柴油换热器
热交换器
学习目标：
• • •
热交换器
了解船用热交换器的常见类型的结构、特点及应用； 了解污垢系数，顺流、逆流换热器的流体温度沿流 了解热管换热器的工作原理及应用
程变化曲线，掌握对数平均传热温差的计算； • 了解对数平均温差法及传热单元数法对热交换器进
行设计与校核。
• 换热器定义： 把热量从热流体传递给冷流体的热力设备。
2.平均温差法用作校核计算时步骤如下：
(1)先假设一个流体的出口温度,按热平衡方程求出另一个流体的出口 温度。 (2)根据4个进、出口温度求得平均温差Δ tm 。 (3)根据换热器的结构、算出相应工作条件下传热系数k的值。 (4)已知kA和Δ tm ，按传热方程式求出Φ 值。因为流体的出口温度是 假设性的，因此求出的Φ 值未必是真实的数值。 (5)根据4个进、出口温度，用热平衡式求得另一个Φ 值，同理，这个 Φ 值也是假设性的。 (6)比较步骤(4)和(5)中求得的两个Φ 值。一般来说，两者总是不同 的。这说明步骤(1)中假设的温度值不符合实际。再重新假设一个 流体的出口温度，重复以上步骡(1)至(6)，直到由步骤(4)和(5) 求得的两个Φ 值彼此接近时为止。至于两者接近到何种程度方称 满意，则由所要求的计算精确度而定。一般认为两者之差应小于 2％～5％。
Q kA(t1 t 2 ) kAt m
热流体放出的热量 冷流体吸收的热量
t1 ) Q1 qm1c1 (t1 t 2 ) Q2 qm c2 (t 2
t1 ) qm2 c2 (t 2 t 2 ) qm1c1 (t1
qm1c1 W1 qm 2c2 W2
对微元面积dA，传热方 t t1 t 2 kdA
d (t ) m dQ
换热器检修技术
大、重复性工作较 多的也是换热 器检修工作。于是在施工 中 从 施工工艺、施 工机具 、施工方法对换热器检修 出 现 的问题均进行 了必要 的分析 改进 ，与原 工艺相比施工速度 、质量 、安全 、机械利用效率上均有较 大的提 高。
关键词 ：换热器一Leabharlann 管柬抽芯清洗
快速回装
装置
、
换热器 简介 及 目前主 要施工 的换热器 类型
用钢 丝绳对 管柬 的 损害 ，要用 专业 的保护 套加 以保护 ，避 免管 束 受伤 ， 特 别是 因换 热 器运行 不 同介质 ， 有 的管柬 需要 做涂 层处理 ，钢 丝 绳做 保 护 套可 以防止 涂层 剥 落 ，另 钢丝 绳 与管 束 接触 部 位 一 定要 加 以保 护 。
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 。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 。 目前石油 化工总 厂主要使 用 的换热器有 以下两 种 ： 管 壳式 （ 又 称 列管式 ） 换热 器主 要有 壳体 、管束 、管 板和 封 头等 部分 组成 ，壳 体 多称 圆形 ，内部装 有平 行管 束或 者螺 纹管 ，管 柬 两端
行拆除时 ，需要根据现场换热器的直径 、高度、管箱及浮头盖重量等
进 行 自制 龙 门架 ，将管 箱及 浮 头盖 进行拆 除统一 归置 。 由于在 装置 框
双手 慢慢 向内挤 压安 装 ，特 别注 意两边 用 力平衡 和 挤压 的 力度 ，防 止
固定 于管板 上 。 浮 头式 换热 器 的一 端管 板与 壳体 固定 ，而 另 一端 的管 板可 在 壳体
如 果采 用 吊带 ，吊带 在施 工 中来 回抽 取磨 损较 快 ，安全 隐 患较 大 ，虽 然 经常检查 及时更 换 ，但 费用较 高 。 ２ ． ５ 管 束抽 出后 ，不 得直接 将管束 直 接放置 在平 地上 ，放 置在 具有 与管 束吻合 面的枕 木垫 具上 。放 置时 ，管板 与管 束的 连接处 不得 受 力 ， 管 板应悬空 ，枕木 放在 管束下 ，最好 滑道 与枕木 接触 ，直接受 力 。
板式换热器
板式换热器板式换热器是由许多波纹形的传热板片，按一定的间隔，通过橡胶垫片压紧组成的可拆卸的换热设备。
板片组装时，两组交替排列，板与板之间用粘结剂把橡胶密封板条固定好，其作用是防止流体泄漏并使两板之间形成狭窄的网形流道，换热板片压成各种波纹形，以增加换热板片面积和刚性，并能使流体在低流速成下形成湍流，以达到强化传热的效果。
板上的四个角孔，形成了流体的分配管和泄集管，两种换热介质分别流入各自流道，形成逆流或并流通过每个板片进行热量的交换。
板式换热器的特点：（1）体积小，占地面积少；（2）传热效率高；（3）组装灵活；（4）金属消耗量低；（5）热损失小；（6）拆卸、清洗、检修方便；（7）板式换热器缺点是密封周边较长，容易泄漏，使用温度只能低于150℃，承受压差较小，处理量较小，一旦发现板片结垢必须拆开清洗。
因采用机械绕片，散热翅片与散热管接触面大而紧，传热性能良好、稳定，空气通过阻力小，蒸气或热水流经钢管管内，热量通过紧绕在钢管上翅片传给经过翅片间的空气，达到加热和冷却空气的作用。
板式换热器有哪几部分组成？有什么作用？板式换热器主要由传热板片、密封垫片、两端压板、固定封头、活动封头（头盖）、夹紧螺栓、支架、进出管等组成。
各部件作用如下：一、传热板片传热板片是换热器主要起换热作用的元件，一般波纹做成人字形，按照流体介质的不同，传热板片的材质也不一样，大多采用不锈钢和钛材制作而成。
二、密封垫片板式换热器的密封垫片主要是在换热板片之间起密封作用。
板式换热器的泄漏多是因为密封垫片压错位或者老化引起的。
三、两端压板两端压板主要是夹紧压住所有的传热板片，保证流体介质不泄漏。
四、夹紧螺栓夹紧螺栓主要是起紧固封头和换热板片的作用。
夹紧螺栓一般是通扣螺纹，预紧螺栓时，一定用力矩扳手，使固定板片的力矩均匀。
五、挂架主要是支承换热板片，使其拆卸、清洗、组装等方便。
板式换热机组由板式换热器、智能温控装置、智能电控装置、循环泵、补水泵、稳压膨胀水箱、补（凝）水箱、过滤器、阀门、仪表、传感器、配管底座等组成。
柴油大客车加热锅炉使用方法
柴油大客车加热锅炉使用方法
柴油大客车加热锅炉是通过柴油机的旋转能量来加热供水器中的
热水，从而实现客车的加热，因此以下是柴油大客车加热锅炉的使用
方法：
1.首先要准备所需的操作工具，包括装设柴油大客车加热锅炉的
工具，像扳手、剪刀、铲子、绳子等。
2.核对所有配件是否存在损坏情况，确保配件完好无损坏。
3.装设柴油大客车加热锅炉，可以根据说明书分步骤进行安装，
一般来说，首先把锅炉放置在安全的空间上，然后确定柴油机安装位置，并拆卸好所有管路；装上柴油机，最后用柴油机将加热锅炉装上
就可以使用了。
4.安装完成后，应对热水器进行排空检查，把水器内的水放出，
然后将柴油机的热水器关闭，以防止柴油机和锅炉被烧坏。
5.安装完成后，把柴油机的出水口和热水器的进水口连接起来，
并以适当的高度安装好换热器，确保换热器中的水流通畅，避免堵塞。
6.然后打开柴油机，让它运转几分钟来烧水，等到客车加热水温
度达到一定程度，再将柴油机关闭。
7.最后，将热水器的进水口和排水口联接好，可以用来加热客车
内的水，以达到加热的目的。
汽柴油加氢精制装置节能分析与优化
汽柴油加氢精制装置节能分析与优化汽柴油加氢精制装置是一种重要的石油加工装置，主要用于将原油中的硫化物、氮化物和硝化物等有害成分去除，提高汽柴油的质量和环境友好性。
汽柴油加氢精制过程中能源消耗较大，存在一定的节能优化空间。
本文将对汽柴油加氢精制装置的节能分析与优化进行讨论。
汽柴油加氢精制装置主要包括加氢反应器、加氢换热器、分离塔和循环装置等。
在装置的运行过程中，主要的能源消耗来自于加氢反应所需的热能和循环流程中的泵功耗。
要实现节能的目标，可以从以下两个方面展开优化。
可以通过改进加热方式来减少热能的消耗。
目前，常用的加热方式有燃烧炉加热、电加热和蒸汽加热等。
燃烧炉加热方式的热能利用效率较低，可以考虑采用高效的电加热方式或者优化燃烧炉的结构设计，提高热能利用效率，减少能源的浪费。
可以采用余热回收技术，将废热重新利用，进一步提高能源的利用效率。
可以优化循环装置，减少泵功耗。
在汽柴油加氢精制过程中，循环装置有助于保持温度和压力的稳定，提高反应效率。
循环装置中的泵所消耗的能量较大。
为了减少泵功耗，可以优化循环装置的结构设计，减少管道长度和弯头的数量，降低管道的阻力；可以根据实际情况选择合适的泵型和泵选型，提高泵的效率。
还可以考虑采用节能控制策略，如调整循环装置中的阀门和泵的转速等，实现节能的目标。
汽柴油加氢精制装置的节能分析与优化是一个复杂的系统工程，需要从加热方式和循环装置两个方面进行改进。
在实施节能优化措施的过程中，需要充分考虑装置的实际运行情况和技术经济性，确保节能措施的可行性和有效性。
只有将节能与环保理念贯穿到装置的设计、建设和运行过程中，才能实现汽柴油加氢精制装置的可持续发展，同时保护环境和提高经济效益。
浅析催化柴油加氢转化装置超低负荷生产优化
>>过程优化<<2021年4月·第6卷·第2期石油石化绿色低碳Green Petroleum & Petrochemicals摘 要：受新冠肺炎疫情影响，2020年以来国内汽柴油市场消费量大幅度减少。
某炼厂原油加工量、催化装置加工量均随之大幅度下降，导致100万t/a 催化柴油加氢转化装置原料催化柴油产量显著减少，装置加工负荷降至历史最低水平。
文章通过分析该催化柴油加氢转化装置超低负荷下运行存在的一系列问题，实施了调整生产流程、工艺和设备控制指标、加强操作管理，设备节能优化等针对性措施，保证了全装置的平稳安全运行、产品分布和产品质量的合格，为同类装置低负荷运行提供了参考。
关键词：催化柴油加氢转化 低负荷生产 流程优化 操作调整浅析催化柴油加氢转化装置超低负荷生产优化周维（中国石化长岭炼化分公司，湖南岳阳414012）收稿日期：2020-8-17作者简介：周维，助理工程师，硕士。
2018年毕业于中国石油大学（北京）化工机械系动力工程专业，目前主要从事炼油工艺技术优化工作。
自新冠肺炎疫情发生以来，国内汽柴油市场需求大幅下降，炼厂原油加工量随之降低。
2020年2月， 某炼厂生产负荷仅60%左右。
为了应对市场需求变化，该炼厂对产品结构进行了调整，增产乙烯裂解原料，少产汽柴油。
同时，1#催化装置由于反再系统出现问题进行停工消缺，导致该炼厂100万t/a 催化柴油加氢转化（FD2G ）装置的原料催化柴油大幅减少，负荷降至历史最低，最低时仅为设计负荷的31.5%。
因此需要根据公司产品结构调整要求，进行工艺优化和调整，保证装置的安全平稳运行。
1 FD2G 装置简介FD2G 装置是该炼厂汽柴油质量升级，调整产品结构、降低柴汽比，提高汽油生产能力的关键装置之一，于2017年7月建成投产。
以1#和3#催化混合柴油为原料，生产硫含量满足国Ⅴ质量标准的精制柴油和汽油，同时副产液化气、干气及含硫气体，设计规模100万t/a ，操作弹性60%~110%，满负荷加工量为2 857 t/d ，最低1 714 t/d 。
柴油加氢精制装置节能减排措施
柴油加氢精制装置节能减排措施本文以云南石化公司180万吨/年直流柴油加氢装置为例，对我国自主设计的大型直流柴油加氢精制装置，节能减排措施进行深入研究。
该公司主要生《欧盟车用柴油标准》IV类标准柴油产品。
通过进行装置的首次开工调解和试验验证，此装置在节能减排方面有着自己的特点，自2017年8月首次开工以来有效降低了柴油加氢精制装置的能耗，获取较好的节能减排效果和经济效益。
标签：柴油加氢精制装置;节能减排;措施1 引言云南石化280万吨/年直柴加氢精制装置由寰球工程公司辽宁分公司设计，采用中国石油大庆化工研究中心研制的柴油加氢精制催化剂，以直馏柴油为原料，通过加氢精制生产精制柴油。
设置一台加氢反应器，（预留一台反应器空地，方便以后的技术升级和改造）装填PHF-101柴油加氢精制催化剂及PHF-101P-2、PHF-101P-3系列保护剂。
结合国内现有同类装置的生产经验，反应部分采用热高分和炉前混氢流程，分馏部分采用脱硫化氢汽提塔单塔汽提流程方案，有利于保证装置长周期、平稳、安全运行，提高产品质量和收率，降低装置物耗和能耗。
2 柴油加氢精制装置节能减排调整及措施2.1 调整冷热进料比例云南石化280万吨/年直柴加氢精制装置共有两路进料，一路是来自罐区的冷直馏柴油只有25℃左右的常温进料。
另一路是来自常减压的热直柴有100℃左右的温度。
开工初期进料主要以冷料为主，通过精制柴油-原料油换热器与精制柴油换热，换热后的原料也只能到80-90℃左右，加热炉负荷很大超过了设计负荷。
经后来经过调整，将冷热比例调整到1：9原料的温度达到140-150℃，有效的节约了燃料气的使用量由原来的280m3/h降低到了200 m3/h，节约越80 m3·h 的消耗。
2.2 原料和循环氢双换热节能原料油自装置外来经原料油过滤器进行过滤，除去原料中大于25?m的颗粒，再经过原料油预过滤器，然后通过精制柴油-原料油换热器与精制柴油换热，换热后的原料从100℃换热至140-150℃油进入滤后原料油缓冲罐再经反应进料泵升压后，在流量控制下，与混合氢混合作为混合进料。
化工原理课程设计-列管式换热器
XXX学院本科课程设计题目：列管式换热器的设计专业： XXXXXXXX学院： XXXXXXXXXX学院班级：XXXXXXX姓名：XXXX学号：XXXXXXXXXX指导教师：XXXXXX浮头式换热器设计说明说书1概述1.1课程设计学习目的及其重要性设计是一项创造劳动，是设计者对许多构思加以综合，应用基础知识和专业知识去实现设计目标的一个过程。
化工原理课程设计是化工类相关专业的本科生运用化工原理及有关先修课程的基本知识去完成某一设计任务的一次较为全面的化工设计训练，可以增强我们独立学习，独立思考，独立分析的能力。
在设计中需要学生自己做出决策，即自己确定方案，选择流程，查取资料，进行过程和设备的计算，并要对自己的选择做出论证和核算，经过反复的分析比较，择优选定最理想的方案和合理的设计。
所以，课程实践是培养学生解决实际工程问题能力的有益实践。
通过课程设计，我们应该注重以下几个能力的训练和培养：1.初步掌握化工单元操作设计的基本方法和程序。
2.查阅资料，选用公式和搜集数据的能力。
3.树立既考虑技术上的先进性和可行性，又考虑经济上的合理性，并注意操作时的劳动条件和环境保护的正确设计思想，在这种设计思想的指导下去分析和解决实际问题的能力。
4.提高运用工程语言表达设计思想的能力。
5.提高正确的进行工程计算和利用Auto CAD画图的能力。
6.提高用简洁明了的文字，清晰的图表来表达自己设计思想和撰写设计报告的能力。
1.2列管式换热器设计的重要性及其步骤1.2.1重要性：换热设备是化工工业应用典型的工艺设备，主要用于实现热量传递，使热量由高温流体传给低温物体。
一般来说，换热设备在化工厂装置中所占的比例在建设费用方面高达10%~40%。
因此从能源节省以及工厂投资的角度来讲，合理地选择和使用换热设备，可节省投资，降低能耗，具有重要意义。
随着工业的迅速发展，能源消耗量不断增加，能源紧张已成为一个世界性问题。
为缓和能源紧张的状况，世界各国竞相采取节能措施，大力发展节能技术，已成为当前工业生产和人民生活中一个重要课题。
换热器设计介绍
换热器:也称热交换器，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。
换热器：安加热方式分，由电热热交换器，导热油热交换器，火焰式热交换器，气体热热交换器，太阳能热交换器等等。
换热器：安结构分，螺旋板式换热器波纹管换热器列管换热器板式换热器螺旋板换热器 管壳式换热器容积式换热器浮头式换热器管式换热器热管换热器汽水换热器换热机组石墨换热器空气换热器等等。
列如管壳式换热器：又称列管式换热器。
是以封闭在壳体中管束的壁面作为传热面的间壁式换热器。
结构由壳体、传热管束、管板、折流板（挡板）和管箱等部件组成。
壳体多为圆筒形，内部装有管束，管束两端固定在管板上。
进行换热的冷热两种流体，一种在管内流动，称为管程流体；另一种在管外流动，称为壳程流体。
为提高管外流体的传热分系数，通常在壳体内安装若干挡板。
挡板可提高壳程流体速度，迫使流体按规定路程多次横向通过管束，增强流体湍流程度。
换热管在管板上可按等边三角形或正方形排列。
用比母材熔点低的金属材料作为钎料，用液态钎料润湿母材和填充工件接口间隙并使其与母材相互扩散的焊接方法。
钎焊变形小，接头光滑美观，适合于焊接精密、复杂和由不同材料组成的构件，如蜂窝结构板、透平叶片、硬质合金刀具和印刷电路板等。
钎焊前对工件必须进行细致加工和严格清洗，除去油污和过厚的氧化膜，保证接口装配间隙。
间隙一般要求在0.01～0.1毫米之间。
种类根据焊接温度的不同，钎焊可以分为两大类。
焊接加热温度低于450℃称为软钎焊，高于450℃称为硬钎焊。
软钎焊多用于电子和食品工业中导电、气密和水密器件的焊接。
以锡铅合金作为钎料的锡焊最为常用。
软钎料一般需要用钎剂,以清除氧化膜,改善钎料的润湿性能。
钎剂种类很多，电子工业中多用松香酒精溶液软钎焊。
这种钎剂焊后的残渣对工件无腐蚀作用，称为无腐蚀性钎剂。
焊接铜、铁等材料时用的钎剂，由氯化锌、氯化铵和凡士林等组成。
焊铝时需要用氟化物和氟硼酸盐作为钎剂，还有用盐酸加氯化锌等作为钎剂的。
换热器
的面积和传热有效度。 解：首先分别画出顺流、逆流布置的温度分布图
W1=Wmax，W2=Wmin Rc=Wmin/Wmax=4680/9360=0.5
( ) ε = t' − t" max = t2" − t2' = 32 − 4 = 0.295
t1' − t2'
t1' − t2' 99 − 4
ε = 1 − exp[−NTU (1− Rc )] ⇒ NTU = 0.38
其中：Rc=Wmin/Wmax
相变时，Wmax → ∞; Rc → 0
逆流
ε = 1− exp[−NTU (1− Rc )] 1 − Rc exp[−NTU (1− Rc )]
例题：2.2 温度为 99 °C 的热水进入一个逆流热交换器，将 4 °C 的冷水加热到 32 °C。热水
的流量为 9360kg/h，冷水流量为 4680kg/h，平均传热系数为 830W/(m2 •°C )，试计算热交换器
或更换。 缺点：不易清洗壳程，壳体和管束中可能产生较大的热应力。 U 形管式换热器 构造：由 U 字形弯管组成管束，管子两端固定在同一管板上，弯曲端不加固定。 优点：结构简单，价格便宜，承受能力强，不会产生热应力。 缺点：布板少，管板利用率低，管子坏时不易更换。 适用场合：管内流体清洁、不易结垢，高温、高压、耐腐蚀性。 浮头式换热器 构造：管板一端与壳体以法兰实行固定连接，另一端可相对于壳体滑动。 优点：管内和管间清洗方便，不会产生热应力。 缺点：结构复杂，设备笨重，造价高，浮头端小盖在操作中无法检查。 适用场合：壳体和管束之间壁温相差较大，或介质易结垢的场合。 填料函式换热器 优点：结构简单，加工制造方便，造价低，管内和管间清洗方便。 缺点：填料处易泄漏。 适用场合：4MPa 以下，且不适用于易挥发、易燃、易爆、有毒及贵重介质，使用温度受填料
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化工原理课程设计 1 目 录 第一章 引言 ........................................... 3 第二章 设计方案及工艺流程说明 .......................... 5 第三章 非标准换热器的设计 ............................ 6 3.1计算换热器面积 ................................... 6 3．1．1流动途径 .................................. 6 3. 1. 2 物性参数的确定 .......................... 6 3．1．3 热负荷的计算 .............................. 7 3．1．4换热器型式的确定 .......................... 7 3．1．5平均温度差的确定 .......................... 7 3．1．6初选换热器的规格 .......................... 8 3. 2换热器工艺结构尺寸 .............................. 9 3．2．1管径和管内流速的确定 ...................... 9 3. 2. 2列管排列方式和壳体内径的确定 .............. 9 3. 2. 3折流板间距和折流板数的确定 ................ 9 3. 3 换热器的核算 .................................... 9 3. 3. 1管程对流传热系数的计算 .................... 9 3. 3. 2壳程对流传热系数 ......................... 10 3. 4 压强降的计算 ................................... 11 3. 4. 1计算管程压强降 ........................... 11 3. 4. 2 计算壳程压强降 ........................... 12 3. 5 设计结果一览表 ................................. 12 化工原理课程设计 2 结束语 ................................................ 16 主要符号说明 .......................................... 17 参考文献 .............................................. 19 化工原理课程设计
3 第一章 引言
换热器是化学、石油化学及石油炼制工业中以及其他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、冷却器使用,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。通常在化工的建设中换热器投资比例为11%，在炼油厂中高达40%。随着化学工厂的迅速发展及能源价格的提高，换热器的投资比例将进一步加大。因此，对换热器的研究一直十分活跃，一些新型高效换热器相继问世。 换热器在工、农业的各领域应用十分广泛，在日常生活中传热设备也随处可见，是不可缺少的工业设备之一。因此，换热器设备的研究备受世界各国政府及研究机构的高度重视。在全世界第一次能源危机爆发以来，各国都在下大力寻找新的能源及在节约能源上研究新途径。在研究投入大、人力资源配备足的情况下，一批具有代表性的高效换热器和强化传热元件诞生。随着研究的深入，工业应用取得了令人瞩目的成果，得到了大量的回报，如板翅式换热器、大型板壳式换热器和强化沸腾的表面多孔管、T型翅片管、强化冷凝的螺纹管、锯齿管等都到了国际传热界专家的首肯，社会效益非常显著，大大缓解了能源的紧张状况。 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、食品等行为普遍应用的一种工艺设备。在炼油、化工装置中换热器占设备数量的40%左右，占总投资的30%-45%。近年来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来了显著的经济效益。目前，在换热设备中使用量最大的是管壳式换热器。管壳式换热器按用途分为无相变传热的换热器和有相变传热的冷凝器和重沸器。 由于工厂生产中所用换热器的目的和要求各不相同，换热器设备的类型也多种多样。换热器设备的传热方式划分主要有直接接触式、蓄热式和间壁式三类。虽然直接接触式和蓄热式设备具有结构简单、制造容易等特点，但由于在换热过程中，有高温流体和低温流体相互混合或部分混合，使其在应用上受到限制。因此工业上所用换热设备以间壁式换热器居多。间壁式换热器的类型也多种多样，从其结构上大致可分为管式换热器和板式换热器。管式换热器主要包括蛇管、套化工原理课程设计 4 管和列管式换热器；板式换热器主要包括型板式、螺旋板式和半壳式换热器。不同类型的换热器各有自己的优缺点和适用条件。一般来说，板式换热器单位体积的传热面积较大，设备紧凑，材料低，传热系数大，热损失小。但承压能力较低,工作介质的处理较小，且制造加工较复杂，成本较高。而管式换热器虽然在传热性能和设备紧凑上不及板式换热器，但它结构较简单，加工制造比较容易，结构坚固、性能可靠，适应面广泛等突出优点。因此被广泛应用于化工生产中。特别是列管式换热器在现阶段的化工生产应用最为广泛，而且设计资料和数据较为完善，技术上比成熟。 列管式换热器在化工生产中主要作为加热（冷却）器、蒸发器或再沸器及冷凝器使用。在这些不同的传热过程中，有些为元相变化传热，有些为有相变化传热，它们具有不同的传热机理，遵循不同的流体力学和传热规律。因此在设计方法上存在一些差别。本设计仅对作为加热（冷却）器使用的列管式换热器的工艺设计进行介绍，使读者对这类换热器的工艺设计方法有所认识。 近年来，国内在节能、增效等方面改进换热器性能，在提高传热效率，减少传热面积，降低压降，提高装置热强度等方面的研究取得了显著成绩。流程优化软件技术的发展带来了换热器应用的增多。20世纪80年代常减压装置的换热器用量在70台左右，90年代换热器用量达90—100台，90年代末至今已超过140台。 化工原理课程设计
5 第二章 设计方案及工艺流程说明
2．1. 设计方案 对于换热器的管程和壳程的温度差大于50℃。采用浮头式换热器。温度差小于50℃采用固定管板式换热器。本设计由于采用柴油加热，温差为（170+131）/2-（110+70）/2=60.5>50℃固采用浮头式换热器。
2．2．工艺流程图
原油
柴油
原油 图2-1换热器流程图 化工原理课程设计
6 第三章 非标准换热器的设计 3.1计算换热器面积 3．1．1流动途径
① 不洁净或易结垢的液体宜走管程，因管内清洁方便。 ② 腐蚀性流体宜走管程，以免管束和壳体同时受到腐蚀。 ③ 有毒易污染的流体宜走管程，使泄露的机会减少。 ④ 压力高的流体宜走管程，以免壳体承受压力。 ⑤ 饱和蒸汽宜走壳程，因饱和蒸汽比较洁净，对流传热系数与流速无关，而且冷凝液容易排出。 ⑥ 流量小而粘度大（1.510-3~ 2.510-3Pa·s）的流体一般以壳程为宜，因在壳程Re 100即可达到湍流，以提高传热系数。 ⑦ 若两流体温差较大，对于刚性结构的换热器，宜将对流传热系数大的流体通入壳程，以减小热应力。 ⑧ 需要被冷却物料一般走壳程，便于散热。 由于原油粘度大，为了减小损失和充分利用柴油的热量，采用柴油走管程，导热油走壳程。
3. 1. 2 物性参数的确定
柴油 进口温度th1：180℃ 出口温度th2：130℃ 定性温度tm柴=℃tthh1552130180221 化工原理课程设计 7 冷却介质：导热油 进口温度tc1：60℃ 出口温度tc2：110℃ tm导=℃ 85211060221
cctt
表3-1 密度 3()kgm 粘度 ()mPas 比热 11()pCkjkgK 导热系数 ()Wmk
原油 柴油 815 715 6.65 0.64 2.2 2.48 0.128 0.133
3．1．3 热负荷的计算 7,25109.64572003600mhqkgs Qh = ,mhqCp.h(th1-th2)= 9.645×2.48×103×(180-130)=1.195×106 J/s(3-1) 631.1951010.862.21050cWkgs
10.87×7200×3600=28.17万吨/年 3．1．4换热器型式的确定
tm柴－tm导=155－85=70℃>50℃ ∴ 选用浮头式换热器 3．1．5平均温度差的确定
先按逆流 180130 2112tt℃tttm7027070221逆 (3-2) 化工原理课程设计 8 11060 R=1221180130111060hhcctttt (3-3) 70 70 P=211111060500.41718060120cchctttt (3-4) 按单壳程、偶数管程考虑查图知： 8.092.0t 故采用单壳程 Cttom4.6492.070逆 3．1．6初选换热器的规格
参考表选总传热系数K估=197W/()2Km A估=621.1951094.219764.4mQmKt估 （3-5） 管长取6米，取管心距1.251.250.01923.75tdm
（3-6）
94.23583.143.140.019(4.50.1)tANdl估根
（3-7）
22
7.478'0.176/7150.7850.0153584siiVumsdn
（3-8）
1.055.9'0.176unu
（3-9）
故选择多管程，即选用6管程，由358根传热管，单管层41根。
227.478'0.992/3587150.7850.01546siiVumsdn
为保证流速，选取6管程，取实际管数358根。