换热器设计说明书_换热器类型选择_冷凝器的设计(7)

管束排列方式：正三角形排列。冷凝器的设计一壳程四管程平均温差所以根据公式（2-10），（2-11）有再由公式（2-9），算温差校正系数：由于平均传热温差校正系数大于0.8，同时壳程流体流量较大，故取单壳程合适。2.6.2.4 壳体内径采用单管程结构，壳体内径按式（2-14）估算。按卷制壳体的进级档，可取D 1200mm则横过管数中心线管的根数2.6.2.5 折流板切去的圆缺高度为，折流板间距B为450mm，传热管长/折流板间距-1 7500/450-1 16（块）2.6.3 冷凝器核算2.6.3.1 壳程表面传热系数由公式（2-17）求得当量管数再通过公式（2-15）、（2-16），可得无量纲冷凝表面传热系数：冷凝表面传热系数：2.6.3.2 管内表面传热系数可管程流体流通截面积求得管程流体流速，再通过公式（2-19），求雷诺数：管程流体普朗特数：：由公式（2-18），得到管程表面传热系数：2.6.3.3 污垢热阻和管壁热阻管外侧污垢热阻管内侧污垢热阻管壁热阻计算，不锈钢条件下的热导率为16.86以2.6.3.4 传热系数根据公式（3-21）可得冷凝器的传热系数：据公式（2-22）所需换热面积为而实际面积则其面积裕度为：由于冷凝器常用于馏过程，考虑到精馏塔操作常需要调整流比，同时还能兼有调节塔压的作用，因而应适当加大其面积裕度，按经验，其面积裕度应在30%左右传热面积裕度合适，该换热器能够生产任务。

对数平均温差为夏季，水温由C→43C， 11.22℃对数平均温差为冬季，水温由23C→33C， 21.6℃夏天生产：需要换热面积冬天生产：所需换热面积面积裕度由此可知该换热器在夏天使用时若仍按平均流速来计算无法达到生产要求。为了使能在夏天使用，水的流速可以增加以降低水的Δ。计算如下：°C →44.96°C冷却水：33°C→38℃根据公式（2-3）得逆流传热温差：平均传热温差所以根据公式（2-10），（2-11）有平均传热温差换热面积此时的流速为而冬季面积裕度过大，可以通过管内的流速以增大水的Δ°C →44.96°C循环水°C →38°C根据公式（2-3）得逆流传热温差：平均传热温差所以根据公式（2-10），（2-11）有平均传热温差换热面积此时的流速为2.6.3.7 压降校核计算管程压降取不锈钢的管壁粗糙度为0.1mm，则，而，于是对的管子有。管程流体的压降：故, 管程压降在允许范围之内。计算壳程压降流体流经管束的阻力, , F 0.5；；因为壳程内存在气体和液体，则以50%汽相分率的混合水蒸气来计算壳程流体流速及其雷诺数分别为：流体流过折流板缺口的阻力总阻力在允许范围之内。2.7 换热器主要结构尺寸和计算结果换热器主要结构尺寸和计算结果见表2-7。

表2-7 换热器主要结构尺寸和计算结果参数 管程 壳程 流率/ 153.06 083 进/出温度/ 28/38 49.96/49.96 压力/ 0.6 0.9 物性参数 定性温度/ 33 49.96 密度/ 994.7 620.1 定压比热容/ 4.174 3.665 粘度/ 0.757 0.141 导热系数/ 0.623 0.208 设备结构参数 形式 固定管板式 台数 1 壳体内径/ 1200 壳程数 1 管径/ 管心距/ 32 管长/ 7500 管子排列 管数目/根 980 折流板数/个 16 传热面积/ 406 折流板间距/ 450 管程数 2 材质 不锈钢 主要计算结果 管程 壳程 流速/ 0.999 0.3 表面传热系数/ 4705 66908 污垢热阻/ 0.00034 0.000176 压降/ 14 46 热流量/ 6388.9 传热系数/ 1002 裕度/% 41 第3章 结构设计3.1 壳体、管箱壳体和封头的设计3.1.1 壁厚的确定壁厚的确定表碳素钢或低合金钢圆筒的最小厚度公称直径 400~ 800~≤1000 1100~≤1500 1600~≤200 2000~≤2600 浮头式 8 10 12 14 16 U型管式 8 10 12 14 16 固定管板式 6 8 12 14表壳体管箱壳体厚度DN,mm材料 壳程或管程公称压力PN，MPa 0.6 1.0 1.6 2.5 4.0 6.4 厚度，mm100 Q235-A/B/C 10 10 12 16 —— —— 16MnR 10 10 10 12 16 —— 0Cr18Ni9 6 6 7 8 9 12 20 ——由工艺条件给定的壳程设计温度49.96℃、设计压力为0.9MPa，由于壳程走的是二甲胺蒸气，压力不高，腐蚀性大，故壳程筒体材料可选0Cr18Ni9。