设备的材质、尺寸和制造工艺。
常见的换热器材料包括不锈钢、碳钢和铜合金等。
在选型时，应根据材料的成本和性能来选择最经济合理的材料。
换热器的设计过程包括热量计算、流体力学分析和结构参数确定等。
热量计算是根据工程要求计算换热器的传热面积和传热量，以满足工艺流程的热平衡。
流体力学分析是根据流体的流动特性和传热现象来确定换热器的流道尺寸、流速和压降等参数。
结构参数确定是根据设备的尺寸和重量要求来确定换热器的结构形式和材料选择。
在换热器的设计过程中，需要综合考虑以上多个因素，并根据具体的工程要求和设备性能来进行合理的选择和设计。
只有在选型和设计过程中充分考虑到各种因素，才能确保换热器的性能和经济效益最优化。
换热器设计和选型指南
换热器设计和选型指南换热器是一种用于传递热量的设备，广泛应用于各个行业中。
在换热器的设计和选型过程中，有一些关键的要素需要考虑，本文将详细介绍换热器设计和选型的指导原则。
首先，在进行换热器设计和选型时，我们需要考虑到的第一个要素是换热负荷。
换热负荷是指单位时间内需要传递的热量大小，决定了换热器的尺寸和能力。
根据所需的换热负荷大小，我们可以选择合适的换热器类型和规格。
其次，在换热器的设计和选型过程中，我们还需要考虑到的要素是介质的物理性质。
各种介质的物理性质（如密度、热容、导热系数等）对换热器的设计和选型都有一定的影响。
在选择换热器时，需要充分考虑介质的物理性质，以确保热量能够有效地传递。
此外，在进行换热器设计和选型时，我们还需要考虑到的要素是工作条件。
换热器的工作条件包括温度、压力、流速等因素。
不同的工作条件可能对换热器的材料选择、结构设计等方面都有一定的要求。
因此，在进行换热器设计和选型时，需要充分考虑到工作条件的要求。
在换热器的设计和选型过程中，还需要考虑到的要素是换热器的效能。
换热器的效能指的是单位时间内传递的热量与单位时间内消耗的能量之比，是评价换热器性能优劣的重要指标。
在选择换热器时，需要充分考虑效能的要求，以确保换热器能够满足实际应用的需要。
此外，在进行换热器设计和选型时，还需要考虑到的要素是换热器的维护和清洁。
换热器的长期运行离不开定期的维护和清洁工作。
因此，在选择换热器时，需要充分考虑到维护和清洁的难易程度，以便能够方便地进行维护和清洁。
最后，在进行换热器设计和选型时，我们还需要考虑到的要素是经济性和环保性。
换热器的经济性主要包括设备造价、运行费用、能源消耗等因素，而环保性主要包括设备对环境的影响等方面。
在选择换热器时，需要充分考虑经济性和环保性的要求，以确保换热器能够在经济和环保的前提下进行工作。
综上所述，换热器设计和选型是一个复杂的过程，需要考虑到多个关键的要素。
在进行换热器设计和选型时，需要充分考虑到换热负荷、介质的物理性质、工作条件、效能、维护和清洁、经济性和环保性等因素。
换热器的选择方法
板式换热器选型设计原则分为以下几点：单板面积的选择单板面积过小、则板片数目多，占地面积大，阻力降减少；反之，单板面积过大，则板片数目少，占地面积小，阻力降增大，但是难以保证适当的板间流速。
因此，一般单板面积可按角孔流速为6m/s左右考虑。
板间流速的选取流体在板间的流速，影响换热性能和压力降。
流速高，换热系数高，阻力降也增大；反之，则相反。
一般取板间流速为0.2-0.8m/s，板式换热器且尽量使两种流体板间速度一致。
流速小于0.2m/s时，流体达不到揣流状态，且会形成较大的死角区；流速过高会导致阻力降剧增，气体板间流速一般不大于10m/s。
流程的确定两侧流体的流量大致一致时，应尽量按等程布置；当两侧流体的流量相差较大时，则流量小的一侧按多流程布置或采用不等截面通道的板式换热器。
另外，当某一介质的温升或温降幅度较大时，也可盐浴氮化炉采用多流程。
有相变发生的一侧一般均为单流程，且接口方式为上进下出。
在多程换热器中，一般对同一流体在各流程中应采用的流道数。
换热器压降修正系数，单流程时取1.2~1.4，2~3流程取1.8~2.0，4~5流道取2.6~2.8。
流向的选取单相换热时，逆流具有最大的平均温差，一般在板式换热器的设计中要尽可能把流体布置为逆流。
两侧流体为等流程时，为逆流；当两侧液体氮化炉流体为不等流程时，顺流与逆流交替出现，平均温差要小于纯逆流时。
板式换热器的选型计算方法：（1）换热器选型计算公式：Q=K·F·△tm式中：Q——热流量（W）△ tm——对数平均温差（℃）F——传热面积（m2）板式换热器在实际运行中，由于污垢、水流不均等情况影响，需在上式中引入修正系数ß（一般取0.7~0.9），因此，实际使用时，上式为：Q=ß·K·F·△tm（2）估算法可按下面估算：当板间流速为0.3~0.7m/s时水（汽）——水K=3000~7000；水（汽）——油K=400~1000油——油K=175~400。
板式换热器选型设计原则及方法
板式换热器选型设计原则及方法1.根据换热介质的性质选择换热器材料：在选型设计板式换热器时，首要考虑的是所使用的换热介质的性质，例如温度、压力、腐蚀性等。
根据介质的特性选择合适的板式换热器材料，如不锈钢、钛合金等。
2.根据传热要求选择换热器类型：根据工艺流程中所要求的传热量、温差和压降等参数，选择合适的板式换热器类型，如单板式换热器、双板式换热器等。
3.根据换热面积计算板式换热器尺寸：根据所需的换热面积计算板式换热器的尺寸。
通常需要考虑的参数包括流体的流量、流速、温度差，以及换热器的热传导系数等。
4.考虑板式换热器的堵塞和清洗：在选型设计时需要考虑板式换热器的结构特点，以保证换热面板之间的通道不会堵塞，并且方便清洗。
5.综合考虑换热器的经济性和可靠性：在进行板式换热器选型设计时，需要综合考虑其经济性和可靠性。
经济性包括设备造价、运行费用等方面，可靠性包括换热器运行的稳定性、故障率等。
在进行具体的板式换热器选型设计时，可以采取以下方法：1.查询和参考相关文献、规范和标准，了解板式换热器的基本原理、性能及应用范围。
2.根据换热介质的特性和要求，筛选出适合的板式换热器材料。
3.根据工艺设计的流体参数（流量、温度、压力等）和换热要求，计算所需的换热面积，并选择合适的板式换热器类型。
4.结合工艺流程和装置结构，考虑板式换热器的堵塞和清洗问题。
5.通过技术对比和经济评价，选择经济性和可靠性较好的板式换热器。
6.进行设计和绘制板式换热器结构图、传热计算图、流体流动图等。
7.进行换热器的性能计算，验证选型结果是否符合要求。
8.评估和改进设计方案，考虑可能出现的问题和风险，并做出相应的优化调整。
在板式换热器选型设计过程中，还应考虑安装、维护和运行等方面的问题，以确保选型设计的换热器能够正常运行，并满足工艺生产的需求。
换热器设计和选型指南
换热器设计和选型指南
且有适当的结构
一、换热器的概念
换热器是一种设备，它能够有效地传递热量从一种流体到另一种流体，而无需实际混合这两种流体。
换热器由传热元件（如管道、管束或其他热
交换特征）组成，可以分为直接换热器和间接换热器两种，分别是把热量
从一种流体中直接传到另一种流体中，或把热量从一种流体中间接地传到
另一种流体中。
换热器可以有很多不同的形式，如换热器、冷凝器、冷却器、浮子换热器、重力再热器和沸腾换热器等。
二、换热器的优势
1、减少能源的消耗：换热器可以有效地将能源从一种流体中转移到
另一种流体中，减少能源的消耗；
2、简化工艺操作：换热器可以实现两个流体之间的温度平衡，可以
简化工艺操作，减少手工人员的劳动强度；
3、提高工作效率：换热器可以大大提高工作效率，减少设备的加热
和冷却时间；
4、降低维护成本：换热器结构简单，维护成本低，耐用度高，可以
实现长期稳定的运行；
5、节约空间：换热器体积小，占用的空间小，设备的安装灵活，可
以节约厂房的空间；。
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热交换器的选型和设计指南2换热器的分类及结构特点。
......................3换热器的类型选择.........................4无相变物流换热器的选择.......................5冷凝器的选择............................6蒸发器的选择...........................7换热器的合理压力降.........................8工艺条件中温度的选用.......................9管壳式换热器接管位置的选取.....................10结构参数的选取..........................11管壳式换热器的设计要点......................12空冷器的设计要点........................13空冷器设计基础数据........................1概述本工作指南为工艺系统工程师提供换热器的选型原则和工艺参数的选取及计算方法。
2换热器的分类及结构特点。
表2-1换热器的结构分类3换热器的类型选择换热器的类型很多，每种型式都有特定的应用范围。
在某一种场合下性能很好的换热器，如果换到另一种场合可能传热效果和性能会有很大的改变。
因此，针对具体情况正确地选择换热器的类型，是很重要的。
换热器选型时需要考虑的因素是多方面的，主要有：1）热负荷及流量大小2）流体的性质3）温度、压力及允许压降的范围4）对清洗、维修的要求5）设备结构、材料、尺寸、重量6）价格、使用安全性和寿命在换热器选型中，除考虑上述因素外，还应对结构强度、材料来源、加工条件、密封性、安全性等方面加以考虑。
所有这些又常常是相互制约、相互影响的，通过设计的优化加以解决。
针对不同的工艺条件及操作工况，我们有时使用特殊型式的换热器或特殊的换热管，以实现降低成本的目的。
因此，应综合考虑工艺条件和机械设计的要求，正确选择合适的换热器型式来有效地减少工艺过程的能量消耗。
对工程技术人员而言，在设计换热器时，对于型式的合理选择、经济运行和降低成本等方面应有足够的重视，必要时，还得通过计算来进行技术经济指标分析、投资和操作费用对比，从而使设计达到该具体条件下的最佳设计。
3.1 管壳式换热器管壳式换热器的应用范围很广，适应性很强，其允许压力可以从高真空到41.5MPa,温度可以从-100 ° C以下到1100° C高温。
此外，它还具有容量大、结构简单、造价低廉、清洗方便等优点，因此它在换热器中是最主要的型式。
3.2 特殊型式的换热器特殊型式的换热器包括有：板式换热器、空冷器、多管式换热器、折流杆式换热器、板翅式换热器、螺旋板式换热器、蛇管式换热器和热管换热器等。
它们的使用是受设计温度和设计压力限制的。
在下图中给出了特殊型式的换热器的适用范围，可供参考。
表3- 1特殊型式换热器的使用范围3.3 特殊型式的换热管特殊型式的换热管包括有低翅管、高通量管（UCC）、Thermoexcell-E、C（日立）及槽管等。
3.4 常用换热器F表中概括地描述了常用换热器的型式及应用条件和特点表3-4换热器的类型及应用从上表中可以看出在换热器选型时，我们应同时考虑是否选用特殊型式的换热器和采用什么样的换热管为好。
当然，我们通常一般首先考虑选用管壳式换热器。
另外，认真研究技术规定中的设计要求也是很必要的，而后再选取能最好发挥其特点的合适的换热器。
3.5 管壳式换热器封头和管程数的选取因管壳式换热器最为常用，下表3-5中给出了其封头选取的一般要求, 表3- 6, 3-7中给出了换热器的管程数限制值。
表3- 5TEM端部型式的选取污垢系数：吊.° C/W见附图一(1)C :化学清洗；M机械清洗，包括高压水力喷射清洗。
⑵A :当管侧或壳侧腐蚀裕度为3.0mm时，首选封头型式(3)B :常用的、较为经济的封头型式。
(4)只用于管内侧可用高压水喷射清洗的冷却水系统。
⑸一般使用S形型头，除非有特殊要求时选T型封头。
⑹当壳侧污垢系数w 0.00035时，可以使用不可拆端盖。
⑺当壳侧污垢系数w 0.00035并且管侧可用高压水喷射清洗时，T型封头可使用不可拆端盖。
(8) B或C:常用型式，比A型经济。
(9) M或N:常用型式，比L型经济。
(10) L :当管侧腐蚀裕度为3.0mm寸，首选封头型式。
表3- 6各类换热器管程数限制表3- 7最大管程数3.6 据不同的工艺条件来安排物流下表从不同的工艺条件出发给出了换热器的一般选型准则。
从换热器经济设计的角度考虑，对管、壳式换热器应首先着重考虑物流的安排问题，如果两流体温度交叉(即：高温流体的出口温度低于冷流体的出口温度)，应考虑选流动型式为逆流的换热器。
尽管对管壳式换热器可以选F型壳体，但因纵向隔板间会发生热量和流体泄漏，因此多数情况下不推荐使用此种型式的壳体。
表3 - 8工艺条件和物流的安排3.7 冷却系统中换热器的选取在许多工业过程中，产生的大量热量需要通过冷却系统来排出。
过去经常以水作为冷却剂。
随着工业的发展，冷却水需求量急剧增加，引起供水困难，因而发展了空气冷却。
对一个化工系统，一般包括有水冷系统和空冷系统，或者是这两者的组合系统。
当来自冷却器或冷凝器的工艺流体的出口温度较高时，应该考虑选择空气冷却器。
通常空冷器比其它类型的换热器经济，设备回收期短，当工艺流体的出口温度高于大气环境温度15° C20° C或更高时，选择空冷器比较理想。
当然对空冷器需做包括结构价格、耗电等因素等在内的综合费用分析。
而使用水冷系统时也应考虑包括供水、处理、循环使用及废水处理等费用。
根据技术经济比较，在气候适宜的地方，当工艺物料的最低温度大于65° C,选用空冷最为合适；而当工艺物料的最低温度小于50° C,则宜用水冷；在这两温度之间，则应作详细的经济分析，以确定用何种型式。
一般来说，当工艺流体温度较低时，使用空冷器和管壳式水冷器的混合系统比较合理，通常高于60° C的部分热量用空冷器取走，其余部分热量用水冷器取走。
3.7.1选用空冷器的原则1）冷却水供应困难，水冷的运行费用过高；2）水冷引起结垢和腐蚀严重；3）水冷引起环境污染，特别是化工厂，将热水排入环境的热污染也应注意、。
3.7.2符合下列条件时，选用空冷更为有利：1）空气进口温度设计值＜38° C2）热流体出口温度与空气进口温度之差＞15° C3）有效对数平均温差》40° C4）热流体凝固温度＜0° C5）热流体出口温度的允许波动范围》 3 5° C6）管侧允许压力降＞10kpa27）管内介质的传热膜系数＜2300w/m K8）冷却水污垢系数＞0.0002mL ° C/W4无相变物流换热器的选择4.1无相变流动的换热器应遵循表3-8中的通用规则。
4.2在大多数情况下，单相流动可以选用特殊型式的换热器，这些换热器可以达到节省设备结构造价和降低能耗的目的。
在设备选型时可参考下表中不同类型换热器的传热系数值。
常用换热器的总传热系数Kcal/（h.m 24.3对水-水系统（包括海水）首选板式换热器。
板式换热器在价格、重量、紧凑性方面都是最好的。
但要注意污垢系数应小于任何管壳式换热器，它的传热性能通常决定于厂商提供的板片形式。
4.4当冷却器出口温度高于大气环境温度15° C 20° C或更高时，考虑用空冷4.5对管壳式换热器，经常使用低翅管来增强壳侧的传热。
一般壳侧传热系数会有两倍或三倍的提高。
特别当壳侧传热系数低于管侧一半时，采用低翅管特别有效。
当某一流体在管侧的传热系数过低时，则考虑变换管侧流动为壳侧流动，并选用低翅管。
当流体较脏时，会有很多未知因素造成换热器的严重结垢，因此不要使用低翅片换热管。
5冷凝器的选择5.1 一个冷凝器的传热性能很大程度上取决于换热器的型式、流体的分布以及冷凝侧的工艺条件。
对冷凝器的选取应在考虑了3-8表中的通用选型规定外,并同时考虑下表中的工艺条件。
冷凝器选型指南5.2当冷凝器的冷凝温度高于环境温度15° C20° C或更高时，考虑使用空冷5.3特殊类型的换热器有时也可用做冷凝器，下表中给出了几个常用的实例。
5.4对可能会有冷冻发生的冷凝器，当物流在壳侧冷凝时，通常要考虑加大管间距，并需要注意考虑金属温度、冷凝液流动和不凝气的放空等问题。
也可使用专门的防冻剂冷凝器或刺刀式和带有冷凝液排出箱的冷凝器。
5.5在冷凝器中为了强化传热，也常常使用强化传热管，如：低翅管、Thermonexcell-C（日立）和槽式管（垂直使用）。
低翅管较普遍地用于工艺装置中。
而其它两种则更多地用于空调生产中。
这些管可强化传热，提高传热系数两倍至五倍。
但应高度重视它们的结垢问题。
6蒸发器的选择6.1蒸发器或再沸器可以分成（1）内置式、（2）釜式、（3）卧式热虹吸式、（4）立式热虹吸式、（5）强制循环式。
在下表中列出了各种蒸发器的特点。
蒸发器的类型及特点6.2对蒸发器或再沸器，传热性能可能会因设备型式的选择、沸腾侧的工艺条件而有很大变化。
因此，在选择一个合适的蒸发器或再沸器时，除了要考虑前面所说的通用规则外，还应考虑下表中所列的操作压力、设计温差、污垢系数及混合液沸腾范围在内的工艺条件。
蒸发器或再沸器选型指南工艺条件再沸器类型釜式或卧式立式强制流动B(best):最好;G(good):好的;F(fair): 尚好，但可选更好的；Rd(riskydesign): 危险的，除非小心设计，但在有些工况下可做其它更好的选择；R(risky):由于数据不充分，冒险;P(poor):不好的操作；E:(operable)可行，但是增加了不必要的费用。
6.3对卧式循环式的蒸发器或再沸器，为了避免在壳侧两相流动的流体气-液相分离，推荐使用G型壳体或H型壳体，而当使用E型壳体或J型壳体时，应选择横向流动，并尽量使管长与壳径之比等于5或小于5。
6.4对立式热虹吸再沸器，有两种形式的出口接管。
(1)塔侧面与再沸器顶部相连型式，⑵ 塔和再沸器直接相连的型式。
对纯组份的沸腾，(1)、(2)两种接管型式均可。
而对混合物的沸腾，最好选用(1)形式的接管。
热虹吸再沸器的循环是靠入口和出口管道之间的水力静压差来维持的。
为了达到较高的循环率并且很好地控制它，应该减小管道中的压力降。
这就需要慎重地选择管道直径、材料、布置方式、阀门、弯头及其它管件。
6.5当在立式或卧式热虹吸再沸器中，热介质为单相流时，逆流和平行流动都是可行的，应通过对温度差、循环率和传热性能的综合考虑来选择何种为最好。