天然气换热器设计

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1、目录1换热器的概述11.1换热器的概述11.2换热器的基本要求11.2.1换热器管子排列11.2.2制造工艺21.2.3质量检验21.3换热器的分类[1]21.3.1浮头换热器简介31.4换热器的工作方式[10]31.4.1换热器的防腐蚀41.4.2换热器的材料[3]41.5换热器的安装[11]42热力计算62.1设计参数62.1.1计算热负荷及重油的出口温度62.1.2计算两流体（暂按单壳程，多管程进行计算逆流时）的平均温差62.2计算传热面积[2]62.3换热管规格72.3壳体尺寸及总管数[

2、5]72.4换热器校核[4]82.4.1核算压力降82.4.2总传热系数K的计算93结构计算和强度校核[14]123.1设计计算条件123.2浮头式换热器筒体计算123.2.1计算条件123.2.2厚度及重量计算123.2.3压力试验时应力校核[6]123.3前端管箱筒体计算:133.3.1计算条件133.3.2厚度及重量计算133.3.3压力试验时应力校核133.4前端管箱封头计算[7]143.4.1设计条件143.4.2厚度及重量计算143.4.3压力计算[8]153.4.4水压实验153.

3、5后端管箱筒体计算153.5.1设计条件[9]153.5.2厚度及重量计算153.5.3压力试验时应力校核163.6后端管箱封头计算163.6.1设计条件163.6.2厚度及重量计算1653青海大学化工机械系目录3.6.3压力计算173.6.4压力试验时应力校核173.7接管及其法兰计算173.7.1筒体进料及出料接管计算173.7.2管箱进料及出料接管计算183.7.3法兰厚度计算183.8筒体法兰计算213.8.1设计条件213.9后端筒体法兰计算253.9.1设计条件253.9.3应力计算

4、293.10前端管箱法兰计算303.10.1设计条件303.11后端管箱法兰计算343.11.1设计条件:343.11.3应力计算373.12钩圈设计[12]383.13浮头计算[13]383.13.1设计条件383.14浮头式换热器管板计算393.14浮头式换热器管板计算393.14.1延长部分兼做法兰的固定式管板计算393.15开孔补强[16]473.16支座选用[15]473.17折流板选用[20]483.18浮头换热器结构特点483.19换热器管子的排列493.20换热器管子与管板的连接

5、52结论54参考文献49致谢50英文文献50英文文献译文5653青海大学化工机械系换热器的概述1换热器的概述1.1换热器的概述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。在石油、化工、轻工、制药、能源等工业生产中，常常需要把低温流体加热或者把高温流体冷却，把液体汽化成蒸汽或者把蒸汽冷凝成液体。这些过程均和热量传递有着密切联系，因而均可以通过换热器来完成。由传热学理论可知道，热交换是一种复杂的过程，它是由系统内两部分的温度差异而引起的，热量总是自动地从温度较高的部分传给温度较低的部

6、分。传热的基本方式有热传导、对流和辐射3种，因此在换热器中，热量总是从热流体传给冷流体，起加热作用的热流体又称加热介质如水蒸汽、烟道气、导热油或其他高温流体等；起冷却作用的冷流体又称冷却介质如空气、冷冻水、冷冻盐水等。在热交换过程中，热冷流体的温度是因整个流程而不断变化的，即热流体的温度由于放热而下降，冷流体的温度由于吸热而上升1.2换热器的基本要求随着经济的发展，各种不同型式和种类的换热器发展很快，新结构、新材料的换热器不断涌现。为了适应发展的需要，我国对某些种类的换热器已经建立了标准，形成了

7、系列。完善的换热器在设计或选型时应满足以下基本要求：（1）合理地实现所规定的工艺条件；（2）结构安全可靠；（3）便于制造、安装、操作和维修；（4）经济上合理1.2.1换热器管子排列管子构成换热器的传热面，管子尺寸和形状对传热有很大影响。采用小直径的管子时，换热器单位体积的换热面积大一些，设备比较紧凑，单位传热面积的金属消耗量少，传热系数也较高。但制造麻烦，管子易结垢，不易清洗。大直径管子用于粘性大或者污浊的流体，小直径的管子用于较清洁的流体。换热器的管子在管板上的排列不单考虑设备的紧凑性，还要考

8、虑到流体的性质、结构设计以及加工制造方面的情况。管子在管板上的标准排列形式有四种：正三角形和转角正三角形排列，适用与壳程介质清洁，且不需要进行机械清洗的场合。正方形和转角正方形排列，能够使管间的小桥形成一条直线通道，便于用机械进行清洗，一般用于管束可抽出管间清洗的场合。另外对于多管程换热器，常采用组合排列方法，其每一程中一般都采用三角形排列，而各程之间则常常采用正方形排列，这样便于安排隔板位置。当换热器直径较大，管子较多时，都必须在管束周围的弓形空间内尽量配置换热管。这不但可以有效地增大传热面积