換熱器的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)包括以下內(nèi)容:①根據(jù)換熱器工作溫度和工作壓力,以及熱設(shè)計(jì)和阻力計(jì)算結(jié)果,確定各部分的材料和尺寸,保證換熱器在穩(wěn)定運(yùn)行時(shí)的性能。②根據(jù)換熱器工作溫度、壓力及流體性質(zhì),選擇焊接方法及密封材料。③以保證流體分配的均勻性為目標(biāo),進(jìn)行封頭、聯(lián)箱、接管及隔板等的設(shè)計(jì)。④為滿足換熱器熱力和阻力性能的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),對(duì)主要零部件須進(jìn)行強(qiáng)度校核,以避免在極限工作狀態(tài)下因強(qiáng)度不夠,導(dǎo)致破壞或選材過(guò)厚而造成浪費(fèi)。⑤要考慮維修(包括清潔、修理及保養(yǎng)等)和運(yùn)輸?shù)囊蟆"迣?duì)于一些在特殊條件下工作的換熱器,有的還須計(jì)算其在啟動(dòng)和停車時(shí)期內(nèi)的熱應(yīng)力,核算由于流體流動(dòng)引起的結(jié)構(gòu)變動(dòng),或?yàn)榱藴p少換熱器腐蝕和結(jié)垢面驗(yàn)算流速??傊Y(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和熱設(shè)計(jì)有相同的重要性,設(shè)計(jì)換熱器時(shí)需要同時(shí)兼顧,并且應(yīng)該相互協(xié)調(diào)。

管殼式換熱器設(shè)計(jì)要點(diǎn):各種類型的換熱器作為工藝過(guò)程重要的設(shè)備,廣泛應(yīng)用于石油化工,,冶金,制冷等部門.換熱器應(yīng)按照工藝參數(shù)及條件進(jìn)行設(shè)計(jì),滿足特定工況和苛刻操作條件的要求.管殼式換熱器具有結(jié)構(gòu)堅(jiān)固,操作彈性大,可靠程度高,使用范圍廣等優(yōu)點(diǎn),所以在工程中仍得到普遍使用.采用HTFS軟件進(jìn)行換熱器工藝設(shè)計(jì)已很普遍,但為了使設(shè)計(jì)出來(lái)的換熱器能更好地滿足各種工況,仍然有許多方面需在設(shè)計(jì)時(shí)加以充分考慮.

列管式換熱器的選擇與設(shè)計(jì)及計(jì)算步驟:1、設(shè)備規(guī)范的試算與初選(1)換熱器內(nèi)流體流動(dòng)路徑的確定。(2)依照傳熱任務(wù)計(jì)算熱負(fù)荷Q。(3)確定換熱器兩端流體的溫度,選擇列管式換熱器的類型,計(jì)算定性溫度,并在定性溫度下確定流體的性質(zhì)。(4)依照溫度修正系數(shù)不小于0.8的原則,計(jì)算平均溫差,確定殼程數(shù)。(5)依照總傳熱系數(shù)的經(jīng)驗(yàn)值范圍,或依照實(shí)際生產(chǎn)情況,從總傳熱率方程q=K sΔTM中選取總傳熱系數(shù)K。(6)由總傳熱速率方程Q=KSΔtm,初步算出傳熱面積S,確定換熱器的基本尺寸(如D、l、N和管板上的管子分列),或按系列尺度選擇設(shè)備規(guī)格。2、依照初始設(shè)備規(guī)范計(jì)算管殼側(cè)流體的流量和壓降。檢討計(jì)算結(jié)果是否合理或相符工藝要求。假如壓降不符合要求,則調(diào)整流量,然后確定管程數(shù)或擋板間距,或選擇其他規(guī)格的設(shè)備,從頭計(jì)算壓降,直至相符要求。3、計(jì)算總傳熱系數(shù),計(jì)算管殼側(cè)的對(duì)流換熱系數(shù)αI和αo,確定污垢熱阻RSI和RSO,然后計(jì)算總傳熱系數(shù)K’,對(duì)比K的初始值和計(jì)算值,假如K'/K=1.15-1.25,那么一次設(shè)備是合適的。不然,需要設(shè)置另一個(gè)K值并重復(fù)上述計(jì)算步調(diào)。