盤(pán)部室培訓(xùn)換熱器

換熱器設(shè)計(jì)要點(diǎn)及應(yīng)用軟件

(HTFS，HTRI)簡(jiǎn)介工藝部2007年培訓(xùn)

二OO七年八月內(nèi)容提要

HTFS簡(jiǎn)介HTRI簡(jiǎn)介換熱器的分類及結(jié)構(gòu)特點(diǎn)換熱器的類型選擇管殼式換熱器的設(shè)計(jì)要點(diǎn)

HTFS簡(jiǎn)介英國(guó)HTFS(HeatTransferandFluidFlowService)用于各種傳熱設(shè)備性能設(shè)計(jì)的應(yīng)用軟件涉及的技術(shù)領(lǐng)域擁有的程序和技術(shù)資料我公司目前使用狀況技術(shù)領(lǐng)域ShellandtubeheatexchangersAircooledheatexchangersFiredprocessheatersandfurnacesCompactheatexchangersPowerplantexchangersHeatrecoveryunitsRefrigerationandairconditioningPipeworksystemsHTFS擁有的程序和技術(shù)資料ShellandTubeHeatExchangersTASCOPTUKETLREBLTREB4PIPO1AircooledHeatExchangersACOLDACE1CompactHeatExchangerAPLEPFINMUSE2MULE2MUSCFiredheatersandFurnacesFIHRPCOC1ZONE3ZORT1PowerPlantFRAN1SPOC1PipelinesPIPE3HeatexchangerselectionHEAd技術(shù)資料設(shè)計(jì)手冊(cè)(HandbookSheets)共六卷設(shè)計(jì)報(bào)告(DesignReports)共59冊(cè)研究論文(Researchpapers)我公司目前使用狀況1985－1992期間的軟件及相應(yīng)的資料計(jì)算程序多為MS－DOS環(huán)境10個(gè)常用程序有微機(jī)版本HTFS自備有常用的40種組分的物性數(shù)據(jù)庫(kù)，并與PPDS數(shù)據(jù)庫(kù)相連

HTRI

簡(jiǎn)介美國(guó)HTRI(HeatTransferResearch,Inc.)應(yīng)用領(lǐng)域擁有的程序和技術(shù)資料我公司目前的使用情況HTRIFoundedin1962GloballeaderinprocessheattransferandheatexchangertechnologyOver500corporatemembersitesApplication-orientedresearchonindustrial-scaleequipmentProvidetechnicalsupportandconsultingCommunicationCommitteesHollandUnitedKingdomSingaporeUSAJapanKoreaChinaHTRI擁有的程序和技術(shù)資料HTRIXchangerSuite-Xace(空冷器設(shè)計(jì)、校核及模擬)-Xist(管殼式換熱器－單相、兩相流的設(shè)計(jì)、校核及模擬。包括釜式再沸器、熱虹吸再沸器，降膜蒸發(fā)器及回流冷凝器)-Xphe(板式換熱器設(shè)計(jì)、校核及模擬)-Xtlo(管板圖)-Xvib(嚴(yán)格分析在換熱器管束中由流動(dòng)引起的振動(dòng)問(wèn)題)FH(加熱爐的模擬計(jì)算)ST

Educational(培訓(xùn)）EHT(EnhancedHeatTransfer)HTRIe-libraryDesignManualReportBooksComputerProgramsSupportVolumeDataBooks我公司目前的使用情況1997.7.1起為HTRI協(xié)會(huì)的會(huì)員MSWindowsHTRI軟件的發(fā)展方向

HTRIdatabanksfollows:High-finnedtubesPlateheatexchangersShellsidecondensationShellsideflowboilingShellsidepoolboilingShellsidesingle-phaseTubesideboilingTubesidecondensation(horizontal\vertical\reflux)Tubesidesingle-phaseStud-finnedtubesPhysicalPropertiesPropertygridinputAutomaticfluidcode(morethan100fluid)AutomaticestimationforcommonhydrocarbongroupsComponentpropertiesattwotemp.Directinterfacetoauser-supplieddatabasesuchasDIPPRPublication

(calculationmethods/researchdata/literaturereviews

/document/supportmethods)DesignManualAir-cooledheatexchangerandextendedsurfaceBoilingCondensationFiredheatersFoulingNon–TubularheatexchangersShellsideflowandvibrationTubesideflowTwo-PhaseflowReferencereportsQ(technicalbulletin)DatabooksHTRI的發(fā)展Researchonindustrial-scaleequipmentattheState-oftheartfacilityDevelopmethodsandsoftwareforthethermaldesignandanalysisofheatexchangerandfiredheatersProvidetechnicalsupportandconsulting,andcontractservices.換熱器的分類及結(jié)構(gòu)特點(diǎn)換熱器的類型選擇熱負(fù)荷及流量大小流體的性質(zhì)溫度、壓力及允許壓降的范圍對(duì)清洗、維修的要求設(shè)備結(jié)構(gòu)、材料、尺寸及重量?jī)r(jià)格、使用安全性和壽命管殼式換熱器-應(yīng)用范圍廣，適應(yīng)性強(qiáng)-允許壓力：高真空－41.5MPa-溫度：-100oC－1100o

C容量大、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、造價(jià)低廉，清洗方便目標(biāo)：優(yōu)化設(shè)計(jì)及安全運(yùn)行特殊型式的換熱器-板式換熱器-空冷器-多管式換熱器-折流桿式換熱器-板翅式換熱器-螺旋板式換熱器-蛇管式換熱器-熱管式換熱器下表給出了使用范圍

板殼式換熱器（1）板殼式換熱器（3）板殼式換熱器（４）四通道立式可翻轉(zhuǎn)可拆式螺旋板換熱器臥式可拆式螺旋板換熱器板式換熱器（1）板式換熱器（2）averagegapof1.4-4.5mm.板式換熱器（3）板式換熱器（４）PlateGasket1stliquid2ndliquid特殊型式的換熱管１）表面上車出或鑄出各種形式等高、等深的脊或溝槽；-低翅管、高翅管、槽管、波節(jié)管。２）表面敷有特殊加工層。-高通量管、

鎳基涂層管。特殊材料的換熱器-石墨、聚四氟乙烯、玻璃。

管殼式換熱器（圖例）管殼式換熱器的類型和規(guī)格標(biāo)準(zhǔn)-美國(guó)的TEMA標(biāo)準(zhǔn)（管式換熱器廠商協(xié)會(huì)標(biāo)準(zhǔn)）-HEI標(biāo)準(zhǔn)（美國(guó)換熱器研究所標(biāo)準(zhǔn)）GB151規(guī)格根據(jù)公稱殼徑和管長(zhǎng)規(guī)定的公稱殼徑：最外層殼體的最大內(nèi)徑直管段的管長(zhǎng)：相隔最遠(yuǎn)的兩個(gè)管板之間的距離。如：AES，BEM，AEU等。管殼式結(jié)構(gòu)的基本類型固定管板式（L，M，N）U-形管式（U）浮頭式（P，S，T，W）套環(huán)式，內(nèi)浮頭式，外密封浮頭式和拔出浮頭式。管材、管壁厚度和管長(zhǎng)的選取管子：承受內(nèi)、外側(cè)的壓力；兩側(cè)的溫度；熱應(yīng)力和兩側(cè)流體的腐蝕性管子厚度：U形彎頭管長(zhǎng)：標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，設(shè)備布置等管殼式換熱器的設(shè)計(jì)要點(diǎn)（1）封頭選取的一般要求-兩側(cè)污垢系數(shù)-清洗方式-經(jīng)濟(jì)性各類換熱器管程數(shù)限制最大管程數(shù)工藝物流的安排工藝條件壓力、壓降、溫度剖面、流體流速。流體條件高粘度、再沸器高出口汽化率、寬沸點(diǎn)、

高對(duì)比壓力（Press./criticalpress.）、高表面張力、高污垢管殼式換熱器的設(shè)計(jì)要點(diǎn)（2）管殼式換熱器的設(shè)計(jì)要點(diǎn)（3）重要的幾何參數(shù)

-殼體型式

標(biāo)準(zhǔn)型式：E，J，X-溫度交叉時(shí)

-水平熱虹吸式再沸器：G，H-殼體布置通常為臥式，下列情況下最好選用立式布置：管殼式換熱器的設(shè)計(jì)要點(diǎn)（4）管側(cè)熱虹吸式再沸器管側(cè)降膜蒸發(fā)器管側(cè)冷凝器殼側(cè)蒸發(fā)器（feed-effluentexchangers)

管殼式換熱器的設(shè)計(jì)要點(diǎn)（5）折流板SegmentalDouble-segmentalSegmentalno-tubes-in-windowRod-typeHelicalDisk-anddoughnut冷凝器的設(shè)計(jì)要點(diǎn)-管側(cè)、殼側(cè)冷凝-工藝條件(單組分，多組分，含不凝氣，過(guò)冷氣，壓降等)-設(shè)備的放置(H，V)-流動(dòng)方向(向上流，向下流)-當(dāng)冷凝器的冷凝溫度高于環(huán)境溫度15－20C或更高時(shí)，考慮使用空冷器，選用原則：1)冷卻水供應(yīng)困難，水冷的運(yùn)行費(fèi)用過(guò)高；2)水冷引起結(jié)垢和腐蝕嚴(yán)重；3)水冷引起環(huán)境污染。

蒸發(fā)器(再沸器)的設(shè)計(jì)要點(diǎn)-設(shè)備型式：內(nèi)置式，釜式，臥、立式熱虹吸式，強(qiáng)制循環(huán)-沸騰模型不同：殼側(cè)、管側(cè)沸騰-工藝條件：操作壓力，設(shè)計(jì)溫度，污垢系數(shù)，混合液沸騰范圍換熱器的合理壓力降(詳見(jiàn)BCD)換熱器接管位置的選取-被加熱或被蒸發(fā)-被冷凝的流體-被冷卻的流體結(jié)構(gòu)參數(shù)的選取-換熱管(管型，管長(zhǎng)，管徑，壁厚，材料)-折流板(型式，位置，間距)-防旁流設(shè)施-緩沖擋板主要計(jì)算公式-冷、熱兩流體間熱量平衡-Qreq=(WCpΔT)hot=(WCpΔT)cold-傳熱率方程-Qact=(A)(ΔTm)(1/ΣR)ΣR=(1/hi)o+(1/ho)o+(Rf)o+(Rw)o-傳熱率的估算

Qact≥Qreq-對(duì)壓力降的限制條件-(ΔPi)act≤(ΔPi)allow-(ΔPo)act≤(ΔPo)allow例題

E204(T201塔底再沸器)E218(T201塔頂水冷器)最終計(jì)算結(jié)果的分析總體設(shè)計(jì)尺寸-通常L/D:5-10,立式熱虹吸：3－5熱阻的大小設(shè)計(jì)余量設(shè)計(jì)壓降的利用和分布-必須大部分分布在換熱率高的地方流速-cw:大于1.0m/s,小于3.0m/spv2:小于5950kg/ms