在不同温度的流体将传递的热能设备就称为热交换器,简称为换热器。在换热器中之上存在两种不同温度的流体,一个流体温度过高,产生热量,;另一个流体温度过低,吸收热量。
随着我国工业的不断进步,实际能源利用、开发和节约工作的要求也在不断提升,因此对于换热器也提出了更高的要求。本文主要是对换热器设计要点进行分析。
1、设计方案
1.1明确换热器的类型
两种流体温度的变化情况:热流体进口温度为110℃,出口的温度为50℃;冷流体进口温度为25℃,出口温度为35℃,这一换热器需要应用循环冷却水冷却,冬季操作的过程中这一进口温度会不断降低,受到这一因素的影响,预计这一换热器的管壁温度和壳体之间的差距会越来越大,由此在初级阶段明确选用列管式换热器。
1.2管程安排
从两种物流的操作压力分析,需要应用甘油走管程,循环冷却水走壳程。但是因为循环冷却水过于容易结垢,如果其流动的速度过低,那么会提升污垢提升的速度,促使换热器的热流量下溅,因此需要从整体分析,要让循环水走管程,甘油走壳程。
2、设计参数
30%甘油的定性温度为:
黏度为:
在计算传热面积需要先明确K数值,结合资料获取甘油与水之间传递K值为290~710,先取其为500进行计算。依据下述公式可得,传热面积为130.1m2。
3、工艺结构尺寸
其主要分为以下几点:第一,管径和管内流速。其选择圆直径为25×2.5较为优质的冷拔传热管,也就是20mm,取管内流动速度为2.0m/s。第二,管程数和传热管数。可以依据传热管内径和流动速度明确单程传热管数,依据单程管计算,可以明确需要的传热管长度。依据单程管设计,传热管过多,可以应用多管程结果。第三,传热管排列和分程方案。依据组合排列方案,也就是每程内依据正三角形进行划分,隔板两边都依据正方形进行划分。第四,壳体内径。其主要是依据多管程结构,结合管板应用率明确壳体内径。第五,折流板。
其主要是依据弓形直流板,去弓形直流板圆缺高度为壳体内径的25%,以此明确切去的圆缺高度。
4、附属设备的选择
4.1管道与壳体连接
管子在管板上固定依据是一定要确保管子和管板连接坚固,不能在连接的位置出现问题。因为操作所压力是常压,因此选择应用胀接法。
4.2管板和壳体连接
管板与壳体连接的形式主要分为两方面,一种是可拆式,另一种是不可拆式。浮头式的换热器是依据管板自身不直接与壳体电焊连接,而是依据壳体上法兰和管箱法兰加持固定。壳体的设计压力为101.3kPa低于1MPa,并且壳体介质是不容易燃烧和爆炸的,更不容易挥发且有毒的。因此依据壳体壁厚为10mm。
4.3换热器的封头
选择椭圆形封头DN=600mm选择甲型平焊法兰PN=0.6MPa,D=715mm、D1=680mm、D2=650mm、D3=640mm、D4=637mm,壁厚等于32mm,d=18mm。
4.4拉杆的数量与直径的选择
换热器的外径为25mm,因此拉杆直径为16mm,因为直
径等于600mm和16mm,结合表格可知拉杆数量为4个。
4.5导流筒
在壳程流体进出口的管板中一定存在一段流体无法达到的死角,以此一般在管束外提升导流筒,促使流体出入壳程过程中一定会经过这一区域,提升传递热量的效果。因为,压力过低一般都会应用引导流筒。
4.6接管的选择
壳程流筒进入到接管处,获取管内液体流动速度为2.4m/s,那么接管内径为
取接管的直径为70mm。
管程流体进入到接管处,获取管内液体流动速度为2.0m/s,那么接管内径为
取接管的直径为200mm。
5、结束语
总而言之,换热器是工业换热设备中重要的工作内容,换热器设计的优劣将直接影响其未来长时间的安全性和发展性。
在实际发展中,结合以往操作过程中存在的问题和需求进行有效的分析,并且依据现阶段市场环境和设备特点,提出有效的设计形式,以此满足目前工业换热设备需求,达到工作内容的规定。
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