列管式换热器工艺流程
列管式换热器设计说明书
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，所选用型号为BEM400-2.5-30-9/25-2 Ⅰ，换热器壳径为400mm，总换热面积为27.79m2,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 transfer.According 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 exchangeis9BEM400 2.530 225Ⅰ----, and the diameter of the receiver is400mm ,The area of the heat exchange is 27.79 m2, The heat-exchanger in cludes two tube passes,one shell passes and 60 tubes.And 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)3.1设计原则 (3)3.2结构初选 (4)4列管式换热器的设计计算 (10)4.1列管式换热器型号的初选 (10)4.2核算总传热系数： (13)5列管式换热器的初步计算及选型 (15)5.1试算并初选换热器规格 (15)5.2设计校核 (19)6设备尺寸的确定及强度校核 (22)6.1计算圆筒厚度 (22)6.2封头设计 (23)6.3拉杆定距管尺寸 (24)6.4管板 (25)6.5容器法兰 (26)6.6接管与接管补强 (27)6.7管箱的计算 (33)6.8折流挡板 (33)6.9焊接方式 (34)6.10支座 (34)6.11辅助设备 (38)7设计结果概要 (39)8课程设计心得 (40)9参考文献 (42)1前言艰辛知人生，实践长才干。
列管式换热器生产工艺流程说明
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列管式换热器课程设计(含有CAD格式流程图和换热器图)
X X X X 大学《材料工程原理B》课程设计设计题目： 5.5×104t/y热水冷却换热器设计专业： -----------------------------班级： -------------学号： ----------- 姓名： ---- 日期： ---------------指导教师： ----------设计成绩：日期：换热器设计任务书目录1.设计方案简介2.工艺流程简介3.工艺计算和主体设备设计4.设计结果概要5.附图6.参考文献1.设计方案简介1.1列管式换热器的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）固定管板式换热器这类换热器如图1-1所示。
固定管板式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。
（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。
（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。
化工原理课程设计---列管式换热器的设计
化工原理课程设计---列管式换热器的设计列管式换热器是一种常用的换热器类型，其结构简单、传热效率高、维修方便等优点使其在工业生产中得到广泛应用。
该换热器由多个平行排列的管子组成，热流体和冷流体分别流过管内外，通过管壁传递热量，实现热量交换。
根据不同的流体流动方式，列管式换热器又可分为纵向流式和横向流式两种形式。
其中，横向流式换热器传热效率更高，但结构较为复杂，维修难度较大，因此在实际应用中需要根据具体情况进行选择。
浮头式换热器的特点是管板和壳体之间没有固定连接，只有一个浮头，管束和浮头相连。
浮头可以在壳体内自由移动，以适应管子和壳体的热膨胀。
这种结构适用于温差较大或壳程压力较高的情况。
但是，由于管束和浮头的连接是松散的，因此需要注意防止泄漏。
U型管式换热器：U型管式换热器的管子呈U形，两端分别焊接在管板上，形成一个U型管束。
壳体内的流体从一端进入，从另一端流出，管内的流体也是如此。
这种结构适用于流体腐蚀性较强的情况，因为管子可以很容易地更换。
多管程换热器：多管程换热器是将管束分成多个组，每组管子单独连接到管板上，形成多个管程。
这种结构可以提高传热效率，但也会增加流体阻力。
因此，需要根据具体情况来选择多管程的数量。
总之，列管式换热器是一种广泛应用于化工及酒精生产的换热器。
不同的结构适用于不同的工艺条件，需要根据具体情况来选择合适的换热器。
在使用过程中，需要注意保养和维护，及时清洗和更换损坏的部件，以保证换热器的正常运行。
换热器的一块管板与外壳用法兰连接，另一块管板不与外壳连接，这种结构称为浮头式换热器。
浮头式换热器的优点是管束可以拉出以便清洗，管束的膨胀不受壳体约束，因此在两种介质温差大的情况下，不会因管束与壳体的热膨胀量不同而产生温差应力。
但其缺点是结构复杂，造价高。
填料式换热器的管束一端可以自由膨胀，结构比浮头式简单，造价也较低。
但壳程内介质有外漏的可能，因此不应处理易挥发、易燃、易爆和有毒的介质。
安装列管换热器的使用说明书1
列管换热器一、概述列管换热器是一种高效换热器。
它主要由传热板、定距柱、连接管、头盖及衬垫等部件组成。
两块厚约2.5～6mm的金属板卷成一对同心圆的螺旋形流道，流道始于中心，终于边缘。
中心处用隔板将两边流体隔开，甲、乙两流体在金属板两边的流道内逆流流动而实现了热交换。
本公司目前生产全逆流式结构的列管换热器。
二、列管换热器的工作特点和应用列管换热器的性能类似于板式换热器。
但也有其独特之处，其主要优点为：1、传热效率高。
列管换热器内介质螺旋型流动的离心力能增强湍流。
据实验，当Re=1400～1800时就能形成湍流，且因流阻较管壳式小而使流速可以提高，结果使传热系数K可提高至2.5倍。
此外，全逆流列管换热器的传热平均温差最大，这有助于提高传热效率。
2、结构紧凑，不用管材。
由于板型传热面的面积大，单位体积传热面可达44-100m2/m3，约为管壳式换热器的2～3倍，加之传热系数和平均温差都大，这就必然导致结构的紧凑和轻巧。
3、不易污塞。
由于单流道、高流速、污垢不易沉积，一旦有所沉积使流道截面减小随即导致流速增高，从而加强了对污塞物的冲刷作用。
这种“自洁”作用，管壳式换热器是没有的。
据统计显示，列管污塞的速率只及管壳式的十分之一。
4、能有效利用低温热源，精密控制温度。
由开双螺旋流道能较完全地形成逆流传热且流道较长，有助于降低换热器设计所允许的（两种介质之间）有利于连续均匀地换热或升降温度。
这就为利用一些低温热源（如地下热源）或精密控制介质温度提供了有利条件，从经验数据知道，板式和列管换热器的介质温差是最低的。
5、流阻较小。
试验表明，与同样条件的管壳式换热器相比，列管换热器的流阻较小。
列管换热器相对于列管式换热器，也有其自身的不足之处。
在设计、制造和安装使用过程中需要注意掌握的有以下几个方面：承压能力受限。
这一点在安装使用当中，要求用户按铭牌上的设计参数使用，不可超压和超温工作；以保证其安全使用。
容量受限。
由于单流道流通能力较小。
列管式换热器设计步骤
（Φ219×6mm，长200mm）
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山东轻工业学院
3、冷凝水排出口
➢选用水煤气管 1 1 "
化
2
工
原 理
Φ42.25×3.25mm，长100mm
教
研
室
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山东轻工业学院
七、校核流体压力降
➢ 管程总压力降
ห้องสมุดไป่ตู้
化
➢ 壳程压力降
工 原
壳程是饱和水蒸汽冷凝，
理 教
d 4V
u
教
研 室
➢选用无缝热轧钢管（YB231-64） （Φ150×4.5mm，长200mm）
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2、水蒸汽进口管径
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➢ 蒸汽用量
GQ10.03 —富裕量3％
r
➢蒸汽体积流量 V＝Gν
化 工
➢取蒸汽流速u’＝20 m/s
原
理 教 研
D1
4V
u '
室 ➢选用无缝热轧钢管（YB231-64）
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（1）管内对流传热系数α2
20.02d3R0.e8P0.r4 被加热
化 工 原 理
Re du
教
研 室
Pr CP
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（2）管外对流传热系数α1
1 0.725
r2g3
2
0.25
n3d0 t
化
工
➢n为水平管束垂直列上的管数
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（4）管间距及排列方式
列管式换热器的典型制造工艺
的圆度 线 度 Dmax-Dmin
•
线
DN
• 要求更<
表 2- 23。
<4.5mm
1格000)。L 且对壳•体的内<
<6mm
差 00 )L 同 一断面上的直径差列于
表2 - 2 3
壳体同一断面上的直径差
壳体内径过大或圆度误差会引起壳程介质短路而降低换热效率 。壳体的直线 度误差会影响管束的抽装 ，对其要求列于表 2-24。
表 2-24 壳体的直线度要求
2. 管板
管板的作用是固定管子的。一般采用 Q235、20等碳素钢和16Mn、15MnV 等低合 金钢制作；可以用锻件或热轧厚钢板作坯料 ，当管板的厚度较大时 ，原则上使用锻 件 ， 因为钢板愈厚 ，其轧压比愈小 ，钢板内部缺陷存在的可能性愈大 。 管板是典型的群孔结构 ，单孔质量会影响管板的整体质量 ，所以孔加工方法的选择 至为重要 。群孔加工有下列方法：
2-26。
3. 折流板
下图为最常用的 20%DN 圆缺高度的弓形折流板，为保证加工精度和效率， 常将圆板 坯以 8～10 块为一叠进行钻孔和切削加工外圆 ，折流板孔的允许 偏差列于表 2-26。
4. 管子
换热器的管表面就是传热面积。常用管子外径 10~57 (mm)；其长度一 般用 2000 、 3000 、6000(mm)等 。管子应作下列试验： 以管子数的 5％ ，且 不少于 2 根作 力 、硬度 和扩口等抽样检验；进行水压试验（试验压力为 设计压力的(1.5 2)倍 ，合格者才可使用。
列管式换热器的典型制造工艺
制作人：Leo
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目录
一、列管式换热器简介 1、壳体 2 、管板 3 、折流板 4 、管子
二、列管式换热器组装工艺 三、列管式换热器工艺流程
化工原理课程设计列管式换热器
化工原理课程设计列管式换热器化工原理课程设计是化学工程学科的重要环节，其设计的目的是让学生在理论基础知识的基础上，能够熟练掌握工业化学反应装置和过程的设计方法，并能灵活运用各种装置和工艺条件来实现设备的最优化。
其中列管式换热器是常用于化工生产过程中的一种重要装置，本文将对其进行详细介绍。
一、列管式换热器的结构与原理列管式换热器是通过管壳型构造，由许多纵向的管子构成，管子两侧通过流体工质进行换热。
其主要结构包括壳体、管板、管束、进出口法兰等部分。
换热原理是将热量从高温的流体传给低温的流体，实现两种流体之间的热量交换。
二、列管式换热器的特点和应用列管式换热器具有结构简单、换热效率高、应用范围广、容易清洗维修等特点。
其在化工生产中广泛应用于热回收、冷却、加热等方面，如在石油、化工、冶金、食品、制药、造纸等行业的反应过程中都有重要的应用。
三、列管式换热器的设计方法在设计列管式换热器时，主要需考虑的参数有流体介质、流量、温度、压力等等，其中最核心的是确定热量传递系数与压降。
常用的设计方法有总热传系数法、等效径法、NTU法等。
其中总热传系数法是最常用的方法，其计算的公式为：1/U = 1/hi + Δx/k + Δy/ho其中U为总热传系数，hi、ho分别为热传分界面内的内、外热传系数，k为扩散系数（介质传热系数），Δx、Δy为介质的平均厚度与壁层厚度。
在设计时应根据具体情况选用合适的计算方法。
四、列管式换热器的操作和维护在使用列管式换热器时，应注意清洗维护工作。
由于该装置的结构特殊，应定期进行化学清洗，以避免沉积物和腐蚀物堵塞换热器内壁。
同时还应注意防止介质的过于浓缩，以免产生结晶、沉积、腐蚀等情况。
综上所述，列管式换热器是化工生产中不可缺少的一种装置，其结构特殊、应用范围广泛、换热效率高，并且容易维护操作，是值得研究和推广的一种装置。
在化工原理的课程设计中，学生能够通过对列管式换热器的深入理解和设计方案的完善，培养出创新思维和实际操作能力，为将来化工行业的发展奠定坚实的基础。
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1、压力、温度、流量、液位的代号 2、显示、控制的代号
【答案】
1、压力P、温度T、流量F、液位L 2、显示I、控制C
〖新课导入〗
通过前面的课程学习，我们认识了一些仪表 、控制器，以及控制器的控制方法。在工厂 中还有其它仪表、控制器，而且某些控制器 的控制方式也有些不同，本节将继续学到一 些。
动画1_5_8_2列管式换热器工艺流程
二、主要的仪表
列管式换热器中重要仪表及相关参数如下： 表1_5_8_2主要仪表参数
位号 FIC101 TIC101 PI101 TI101 PI102 TI102 TI103 TI104 FI101 FI102 Evap.rat
说明 冷流入口流量控制 热流入口温度控制 冷流入口压力显示 冷流入口温度显示 热流入口压力显示 冷流出口温度显示 热流入口温度显示 热流出口温度显示 流经换热器流量 未流经换热器流量 冷物流出口气化率
一、列管式换热器工艺流程
本节利用管式换热器学习换热工艺的操作。由一种沸点:198.25℃的 冷物流，初温92℃时由泵P101A/B送至换热器E101的壳程，通过与 管程热物流温度交换后加热至145℃输送入后续单元,并有20%物流 被汽化。冷物流流量由流量控制器FIC101控制,正常流量为 12000kg/h。而225℃热物流经过泵P102A/B一部分输送到换热器 E101与注经壳程的冷物流进行热交换,另一部分热物流与经过换热 后的热物流混合后输送下一单元，并由TIC101控制温度为177℃。
〖答案〗 1、TIC101开度为50，FIC101、FIC102的流量均为10000kg/h。 2、TIC101开度为0，FIC101流量减小直至消失；FIC102流量增大至20000kg/h。 3、TIC101开度为100，FIC102流量减小直至消失；FIC101流量增大至20000kg/h。
动画1_5_8_2TIC101分程控制演示
类型 PID PID AI AI AI AI AI AI AI AI AI
正常值 12000 177
9.0 92 10.0 145.0 225 129 10000 10000 0.200
量程上限 20000 300 27000 200 50 300 400 300 20000 20000 1.000
量程下限 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
工程单位 KG/H ℃ atm ℃ atm ℃ ℃ ℃ KG/H KG/H %
三、分程控制器
本单元控制器
1、 FIC101 冷物流流量控制器 2、TIC101 热物流出口温度控制器
TIC101采用分程控制 ,TV101A和TV101B 分别调节流经E101 和副线的流量 ,TIC101输出 0%~100%分别对应 TV101A开度
〖本课小结〗
本节是根据实际生产案例给出的数据。由于生产中的不定因素 很多，如果采用热物流只能通过换热器来控制温度的话，不一 定能保证热物流降温后能满足后续生产工艺要求，因此采用了 分程控制方法。这里的分程控制与离心泵单元中的压力分程控 制类似，却不完全相同。控制时应加以注意。
〖作业〗
1、你认为本系统调节器TIC101的设置合理吗？如何改进？ 2、影响间壁式换热器传热量的因素有哪些？
0%~100%,TV101B 开度100~0%。
100.0% 位 阀
TV101B
0.0% 0.0%
TV101A 调节器输出
100%
图1_5_8_2TIC101的分程控制线
〖学生练习〗
启动换热器单元中正常操作培训项目。 1、仔细观察TIC101的开度大小，FIC101、FIC102流量大小，并作记录。 2、手动控制TIC101开度为0，观察FIC101、FIC102流量的变化，并做记录。 3、手动控制TIC101开度为100，观察FIC101、FIC102流量的变化，并做记录。