煤焦油加氢精制换热器的设计

第一章设计条件11已知条件111设计条件（1）管程热流体为煤焦油加氢精制流出物，主要为柴油，以下称混流体，工作压力15MPA，入口温度100，要求降低到45，流量为50000KG/H。（2）壳程冷流体为水，入口温度为24，出口温度50，操作压力为03MPA。12确定设计方案121换热器的类型由于两流体温度差小于50摄氏度，可选用固定管板式换热器。13确定物性数据混流体的定性温度725，冷却水的定性温度37，可得两种流体的物性数据为表格11冷、热流体的物性数据14估算传热面积141热流量/6102336/4510345021SKJTCWQPH142平均传热温差344420451LNLN21TTM143计算传热面积假设，则/302KW）（）（）（估M19430/61T/Q2MA流体比热容/KJ/KG1K1密度/KGM3黏度/MPAS热导率WM1K1流出物1340880070669水417899307180622144冷却水用量/304261784HKGTCQWPT冷却水的温差。第二章结构设计21工艺结构尺寸211换热管管径和管内流速表21常用换热器的规格和尺寸偏差一级换热器二级换热器材料钢管标准外径厚度外径偏差壁厚偏差外径偏差壁厚偏差101501502014219225202004032238254525030045不锈钢GB22705735081210115由表选用25MM2MM较高级冷拔传热管，由于流出物主要为柴油和少量沥青，粘度较低，故取管内流速。SMUI/30212管程数和传热管数由式，SIUNVD24其中V为管内流体的体积流量；为管内径；为管内流体流速IDU得152360021785/02IS按单管程计算，所需的传热管长度为991/（3140025152）831（M）（估SNAL0D143长度合适，可以按照单管程计算。213换热管排列表22常用换热管中心距MM换热管外径1214192532384557换热管中心距1619253240485772采用正三角形排列法，有表可知管心距为32MM。214壳体内径。0321DBTDT为管心距；为换热管外径。正三角形排列。SN4725313210MDTS表23压力容器的公称直径3003504004505005506006507007508009001000110012001300140015001600170018001900200021002200230024002500260028003000320034003600380040004200440045004600由表，可取D500MM。215折流板折流板的最小间距应不小于壳体内直径的1/5，且不小于50MM；最大间距应不大于壳体内直径。板间距太小不利于制造和维修，流动阻力也大。采用弓形折流板，取弓形折流板圆缺高度为壳体内径的20，则切去的圆缺高度为100MM；取折流板间距B150MM。510381折流板间距换热管长折流板数216接管直径计算表24无缝钢管的公称直径系列DN1520253240506580100外径1825323845577389108DN125150200250300350400450500外径133159219273325377426480530取壳程流体进出口接管SMU/1510391436043MVDS按表圆整后取接管公称直径为125MM。取，则U/92（MM）5149081436051432D按表圆整后取接管公称直径为150MM第三章换热器核算31热流量核算311管内表面传热系数雷诺数为RE7920IUDRE普朗特数PR1402,06100混流体被冷却，流体冷却，N取03，管程流通面积053120785422MDASII）（/S36IHIWU故管程传热系数为/53107690713407821692230KMWAI312壳程表面传热系数假设符合管件流动条件，则1403/1PRRE36050WNU壳程当量直径和流速ED0U021860254324234202MDTDE雷诺数为IURE得14162，20001000000，假设成立。00E壳程流通截面积01643251501200MTDBDA壳程流体流速和雷诺数分别为/501643690SWUCO黏度校正145W则壳程传热系数/6939506207184071893520219363501403500KMWCUDAWPOE313污垢热阻和管壁热阻管外侧污垢热阻WKMRD/10598240管内侧污垢热阻DI/724532/1CTTMSM式中热流体的平均温度；冷流体的平均温度。MT管材料选用不锈钢304，根据表，表31常用金属的热导率1KMW温度/金属材料0100200300400不锈钢1628174517451849利用内插法得到。/9016KMW0290215LNLN0DIIM已知管壁厚度为MB314总传热系数K693108529016250179253107000ARDDAKMIOI得/9KW315传热面积校核498301622MTQAM实际传热面积，为标准管长，去，L6L72150240MNDS换热器的面积裕度为8619871A传热面积裕度合适，该换热器能够完成生产任务。32换热器内压降的核算321管程阻力41,21TPSPSTIFNNFPP由RE7920，不锈钢传热管绝对粗糙度,参考图双对数坐标图，10RE传热管相对粗糙度，得。047621/D4流速，。SMUI/303/80MKG2612621PADLPII830822PAUIPI50416管程流体阻力在允许范围之内322壳程阻力按下式计算STNFPP210，流体流经管束的阻力5,1TSFN20UNFBC14162RE其中，F05，560145280F1452150NC，5BN/SMU则28751093514601PAP流体流过折流板缺口的阻力232UDBN其中B015M，D05M则2075919350152PAP总阻力KPA467870在允许范围之内，壳程流动阻力也适宜。2、主要结构尺寸和计算结果参数管程壳程流率/（KG/H5000030040进（出）口温度/100/4524/50压力/MPA0469定性温度/72537密度/KG/M3880993定压比热容/KJ/KG/13404178黏度/MPAS070718热导率/W/M062400279物性普朗特数4831773形式固定管板式壳程数1壳体内径/MM500台数1管径/MM252管心距/MM32管长/MM8310管子排列正三角形管数目/根152折流板数/