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

o

5.5 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。

列管式换热器是目前化工生产上应用最广的一种换热器。换热器的一块管板用法兰与外壳相连接，另一块管板不与外壳连接，以使管子受热或冷却时可以自由伸缩，但在这块管板上连接一个顶盖，称之为“浮头”，所以这种换热器叫做浮头式换热器。其优点是：管束可以拉出，以便清洗；管束的膨胀不变壳体约束，因而当两种换热器介质的温差大时，不会因管束与壳体的热膨胀量的不同而产生温差应力。其缺点是结构复杂，造价高（比固定管板高20%），在运行中浮头处发生泄漏，不易检查处理。浮头式换热器适用于壳体和管束温差较大或壳程介质易结垢的条件。

本设计就是

2估算传热面积

2.1热流量

W 10369.1)70110(2.256000)(61222⨯=-⨯⨯=-=t t c m Q p s

2.2平均传热温差

C 132)()(1

12211121221︒=-

=-=-=p s p s p s c m Q

T T t t c m T T c m Q

C 63.52

)

70132()110175(2)()(t 1221m ︒=-+-=-+-=

∆t T t T 逆

查表得0.92=ψ

C 5892.05.63t t m m ︒=⨯=⨯∆=∆ψ逆

2.3传热面积

由于管程气体压力较高，故可选较大的总传热系数。有机溶剂和轻油间进行换热时的K 大致为12m W 400~120-•⋅K

初步设定设12i m W 250K -••=K 则估算的传热面积

m 0.939.5825010369.1t 26

m

'=⨯⨯=∆=i i K Q A 估