文档介绍：一、设计题目:用水冷却甲苯的列管式换热器设计
二、设计任务及操作条件
1、设计任务:
(1)选择适宜的列管式换热器;(2)核算;(3)在A3图纸中绘制换热器结构图、管板结构图、折流结构图
设计说明书一份、A3图纸一张;
2、操作条件
处理能力:甲苯进料量:110000吨/年
操作时间:  8000 小时/年
甲苯:入口温度90℃,出口温度60℃;
操作压力     (~)MPa 
水: 入口温度30℃,出口温度50℃
操作压力      (~)MPa         
Mpa,厂址:宁波地区。
三、设备型式
列管式换热器
四、设计项目(说明书格式)
1、封面、任务书、目录。
2、设计方案简介:对确定的工艺流程及换热器型式进行简要论述。
3、换热器的工艺计算:确定换热器的传热面积,并初选换热器规格
4、核算总传热系数,计算压力降
5、换热器的主要结构尺寸设计。
6、绘制水冷却甲苯的列管式换热器设计的换热器装配简图。
7、对本设计进行评述。
8、参考文献
目录
1 设计方案简介 1
1
1
4
3
5
2 换热器的工艺计算及选型 5
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6
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3 换热器核算 7
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8
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9
4 固定管板式换热器的主要结构尺寸设计 9
9
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10
5 换热器装配简图 12
6 设计评述 12
7 参考文献 12
1 设计方案简介
由于循环冷却水较易结垢,为便于水垢清洗,应使循环水走管程,甲苯走壳程。如图1,甲苯经泵抽上来,经管道从接管A进入换热器壳程;冷却水则由泵抽上来经管道从接管C进入换热器管程。两物质在换热器中进行交换,甲苯从90℃被冷却至60℃之后,由接管B流出;循环冷却水则从30℃升至50℃,由接管D流出。
图1 工艺流程草图
列管式换热器,又称管壳式换热器,是目前化工生产中应用最广泛的传热设备。其主要优点是:单位体积所具有的传热面积大以及窜热效果较好;此外,结构简单,制造的材料范围广,操作弹性也较大等。因此在高温、高压和大型装置上多采用列壳式换热器。
根据列管式换热器结构特点的不同,主要分为以下几种:
⑴固定管板式换热器
固定管板式换热器,结构比较简单,造价较低。两管板由管子互相支承,因而在各种列管式换热器中,其管板最薄。其缺点是管外清洗困难,管壳间有温差应力存在,当两种介质温差较大时,必须设置膨胀节。
固定管板式换热器适用于壳程介质清洁,不易结垢,管程需清洗及温差不大或温差虽大但壳程压力不高的场合。
⑵浮头式换热器
浮头式换热器,一端管板式固定的,另一端管板可在壳体内移动,因而管、壳间不产生温差应力。管束可以抽出,便于清洗。但这类换热器结构较复杂,金属耗量较大;浮头处发生内漏时不便检查;管束与壳体间隙较大,影响传热。
浮头式换热器适用于管、壳温差较大及介质易结垢的场合。
⑶填函式换热器
填函式换热器,管束一端可以自由膨胀,造价也比浮头式换热器低,检修、清洗容易,填函处泄漏能及时发现。但壳程内介质有外漏的可能,壳程中不宜处理易挥发、易燃、易爆、有毒的介质。
⑷U形管式换热器
U形管式换热器,只有一个管板,管程至少为两程,管束可以抽出清洗,管子可以自由膨胀。其缺点是管内不便清洗,管板上布管少,结垢不紧凑,管外介质易短路,影响传热效果,内层管子损坏后不易更换。
U形管式换热器适用于管、壳壁温差较大的场合,尤其是管内介质清洁,不易结垢的高温、高压、腐蚀性较强的场合。
所设计的换热器用于冷却甲苯,甲苯:入口温度90℃,出口温度60℃;水:入口温度30℃,出口温度50℃;该换热器的管壁温和壳体壁温之差满足Tm-tm=75-40=35℃﹤50℃,两流体温度差不大。加上固定管板式换热器结构简单、造价低廉,所以本设计选用固定管板式换热器,且不需考虑热补偿。
本设计为两流体均不发生相变的传热过程,因水的对流传热系数一般较大,且易结垢,故选择冷却水走换热器的管程,甲苯走壳程。
2 换热器的工艺计算及选型
水的定性温度℃,甲苯定性温度℃,查得水、