列管式换热器自控设计 论文
列管式换热器的自动控制方案pid
列管式换热器的自动控制方案pid摘要：一、列管式换热器简介1.列管式换热器的工作原理2.列管式换热器的主要应用领域二、PID 自动控制原理1.PID 控制器的基本原理2.PID 控制器的参数调节3.PID 控制器在列管式换热器中的应用优势三、列管式换热器的PID 自动控制方案1.温度控制方案2.压力控制方案3.流速控制方案4.节能优化方案四、PID 自动控制方案的实施与优化1.系统硬件的选型与安装2.控制参数的整定与优化3.自动控制方案的运行维护五、总结1.PID 自动控制方案在列管式换热器中的重要性2.我国在列管式换热器自动控制技术的发展趋势正文：列管式换热器作为一种高效节能的热交换设备，广泛应用于化工、石油、冶金、船舶等领域。
其工作原理主要是通过内部的列管实现两种流体的热量传递，达到加热或冷却的目的。
然而，在实际运行过程中，列管式换热器的温度、压力、流速等参数会受到诸多因素的影响，导致设备性能不稳定。
因此，采用PID 自动控制技术对列管式换热器进行控制，成为提高设备运行效率和安全性的关键。
PID 控制器是一种基于比例- 积分- 微分（PID）原理的闭环控制系统，主要通过调节比例（P）、积分（I）和微分（D）三个环节的参数，实现对被控对象的稳定控制。
在列管式换热器中，PID 控制器主要对温度、压力、流速等关键参数进行实时监测和调节，保证设备在最佳工况下运行。
为了实现列管式换热器的自动化控制，需要制定针对性的PID 自动控制方案。
首先，根据设备的工作特点和工艺要求，选择合适的温度、压力、流速等控制模式。
例如，在高温高压的工况下，可采用压力控制方案；而在低温低压的工况下，可采用温度控制方案。
其次，通过调整PID 控制器的参数，实现对设备的精确控制。
最后，结合设备运行的实际情况，对自动控制方案进行优化，提高系统的稳定性和可靠性。
在实施PID 自动控制方案的过程中，需要注意以下几个方面：一是选择适合的硬件设备，如PID 控制器、传感器、执行器等；二是对控制参数进行整定和优化，以保证系统具有良好的响应速度和调节精度；三是定期对自动控制方案进行运行维护，以确保设备安全、稳定地运行。
列管式换热器设计
酒泉职业技术学院毕业设计（论文）2013 级石油化工生产技术专业题目：列管式换热器设计毕业时间： 2015年7月学生姓名：陈泽功刘升衡李侠虎指导教师：王钰班级： 13级石化（3）班2015 年 4月20日酒泉职业技术学院 2013 届各专业毕业论文（设计）成绩评定表答辩小组评价意见及评分成绩：签字（盖章）年月日教学系毕业实践环节指导小组意见签字（盖章）年月日学院毕业实践环节指导委员会审核意见签字（盖章）年月日一、列管式换热器计任务书某生产过程中，需用循环冷却水将有机料液从102℃冷却至40℃。
已知有机料液的流量为2.23×104 kg/h，循环冷却水入口温度为30℃，出口温度为40℃，并要求管程压降与壳程压降均不大于60kPa，试设计一台列管换热器，完成该生产任务。
已知：有机料液在71℃下的有关物性数据如下（来自生产中的实测值）密度定压比热容℃热导率℃粘度循环水在35℃下的物性数据：密度定压比热容K热导率K粘度二、确定设计方案（1）选择换热器的类型（2）两流体温的变化情况：热流体进口温度102℃出口温度40℃；冷流体进口温度30℃，出口温度为40℃，该换热器用循环冷却水冷却，冬季操作时，其进口温度会降低，考虑到这一因素，估计该换热器的管壁温度和壳体温度之差较大，因此初步确定选用浮头式换热器。
（3）管程安排从两物流的操作压力看，应使有机料液走管程，循环冷却水走壳程。
但由于循环冷却水较易结垢，若其流速太低，将会加快污垢增长速度，使换热器的热流量下降，所以从总体考虑，应使循环水走管程，混和气体走壳程。
三、确定物性数据定性温度：对于一般气体和水等低黏度流体，其定性温度可取流体进出口温度的平均值。
故壳程混和气体的定性温度为T= =71℃管程流体的定性温度为t=℃根据定性温度，分别查取壳程和管程流体的有关物性数据。
对有机料液来说，最可靠的无形数据是实测值。
若不具备此条件，则应分别查取混合无辜组分的有关物性数据，然后按照相应的加和方法求出混和气体的物性数据。
课程设计,列管式换热器设计
设计（论文）题目：列管式换热器的设计目录1 前言 (3)2 设计任务及操作条件 (3)3 列管式换热器的工艺设计 (3)换热器设计方案的确定 (3)物性数据的确定 (4)平均温差的计算 (4)传热总系数Ｋ的确定 (4)传热面积A的确定 (6)主要工艺尺寸的确定 (6)管子的选用 (6)管子总数n和管程数Np的确定 (6)校核平均温度差 t m及壳程数Ns (7)传热管排列和分程方法 (7)壳体内径 (7)折流板······························· (7)核算换热器传热能力及流体阻力 (7)热量核算 (7)换热器压降校核 (9)4 列管式换热器机械设计 (10)壳体壁厚的计算 (10)换热器封头选择 (10)其他部件 (11)5 课程设计评价 (11)可靠性评价 (11)个人感想 (11)6 参考文献 (11)附表换热器主要结构尺寸和计算结果 (12)1 前言换热器（英语翻译：heat exchanger），是将热流体的部分热量传递给冷流体的设备，又称热交换器。
换热器是化工、石油、动力、食品及其它许多工业部门的通用设备，在生产中占有重要地位。
在化工生产中换热器可作为加热器、冷却器、冷凝器、蒸发器和再沸器等，应用更加广泛。
换热器种类很多，但根据冷、热流体热量交换的原理和方式基本上可分三大类即：间壁式、混合式和蓄热式。
列管式换热器工业上使用最广泛的一种换热设备。
其优点是单位体积的传热面积、处理能力和操作弹性大，适应能力强，尤其在高温、高压和大型装置中采用更为普遍。
列管式换热器主要有以下几个类型：固定管板式换热器、浮头式换热器、U形管式换热器等。
列管式换热器的设计.doc
列管式换热器的设计列管式换热器的应用已有很悠久的历史。
现在，它被当作一种传统的标准换热设备在很多工业部门中大量使用，尤其在化工、石油、能源设备等部门所使用的换热设备中，列管式换热器仍处于主导地位。
同时板式换热器也已成为高效、紧凑的换热设备，大量地应用于工业中。
为此本章对这两类换热器的工艺设计进行介绍。
列管式换热器的设计资料较完善，已有系列化标准。
目前我国列管式换热器的设计、制造、检验、验收按“钢制管壳式(即列管式)换热器”(GB151)标准执行。
列管式换热器的设计和分析包括热力设计、流动设计、结构设计以及强度设计。
其中以热力设计最为重要。
不仅在设计一台新的换热器时需要进行热力设计，而且对于已生产出来的，甚至已投人使用的换热器在检验它是否满足使用要求对，均需进行这方面的工作。
热力设计指的是根据使用单位提出的基本要求，合理地选择运行参数，并根据传热学的知识进行传热计算。
流动设计主要是计算压降，其目的就是为换热器的辅助设备——例如泵的选择做准备。
当然，热力设计和流动设计两者是密切关联的，特别是进行热力计算时常需从流动设计中获取某些参数。
结构设计指的是根据传热面积的大小计算其主要零部件的尺寸，例如管子的直径、长度、根数、壳体的直径、折流板的长度和数目、隔板的数目及布置以及连接管的尺寸，等等。
在某些情况下还需对换热器的主要零部件——特别是受压部件做应力计算，并校核其强度。
对于在高温高压下工作的换热器，更不能忽视这方面的工作。
这是保证安全生产的前提。
在做强度计算时，应尽量采用国产的标准材料和部件，根据我国压力容器安全技术规定进行计算或校核(该部分内容属设备计算，此处从略)。
列管式换热器的工艺设计主要包括以下内容：①根据换热任务和有关要求确定设计方案；②初步确定换热器的结构和尺寸；③核算换热器的传热面积和流体阻力；④确定换热器的工艺结构。
1.1设计方案的确定1.1.1换热器类型的选择（1）固定管板式换热器这类换热器如图2-1(a)所示。
列管式换热器结构设计毕业设计论文
列管式换热器结构设计毕业设计论文第一章换热器概述过程设备在生产技术领域中的应用十分广泛，是在化工、炼油、轻工、交通、食品、制药、冶金、纺织、城建、海洋工程等传统部门所必需的关键设备，而换热设备则是广泛使用的一种通用的过程设备。
在化工厂中，换热设备的投资约占总投资的10%～20%；在炼油厂，约占总投资的35%～40%。
1.1 换热器的应用在工业生产中，换热器的主要作用是将能量由温度较高的流体传递给温度较低的流体，是流体温度达到工艺流程规定的指标，以满足工艺流程上的需要。
此外，换热器也是回收余热、废热特别是低位热能的有效装置。
例如，高炉炉气（约1500℃）的余热，通过余热锅炉可生产压力蒸汽，作为供汽、供热等的辅助能源，从而提高热能的总利用率，降低燃料消耗，提高工业生产经济效益。
随着我国工业的不断发展，对能源利用、开发和节约的要求不断提高，因而对换热器的要求也日益加强。
换热器的设计、制造、结构改进及传热极力的研究十分活跃，一些新型高效换热器相继面世。
1.2 换热器的主要分类在工业生产中，由于用途、工作条件和物料特性的不同，出现了不同形式和结构的换热器。
1.2.1 换热器的分类及特点按照传热方式的不同，换热器可分为三类：1.直接接触式换热器又称混合式换热器，它是利用冷、热流体直接接触与混合的作用进行热量的交换。
这类换热器的结构简单、价格便宜，常做成塔状，但仅适用于工艺上允许两种流体混合的场合。
2.蓄热式换热器在这类换热器中，热量传递是通过格子砖或填料等蓄热体来完成的。
首先让热流体通过，把热量积蓄在蓄热体中，然后再让冷流体通过，把热量带走。
由于两种流体交变转换输入，因此不可避免地存在着一小部分流体相互掺和的现象，造成流体的“污染”。
蓄热式换热器结构紧凑、价格便宜，单位体积传热面比较大，故较适合用于气--气热交换的场合。
3.间壁式换热器这是工业中最为广泛使用的一类换热器。
冷、热流体被一固体壁面隔开，通过壁面进行传热。
列管式换热器的自动控制方案pid
列管式换热器的自动控制方案pid
摘要：
1.列管式换热器的概述
2.自动控制方案pid 的简介
3.列管式换热器自动控制方案pid 的具体实现
4.列管式换热器自动控制方案pid 的优势和应用
5.列管式换热器自动控制方案pid 的常见故障和解决方法
正文：
列管式换热器是一种在化工及酒精生产上应用最广的换热器，它主要由壳体、管板、换热管、封头、折流挡板等组成。
列管式换热器自动控制方案pid 是针对换热器温度控制而设计的一种算法，它通过控制换热器的温度来保证换热效率和稳定性。
自动控制方案pid，即比例- 积分- 微分控制方案，是一种常见的温度控制算法。
在列管式换热器中，自动控制方案pid 的具体实现是通过控制换热器的热交换介质流量和温度来实现的。
这种控制方案可以克服现有技术中换热介质切换、手动控制、换热效率低等问题，提高换热器的控制精度和响应速度。
列管式换热器自动控制方案pid 的优势在于，它能够实现换热器的自动控制，提高换热器的控制精度和稳定性，减少人工操作和故障率。
此外，它还能够提高换热效率，降低能耗，节约成本。
因此，列管式换热器自动控制方案pid 在化工、医药等领域的应用非常广泛。
然而，列管式换热器自动控制方案pid 也存在一些常见故障，如内漏、温度不稳定等。
这些故障通常是由腐蚀、磨损、焊口开裂等原因引起的。
对于这些问题，可以通过定期检查和维护、采用高质量的材料和制造工艺等方式来解决。
综上所述，列管式换热器自动控制方案pid 是一种有效的温度控制方法，它能够提高换热器的控制精度和稳定性，提高换热效率，降低能耗，节约成本。
列管式换热器的工艺设计毕业论文
第二章列管式换热器的工艺设计第一节概述换热器是石油、化工、轻工等行业的常用设备，在工艺流程中起到为化学反应过程和物理操作过程创造必要条件、提高热量综合利用和回收余热的作用。
在化工建设投资中，换热器约占总投资的11％。
在炼油厂的常、减压蒸馏装置中，换热器约占总投资的20%。
若按工艺设备重量统计，换热器在石油化工装置中约占40%左右，由此可见换热设备在化工设备中的地位。
工业换热器的种类繁多，其中以列管式技术最为成熟，同时具有适用范围广、耐压性能好、便于强化传热等优点，故迄今为止仍以列管式换热器占绝大多数。
本章就列管式换热器的工艺设计问题进行介绍。
一、列管式换热器的结构类型列管式换热器又称管壳式换热器，是一种通用标准换热设备。
虽然在换热效率、紧凑性、材料消耗等方面不及新型换热器，但由于其具有结构简单、牢固耐用、适应性强、操作弹性大等优点，故在石化、轻工等行业工业换热设备中仍占主导地位。
列管式换热器根据结构特点分为以下几种。
（一）固定管板式换热器固定管板式换热器结构如图2-1所示。
其结构特点是两块管板分别焊接于壳体的两端，管束两端固定在管板上，具有结构简单、紧凑，造价低等优点。
缺点是：（1）除非割开管板壳程无法清洗；（2）当壳体与换热管的温差较大时（一般以50℃为限），因壳体与换热管的热膨胀性差异导致的温差应力（又称热应力）具有破坏性，需在壳体上设置膨胀节（又称热补偿圈），但壳程压力对膨胀节强度及伸缩均有影响，一般不建议采用。
因此，其适用于壳方流体洁净且不易结垢、两流体温差不大或温差虽大但壳程压力不高的场合。
图2-1固定管板式换热器(立式)1－折流挡板；2－管束；3－壳体；4－封头；5－接管；6－管板；7－悬挂式支座（二）浮头式换热器浮头式换热器结构如图2-2所示。
其结构特点是换热器一端管板用法兰与壳体固定，另一端管板用一内封头封住管程流体并可在壳体内沿轴向自由伸缩，故称该端为浮头。
优点是管束可以从壳体中抽出，便于清洗管间；管束的膨胀不受壳体的约束，因而壳体与管束之间不会产生温差应力，也即具有自热补偿功能。
列管式换热器的换热方式和在工业中的应用毕业论文
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第一章列管式热器的介绍. (3)一、列管式热器的系列标准 (3)二、列管式热器的特点和结构 (4)第二章列管式换热器换热的原理和清洗 (5)一、列管式换热器换热的原理 (5)二、列管式换热器的清洗 (5)第三章列管式换热器的应用范围 (5)第四章列管式热器在使用中渗漏的原因和解决的办法 (7)参考文献 (8)第一章列管式热器的介绍列管式换热器是一种通用的标准换热设备。
它主要由壳体、管板、换热管、封头、折流挡板等组成。
由于金属材料的热导率大，所需材质，可分别采用普通碳钢、紫铜、或不锈钢制作。
它是通过管子壁面进行传热的，列管式换热器根据结构特点可分：固定管板式换热器、浮头式换热器、U形管式换热器、填料函式换热器这四种，一、列管式热器的结构和系列标准列管式换热器由壳体、管束、管板、折流挡板和封头组成。
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。
（1）列管式换热器的参数有：1、换热面积ＳＮ2、公称直径DN3、公称压力PN4、换热管规定5、换热管长度L6、管子数量n7、管程数Np（2）型号的表示方法列管式换热器型号表示方法：BEM273-1.0-7.7-3.0/25-1│ │ │ │ ││└──流程数为1│ │ │ │ │└───换热管尺寸Φ25mm│ │ │ │ └────换热管管长3000mm│ │ │ └──────换热器传热面积7.7m2│ │ └────────设计压力1.0MPa│ └──────────壳体直径Φ273mm└───────────换热器结构型式(BEM为固定管板式)二列管式热器的特点和构造2、列管式换热器的特点列管式换热器的特点是壳体和管板直接焊接，结构简单、紧凑。
在同样的壳体直径内，排管较多。
列管式换热器设计说明书(毕业论文)
新疆工业高等专科学校No.:00000000000002281课程设计说明书题目名称：列管式换热器设计系部：化学工程系专业班级：学生姓名：指导教师：完成日期：新疆工业高等专科学校课程设计任务书2010-2011 学年一学期2011 年1 月11 日设计任务或主要技术指标：流量为30kg/s的某原油在列管式换热器壳程流过，从150降到110，将管程的油品从25加热至60。
试选一台适当型号的列管式换热器或设计一台列管式换热器。
设计进度与要求：1、8~9日搜集有关换热器设计的资料2、10~11日完成换热器的设计以及相关计算3、12日完成设计说明书的编制、打印、排版4、13日完成了绘图等全过程主要参考书及参考资料：1. 陆美娟、张浩琴主编.《化工原理》（上册，修订版）.北京：化学工业出版社.2006.42．黄振仁、魏新利主编.《过程装备成套技术设计指南》.北京：化学工业出版社.2002.123. 娄爱娟、吴志泉主编.《化工设计》.上海：华东理工大学出版社.2002.84. 倪进方主编.《化工过程设计》.北京：化学工业出版社.1999.8教研室主任（签名）系（部）主任（签名）年月日新疆工业高等专科学校课程设计评定意见设计题目：学生姓名：评定意见：评定成绩：指导教师（签名）：年月日前言换热器是化学，石油化学及石油炼制工业以及其它一些行业中广泛使用的热量交换设备。
它不仅可以单独作为加热器，冷凝器使用而且是一些化工单元操作的重要附属设备。
因此在化工生产中占有重要的地位。
在进行换热时，一种流体由封头的连结管处进入，在管流动，从封头另一端的出口管流出，这称之管程；另-种流体由壳体的接管进入，从壳体上的另一接管处流出，这称为壳程。
主要的换热器有：1．固定管板式换热器：2．浮头式换热器：3．U型管式换热器：4. 填料函式换热器：本次我的设计任务是选取一台合适的换热器，选取的换热器仅要满足工艺和生产要求，虽然说要求不是很高，也没有一要求具体制作等那些较难的问题，但是我仍然会以认真仔细的态度去对待之这次任务，保证尽我最大的努力去做到最好。
列管式换热器设计(1)
工艺设计书列管式换热器设计摘要：首先，根据设计任务书的要求，结合换热介质的物性标准确定传热器的类型。
其次，根据流体流动及传热等章节中关于流动阻力、传热面积的计算，初步确定达到设计要求所要的传热面积，确定传热器的大致尺寸，尔后经过压降校核、传热校核，确定传热器尺寸。
最后，通过化工机械设计确定换热器各附件的尺寸。
关键词：列管式换热器设计任务书装配图The Design of Tubular Heat Exchanger Summary: First of all, according to the design plan requirements, we can combined with heattransfer medium of heat transfer properties of the standard to determine the type of device. Second, according to theories of fluid flow and heat transfer calculations on the flow resistance, heat transfer area, we can initially set tomeet the heat transfer area of the design requirements, and to determine the approximate size ,and then to determine size after checking the pressure drop, heat transfer. Finally , according to theories of chemical mechanicaldesign ，we can determine the size of all attachments of heat exchangers. Keywords: tube heat exchanger design plan assembly drawing第一部分化工设备设计任务书一、设计名称：列管式换热器的设计二、设计任务及操作条件：1、设计任务：处理能力：W S t/a煤油；19.8×105设备形式：卧式列管式换热器。
毕业设计(论文)-列管式换热器设计说明书[管理资料]
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摘要：列管式换热器属于间壁式换热器，冷热流体通过换热管壁进行热量的交换。
参照任务书的任务量,需设计年冷却15000吨乙醇的列管式换热器，设计时先确定流体流程，壳程走乙醇，其进、出口温度都为80℃，相变放出潜热，井水走管程冷却乙醇，进口温度为32℃，出口温度为40℃。
再进行热量衡算、传热系数校核，初选冷凝器的型号，然后通过进行设备强度校核等一系列的计算和选型，最终确定的设计方案为固定管板式换热器，Ⅰ，换热器壳径为400mm，,管程为2，管子总根数为60，管长6000 mm,管束为正三角排列，两端封头选取标准椭圆封头。
关键词：列管式换热器，乙醇，水，温度，固定管板式。
Abstract:The tube type heat exchanger is a dividing wall type heat exchanger, fluids with different temperatures exchange heat by means of tube wall’s heat to the assignment, A tube type heat exchanger which has a process capacity of .⨯41510t/a is needed.The ethanol flow in the shell,the temperature in the entrance and exits is 80℃.The water which cool the ethanol flow in tubes, the inlet and outlet temperatures are 32℃and 40℃.Then by taking series calculating to confirm the module of the heat exchanger . After the design of intensity designing and a series calculating and choosing , the last result of our design is the fasten-board heat exchanger.The style of the heat exchange is9BEM400 2.530 225Ⅰ----, and thediameter of the receiver is 400mm ,The area of the heat exchange is m2, The heat-exchanger in cludes two tube passes,one shell passes and 60 the length of tubes is 6000mm . Tubes are ranked of the shape of triangle ，the envelops are oval-shaped.目录1前言 (3)2设计条件 (3)3设计方案的确定 (3) (3) (4)4列管式换热器的设计计算 (10) (10)： (13)5列管式换热器的初步计算及选型 (15) (15) (18)6设备尺寸的确定及强度校核 (22) (22) (23) (24) (24) (25) (26) (32) (32) (33) (33) (37)7设计结果概要 (37)8课程设计心得 (38)9参考文献 (41)1前言艰辛知人生，实践长才干。
列管式换热器的换热方式和在工业中的应用毕业论文
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第一章列管式热器的介绍. (3)一、列管式热器的系列标准 (3)二、列管式热器的特点和结构 (4)第二章列管式换热器换热的原理和清洗 (5)一、列管式换热器换热的原理 (5)二、列管式换热器的清洗 (5)第三章列管式换热器的应用范围 (5)第四章列管式热器在使用中渗漏的原因和解决的办法 (7)参考文献 (8)第一章列管式热器的介绍列管式换热器是一种通用的标准换热设备。
它主要由壳体、管板、换热管、封头、折流挡板等组成。
由于金属材料的热导率大，所需材质，可分别采用普通碳钢、紫铜、或不锈钢制作。
它是通过管子壁面进行传热的，列管式换热器根据结构特点可分：固定管板式换热器、浮头式换热器、U形管式换热器、填料函式换热器这四种，一、列管式热器的结构和系列标准列管式换热器由壳体、管束、管板、折流挡板和封头组成。
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。
（1）列管式换热器的参数有：1、换热面积ＳＮ2、公称直径DN3、公称压力PN4、换热管规定5、换热管长度L6、管子数量n7、管程数Np（2）型号的表示方法列管式换热器型号表示方法：BEM273-1.0-7.7-3.0/25-1│ │ │ │ ││└──流程数为1│ │ │ │ │└───换热管尺寸Φ25mm│ │ │ │ └────换热管管长3000mm│ │ │ └──────换热器传热面积7.7m2│ │ └────────设计压力1.0MPa│ └──────────壳体直径Φ273mm└───────────换热器结构型式(BEM为固定管板式)二列管式热器的特点和构造2、列管式换热器的特点列管式换热器的特点是壳体和管板直接焊接，结构简单、紧凑。
在同样的壳体直径内，排管较多。
化工原理列管式换热器设计_学位论文
各专业全套优秀毕业设计图纸课程设计任务书设计一个列管式冷却器，冷却器的年处理能力为 1.530×104t。
将煤油液体从140℃冷却到40℃。
冷却水的入口温度为30℃，出口温度为40℃。
要求设计的换热器的管程和壳程的压降不大于100kPa。
设计要求（1）换热器工艺设计计算（2）换热器工艺流程图（3）换热器设备结构图（4）设计说明目录一、前言 (3)二、方案设计 (5)1、确定设计方案 (5)2、确定物性数据 (5)3、计算总传热系数 (6)4、计算传热面积 (6)5、工艺结构尺寸 (6)6、换热器核算 (8)三、设计结果一览表 (11)四、对设计的评述 (12)五、参考文献 (12)六、主要符号说明 (13)一、方案简介本设计任务是利用冷流体（水）给煤油降温。
利用热传递过程中对流传热原则，制成换热器，以供生产需要。
下图（图1）是工业生产中用到的列管式换热器.选择换热器时,要遵循经济,传热效果优,方便清洗,复合实际需要等原则。
换热器分为几大类：夹套式换热器，沉浸式蛇管换热器，喷淋式换热器，套管式换热器，螺旋板式换热器，板翅式换热器，热管式换热器，列管式换热器等。
不同的换热器适用于不同的场合。
而列管式换热器在生产中被广泛利用。
它的结构简单、坚固、制造较容易、处理能力大、适应性大、操作弹性较大。
尤其在高压、高温和大型装置中使用更为普遍。
所以首选列管式换热器作为设计基础。
二、方案设计某厂在生产过程中，需将煤油液体从140℃冷却到40℃。
冷却器的年处理能力为19.8×104 t 。
冷却水入口温度30℃，出口温度40℃。
要求换热器的管程和壳程的压降不大于100kPa 。
试设计能完成上述任务的列管式换热器。
1．确定设计方案（1）选择换热器的类型两流体温度变化情况：热流体进口温度140℃，出口温度40℃冷流体。
冷流体进口温度30℃，出口温度40℃。
该换热器用循环水冷却，冬季操作时进口温度会降低，考虑到这一因素，估计该换热器的管壁温和流体壁温之差较大，因此初步确定选用带膨胀节的固定管板式换热器。
列管式换热器设计正文.doc
列管式换热器设计正文.doc
列管式换热器是一种常用于热力工程中的热交换设备，其主要由管束、衬里、支撑板、固定钢架、法兰等组成，其结构类似于管壳式换热器，但其管子呈列装式。
其主要原理是
通过两种流体之间的热量传递，使得热量从高温一侧传递到低温一侧，从而实现热量的平衡。
列管式换热器的设计需要考虑多种因素，包括流体的性质、换热器的尺寸、传热面积、传热系数等，以下为具体介绍：
（1）流体的性质
设计列管式换热器时，需要考虑管子内外的流体性质，主要包括流速、密度、热容、
粘度、导热系数等因素。
这些性质会影响到传热效果和运行效率，因此需要进行合理的计
算和分析。
（3）传热面积
设计列管式换热器时，需要确定其传热面积，主要与管子的数量、长度、直径等因素
有关。
传热面积越大，传热效果越好，但同时也增加了换热器的体积和成本，因此需要进
行合理的选择和设计。
（5）法兰和支撑板
列管式换热器的设计还需要考虑法兰和支撑板的大小和数量，这些因素会影响到换热
器的安装和使用效果。
法兰应选择合适的材质和规格，以确保其在高温、高压情况下的安
全性能；支撑板应合理安排间距和数量，以确保管束的稳定性和安全性。
列管式换热器毕业设计
列管式换热器毕业设计随着工业化进程的不断推进，热能的高效利用成为了一个重要的课题。
而换热器作为热能转移的关键设备之一，其设计和优化对于提高能源利用效率具有重要意义。
本文将围绕列管式换热器的毕业设计展开讨论，探究其原理、设计要点以及优化方向。
一、列管式换热器的原理和分类列管式换热器是一种常见且广泛应用的换热设备，其原理是通过管内流体与管外流体之间的热量传递来实现热能的转移。
根据流体流动方式的不同，列管式换热器可分为平行流、逆流和交叉流三种类型。
平行流换热器中，管内流体和管外流体的流动方向相同，使得温度差逐渐减小，热量传递效果较差；逆流换热器中，管内流体和管外流体的流动方向相反，温度差逐渐增大，热量传递效果较好；交叉流换热器则是介于平行流和逆流之间，流体流动方向相互垂直，热量传递效果一般。
二、列管式换热器的设计要点1. 确定换热器的工作条件和要求：包括流体的流量、温度、压力等参数，根据工况条件选择合适的换热器型号。
2. 确定换热面积：根据热量传递计算公式，结合流体的热功率和传热系数，确定换热器的换热面积。
3. 确定管子的数量和尺寸：根据流体的流量和流速，结合管子的内径和长度，计算出所需的管子数量和尺寸。
4. 确定管子的材料和壁厚：根据流体的性质和工作条件，选择合适的管子材料和壁厚，以保证换热器的安全可靠性。
5. 设计管束结构和支撑方式：根据换热器的布置空间和使用要求，设计合理的管束结构和支撑方式，以确保换热器的稳定性和可维护性。
三、列管式换热器的优化方向1. 提高传热系数：通过优化管束结构和流体流动方式，增加流体与管壁的接触面积，提高传热系数，从而提高换热器的效率。
2. 减小压力损失：通过优化流体的流动路径和管束结构，减小流体的摩擦阻力和压力损失，降低能耗，提高换热器的经济性。
3. 提高换热器的可靠性和维护性：通过合理选择材料、加强监测和维护等手段，提高换热器的使用寿命和可靠性，降低维护成本。
4. 探索新型换热材料和技术：如微通道换热器、纳米流体等，通过引入新材料和新技术，提高换热器的传热性能和节能效果。
列管式换热器的自控设计 自动化
调节阀分为气动调节阀、电动调节阀、滚动调节阀、混合调节阀四大类。其中石油化工只要应用气动调节阀、电动调节阀两大类。本次设计选用HRVQ/X智能三通流调节阀用于原油压力控制阀、饱和蒸汽流量控制阀，它们的位号分别位于PV101、FV112。
1、执行机构
1)型式：HRL智能型执行程机构。
5.2 变送器选型
根据本系统的设计方案，要求检测的信号有原油泵后压力、流量、温度，饱和蒸汽的流量，出口原油的温度。
因为本系统的工艺介质是易燃易爆，粘稠的原油，根据性价比的分析，选择虹润厂家的K型压力变送器HR-K2I1R1F2B5D3；流量选用涡街流量计，型号为HR-LUW-DN50-P1B1T1L1D2E1；温度选择铠装型热电阻，型号为HR-WZPK2235。
在化工、石油、动力、制冷和食品等行业中广泛使用各种换热器，它们也是这些行业的通用设备，并占有十分重要的地位。
随着换热器在工业生产中的地位和作用不同，换热器的类型也多种多样，不同类型的换热器也各有优缺点，性能各异。列管式换热器是最典型的管壳式换热器，它在工业上的应用有着悠久的历史，而且至今仍在所有换热器中占主导地位。
5.1 输入输出点数
对于一个过程控制系统来说，总有一定数量的输入点数和输出点数，并且输入和输出分为模拟量输入输出和数字量（开关量）输入输出，并且输入输出点数根据设计方案的不同而不同。根据本系统选择的控制方案，系统的输入输出点数如表5-1所示。
表5-1I/O点表
I/O点表
序号
名称
位号
I/O点类型
信号类型
2.1 工艺介质简介
习惯上称直接从油井中开采出来未加工的石油为原油，它是一种由各种烃类组成的黑褐色或暗绿色黏稠液态或半固态的可燃物质。原油产品可分为石油燃料、石油溶剂与化工原料、润滑剂、石蜡、石油沥青、石油焦等6类。其中，各种燃料产量最大，接近总产量的90%；各种润滑剂品种最多，产量约占5%。原油产品，主要指原油炼制生产的汽油、煤油、柴油、重油以及天然气，是当前主要能源的主要供应者。原油产品提供的能源主要作汽车、拖拉机、飞机、轮船、锅炉的燃料，少量用作民用燃料。
对列管式换热器设计问题的探讨
对列管式换热器设计问题的探讨【摘要】换热器是建筑行业采暖必备装置之一，也是节能措施中比较重要的装置。
近些年，一些新技术、新工艺及新材料的应用，使换热器得到广泛应用所以，不管是从工作发展的角度，还是从能源利用方面，对换热器进行科学合理的设计、分析具有重要意义。
本文首先对列管式换热器基本结构及其类型进行介绍，对列管式换热器设计进行研究。
【关键词】列管式换热器设计冷却器节能1 引言列管式换热器是换热器中的一种，随着新技术的发展，在石油、化工行业取得比较广泛的应用。
本文对有关列管式换热器设计进行研究和探讨，不足之处，敬请指正。
2 列管式换热器基本结构及其类型2.1 基本结构列管式换热器的基本结构包括壳体、管板、换热管及封头等，其中最为核心的部位是传热管，数根传热管进行组合就是传热管束，将其固定于管壳中，即形成列管式换热器。
列管式换热器的工作原理是把热流体由进口传入热管内部，和冷流体之间交汇后换热，温度下降后经过出口排出，冷流体经过空气进口传入末节换热器，通过横流的方式换热，经过隔流板发生折流，然后经过第二节换热器，继而是第二次折流，然后经过换热器，最后温度较高的冷流体进入需热装置。
2.2 类型列管式换热器的类型一般是按照管板和管壳之间的联结方式进行划分，包括固定管板式、U 形管式、浮头式、双管板式及插管式。
其中，固定管板式换热器结构较为简单，制造成本相对较低，在小型炉上有广泛应用，但是管道外侧难以清扫，而且冷热流体温度的差异较大，管壳材质很容易发生热膨胀而产生断裂，比如KFW 型炉换热器为典型代表；U 形管式换热器是以其传热管形状命名，一头是管板，另外一头是悬空的状态，管子能够自由膨胀，管板及管束也能够随意取出，便于清扫，但是传热管道内部无法清扫，更换也较困难；浮头式换热器下端管板和管壳是连接在一起的，上端管板为浮动式，能够自由移动。
具有结构牢靠、便于安装、无热膨胀效果等优点，但是造价较高，浮动管板密封性要求高。
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图2-2 列管式换热器设计尺寸图
3.2 原油出口温度控制方案
为了控制列管式换热器出口处的温度，系统对出口处温度采用的是温度的串级控制。出口温度经过温度变送器进行温度变送至温度显示控制器TIC121，TIC121再经与流量显示控制器FIC112串级，形成温度—流量串级控制，最后由流量显示控制器FIC112输出控制信号作用于流量控制阀FV112，调节饱和蒸汽的流量，来达到稳定加热原油的目的。
第5章 仪表选型
5.1 输入输出点数
对于一个过程控制系统来说，总有一定数量的输入点数和输出点数，并且输入和输出分为模拟量输入输出和数字量（开关量）输入输出，并且输入输出点数根据设计方案的不同而不同。根据本系统选择的控制方案，系统的输入输出点数如表5-1所示。
表5-1I/O点表
I/O点表
序号
名称
位号
I/O点类型
大部分的温度检测采用温度变送器，如果单纯采用温度控制得系统的控制质量将不会得到改善。因此换热器的控制系统中，采用温度-压力的串级控制系统。其中，温度为主回路，压力为副回路。控制系统方框图如图3-1所示：
图3-1原油出口温度串级控制方框图
上图为列管式换热器的温度串级控制系统方框图。由于系统中工艺要求是控制原油加热出口温度，温度控制器为主控制器。压力控制器为副控制器，温度控制器的输出是压力控制器的给定。串级控制系统比单回路系统响应速度更快，有更强的控制作用和更好的鲁棒特性，能明显的改善控制品质。
周安排
设 计 内 容
设计时间
第一阶段
熟悉工艺流程，查找相关资料，根据工艺要求，确定自控方案；绘制工艺控制流程图。进行仪表选型及调节阀计算；绘制单回路图。绘制仪表接线端子图；供电系统图，填写自控设备相应表格。
2009.12.21～2009.12.31
第二阶段
完成并提交课程设计说明书及相关电子文档。课程设计答辩。
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。在换热器重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，是需要加热的流体，在工艺流程中吸收热量。
在化工、石油、动力、制冷和食品等行业中广泛使用各种换热器，它们也是这些行业的通用设备，并占有十分重要的地位。
随着换热器在工业生产中的地位和作用不同，换热器的类型也多种多样，不同类型的换热器也各有优缺点，性能各异。列管式换热器是最典型的管壳式换热器，它在工业上的应用有着悠久的历史，而且至今仍在所有换热器中占主导地位。
吉林化工学院信息与控制工程学院专业综合设计说明书
列管式换热器自控设计说明书
学生学号：08510323
学生姓名：
专业班级：自动0803
指导教师：
职称：副教授
起止日期：2011.08.29～2011.09.16
吉林化工学院
Jilin Institute of Chemical Technology
专业综合设计任务书
饱和蒸汽为高速高温的气体，测量其流量选用差压式流量计。选用的差压式变送器型号为HR-1151DP4E12BFM3B2I。
系统的所有变送器类型如表5-2所示。
表5-2变送器选型
变送器选型
序号
仪表位号
名称
型号
1
PIC101
原油泵后压力变送器
HR-K2I1R1F2B5D3
2
FI111
原油泵后涡街流量计
HR-LUW-DN50-P1B1T1L1D2E1
3
FIC112
饱和蒸汽差压变送器
HR-1151DP4E12BFM3B2I
4
TI122铠装热电阻Fra bibliotekHR-WZPK2234
5
TI121
铠装热电阻
HR-WZPK2235
6
TI123
铠装热电阻
HR-WZPK2236
5.3 模块选型
一、输入输出模块选型
根据输入点和输出点的个数，输入输出模块选型如下（设系统裕量为20%）：
4.2 调节阀类型的选择
调节阀分为气动调节阀、电动调节阀、滚动调节阀、混合调节阀四大类。其中石油化工只要应用气动调节阀、电动调节阀两大类。本次设计选用HRVQ/X智能三通流调节阀用于总管路的流量控制阀、除氧器出口压力阀、除氧器液位控制阀。它们的位号分别位于FV-101、FV-102。
1、执行机构
1)型式：HRL智能型执行程机构
4、培养学生的团队协作精神、创新意识、严肃认真的治学态度和严谨务实的工作作风。
三．设计任务及要求
1、熟悉工艺流程；根据工艺要求，确定自控方案；用AutoCAD绘制工艺管道及控制流程图；
2、仪表选型；
3、绘制施工图，编制自控设备表相应表格。
四．设计时间及进度安排
设计时间（2009.12.21～2010.01.06）,具体安排如下表：
4.1 调节阀介绍
调节阀接受控制器来的信号，通过改变阀的开度来达到控制的目的。因为它处于最终执行控制任务的地位，所以又称“末级控制元件”。
调节阀直接与介质接触，当使用在高压、高温、深冷、强腐蚀、高粘度、易结晶、闪蒸、气蚀等各种恶劣条件下工作时，调解阀选择的重要性就显得更为突出。不论是简单控制系统，还是复杂控制系统，调解阀都是系统中不可缺少的组成部分。经验表明，控制系统中，每个环节的好坏，都对系统质量有直接影响，但使控制系统不能正常运行的原因，多数发生在控制阀上。所以对控制阀这个环节必须高度重视。在设计时，必须根据应用场合的实际情况，选择好阀的类型－包括执行机构和阀体结构类型。
2)输入信号：4~20mA
3)输出信号：4~20mA.DC
4)供电电源：220V±10%50/HZ
5)基本误差：±1.0%
6)断信号阀位置：可任意设置为保持/全开/全关/0~100%之间预知的任意值
7)阀作用型式：任意作用正/反作用
8)环境温度：-20~+60℃（4℃以下使用时，需要装加热电阻）
2、阀体
信号类型
备注
AI/AO
1
泵后原油压力检测
PIC101
AI
4-20mA
2
泵后原油压力调节阀
PV101
AO
4-20mA
3
泵后原油流量就地指示
PI111
4-20mA
4
泵后原油温度就地指示
TI121
4-20mA
5
饱和蒸汽流量检测
FIC112
AI
4-20mA
6
饱和蒸汽流量调节阀
FV112
AO
4-20mA
7
加热原油出口温度检测
5.2 变送器选型
根据本系统的设计方案，要求检测的信号有原油泵后压力、流量、温度，饱和蒸汽的流量，出口原油的温度。
因为本系统的工艺介质是易燃易爆，粘稠的原油，根据性价比的分析，选择虹润厂家的K型压力变送器HR-K2I1R1F2B5D3；流量选用涡街流量计，型号为HR-LUW-DN50-P1B1T1L1D2E1；温度选择铠装型热电阻，型号为HR-WZPK2235。
一．设计题目：列管换热器自控设计
二．设计目的
1、进一步巩固和加深所学的自动化专业的理论知识，培养学生设计、计算、绘图、计算机应用、文献查阅和报告撰写等基本技能；
2、熟练掌握工业过程控制系统的常规设计过程，培养学生实践动手能力及独立分析和解决工程实际问题的能力；
3、熟练运用AutoCAD等绘图工具制图；
系统的AI点为3个，3×1.2 =3.6，取整为4点。西门子S7-300 AI有2/8点输入模块，本系统选8点输入模块较为合理，故应选择1个8点输入模块，实配点数为8点；AO点数为2个，2×1.2 = 2.4，取整为3点，西门子S7-300 AO有4/8点输出模块，选择4点输出模块较为合理。故应选择1个4点的输出模块，实配点数为4点。
2.2 列管式换热器工艺流程
列管式换热器工艺流程图如下图2-1所示：
图 2-1 列管式换热器的工艺流程图
本单元设计采用列管式换热器。来自外界的10℃冷物流由泵P101送至换热器E101的壳程被流经管程的热物流加热至150℃。冷物流流量由压力控制器PIC101控制,正常流量7kgf/cm2。来自另一设备的250℃热物流送至换热器E101与注经壳程的冷物流进行热交换,热物流出口温度由TIC111控制。
3.3 整体方案
由于本设计要求在仪表盘上记录原油流量、加热原油温度、饱和蒸汽流量；要求就地指示原油泵后压力、温度、加热原油出口温度，因此需要加上就地显示仪表。由于本工段属于小工段，为了设计需要，本设计方案将就地显示仪表选择在控制室显示。设计系统的整体方案如图3-3所示。
图3-3系统工艺流程图
第4章 调节阀
4.4 确定气开与气关
气动调节阀有气开（有信号压力时阀开）和气关（有信号压力时阀关）两种。调节阀的气开气关主要根据工艺装置的安全要求决定。一般在调节阀气源中断时应切断选入装置和设备的原料、热源，停止向装置外输出产品。考虑到控制系统的安全和经济问题，控制饱和蒸汽流量和泵后原油流量的压力调节阀均选择气开形式。
TIC122
AI
4-20mA
8
加热原油出口温度就地显示
TI123
4-20mA
DI/DO
1
PUMP故障检测
DI
1-5V
2
PUMP启动状态检测
DI
1-5V
3
PUMP启动控制
DO
1-5V
4
PUMP停止状态检测
DI
1-5V
5
PUMP停止状态控制
DO
1-5V
由上表可知，模拟量输入（AI）点数为3个，模拟量输出（AO）点数为2个，数字量输入（DI）点数为3个，数字量输出（DO）点数位2个。