煤油冷却器的课程设计

目录

一．列管式换热器设计任务书

二．列管式换热器设计书

1.概述

2.设计原则

(1)流体通道的选择（2）流体流速的选择

(3)流体两端温度的确定（4）管径、管子排列方式和壳体直径的确定（5）管程、壳程数的确定（6）折流板

（7）换热器中传热与流体流动阻力计算

3．列管式换热器的选用和设计的一般步骤

4．初步设计方案

5.工艺结构尺寸的计算

(1)管径和管流速 (2) 管程数和传热管数

(3)传热管的排列和分程方法(4) 壳体径(5) 折流板(6) 折流板

6.换热器核算

（1）热流量核算（2）核算压强降（3）管板厚度计算

（4）膨胀节计算（5）零部件结构的选取

三．附表表一：固定管板式换热器的基本参数

表二：常用固定管板式换热器的传热系数的围

表三：常用体流的污垢热阻

四．参考文献

五．心得体会

列管式换热器设计任务书

一设计题目：煤油冷却器的设计

二设计任务及操作条件

1.处理能力：15万吨/年煤油

2设备形式：列管式换热器

3.操作条件

（1）煤油：入口温度130℃，出口温度50℃

（2）冷却介质：自来水，入口温度25℃，出口温度45℃

（3）允许压强降：不大于100kPa

（4）煤油定性温度下的物性数据：密度825kg/m3，黏度7.15×10-4Pa.s，比热容2.22kJ/(kg.℃)，导热系数0.14W/(m.℃) （5）每年按330天计，每天24小时连续运行

三选择适宜的列管式换热器并进行核算

3.1 传热计算

3.2 管、壳程流体阻力计算

3.3管板厚度计算

3.4 U形膨胀节计算（浮头式换热器除外）

3.5 管束振动

3.6 管壳式换热器零部件结构

四绘制换热器装配图（A1图纸）

五．参考文献

[1] 夏清，玉英,常贵,等. 化工原理[M]. 天津：天津大学，2001

[2] 华南理工大学化工原理教研组. 化工过程及设备设计[M]. ：华南理工大学，1996

[3] 刁玉玮,王立业. 化工设备机械基础（第五版）[M]. ：理工大学,

2000

[4] 理工大学化工原理教研室．化工原理课程设计[M]. ：理工大学，

1996

[5] 崇光，晓梅. 化工工程制图[M]. ：化学工业,1998

[6] 娄爱娟,吴志泉. 化工设计[M].：华东理工大学，2002

[7] 华东理工大学机械制图教研组. 化工制图[M]. ：高等教育，1993

[8] 王静康. 化工设计[M]. ：化学工业出版，1998

[9] 傅启民. 化工设计[M]. ：中国科学技术大学，2000

[10] 董大勤. 化工设备机械设计基础[M]. ：化学工业,1999

[11] GB 151-1999管壳式换热器

[12] JB/T 4715-92 固定管板式换热器与基本参数

[13] 靳明聪. 换热器[M]. ：大学，1990

[14] 石油机械研究所. 换热器[M]. ：烃加工，1986

列管式换热器设计书

一．概述

在不同温度的流体间传递热能的装置称为热交换器，简称热换器。在热换器中至少需要两种温度不同的流体，一种流体温度较高，

放出热量；另一种流体温度较低，吸收热量。

在化工、石油、动力、制冷、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作用和地位的不同，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，而且至今仍在换热器中占据主导地位。

列管式换热器种类很多，目前广泛使用的按其温差补偿结构来分，主要有以下几种：

1.固定管板式换热器：

这类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。一般壳程压强超过600kpa时由于补偿圈过厚，难以伸缩，失去温差补偿的作用，就应考虑其他结构。

2．填料函式换热器：

这类换热器管束一端可以自由膨胀，结构比浮头式简单，造价也比浮头式低。但壳程介质有外漏的可能，壳程中不应处理易挥发、易燃、易爆和有毒的介质。

3．U型管式换热器：

U形管式换热器，每根管子都弯成U形，两端固定在同一块管板上，每根管子皆可自由伸缩，从而解决热补偿问题。管程至少为两程，管束可以抽出清洗，管子可以自由膨胀。其缺点是管子壁清洗困难，管子更换困难，管板上排列的管子少。优点是结构简单，质量轻，适

用于高温高压条件。

4．浮头式换热器：

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。其缺点为结构复杂，造价高。