换热器的技术与结构设计

第45卷，2016年7月，《盐业与化学杂志》 35换热器的工艺和结构设计马凤坤，刘凯换热器结构设计，胡文举，周云jia，李超（1.天津市长鹿汉沽盐业. 天津300480； 2. 基弗斯传动设备（天津），天津300457）摘要: 壳管式换热器已广泛应用于化工厂，其结构形式已基本标准化. 从机械结构的角度出发，理论模型对挖掘和学习具有重要意义. 通过详细介绍壳管式预热器的设计，本文组织了其设计思路. 掌握其理论模型可以使基于它的创新和转型变得合理. 关键词: 管壳式换热器；化学过程机械结构工程设计;理论模型CLC编号: TQ053.6文档标识号: A物品编号: 1673-6850（2016）07-0035-04换热器的技术和结构设计马峰坤，刘凯，胡文举，周云焦立超（1.天津长鹿汉沽盐业，天津300480； 2. GFC Antriebs Systeme（天津），天津300457）摘要: 使用管壳式热交换器化工厂的很多设备，其结构已基本标准化. 其化学过程和理论模型的力学结构值得进一步研究和学习. 本文通过对整个过程的管壳式预热器的详细设计，安排了设计思路. 对理论模型的掌握可以使其创新比率以改革为基础. 关键词: 管式换热器化学过程机械结构工程设计;理论模型热交换器是一种将热流体的一部分热量传递给冷流体的设备，也称为热交换器.

在化学生产中，热交换器可以用作加热器，冷却器，冷凝器，蒸发器和再沸器. 一个项目需要设计一个预热器，利用冷凝水对盐水进行预热，以充分利用热量，达到节能的目的. 本文介绍了管壳式预热器. 通过对预热器工艺设计计算过程及其结构设计计算过程的详细描述，对换热器设计的整个过程进行了说明. 1确定设计计划1.1条件参数设计条件参数是实现过程所需的过程能力. 条件参数是设计的基本数据，请参见表1. 表1“条件参数”选项卡. 1条件参数1.2选择热交换器的类型两种流体的变化: 热流体的入口温度为80℃，接收和提交的日期: 2015-12-03作者简介: 马凤坤（1984 1） ，男，天津人，大学本科，工程师，从事机械设计工作. : 18622595301 @ 163. com，022-67906554，入口温度为40 oC；冷流体的入口温度为20℃，出口温度为32℃. 考虑到冷热流体之间的温差大于50. [=，初步确定36盐工业和化学工业，2006年. 2016年7月7日，第45号. 选择带伸缩缝的管壳式热交换器.

壳体和管子侧面之间的温差不能用作确定热交换器是否设计有膨胀节的基础，但可以用作初步设计的定性数据. 1.3流量安排与冷凝水相比，盐水更容易结垢. 如果其流量太小，将加速结垢的增长速度并降低热交换器的传热率. 盐水被加热，并且在维护过程中可以方便地使用管子工艺清洁设备. 因此，盐水进入管侧，冷凝水进入壳侧. 2过程计算过程计算过程是计算过程参数，传热系数和平均温差. 根据以上三个物理量，计算确定传热面积，并根据传热面积确定传热管的几何参数. 提供图纸和检查计算的基础. 2.1定性温度对于低粘度流体，定性温度可以作为流体入口和出口温度的平均值. 因此，壳侧流体的定性温度为60℃，管侧流体的定性温度为26℃. 2.2物理特性参数在定性温度下，管侧流体和壳侧流体的物理特性参数如表2所示. 表2物理特性选项卡. 2物理参数2.3. 工艺参数根据表壳和管侧的物理特性参数，金属物理参数和系统中的动态参数，通过查表和计算获得工艺参数中的数据. 参见表3.

表3工艺参数Ta b. 3工艺参数2.4基于外表面的传热系数根据公式“ = go·Lu + R”. Lu + go n d2 + 1 +计算出的K = 815 W / m2·K. 需要说明的是，在表3中，管内盐水的传热系数是根据无相变对流传热，圆形直管内的对流传热系数以及冷凝水在室外的冷凝水的传热系数来计算的. 表中的管子是根据挡板支撑热交换器壳侧传热系数计算的. 2.5热交换面积根据公式，一盏灯为97 m. 其中，平均温度差At = 28.8 oC. 根据传热面积的理论计算，它是设计传热面积的1.3倍，也就是说，设计基于项目中的126 m. 3流体阻力计算流体的流动状态与流体之间的传热过程以及流体流经设备时的阻力下降密切相关. 当流体在管道中流动时，可以大致分为三种状态，即层流或停滞（Re <2 300），湍流或湍流（Re> 2300，Re> 10000是完全湍流），第三种. 一种流动状态介于两者之间，称为过渡流动. 在项目中，为了克服阻力，流体必须具有由泵或压缩机提供的足够的能量，包括势能和动能. 流体的流动阻力包括直管阻力和各种局部阻力. 工程中局部阻力的计算基于湍流状态.

本文所述的热交换器的允许压降为△p = 0.05×P，即管的允许值为2O kPa. 壳侧的容许值为38kPa. 3.1管道侧阻力的计算在表4中，雷诺数25 606> 10000为完全湍流状态，摩擦系数为0.316 4，Re = 0.025，管道侧结构校正系数为1.2. 应当注意的是，对于相同的热交换器，如果将单管通道改为双管通道，则电阻损失将急剧增加8倍，而传热系数仅增加1.74倍. 该过程更改为四管过程，电阻损失急剧增加到64倍（流速与管过程的数量成正比），并且传热系数仅增加到原来的3倍. 因此，在选择热交换器的过程数量时，应考虑传热系数. 流体压降的得失. 在此示例中，尽管管电阻增加了64倍，但单管通过中的电阻却很小... Ma Fengkun等: 换热器的工艺和结构设计37 3.2换热器壳侧电阻的计算在壳侧是一个挡板，壳侧的压降变化很大. 在将挡板安装在壳体中之后，流体以曲折的方式流动. 尽管管束本身是直管，但流动变得复杂，同时沿挡板有泄漏和侧流. 要准确计算压降是相当困难的. 通过比较三种理论计算方法，阐述了对壳侧压降的各种理论体系的理解，并从理论层面分析了壳侧流体的流动过程.

3.2.1埃索法（表5）对于挡板的支撑结构，建议采用埃索法采用分隔板流道和挡板间隙不垂直的设计方法. 同时，Esso方法表明，如果将挡板间距减小一半，则挡板间距将增加8倍，而传热系数仅增加1.46倍. 因此，应同时考虑传热和压降. 表5壳侧的总阻力损失（1）选项卡. 5壳体的总压力损失（1）对于液体为1.15，对于F为0.5，对于Nb为8，NTc = 1.1（n）. 摩擦系数A = 5Re = 0.53 s e =滤饼mm 3.2.2贝尔华发（表6）降低了20％70％. 贝尔的一种华法方法表明，挡板泄漏会引起壳侧压力下降3.2.3日本的石谷方法（表7）表6壳侧总阻力损失（2）Ta b. 6壳体总压降（2）流经管束的压降为壳体侧△PN-1的进出口压降. 5例如，壳侧的总压降AP =叼（AP1 + AP2 +△PN）计算结果2O 551.3 Pa 502.3 Pa用Shigu方法计算通过管束的压降与计算压力的方法相同. Bell-China方法和通过挡板的压降的计算方法不同. 以上三个理论计算结果表明，贝尔泰华法与石谷法相似，而埃索法与其他方法相差两个数量级.

但是，管侧和壳侧的压降的理论计算结果小于允许的压降值，因此该设计被认为是可行的. 目前，大多数大型化学工程设计中的热交换器都使用的计算软件（例如HTFS）来进行热交换器过程的计算. 这种类型的软件将所有管壳式换热器集成为一个，其中包含全面的物理和物理参数. 它结合了传热和机械强度计算. 4换热器结构强度设计尽管管壳式换热器在换热效率，设备体积和金属材料消耗方面不及其他新型换热设备，但它具有坚固的结构，较大的操作灵活性和较高的具有可靠性高，使用范围广等优点，因此在工程中得到了广泛的应用. 固定管板式热交换器结构简单，制造成本低，并能获得最小的壳体内径. 管道路径可分为多个通道，并具有多种规格. 缺点是外壳38盐工业和化学工业卷. 45 No. 7 July 2016无法清洗且难以检查. 它适用于壳侧水垢不太严重或可以化学清洁的场合. 当热膨胀差大时，可以在壳体上设置膨胀接头以减小由管和壳体侧之间的温度差引起的热应力. 本文所述的热交换器的结构如图1所示. 图1热交换器1热交换器GB151-2013（热交换器）详细介绍了管壳式热交换器的结构，包括选择理论公式和各种机械细节.

以下是对热交换器的机械结构设计和主要部件的计算的说明. 4.1根据GB151-2013可以检索和计算出相应的数据（表8）4.2换热器的结构计算（1）壳侧缸体和管箱检查计算厚度为32 mm；表8热交换器的结构规格8换热器阀杆规格38×3挡板槽1200毫米间距管不清楚的应力: r = P〜A叩Dt =-0.121 5 MPa，壳体法兰应力:) 50-45 MPa，热交换管的轴向应力: 1] = 7.906 M壳体侧气缸的轴向应力: -0.209 2 MPa，热交换管与管板有关的拉应力: g = = 7-49 MPa （5）计算直管式换热管的内部压力，以计算厚度6 = =.

. . 8 mm l『′D +（6）直管式换热管的外部压力的计算允许的外部压力[p] = B = 4. 458 81 MP 6结束语通过描述设计壳管式热交换器的，我们介绍了在化学工业中广泛使用的壳管式热交换器的理论模型. 当Yan难者模型的手掌当前在时，龚Yan建立了角色屋的设计. 胡燕卷45 2016年7月7日，盐与化学工业杂志39延长氯泵安全运行期的措施赵积明，鞠红岩，李海军，李继涛（内蒙古兰泰实业，内蒙古）阿拉山750336 ）摘要: 根据生产中氯泵的实际使用情况，分析和讨论了氯泵运行周期短的原因，并提出了相应的解决方案. 通过采取措施，可以延长氯泵的运行周期. 关键字: 氯泵；分析;安全的操作周期；标准CLC编号: TB752文档标识码: B物品编号: 1673-6850（2016）07—0039-02安全操作扩展Peri0d 0f氯泵赵久明，居洪艳，李哈尔军，李吉—陶涛（中国石油化工集团公司吉兰泰盐化工集团，阿拉善750336）摘要: 根据精工生产中氯泵的使用情况，分析讨论了氯泵使用周期短的原因. 并开发了相应的解决方案. 通过采取措施，可以延长抽油机的使用寿命. 关键字: 氯泵分析;安全运行周期；标准1概述内蒙古蓝泰实业（以下简称“公司”）的金属钠生产工艺是以工业盐（氯化钠）为基础，干燥后，运输到电解槽中并添加到电解槽中. 电解池以连续的方式. 电解液（工业盐）在高温​​下通电并进行处理后会发生化学反应，从而生成金属钠和氯气. 氯气被送至液氯车间，由氯泵处理. 液化后的液氯储存在液氯计量罐中，一部分将出口到钢瓶包装或罐车包装中，另一部分将被蒸发，并通过管道使用氯气输送到下游装置.

在该公司生产的第二家钠厂的当前氯泵室中有6台QYJ1600 / 0.35氯泵. 使用时，其中三个启动，其余三个保留. 该设备是关键工艺设备，直接影响公司的安全稳定运行. 为了保证液氯系统中氯泵的长期稳定和正常运行，通过分析其原因，采取了改善氯泵安全运行周期的措施. 2原因分析从近年来氯气泵的运行状况来看，影响氯气泵安全稳定运行的因素有: 氯气泵的工艺条件在运行过程中没有形成有效的支撑；氯泵密封件的材料选择不当；零件不符合标准；维护和组装标准尚未建立；氯泵系统运行的辅助设备缺乏定期检查和更换标准；设备的工作原理不明确，维护技术水平不符合标准. 收1 3期: 2015-08-28作者简介: 赵九明（1985-1），男，内蒙古通辽，大学本科，机械助理工程师，主要从事机械技术应用和研究工作. 联系信息: 13848324689，18648313180这种情况是由于工程设计软件的普及，使工程设计更加无忧，省力，但同时也带来了设计者对理论模型的理解日趋严重的缺点. 越来越模糊.

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