大學生畢業(yè)設(shè)計（石油化工生產(chǎn)技術(shù)）

　　摘要

　　換熱器是化工、石油、動力、冶金、交通、國防等工業(yè)部門重要工藝設(shè)備之一，其正確的設(shè)置，性能的改善關(guān)系各部門有關(guān)工藝的合理性、經(jīng)濟性以及能源的有效利用與節(jié)約，對國民經(jīng)濟有著十分重要的影響。 換熱器的型式繁多，不同的使用場合使用目的不同。其中常用結(jié)構(gòu)為管殼式，因其結(jié)構(gòu)簡單、造價低廉、選材廣泛、清洗方便、適應(yīng)性強，在各工業(yè)部門應(yīng)用最為廣泛。

　　固定管板式換熱器管束連接在管板上，管板與殼體焊接。其優(yōu)點是結(jié)構(gòu)簡單、緊湊、能承受較高的壓力，造價低，管程清洗方便，管子損壞時易堵管或更換；缺點是當管束與殼體的壁溫或材料的線脹系數(shù)相差較大時，殼體與管束將會產(chǎn)生較大的熱應(yīng)力，這種換熱器適用于殼側(cè)介質(zhì)清潔且不易結(jié)垢、并能進行清洗、管程與殼程兩側(cè)溫差不大或溫差較大但殼程壓力不高的場合。

　　關(guān)鍵詞：固定管板式   換熱器     壓力容器

　　第一章  緒論

　　化工生產(chǎn)離不開化工設(shè)備，化工設(shè)備是化工生產(chǎn)必不可少的物質(zhì)技術(shù)基礎(chǔ)，是生產(chǎn)力的主要因素，是化工產(chǎn)品質(zhì)量保證體系的重要組成部分[1]。然而在化工設(shè)備中化工容器占據(jù)著舉足輕重的地位，由于化工生產(chǎn)中，介質(zhì)通常具有較高的壓力，化工容器一般有筒體、封頭、支座、法蘭及各種容器開孔接管所組成，通常為壓力容器，因為壓力容器是化工設(shè)備的主體，對其化工生產(chǎn)過程極其重要，國家對其每一步都有具的標準對其進行規(guī)范，如：中國《壓力容器安全技術(shù)監(jiān)察規(guī)程》、gb150—1998《鋼制壓力容器》、gb151—1999《管殼式換熱器》等。在其中能根據(jù)不通的操作環(huán)境選出不同的材料，查出計其允許的工作壓力，工作溫度等[。

　　換熱器簡單說是具有不同溫度的兩種或兩種以上流體之間傳遞熱量的設(shè)

　　備。在工業(yè)生產(chǎn)過程中，進行著各種不同的熱交換過程，其主要作用是使熱量由溫度較高的流體向溫度較低的流體傳遞，使流體溫度達到工藝的指標，以滿足生產(chǎn)過程的需要。此外，換熱設(shè)備也是回收余熱，廢熱，特別是低品位熱能的有效裝置。 

　　1.1  什么是管殼式換熱器

　　管殼式換熱器(shell and tube heat exchanger)又稱列管式換熱器。是以封閉在殼體中管束的壁面作為傳熱面的間壁式換熱器。這種換熱器結(jié)構(gòu)較簡單，操作可靠，可用各種結(jié)構(gòu)材料（主要是金屬材料）制造，能在高溫、高壓下使用，是目前應(yīng)用最廣的類型。 

　　1.2   管殼式換熱器的分類

　　是以封閉在殼體中管束的壁面作為傳熱面的間壁式換熱器。這種換熱器結(jié)構(gòu)較簡單，操作可靠，可用各種結(jié)構(gòu)材料（主要是金屬材料）制造，能在高溫、高壓下使用，是目前應(yīng)用最廣的類型。

　　由殼體、傳熱管束、管板、折流板（擋板）和管箱等部件組成。殼體多為圓筒形，內(nèi)部裝有管束，管束兩端固定在管板上。進行換熱的冷熱兩種流體，一種在管內(nèi)流動，稱為管程流體；另一種在管外流動，稱為殼程流體。為提高管外流體的傳熱分系數(shù)，通常在殼體內(nèi)安裝若干擋板。擋板可提高殼程流體速度，迫使流體按規(guī)定路程多次橫向通過管束，增強流體湍流程度。換熱管在管板上可按等邊三角形或正方形排列。等邊三角形排列較緊湊，管外流體湍動程度高，傳熱分系數(shù)大；正方形排列則管外清洗方便，適用于易結(jié)垢的流體 。

　　圖表 1管殼式換熱器

　　流體每通過管束一次稱為一個管程；每通過殼體一次稱為一個殼程。圖示為最簡單的單殼程單管程換熱器,簡稱為1-1型換熱器。

　　為提高管內(nèi)流體速度,可在兩端管箱內(nèi)設(shè)置隔板，將全部管子均分成若干組。這樣流體每次只通過部分管子，因而在管束中往返多次，這稱為多管程。同樣，為提高管外流速，也可在殼體內(nèi)安裝縱向擋板，迫使流體多次通過殼體空間，稱為多殼程。多管程與多殼程可配合應(yīng)用。

　　第二章  總體結(jié)構(gòu)設(shè)計