固定管板式换热器
固定管板式换热器型式与基本参数
固定管板式换热器型式与基本参数【文章标题】固定管板式换热器型式与基本参数：深入探讨热传递效率提升的关键【引言】固定管板式换热器作为一种常见的热交换设备，被广泛应用于各个行业中。
它以其高效的热传递性能和广泛的适应性受到了深度关注。
本文将对固定管板式换热器的不同型式和基本参数进行全面评估，并探讨如何提高热传递效率和优化换热器设计。
【正文】一、固定管板式换热器的基本原理固定管板式换热器是一种热流体之间进行热负荷传递的设备，其基本原理是通过管束和板束之间的接触面积来实现热量的传递。
其主要由管板、固定板和密封垫片构成。
不同的固定管板式换热器型式在结构和工作原理上存在一定的差异，但都遵循热量传递的基本规律。
二、固定管板式换热器的不同型式1. 平行流型平行流型固定管板式换热器是一种常见的型式。
其主要特点是冷热流体在管束和板束之间进行平行流动，热量沿着流体流动方向逐渐传递。
这种型式具有较高的对流换热系数和较小的传热温差。
由于冷热流体的温度差不大，适用于传递温度差较小的热负荷。
2. 逆流型逆流型固定管板式换热器在结构上与平行流型有所不同。
冷热流体在管束和板束之间呈相反的流动方向，从而使热量传递更为均匀。
这种型式适用于传递温度差较大的热负荷，但对流换热系数较平行流型略低。
3. 混流型混流型固定管板式换热器是上述两种型式的结合，冷热流体在不同部分呈不同的流动方向，从而提高了热量传递效率。
这种型式适用于传递温度差较小且对换热器体积有限的情况。
三、固定管板式换热器的基本参数与热传递效果1. 管与板之间的间隙管与板之间的间隙大小直接影响着热传递效果。
间隙太小会导致流体堵塞，影响换热器的正常运行；间隙太大则会减弱热传递效果。
在换热器设计中需要合理确定间隙大小，以确保热传递效率的最大化。
2. 管束和板束的布置方式管束和板束的布置方式对热传递效果有重要影响。
不同的布置方式会导致管束流体的流动模式、传热特性和压力损失不同。
常见的管束和板束布置方式有对称布置、交叉布置和平行布置等。
固定管板式换热器设计
固定管板式换热器设计固定管板式换热器是一种常见的热交换设备，用于实现液体或气体之间的换热。
它由一系列固定板和管组成，通过热传导和流体流动实现换热。
在设计固定管板式换热器时，需要考虑多个因素，包括换热器的尺寸、材料选择、流体流动方式和传热效率等。
换热器尺寸的设计是非常重要的，它需要考虑到操作条件、流体性质和换热要求等因素。
首先，需要确定换热器的热负荷，即需要传递的热量。
这可以通过计算换热介质的流量和温度差来确定。
然后，需要根据流体的物理性质和处理工艺的要求来确定管道的直径和长度。
还需要考虑到管道的材料和壁厚，以确保换热器的强度和耐腐蚀性。
材料选择是设计固定管板式换热器时必须考虑的关键因素之一、流体的性质和处理工艺的要求将决定所选材料的类型。
一般来说，换热器需要使用耐腐蚀性能较好的金属材料，如不锈钢、钛合金或镍合金。
这些材料具有优异的耐腐蚀性和热传导性能，可以保证换热器的稳定运行和长寿命。
流体的流动方式对固定管板式换热器的设计和性能有着重要的影响。
常见的流动方式有串行流动和并行流动。
在串行流动中，冷却介质和加热介质依次流经每个管道，产生较大的温度差，提高传热效率。
而在并行流动中，冷却介质和加热介质在各自的管道中平行流动，温度差较小，但流动阻力较小。
在设计过程中，需要综合考虑流体流动方式和传热效率，选择适当的布局方式。
传热效率是固定管板式换热器设计的关键指标之一、传热效率受到多个因素的影响，包括流体的流速、温度差、换热面积和传热系数等。
为了提高传热效率，可以采取一些措施，如增加换热面积、增大换热器的流速或优化流体流动方式。
此外，还可以通过增加换热器的传热系数，如增加表面的粗糙度或使用传热增强器等来提高传热效率。
在设计固定管板式换热器时，还需要考虑到其他一些因素，如换热器的密封性能、安装维护的便捷性和成本等。
密封性能是确保换热器正常运行的重要因素之一，需要选择适当的密封材料和密封方式。
安装维护的便捷性可以减少操作和维护的成本，提高设备的可靠性和可用性。
固定管板式换热器工作原理
固定管板式换热器工作原理固定管板式换热器是一种常见的换热设备，广泛应用于化工、石油、电力、制药等工业领域。
它通过管道中的流体与外界介质之间的换热，将热量传递到管道中的流体中，以实现物料的加热或冷却。
下面我们将详细介绍固定管板式换热器的工作原理及其结构特点。
一、固定管板式换热器的工作原理固定管板式换热器是通过管道中的流体与流经管道外表面的介质之间的热量传递实现热交换的设备。
其工作原理主要包括传热传质原理和流体动力学原理两个方面。
1. 传热传质原理固定管板式换热器的传热传质主要通过管道中的流体和管子外表面的介质之间的热量传递来实现。
当热源流体从入口流入换热器，流体中的热量会通过管壁传递到外部的介质中，实现热量的传递。
冷却介质也会流经管子的外表面，吸收热量，以实现冷却或加热的目的。
2. 流体动力学原理流体在换热器中流动时，会形成流场，其流动状态会影响热传递效率。
通过设计合理的管板结构和流体分布方式，可以优化流场，使流体在换热器内部均匀流动，从而提高换热效率。
固定管板式换热器通过流体与介质之间的热量传递和优化流动状态，实现热量的传递和能源的有效利用。
二、固定管板式换热器的结构特点固定管板式换热器具有以下几个显著的结构特点：1. 管板结构合理固定管板式换热器中的管板结构设计合理，能够保证管道布置合理，使流体与介质之间的热量传递效率最大化。
2. 热交换效率高相比其他类型的换热器，固定管板式换热器能够实现高效的热量传递，热交换效率高，能够满足工业生产对换热效率的要求。
3. 维护方便固定管板式换热器的结构简单，维护方便，能够降低维护成本和维护难度。
4. 适用范围广泛固定管板式换热器可以适用于各种介质的热交换，包括液体、气体等不同形式的流体，适用范围广泛，适合不同的工业应用。
固定管板式换热器具有结构合理、热交换效率高、维护方便和适用范围广泛等特点，是一种非常重要的工业换热设备。
通过对其工作原理和结构特点的深入了解，可以更好地应用于工业生产实践中，提高生产效率和资源利用率。
固定管板式换热器设计
固定管板式换热器设计摘要固定管板式换热器是一种常见的换热设备，广泛应用于化工、能源、冶金等行业。
本文将介绍固定管板式换热器的基本原理、设计方法以及注意事项，以帮助工程师们更好地进行换热器的设计。
1. 引言换热器是工业生产中常见的设备之一，用于在不同流体之间进行热交换。
固定管板式换热器由许多平行管道和固定的平板组成，流体通过管道与平板交换热量。
固定管板式换热器具有结构简单、换热效率高的优点，因此在工程实践中被广泛采用。
2. 基本原理固定管板式换热器的基本原理是将两种不同温度的流体分别通过管道和平板，使其在接触的过程中进行热量传递。
其中，管道中的流体称为管侧流体，平板上的流体称为壳侧流体。
管侧流体和壳侧流体之间的热量传递通过壳管之间的壁薄传导、对流传热和辐射传热三种方式进行。
3. 设计方法固定管板式换热器的设计需要考虑多个因素，包括流体特性、传热系数、温差、压降等。
下面将介绍设计固定管板式换热器的基本步骤：3.1 确定换热面积换热面积是固定管板式换热器设计中的重要参数，一般需要根据具体的工况来确定。
常用的方法包括热负荷法、流体物性法等。
3.2 确定壳体和管子的尺寸壳体和管子的尺寸设计需要考虑流体的流速、壳体和管子材料、压力等因素。
在设计过程中需要保证壳体和管子的强度和密封性。
3.3 确定流体的流量流体的流量是固定管板式换热器设计过程中的另一个重要参数，可以通过工况和传热系数来确定。
流体的流量决定了换热器的尺寸和性能。
3.4 计算传热系数传热系数是固定管板式换热器性能的关键参数。
传热系数的计算需要考虑流体的性质、流速、壳侧和管侧的传热方式等。
3.5 设计壳侧和管侧流体的流动方式壳侧和管侧流体的流动方式直接影响换热效果。
常见的流动方式包括并流、逆流和交叉流，选择合适的流动方式需要考虑流体的性质、压降等因素。
4. 注意事项设计固定管板式换热器时需要注意以下几点：•确保换热器的结构强度和密封性，避免泄漏和破裂的情况发生；•流体的选择和流量的确定需结合具体工况，合理选择流量和流速；•传热系数的计算需考虑流体的性质、壳侧和管侧的传热方式等因素；•确定壳侧和管侧的流动方式时，需综合考虑流体的性质、压降等因素。
固定管板式换热器设计
固定管板式换热器设计固定管板式换热器（Fixed Tube-sheet Heat Exchanger）是一种常见的换热设备，广泛应用于化工、石油、制药、食品等行业。
本文将介绍固定管板式换热器的设计原理、结构特点，并对其设计流程进行详细阐述。
一、设计原理在换热过程中，热量从高温流体通过管壁传递到低温流体。
高温流体进入管束，从管壁流过，将热量传递给管内的低温流体。
通过多个管束的交叉布置，可以实现大面积的热交换，提高换热效率。
二、结构特点1.管束结构合理：固定管板式换热器采用纵向布置的管束结构，利于流体流动，减小流体的阻力，提高换热效率。
2.管板紧密连接：管板与管束通过焊接或膨胀连接，保证流体不会泄漏或混合。
3.固定件的设计：固定件采用螺栓连接，可以方便地拆卸和维修换热器。
4.壳体结构合理：壳体采用圆筒形状，能够承受较大的内部压力，提供稳定的工作环境。
三、设计流程1.确定设计参数：根据工艺要求和流体性质，确定换热器的设计参数，包括换热面积、热交换系数、流体流量等。
2.确定管子布置方式：根据流体性质和布置空间，确定管子的布置方式，包括并列式、对流式、六边形等。
3.确定壳体尺寸和材质：根据管子的布置方式和流体流量，确定壳体的尺寸和材质，包括内径、壳体长度和壳体材质等。
4.选择管板和固定件：根据壳体尺寸和管子布置方式，选择合适的管板和固定件，包括管板和壳体的连接方式、固定件的材料等。
5.进行换热计算：根据流体性质和换热参数，进行换热计算，计算出换热器的换热效率和流体的出口温度等。
6.进行强度计算：根据壳体结构和管道布置，进行强度计算，确保换热器在正常工作条件下的安全可靠性。
7.绘制制图：根据设计参数和计算结果，绘制出换热器的制图，包括总装图、管束图、壳体图和焊接图等。
8.进行工艺设计：根据设计图纸和工艺要求，进行工艺设计，确定制造工艺和生产工序。
9.进行质量检验：对制造的换热器进行检验，包括外观质量、尺寸精度和焊接质量等。
固定管板式换热器型式与基本参数
【固定管板式换热器型式与基本参数】【导读】换热器作为石油、化工、电力等工业生产中常用的热交换设备，承担着热能的传递和交换任务。
在众多换热器型式中，固定管板式换热器因其结构简单、制造安装方便、适用范围广泛等特点而备受关注。
本文将对固定管板式换热器的型式与基本参数进行深入探讨，以帮助读者全面理解和掌握这一重要的工业设备。
【1】描述固定管板式换热器的结构固定管板式换热器，是指换热管束和管板为一个整体且不可拆卸，且支撑件与壳体之间是固定的结构。
其主要结构包括壳体、管板、管束、管束固定件等部件。
管束通过管板固定在换热器的两端，实现热媒的交换。
【2】分析固定管板式换热器的型式固定管板式换热器通常分为单级和多级两种型式。
单级换热器适用于对热媒温差要求不高的场合，而多级换热器则适用于热媒温差较大的场合，其优势在于能够有效利用热能。
【3】展示固定管板式换热器的基本参数固定管板式换热器的基本参数包括换热面积、设计压力、设计温度等。
其中，换热面积是衡量换热器换热性能的重要指标，设计压力和设计温度则直接关系到设备的安全运行。
【4】总结与回顾通过本文的介绍，读者了解了固定管板式换热器的结构、型式和基本参数。
在实际工程应用中，根据不同的工艺条件和要求，选择合适的固定管板式换热器至关重要。
为了确保换热器的安全稳定运行，我们还需要仔细考虑和掌握其设计参数，从而实现高效的热能传递和利用。
【5】个人观点和理解作为一名专业的文章写手，我个人认为固定管板式换热器在工业生产中具有非常重要的地位。
其结构简单、可靠性高，在石油、化工等行业的热能传递中发挥着不可替代的作用。
然而，在选择和使用固定管板式换热器时，我们需要充分了解其型式和参数，才能确保其安全、高效地运行。
通过今天的阅读，希望读者已经对固定管板式换热器的型式与基本参数有了更深入的理解。
在今后的工作中，希望大家能在实践中不断积累经验，提高对这一重要设备的运用水平。
【感谢您的阅读，如果对固定管板式换热器还有任何疑问，欢迎交流讨论。
固定管板换热器
以醚化19-E-1008为例 碳四 王云飞
1概述
▪ 固定管板式换热器由两端管板和壳体构成。由于 其结构简单，运用比较广泛。
▪ 固定管板式换热器是一种实现物料之间热量传递 的节能设备，是在石油、化工、石油化工、冶金、 电力、轻工、食品等行业普遍应用的一种工艺设 备。在炼油、化工装置中换热器占总设备数量的 40%左右，占总投资的30%-45%。随着节能技术 的发展，应用领域不断扩大，利用换热器进行高 温和低温热能回收带来了显著的经济效益。
▪ 4管束分程
▪ 在管子内流动的流体从管子的一端到另一 端，成为一管程
6 壳程结构
▪ 1 壳体 ▪ 壳体一般是一个圆筒，在峭壁上焊有接管，
供壳程流体进入和排出用，为防止进口流 体直接冲击管束而造成管子的侵蚀和振动， 在壳程进口接管处常装有防冲挡板，或缓 冲板
▪ 2 折流板
▪ 设置折流板的目的是为了提高壳程流体的 流速，增加湍动程度，并使壳程流体垂直 冲刷管束，已改善传热，增大壳程流体的 传热系数，同时减少结垢。常用的形式有 弓形和圆盘-圆环形
▪ 3换热管
▪ 换热管形式除光管外，换热管还可以采用 各种各样的强化传热管，如翅片管，螺旋 管、螺纹管等。
▪ 换热管排列形式 排列形式主要有三角形、 正方形和转角正三角形、转角正方形。正 三角形排列形式可以在同样的管板面积上 排列最多的管数，故用的最普遍，但管外 不易清洗
换热管排列形式
▪ 本换热器排列形式为转角正方形
须在壳体上设置膨胀节； ▪ 2、易产生温差力，管板与管头之间易产生温差应力而损坏； ▪ 3、壳程无法机械清洗； ▪ 4、管子腐蚀后连同壳体报废，设备寿命较低。
▪ 此换热器为1壳程4管程 ▪ 管程流体走向由下至上（红色） ▪ 壳程流体走向由上至下（黄色）
固定管板式换热器手册
固定管板式换热器手册固定管板式换热器是一种常见且重要的换热设备，广泛应用于工业生产过程中的热交换领域。
本手册旨在提供详细的使用和维护指南，以确保换热器的高效运行和长期可靠性。
1. 换热原理和工作过程：固定管板式换热器是一种传热效率高、紧凑型结构的装置。
它由一系列排列整齐的管道和板片组成，通过管道中的工作介质进行热量传递，实现冷热介质之间的热交换。
2. 设备安装和调试：在安装固定管板式换热器之前，必须仔细阅读生产商提供的安装说明，确保设备的正确摆放和固定。
安装过程中，需要特别注意与管道系统的连接、密封及电气接线等关键细节。
安装完成后，进行系统调试和泄漏检查，确保设备能够正常工作。
3. 换热器操作和维护：换热器操作前，需要检查并清理管道和板片，确保其清洁无阻。
运行过程中，要定期检查压力、温度和流量等参数，及时排除故障。
同时，定期对换热器进行维护，包括清洗、检修和更换磨损的部件等。
维护过程中，应遵循生产商提供的保养手册。
4. 故障排除和常见问题：固定管板式换热器可能会出现一些常见问题，如泄漏、堵塞、温度不稳定等。
对于这些问题，手册提供了一些排除方法和解决方案的指导，以帮助用户快速解决故障。
5. 安全注意事项：在使用固定管板式换热器时，必须遵循相关的安全操作规程。
手册列出了一些常见的安全注意事项，包括防止热介质泄漏、定期检查设备及周围环境的安全性，并提供了应急处理措施。
本手册作为固定管板式换热器的使用和维护指南，将帮助用户正确操作设备、确保其高效运行和延长使用寿命。
用户应认真阅读并按照手册的指导进行操作，同时定期进行维护和检修，以保障设备的安全稳定运行。
固定管板式换热器型式与基本参数
固定管板式换热器型式与基本参数
1.换热面积：换热器的换热效率与换热面积有关，换热面积越大，换
热效果越好。
根据工业生产的需求，固定管板式换热器的换热面积可以从
几平方米到几千平方米不等。
2.管子类型：固定管板式换热器的管子有各种不同的类型，包括钢管、铜管等。
选择合适的管子类型可以满足不同的工艺需求和介质特性。
3.管板材料：固定管板式换热器的管板材料通常是金属材料，如碳钢、不锈钢等。
根据介质的腐蚀性和温度等要求，选择合适的材料可以保证换
热器的安全和可靠运行。
4.进出口温度和压力：固定管板式换热器在设计过程中要考虑进出口
温度和压力的变化。
这些参数直接影响到换热器的工作状态和换热效果。
5.冷却介质类型：根据工业生产过程的需求，固定管板式换热器可以
使用不同类型的冷却介质，如水、蒸汽等。
选择合适的冷却介质可以提高
换热效率。
6.整体结构：固定管板式换热器的整体结构通常由上盖、下盖、管板
等组成。
合理设计和制造这些部件可以确保换热器的结构强度和密封性能。
7.热量传递方式：固定管板式换热器有多种传热方式，包括对流传热、辐射传热和传导传热等。
根据工艺需求，选择合适的传热方式可以提高换
热效率。
8.清洁方式：固定管板式换热器在运行中会产生污垢和垃圾，影响换
热效果。
选择合适的清洁方式，如机械清洗、化学清洗等，可以保持换热
器的高效率运行。
固定管板式换热器的设计
固定管板式换热器的设计固定管板式换热器是一种常用的换热设备，常用于化工、石油、制药、食品等行业。
它由一组固定的平行管道（管板）组成，介质在管道内流动，实现热量的传递。
下面将从设备的选择、设计要点、计算、材料选用等方面介绍固定管板式换热器的设计。
设备选择在选择固定管板式换热器时，需根据工艺要求确定换热器的类型、规格和数量。
常见的固定管板式换热器有单通道、多通道和多联通道等，其中多联通道换热器适用于多介质间进行热交换的场合。
根据流体的物理性质和换热效果要求，选择合适的换热器材质。
设计要点1.流量计算：根据工艺要求，确定流体的流量，以及设计压力、温度差等参数。
2.温度差计算：根据传热区域的温度差和传热系数，计算设计的热负荷。
3.传热面积估算：根据热负荷和换热系数，估算换热器的传热面积。
4.换热器的形式：根据工艺要求、介质性质和换热面积，选择合适的固定管板式换热器形式。
5.材料选用：根据介质性质、工艺要求和经济性等因素，选择合适的材质。
计算方法1.热负荷计算：根据流体的流量、温度差和物性参数，计算热负荷。
2.传热系数计算：根据不同的传热机理（对流、传导或辐射），采用不同的计算方法计算传热系数。
3.传热面积计算：根据热负荷和传热系数，计算换热器的传热面积。
4.尺寸计算：根据传热面积、管子的数量和布局，计算出换热器的尺寸。
材料选用根据介质的性质，选择耐腐蚀性能良好的材料。
常见的材料有不锈钢、碳钢、铜、钛等。
同时，还需考虑经济性和可焊性等因素，选择合适的材料。
在设计固定管板式换热器时，需要综合考虑流体流动特性、传热效率和设备的经济性等因素。
合理的设计能够提高换热器的效率，降低能耗；同时，合适的材料选用和良好的制造工艺能够保证设备的可靠性和安全性。
因此，在设计固定管板式换热器时，需进行充分的热力学计算和工艺分析，确保设计的合理性和可行性。
固定管板式换热器温差范围
固定管板式换热器温差范围
固定管板式换热器是一种常见的换热器类型，其温差范围受到多种因素的影响，一般在20℃至 100℃之间。
温差范围的大小主要取决于以下几个因素：
1. 换热介质：不同的换热介质具有不同的热物理性质，如导热系数、比热等，这些因素会影响换热效率和温差范围。
2. 换热面积：换热面积越大，换热效率越高，温差范围也就越小。
3. 流速：流速会影响换热系数和流体的对流换热，从而影响温差范围。
4. 污垢：污垢的存在会降低换热器的换热效率，增加温差。
5. 设计压力和温度：固定管板式换热器的设计压力和温度也会对温差范围产生影响。
需要注意的是，在实际应用中，温差范围还需要考虑到工艺要求、经济性等因素。
过大的温差可能导致设备损坏或能耗增加，而过小的温差可能导致换热效果不佳。
因此，在选择和设计固定管板式换热器时，需要综合考虑以上因素，并根据具体情况确定合适的温差范围，以确保设备的安全、高效运行。
固定管板式换热器结构设计
固定管板式换热器结构设计一、固定管板式换热器的基本结构固定管板式换热器主要由管束、上下法兰和固定管板组成。
其中，管束是固定在管板上的换热管道系统，上下法兰用于支撑管束并连接换热介质的进出口管道，固定管板则起到固定管束位置、分流换热介质以及增强传热效果的作用。
1.管束管束是固定管板式换热器中最重要的组成部分，它由一系列平行排布的管道组成，通常使用金属材料制造，如不锈钢、碳钢等。
管束的形状通常为圆形，也可以为其他形状，如方形、椭圆形等，根据具体的换热需求进行设计。
2.上下法兰上下法兰用于固定管束，支撑装置并连接进出口管道。
上下法兰通常由金属材料，如碳钢、不锈钢等制成，并通过螺栓紧固连接。
3.固定管板固定管板固定在上下法兰之间，起到固定管束的作用。
它通常由金属材料制成，如碳钢、不锈钢等。
固定管板上通常设有进出口口径，用于引入和排出换热介质。
二、固定管板式换热器的结构设计要点1.管束的布置方式：管束的布置方式对换热器的传热效果有很大影响，一般有平行布置、三角布置和斜置布置等多种形式。
根据具体的换热需求和介质特性，选择合适的管束布置方式。
2.固定管板的设置：固定管板上通常需要设置进出口口径和支撑管束的装置。
进出口口径直径的选择需要根据换热介质的流量和压力降进行计算，同时需要考虑安装管件的方便性。
支撑管束的装置可以采用刷板、角钢或特殊形状的支撑装置。
3.法兰连接：固定管板式换热器的法兰连接通常选择标准型，常见的有RF型、FF型和FM型。
法兰连接应符合国家标准和行业规范，保证连接的紧密性和安全性。
4.板的材质选择：固定管板通常选择金属材料，一般使用的材质有碳钢、不锈钢、钛合金等。
材质的选择需要考虑介质的腐蚀性、温度、压力等因素。
此外，固定管板的厚度也需根据换热介质的流量和压力降进行计算。
5.密封方式：固定管板式换热器的密封通常采用软密封或金属密封。
软密封方式通常使用橡胶垫圈或密封胶条，金属密封方式则使用金属垫片或波纹管。
固定管板式换热器制造工艺
固定管板式换热器制造工艺摘要：为加快城市化的发展进程，需借助固定管板式换热器改造现有居民建筑供暖问题。
固定管板式换热器不仅可以传递物料热量，并具有节能、低温热能、高效益回收等方面优势。
因此本文主要从管板式换热器制造工艺角度出发，对其进行分析和概述。
关键词：固定管板；换热器；制造工艺；研究一、固定管板式换热器介绍固定管板式换热器分为上管帽、下管帽以及零件结构复杂、大吨位的壳程三个部分。
壳程作为换热器的核心，制作过程复杂，因此生产完毕还需要进行1.25MPa的水压试验。
壳程生产所使用的生产工艺，包含穿管、胀管以及焊管，再结合相应的措施，严格控制零部件生产环节以及壳程组装环节。
图 1 换热器基本结构示意图二、固定管板式换热器的零件要求固定管板式换热器由大量的孔连接而成，因此在对部件的加工工艺上，需要考虑以下几点要求：第一，为满足管板钻孔管孔同心度要求，需要按照自上而下的顺序放置上管板、折流板以及下管板；第二，为了保证同心度，可按照图纸要求将三块管板叠加在一起划线钻出拉杆孔。
三、固定管板式换热器零件加工固定管板式换热器质量的好坏，与零件的使用和加工具有密切的关联。
因此本文主要分析管板下料加工、折流板、换热器、上下管帽以及筒体等不同单件的加工工艺要求和工艺流程做相应概述：第一，管板下料结束后，需要对管板的外圆和平面以及平台划线进行加工，两者加工完毕之后，还需要对管孔螺孔以及拉杆丝孔等在内的钻孔进行加工，最后进行加工的便是钳工攻丝；第二，运用A3钢板通过点焊的方式拼接成折流板，在校平之后，将三块管板按照自上而下的顺序叠加，并根据图纸加工要求进行点焊；第三，关于换热器的加工，需要按照以下步骤进行：首先按照图纸的尺寸要求进行锯管，然后检查两端切口是否存在裂纹，如果没有则可以进行最后一步的磨管工作。
但需要注意的是管子在经过打磨之后，管子切口两端形状不能过扁，颜色需要呈现金属光泽，同时管端清锈长度要超过两倍的管板厚度；第四，上下管帽的加工，需要根据大法兰上的十字线标记管孔位置，焊接法兰和接管已预先组，还需要借助100%磁粉探伤，焊接大法兰和封头焊缝，进而加大法兰密封面；第五，对于筒体的加工，需按照拼料、接缝图、按拼料图分块下料、刨坡口、卷筒、焊纵焊缝、矫圆、组对各筒体、焊环缝、X射线 20%探伤等图纸要求的加工工艺步骤进行[1]。
固定管板式换热器设计说明书
摘要固定管板式换热器是管壳式换热器的一种典型结构，也是目前应用比较广泛的一种换热器。
这类换热器具有结构简单、紧凑、可靠性高、适应性广的特点,并且生产成本低、选用的材料范围广、换热表面的清洗比较方便。
固定管板式换热器能承受较高的操作压力和温度，因此在高温高压和大型换热器中，其占有绝对优势。
本次设计的题目是乙二醇塔底进料换热器的设计，课题预期达到的目标为：换热器面积的计算（实际换热面积：92.6mm2），管程壳程压力降的计算（小于等于0.4MPa），工艺结构尺寸的计算：管程数（1管程），换热管的确定（内径：19mm 数量：500根），壳体内径（600mm），壳程数（1壳程）的计算，折流板的选型（形式：弓形折流板，数量：13）等。
换热器的强度计算：对筒体、管箱厚度的计算和校核，对壳体及管箱各处开孔补强，对延长部分兼做法兰的计算及强度核算。
经水压试验、压力校核后显示结果全部合格。
换热器的结构设计：折流板、法兰（甲型平焊法兰）、换热管、支座（鞍式支座）、垫片（石棉橡胶板垫片）的规格及选型。
完善设计图纸及设计说明书。
关键词：换热器；工艺；结构；强度IAbstractFixed tube plate heat exchanger is a typical structure of the shell and tube heat exchanger and a wide range of heat exchanger. This type of heat exchanger has the characteristics of a simple structure, compact, high reliability and wide adaptability , and low cost of the production, wide choice of used materials, more convenient of cleaning heat exchanger the surface . Fixed tube plate heat exchanger can withstands the higher operating pressure and temperature, so it has the absolute advantage in the possession of high temperature and high pressure heat exchangers and large,.This design topic is naphtha condenser design, the goal which the topic anticipated achieved:The craft design of heat exchanger:the heat transfer area computation(actual heat transfer area:322.2mm2);tube side pressure drop computation(≤0.4MPa);the craft structure size computation:number of tube passes(2 tube passes),the number of heat exchange tube(inside diameter:19mm,number:900),the inside diameter of shell(1000mm), number of shell passes(1 shell passes),the lectotype of baffle board(form:segmental baffle,number:13)etc The strength calculation of heat exchanger:the computation and check of cylinder thinckness and channel thinckness,the shell and the reinforcement for opening supplements the intensity,the extension part concurrently makes the flange the computation and the intensity calculation. Examinatation part carried on the hydraulic pressure test, the pressure examination and so on, in which all results has been all qualifiedThe structural design of the heat exchanger:The specification and lectotype of baffle plate、flange(type A manhole weded flange)、heat exchange tube、suppot(saddle support)、gasket(paronite gasket)Consummates the design paper and the design instruction bookletKeywords: heat exchanger; craft;structure; intensity目录摘要 (I)Abstract (II)第1章引言 (1)1.1 换热器的用途 (1)1.2换热器的分类 (1)1.3 换热器的发展趋势 (1)第2章固定管板式换热器的工艺计算 (3)2.1 估算换热面积 (3)2.1.1 选择换热器的类型 (3)2.1.2 流程安排 (3)2.1.3 确定物性数据 (3)2.1.4 估算传热面积 (4)2.2 工艺结构尺寸 (5)2.2.1 管径和管内流速 (5)2.2.2 管程数和传热管数 (5)2.2.4 传热管排列和分程方法 (7)2.2.5 壳体内径 (7)2.2.6 折流板 (8)2.2.7其他附件 (8)2.2.8 接管 (9)2.3 换热器核算 (9)2.3.1 热流量核算 (9)2.3.2 壁温核算 (13)2.3.3 换热器内流体的流动阻力 (14)2.4 换热器的主要结构尺寸和计算结果 (17)第3章强度计算 (19)3.1 筒体壁厚计算 (19)3.2 管箱短节、封头厚度的计算 (20)3.2.1 管箱短节厚度的计算 (20)3.2.2 封头厚度的计算 (20)3.3 管箱短节开孔补强的校核 (21)3.4壳体接管开孔补强校核 (22)3.5 管板设计及校核 (23)3.5.1 管板计算的有关参数的确定 (23)3.5.2 计算法兰力矩 (27)3.5.3管板的计算的相关参数 (28)3.5.4 确定 和G (29)23.5.5 对于其延长部分兼作法兰的管板计算 (29)3.5.6 设计条件不同的组合工况 (30)第4章结构设计 (36)4.1折流挡板 (36)4.2 法兰 (36)4.3 换热管 (37)4.4 支座 (37)4.5 压力容器选材原则 (38)4.6 垫片 (39)第5章结论 (40)参考文献 (41)致谢 (43)第1章引言1.1 换热器的用途换热器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。
固定管板式换热器分析
换热设备1、固定管板式换热器：其管束两端的管板固定在壳体上，因此，它的结构简单造价低，但由于两端管板是固定的，当两种介质温差大时会引起管子拉脱或变形，并且管外不能清洗，只能适用于温差小（一般不大于50度）介质比较清洁的场合，当温差较大（大于50度），而壳体承压不高时，可以在壳体上加膨胀节以消除过大的热应力固定管板换热器的特点：结构简单、紧凑，没有壳侧密封连接，每跟管子都能单独清洗和更换，在同样的壳体直径内，排管最多，在有折流板的流动中，旁路最小，管程可以分成任何程数。
两个管板由管子互相支撑，在各种管壳式换热器中它的管板最薄，在两个管板的换热器中其造价最低。
尤其是立式的固定管板换热器应用最多。
2、缺点：是壳程清洗困难，不能进行机械清洗，在壳体和管子壁温差比较大的换热状态下，温差应力较大，需要设置膨胀节。
膨胀节强度有限制壳体压力不能太高，制造时折流板的安装比较困难。
3、适用场所：固定管板的换热器适用于壳程介质清洁、不宜结垢，而管程需要清洗污垢或壳程虽有污垢，但可以进行化学清洗或溶解清洗的场合，以及用在温差不大或温差较大但壳程压力不高的场合。
1、浮头式换热器：它是目前炼油厂内使用最多的换热器，由于他的管板一短固定，一端自由，因此，受热时可在壳体内自由膨胀，不受温差的限制。
同时其管束可以抽出，清洗方便，不受介质条件的限制，但它结构复杂，并且小浮头漏了也不宜发现，造价比较高。
2、浮头式换热器的组成：管束：由许多无缝钢管用焊接、胀接或胀焊联合的方式固定在两端管板上，中间用折流板隔开，它是换热器的主要换热部件，冷热两种介质通管壁进行传热（管内的称管程，管外的称壳程）浮头：浮头与固定管板相连，其作用是把管程和壳程的流体分开，同时也起着分程作用。
浮头可以在壳体内自由伸缩壳体和头盖：壳体是用来约束壳体流体，使其以强制的流动方式流动，有利于传热，同时对易挥发、易燃的油品起密封作用，有利于安全生产。
壳体与头盖组成壳程。
固定管板式换热器
固定管板式换热器一、什么是固定管板式换热器？固定管板式换热器的两端管板采用焊接方法与壳体连接固定。
换热管可为光管或低翅管。
适用于壳侧介质清洁且不易结垢并能进行溶解清洗，管、壳程两侧温差不大或温差较大但壳侧压力不高的场合。
二、它的工作原理是什么？固定管板换热器管程和壳程中，流过不同温度的流体，通过热交换完成换热。
当两流体的温度差较大时，为了避免较高的温差应力，通常在壳程的适当位置上，增加一个补偿圈（膨胀节）。
当壳体和管束热膨胀不同时，补偿圈发生缓慢的弹性变形来补偿因温差应力引起的热膨胀。
三、它有哪些结构特点？固定管板换热器主要由外壳、管板、管束、顶盖（又称封头）等部件构成。
在圆形外壳内，装入平行管束，管束两端用焊接或胀接的方法固定在管板上，两块管板与外管直接焊接，装有进口或出口管的顶盖用螺栓与外壳两端法兰相连。
它的特点是结构简单，没有壳侧密封连接，相同的壳体内径排管最多，在有折流板的流动中旁路最小，管程可以分成任何管程数，因两个管板由管子互相支撑，故在各种管壳式换热器中它的管板最薄，造价最低，因而得到广泛应用。
四、它有哪些优点和缺点？固定管板换热器的特点是：1、旁路渗流较小；2、锻件使用较少，造价低；3、无内漏；4、传热面积比浮头式换热器大20%～30%。
固定管板换热器的缺点是：1、壳体和管壁的温差较大，一般壳体和管子壁温差t≤50℃,当t≥50℃时必须在壳体上设置膨胀节；2、易产生温差应力，管板与管头之间易产生温差应力而损坏；3、壳程无法机械清洗；4、管子腐蚀后连同壳体报废，设备寿命较低。
五、固定管板换热器的设计固定管板换热器的机械设计除了最关键的换热板片以外，还有两块墙板，我们称为框架板和压力板。
框架板为外侧不可活动的墙板，压力板为换热板片另一侧的可用拉杆螺栓调整位置的墙板；数根拉杆螺栓，用来加紧框架板和压力板；上下导杆连接在框架板和立柱之间，用来支撑并给压力板和换热板片导向；框架板和立柱上可安装底脚，用于固定机器。
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化工原理化工设备课程设计任务书设计题目：年处理2.6万吨原油列管式换热器学生姓名：专业班级：学号：指导教师：宜宾学院化学与化工学院2012年12月23 日列管式换热器设计任务书一、设计目的培养学生综合运用本门课程及有关选修课程基础理论和基本知识去完成换热单元操作设备设计任务的实践能力二、设计目标设计的设备必须在技术上是可行的，经济上是合理的，操作上是安全的，环境上是友好的三、设计题目列管式换热器设计四、设计任务及操作条件1. 设计任务设备型式：列管式处理任务：如下表所示：2. 操作条件（1）热流体：入口温度140℃; 出口温度40℃ （2）冷却介质：岷江水 （3）允许压降：不大于0.1MPa （4）物性数据煤油定性温度下的物性数据()()C m W C kg kJ c sPa m kg o o o po o o ⋅=⋅=⋅⨯==-/14.0/22.21015.7/82543λμρ导热系数定压比热容粘度密度原油定性温度下的物性数据()()C m W C kg kJ c sPa m kg o o opo o o ⋅=⋅=⋅⨯==-/128.0/2.2100.3/81533λμρ导热系数定压比热容粘度密度柴油定性温度下的物性数据：()()C m W C kg kJ c sPa m kg o o o po o o ⋅=⋅=⋅⨯==-/133.0/48.2104.6/71543λμρ导热系数定压比热容粘度密度五、设计内容1. 设计方案的选择2. 设计计算（1） 计算总传热系数 （2） 计算传热面积 3. 主要设备工艺尺寸设计（1）管径尺寸和管内流速的确定（2）传热面积、管程数、管数和壳程数的确定 4. 换热器核算 5. 设计结果汇总 6. 绘制换热器简图目录1. 概述 (1)1.1. 换热器的简单介绍 (1)1.2. 本设计的目的和意义 (3)2. 设计计算 (4)2.1. 确定设计方案 (4)2.2. 确定物性数据 (5)3. 计算总传热系数 (6)3.1. 热流量 (6)3.2. 平均传热温差 (6)3.3. 冷却水 (6)3.4. 总传热系数K (6)3.5. 计算传热面积 (7)3.6. 工艺结构尺寸 (8)3.7. 换热器核算 (13)4. 设计结果汇总 (18)设备设计数据表 (19)心得体会 (20)参考文献 (22)5. 评语及成绩 (23)1.概述1.1. 换热器的简单介绍在不同温度的流体间传递热量的装置称为热换热器，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。
在工程实践中有时会存在两种以上流体参见换热的换热器，但它的基本原理与前一种情形并无本质上的区别。
在化工、石油、动力、制冷、食品等行业中广泛使用各种换热器，且它们在上述这些行业的通用设备，并占有十分重要的地位。
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、结构改进及传热机理的研究十分活跃，一些新型高效换热器相继问世。
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，不同类型的换热器各有优点，性能各异。
在换热器设计中，首先应根据工艺要求选择适用的类型，然后计算换热所需传热面积，并确定换热器的结构尺寸。
列管式换热器的应用已有很悠久的历史。
现在，它被当做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、能源设备等部门嗦使用的换热设备中，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。
1.1.1.换热器类型根据列管式换热器的结构特点，主要分为以下四种。
以下根据本次的设计要求，介绍几种常见的列管式换热器。
1.1.1.1. 固定管板式换热器这类换热器如图1-1所示。
固定管办事换热器的两端和壳体连为一体，管子则固定于管板上，它的结余构简单；在相同的壳体直径内，排管最多，比较紧凑；由于这种结构式壳测清洗困难，所以壳程宜用于不易结垢和清洁的流体。
当管束和壳体之间的温差太大而产生不同的热膨胀时，用使用管子于管板的接口脱开，从而发生介质的泄漏。
1.1.1.2. U型管换热器U型管换热器结构特点是只有一块管板，换热管为U型，管子的两端固定在同一块管板上，其管程至少为两程。
管束可以自由伸缩，当壳体与U型环热管由温差时，不会产生温差应力。
U型管式换热器的优点是结构简单，只有一块管板，密封面少，运行可靠；管束可以抽出，管间清洗方便。
其缺点是管内清洗困难；哟由于管子需要一定的弯曲半径，故管板的利用率较低；管束最内程管间距大，壳程易短路；内程管子坏了不能更换，因而报废率较高。
此外，其造价比管定管板式高10%左右。
1.1.1.3. 浮头式换热器浮头式换热器的结构如下图1-3所示。
其结构特点是两端管板之一不与外科固定连接，可在壳体内沿轴向自由伸缩，该端称为浮头。
浮头式换热器的优点是党环热管与壳体间有温差存在，壳体或环热管膨胀时，互不约束，不会产生温差应力；管束可以从壳体内抽搐，便与管内管间的清洗。
其缺点是结构较复杂，用材量大，造价高；浮头盖与浮动管板间若密封不严，易发生泄漏，造成两种介质的混合。
1.1.1.4. 填料函式换热器填料函式换热器的结构如图1-4所示。
其特点是管板只有一端与壳体固定连接，另一端采用填料函密封。
管束可以自由伸缩，不会产生因壳壁与管壁温差而引起的温差应力。
填料函式换热器的优点是结构较浮头式换热器简单，制造方便，耗材少，造价也比浮头式的低；管束可以从壳体内抽出，管内管间均能进行清洗，维修方便。
其缺点是填料函乃严不高，壳程介质可能通过填料函外楼，对于易燃、易爆、有度和贵重的介质不适用。
1.2. 本设计的目的和意义通过本次课程设计，培养学生多方位、综合地分析考察工程问题并独立解决工程实际问题的能力。
主要体现在以下几个方面：（1）资料、文献、数据的查阅、收集、整理和分析能力。
要科学、合理、有创新地完成一项工程设计，往往需要各种数据和相关资料。
因此，资料、文献和数据的查找、收集是工程设计必不可少的基础工作。
（2）工程的设计计算能力和综合评价的能力。
为了使设计合理要进行大量的工艺计算和设备设计计算。
本设计包括热工计算和冷却器设备的结构计算。
（3）工程设计表达能力。
工程设计完成后，往往要交付他人实施或与他人交流，因此，在工程设计和完成过程中，都必须将设计理念、理想、设计过程和结果用文字、图纸和表格的形式表达出来。
只有完整、流畅、正确地表达出来的工程设计的内容，才可能被他人理解、接受，顺利付诸实施。
通过本设计不仅可以进一步巩固学生所学的相关啊知识，提高学生学以致用的综合能力，尤其对传热学、流体力学等课程更加熟悉，同时还可以培养学生尊重科学、注重实践和学习严禁、作风踏实的品格。
2. 设计计算2.1. 确定设计方案 2.1.1. 选择换热器的类型两流体温度变化情况：热流体进口温度C ︒140，出口溫度C ︒40；冷流体（循环岷江水）进口温度C ︒20，出口温度取C 035。
该换热器用循环冷却水冷却，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壳体壁温之差较大，因此初步确定选用带膨胀节的固定管板式换热器。
参考标准： (1)不洁净和易结垢的流体宜走便于清洗管子，浮头式换热器壳程便于清洗。
(2)腐蚀性的流体宜走管内，以免壳体和管子同时受腐蚀，而且管子也便于清洗和检修。
(3)压强高的流体宜走管内，以免壳体受压，其中冷却介质循环水操作压力高，宜走管程。
(4)饱和蒸气宜走管间，以便于及时排除冷凝液，且蒸气较洁净，冷凝传热系数与流速关系不大。
(5) 被冷却的流体宜走壳程，便于散热，增强冷却效果。
(6) 需要提高流速以增大其对流传热系数的流体宜走管内，因管程流通面积常小于壳程，且可采用多管程以增大流速。
(7)粘度大的液体或流量较小的流体，宜走壳程，因流体在有折流挡板的壳程流动时，由于流速和流向的不断改变，在低Re(Re>100)下即可达到湍流，以提高对流传热系数。
(8)若两流体的温度差较大，传热膜系数较大的流体宜走壳程，因为壁温接近传热膜系数较大的流体温度，以减小管壁和壳壁的温度差。
2、流动空间及流速的确定由于循环冷却水较容易结垢，为便于水垢清洗，应使循环水走管程，原油走壳程。
选用5.225⨯φ的碳钢管，管内流速取sm u i 5.0=。
2.2. 确定物性数据定性温度：可取流体进出口温度的平均值。
壳程原油的定性温度为：)(902/)40140(C T ︒=+= 管程流体的定性温度为：C t 05.2723520=+=根据定性温度，分别查取壳程和管程流体的有关物性数据。
3. 计算总传热系数3.1. 热流量h kg h kg q mo 26.300924360106.27=⨯⨯=；h m m kg h kg q vo 3369.3/815/26.3009==kwh kJ t c m Q o po O 899.18304.662037)40140(2.226.30090==-⨯⨯==3.2. 平均传热温差()C t t t t t m 021212595.51204035140ln )2040(35140ln '=-----=∆∆∆-∆=∆3.3. 冷却水)/(8.10558)2035(18.4037.662037h kg t c Q w i pi i=-⨯=∆=3.4. 总传热系数K管程传热系数32.11669000854.056.9965.002.0Re =⨯⨯==iii i u d μρ4.08.0023.0⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛⎪⎪⎭⎫⎝⎛=i i p i i i i i i i c u d d λμμρλα()4.038.061.0000854.01018.432.1166902.061.0023.0⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛⨯⨯==2550.3()C m W 02⋅壳程传热系数假设壳程的传热系数)(350020C m W ⋅=α; 污垢热阻WC m R si /000344.002⋅=W C m R so /000444.002⋅=管壁的导热系数()C m W 045⋅=λoso i o i o si i i o R d bd d d R d d K αλα11++++=)(48.2333501000444.00225.0450025.0025.002.0025.000344.002.03.2550025.0102C m W ⋅=++⨯⨯+⨯+⨯=3.5. 计算传热面积)(1621.4948.233183899'2m t K Q S m =⨯=∆= 考虑%15的面积裕度，)(4.181615.1'15.12m S S=⨯=⨯=3.6. 工艺结构尺寸 3.6.1. 管径和管内流速选用5.225⨯φ传热管（碳钢），取管内流速sm u i 5.0=。