换热器配管设计

2/3/20231中国石化集团工程有限公司配管专业基础知识培训之一

管道工程基础管道工程基础换热器配管设计2/3/202312/3/20232中国石化集团宁波工程有限公司设计中心管道室配管专业基础知识培训之一管道工程基础目录1. 概述

2. 换热器的布置简述3. 换热器配管设计4. 再沸器配管设计2/3/202322/3/20233中国石化集团宁波工程有限公司设计中心管道室配管专业基础知识培训之一管道工程基础概述2/3/202332/3/20234中国石化集团宁波工程有限公司设计中心管道室配管专业基础知识培训之一管道工程基础1.1. 换热器的分类按用途分：加热器；预热器；过热器；蒸发器；再沸器；冷却器；冷凝器（包括全凝器和分凝器）；深冷器；冷却冷凝器（含有不凝性气体的冷凝器）等。2/3/202342/3/20235中国石化集团宁波工程有限公司设计中心管道室配管专业基础知识培训之一管道工程基础1.1. 换热器的分类按结构形式分：列管式（管壳式）换热器；套管式换热器；螺旋板换热器；伞板换热器；板式换热器；板翅式换热器（俗称冰箱）；蛇管式换热器；夹套式换热器；淋洒式换热器；空气冷却器等。2/3/202352/3/20236中国石化集团宁波工程有限公司设计中心管道室配管专业基础知识培训之一管道工程基础1.2. 换热器管道布置要求

换热器的管道布置应满足P&ID的要求，并应考虑管系的柔性及经济性。大直径和合金钢管在管道布置时，应优先考虑使其配管路线最短，弯头最少。2/3/202362/3/20237中国石化集团宁波工程有限公司设计中心管道室配管专业基础知识培训之一管道工程基础1.3. 换热器管壳程物流应遵守的原则1.3.1 一般情况下被加热的流体宜下进上出；被冷却的流体宜上进下出。冷流体和热流体宜选用逆流布置。

1.3.2用蒸汽加热时，无论对于卧式还是立式换热器，蒸汽均应从上部管口进入，冷凝水从下部管口排出。

1.3.3用水冷却时，无论对于卧式还是立式换热器，冷却水均从下部管口进入，从上部管口排出。这样，一旦供水发生故障，换热器内仍能保持充液，不至于排空，损坏设备。冷却水宜走管程，以便于清洗污垢。1.3.4高温物流宜走管程，低温物流宜走壳程。

2/3/202372/3/20238中国石化集团宁波工程有限公司设计中心管道室配管专业基础知识培训之一管道工程基础1.3. 换热器管壳程物流应遵守的原则1.3.5 干净的物流宜走壳程。而易产生堵、结垢的物流宜走管程。有腐蚀性的物流宜走管程，而无腐蚀性的物流宜走壳程。1.3.6压力较高的物流宜走管程，压力较低的物流宜走壳程，这样可降低对外壳的材质及强度的要求。流速较低的物流宜走壳程，而流速较高的物流宜走管程。给热系数较大的物流宜走管程，而给热系数较低的物流宜走壳程。

2/3/202382/3/20239中国石化集团宁波工程有限公司设计中心管道室配管专业基础知识培训之一管道工程基础2. 换热器的布置简述2/3/202392/3/202310中国石化集团宁波工程有限公司设计中心管道室配管专业基础知识培训之一管道工程基础2.1. 典型管壳式换热器结构

2/3/2023102/3/202311中国石化集团宁波工程有限公司设计中心管道室配管专业基础知识培训之一管道工程基础2.2. 换热器布置的一般要求

2/3/2023112/3/202312中国石化集团宁波工程有限公司设计中心管道室配管专业基础知识培训之一管道工程基础2.3.换热器布置要考虑检修场地，并考虑检修吊装的设施

管壳式换热器不论是否成排集中布置，其管道布置的要点是不妨碍在管箱端抽出管束的空间，也不妨碍管箱和壳程头盖法兰的侧面拆卸空间。2/3/2023122/3/202313中国石化集团宁波工程有限公司设计中心管道室配管专业基础知识培训之一管道工程基础2.4.换热器布置间距

2/3/2023132/3/202314中国石化集团宁波工程有限公司设计中心管道室配管专业基础知识培训之一管道工程基础换热器平面布置图2/3/2023142/3/202315中国石化集团宁波工程有限公司设计中心管道室配管专业基础知识培训之一管道工程基础换热器立面布置图2/3/2023152/3/202316中国石化集团宁波工程有限公司设计中心管道室配管专业基础知识培训之一管道工程基础2.4.换热器应尽可能布置在地面上，为考虑美观，应使管箱进出口管嘴取齐，或以基础取齐，或以设备端部取齐。2/3/2023162/3/202317中国石化集团宁波工程有限公司设计中心管道室配管专业基础知识培训之一管道工程基础2.5.换热器的安装高度应保证底部接管最低标高（或排液阀下部）与地面或平台面的净空不小于150mm~250mm。为了外一致，成组布置的换热器的混凝土支座高度最好相同。2/3/2023172/3/202318中国石化集团宁波工程有限公司设计中心管道室配管专业基础知识培训之一管道工程基础2.6.两台或以上换热器叠放的设计串联的换热器可两台重叠放置，必要时可放三台。有时受占地的影响，虽然处理不同的介质也可两台重叠。地面上布置换热器一般不能超过三台重叠高度。应考虑最上一台换热器中心线高度不宜超过4.5米。2/3/2023182/3/202319中国石化集团宁波工程有限公司设计中心管道室配管专业基础知识培训之一管道工程基础3.换热器配管设计2/3/2023192/3/202320中国石化集团宁波工程有限公司设计中心管道室配管专业基础知识培训之一管道工程基础3.1

换热器的管道布置应方便操作和维修换热器的管道布置应方便操作和维修，并且不应妨碍操作和检修通通行。带有阀门和调节阀组的管道应靠近换热器的操作通道布置。在换热器的抽芯检修区域内不得布置管道。

2/3/2023202/3/202321中国石化集团宁波工程有限公司设计中心管道室配管专业基础知识培训之一管道工程基础3.2

换热器的管道布置示意（一）

2/3/2023212/3/202322中国石化集团宁波工程有限公司设计中心管道室配管专业基础知识培训之一管道工程基础3.3

换热器的管道布置示意（二）

疏水阀组蒸汽调节阀组2/3/2023222/3/202323中国石化集团宁波工程有限公司设计中心管道室配管专业基础知识培训之一管道工程基础3.4

换热器的管道布置示意（三）

2/3/2023232/3/202324中国石化集团宁波工程有限公司设计中心管道室配管专业基础知识培训之一管道工程基础3.5

换热器的管道立面布置示意（一）

安装阀门所需净空法兰与基础之间的间隙2/3/2023242/3/202325中国石化集团宁波工程有限公司设计中心管道室配管专业基础知识培训之一管道工程基础3.6换热器的管道立面布置示意（二）

调节阀2/3/2023252/3/202326中国石化集团宁波工程有限公司设计中心管道室配管专业基础知识培训之一管道工程基础3.7管道布置不应影响管箱或封头端的拆卸。

为方便管箱端的拆卸，在管箱上方或下方的管道，应设一段带法兰的可拆卸短管，其余不拆卸部分管子应设永久性支架。

2/3/2023262/3/202327中国石化集团宁波工程有限公司设计中心管道室配管专业基础知识培训之一管道工程基础3.8换热器周围管道上的压力表、温度计等自控元件的设置

换热器周围管道上的压力表、温度计、视镜、阀门、液面计和液面调节器等应布置在靠近通道，并从操作通道上容易操作和观察的部位。管道、仪表（包括调节阀的膜头）、阀门距换热器的设备法兰、筒体（包括底座或保温层）之间应留有足够的间隙，其最小净距为150mm。

孔板流量计应安装在距操作面不低于2200mm的水平管道上，用临时爬梯可以接近的地方。

2/3/2023272/3/202328中国石化集团宁波工程有限公司设计中心管道室配管专业基础知识培训之一管道工程基础3.9在换热器封头端或管箱端有拆卸吊柱时，配管应避开吊柱活动范围2/3/2023282/3/202329中国石化集团宁波工程有限公司设计中心管道室配管专业基础知识培训之一管道工程基础3.10换热器壳体需要吊出检修时，管道不应布置在轴线的正上方

2/3/2023292/3/202330中国石化集团宁波工程有限公司设计中心管道室配管专业基础知识培训之一管道工程基础2/3/2023302/3/202331中国石化集团宁波工程有限公司设计中心管道室配管专业基础知识培训之一管道工程基础3.11高温管道的配管

高温管道的配管形状应有足够热补偿能力，设置牢固的固定支架和必要的导向支架，不得使反作用力集中在换热器的管口上，此类管道必须进行柔性分析和计算来确定配管方案。

2/3/2023312/3/202332中国石化集团宁波工程有限公司设计中心管道室配管专业基础知识培训之一管道工程基础3.12换热器的管道布置应设置合理的支架

换热器的管道布置应设置合理的支架，不应使管道、阀门和管件的重量都加在设备管口上。设备管口受力不得超过允许值。

2/3/2023322/3/202333中国石化集团宁波工程有限公司设计中心管道室配管专业基础知识培训之一管道工程基础3.13两台或两台以上并联操作的换热器的配管

两台以上并联操作的换热器，管道应对称布置，管道阻力应相等。特别是冷凝器的配管，必须对称布置，以便每台冷凝器的负荷相等，达到良好的传热效果。

2/3/2023332/3/202334中国石化集团宁波工程有限公司设计中心管道室配管专业基础知识培训之一管道工程基础3.14几台换热器并联操作时配管示意

2/3/2023342/3/202335中国石化集团宁波工程有限公司设计中心管道室配管专业基础知识培训之一管道工程基础3.15气液两相流的管道布置

对气液两相流的管道布置应使管道长度尽量短，管道形状不得形成积存液体。管道支架应充分考虑防止振动。2/3/2023352/3/202336中国石化集团宁波工程有限公司设计中心管道室配管专业基础知识培训之一管道工程基础3.16与地下总管相接的冷却水管道设置小直径换热器的冷却水管DN≤150时，宜采取直接与地下总水管直接连接。对DN200以上的冷却水管不应和总管直接连接。应配两个90°弯头，并在弯头中间的水平段安装阀门。当换热器是集中布置时，事先应考虑地下总水管的位置。2/3/2023362/3/202337中国石化集团宁波工程有限公司设计中心管道室配管专业基础知识培训之一管道工程基础3.17与地下总管相接的冷却水管道设置示意图

2/3/2023372/3/202338中国石化集团宁波工程有限公司设计中心管道室配管专业基础知识培训之一管道工程基础3.18换热器的管口及其方位换热器的管口及其方位应根据管道布置来确定，为了降低换热器的安装高度或接管方便，可采用弯管或切线管口，但不管哪种管口形式都应便于流体的流动。壳程管口方位设置要考虑换热器内折流板的方向。2/3/2023382/3/202339中国石化集团宁波工程有限公司设计中心管道室配管专业基础知识培训之一管道工程基础3.19换热器防超压安全阀当换热器进、出口阀门偶然关闭时，能产生内压升高的情况下，为保护换热器管束不被损坏，应在进出口阀门之间安装一个小安全阀。安全阀出口应用管道引到地面或操作面附近。一般在冷却水出口阀前安装安全阀用管道引到附近的地漏或地沟处，防止喷溅。2/3/2023392/3/202340中国石化集团宁波工程有限公司设计中心管道室配管专业基础知识培训之一管道工程基础3.20小安全阀配管示意图2/3/2023402/3/202341中国石化集团宁波工程有限公司设计中心管道室配管专业基础知识培训之一管道工程基础3.21套管式换热器的配管2/3/2023412/3/202342中国石化集团宁波工程有限公司设计中心管道室配管专业基础知识培训之一管道工程基础3.22套管式换热器的检修空间示意图2/3/2023422/3/202343中国石化集团宁波工程有限公司设计中心管道室配管专业基础知识培训之一管道工程基础3.23套管换热器配管示意2/3/2023432/3/202344中国石化集团宁波工程有限公司设计中心管道室配管专业基础知识培训之一管道工程基础3.24套管换热器疏水阀组及调节阀组配管示意2/3/2023442/3/202345中国石化集团宁波工程有限公司设计中心管道室配管专业基础知识培训之一管道工程基础3.25套管换热器立面配管示意2/3/2023452/3/202346中国石化集团宁波工程有限公司设计中心管道室配管专业基础知识培训之一管道工程基础4

再沸器的配管

2/3/2023462/3/202347中国石化集团宁波工程有限公司设计中心管道室配管专业基础知识培训之一管道工程基础4.1

再沸器的作用2/3/2023472/3/202348中国石化集团宁波工程有限公司设计中心管道室配管专业基础知识培训之一管道工程基础4.2

再沸器的类型再沸器分立式、卧式和釜式再沸器2/3/2023482/3/202349中国石化集团宁波工程有限公司设计中心管道室配管专业基础知识培训之一管道工程基础4.3

再沸器进出口管道的特点

再沸器进出口管道的特点是温度较高、流速高、管径大。配管时即要减少阻力降又要处理好热应力问题，在热应力允许的范围内管道的几何形状尽量简单。2/3/2023492/3/202350中国石化集团宁波工程有限公司设计中心管道室配管专业基础知识培训之一管道工程基础4.4立式再沸器的配管4.4.1立式再沸器可支撑在塔体上，也可单独设支撑结构。工艺介质一般走管程，加热介质（蒸汽或热水）走壳程。4.4.2支撑在塔体上的立式再沸器工艺介质出口管一般与塔管口对接，中间不加直管段。当仪表不得不安装在管口上时，其管口方位在设计前期就应确定。

4.4.3当再沸器支撑在独立构架上时，再沸器出口管口与返塔管口之间应加一段直管段。再沸器要用弹簧支座，并经应力分析后确定弹簧支座形式。4.4.4再沸器入口管口与塔出口管口之间的管道应有足够的柔性，在热