固定管板式换热器课程设计说明书【精品毕业设计】

固定管板式换热器课程设计说明书【精品毕业设计】内容摘要：

观点 ，小组分工 协作，较好完成设计任务； 3．计算设计阶段：完成物料衡算、热量衡算及 主要设备的工艺设计计算 ； 4. 课程设计说明书编写阶段：整理文字资料计计算数据 ， 用简洁的文字和适当的图表 表达自己的设计思想及设计成果。 五、基本要求 1．格式规范，文字排版正确； 2. 主要设备的工艺设计计算需包含：热量衡量，工艺参数的选定，设备的结构设计和工艺尺寸的设计计算； 3． 管束排列图 ：以 2 号图纸绘制，标明 管束的排列方式 、 程数 、 隔板的规格、 数量 ； 4. 换热器工艺条件图： 以 2 号图纸绘制，图面应包括设备的主要工艺尺寸，技术特性表和接管表； 5. 按时完成课程设计任务，上交完整的设计说明书一份。 1 设计方案简介 设计方案选择的原则是要保证达到工艺要求的热流量，操作上要 完全可靠，结构上要简单，便于维护，并进肯能节省操作费用和设备费用。 选择换热器类型 管壳式换热器又称列管式换热器，是以封闭在壳体中管束的壁面作为传热面的间壁式换热器。 其中类型主要要分三大类：固定板式、浮头式、 U形管式， 依据给定的工艺条件 (常压操作，假定出口温度为 250℃ ，则两流体平均温差为66℃ 50℃ )考虑，固定板式换热器适用于管壁温与壳体壁温不大的场合，故可选用，但是需要加膨胀节；浮头式与 U 形管式换热器均适用于温差较大的，但是浮头式与 U 形管式换热器建构复杂，造价高，制造安装要求高，增加了设备费用 ，故不选用。 综合考虑初步选择固定板式换热器。 流 体流动途径 安排 由工艺条件中的物性组成可知半水煤气中水含量大于变换气，所以半水煤气对材料的腐蚀性要大于变换气。 所以变换气走壳程，半水煤气走管程，这样可以节约耐腐蚀性材料的用量，降低换热器成本。 2 确定物性参数 定性温度的确定 假定 变换器 出口温度为 260℃ 管程半水煤气的定性温度为： tm = = = 264C186。 壳程变换气的定性温度为： Tm = = = 340C186。 基础物性参数的确定 在 264℃下的半水煤气的各 组分 物性参数为： 物性组成 CO H2 N2 CO2 O2 CH4 H2O 定压 比 热容 摩尔分数 质量分数 黏度 导热率 由上表渴求的 264C186。 似的半水煤气物性参数 ： 密度 ρ1 =?? /? 定压比热容 Cp1 = kJ/kgC186。 粘度 sPa ??? ?51 ? 在 340C186。 下变换气的各组分物性 参数： 物性组成 CO H2 N2 CO2 O2 CH4 H2O 定压比热容 摩尔分数 质量分数 黏度 由上表可得变换气在 330C186。 下的物性参数 密度 ρ2 = ?? /? 定压比热容 Cp2 = kJ/kgC186。 黏度 sPa ??? ?52 ? 3 基础数据的计算 水煤气的流量计算： 体积流量 qv1=3400+3400*92/100=6528 (m3/h) 质量流量 qm1=ρ1* qv1= 6528= 半水煤气的热负荷 Q 考虑到 热负荷损失为 % 所以： Q=qm1Cp1（ t2t1） /(%)=(kw) 平均温差 按纯逆流计算 Δ tm= = = 估算传热面积 气 — 气传热系数 K 的范围为 )/(40~10 2 KmW ? 取 K= 28W/(m2 K)计算 Ap = = = m2 加热变换气用量 qm2 = = = kg/h qv2 = qm2 = = m3/h = 4 工艺结构尺寸 管径和管内流速 选用 较高级冷拔传热管（碳钢），取管内流速 181。 =13m/s 管程数和传热管数 单程换热管数 ns = = = 445（根） 按单管程数计算，所需的传热管长度为 L = = = m 按单管程计算，传热管长度符合要求，查 JB/T 4715— 92 固定管板式换 RE 热器型式与基本参数 ，取管长 ml 6? 则换热器管程为 Np = = = 1 (管程 ) 平均传热温差校正及壳程数 平均传热温差校正系数 R = = = = P = = = = 按双壳程，单管程结构，查图得温差校正系数 = 故合适 平均传热温差为 Δ tm = = C186。 5 主体设备的计算 主体设备的计算主要包括传热管的排列方式、壳体内经、折流板间距以及个数。 传热管排列方法 采用组合排列法，即每程内按正三角形排列，隔板两侧采用矩阵排列。 取管心距 t= 则 t = 1. 5 25 = 32(mm) 各半中心到离其最近一排管中心距离按式 s= +6 计算 即 s =。