換熱器設計分析研究

在不同溫度的流體將傳遞的熱能設備就稱為熱交換器，簡稱為換熱器。在換熱器中之上存在兩種不同溫度的流體，一個流體溫度過高，產(chǎn)生熱量，；另一個流體溫度過低，吸收熱量。
隨著我國工業(yè)的不斷進步，實際能源利用、開發(fā)和節(jié)約工作的要求也在不斷提升，因此對于換熱器也提出了更高的要求。本文主要是對換熱器設計要點進行分析。
1、設計方案
1.1明確換熱器的類型
兩種流體溫度的變化情況：熱流體進口溫度為110℃，出口的溫度為50℃；冷流體進口溫度為25℃，出口溫度為35℃，這一換熱器需要應用循環(huán)冷卻水冷卻，冬季操作的過程中這一進口溫度會不斷降低，受到這一因素的影響，預計這一換熱器的管壁溫度和殼體之間的差距會越來越大，由此在初級階段明確選用列管式換熱器。
1.2管程安排
從兩種物流的操作壓力分析，需要應用甘油走管程，循環(huán)冷卻水走殼程。但是因為循環(huán)冷卻水過于容易結(jié)垢，如果其流動的速度過低，那么會提升污垢提升的速度，促使換熱器的熱流量下濺，因此需要從整體分析，要讓循環(huán)水走管程，甘油走殼程。
2、設計參數(shù)
30%甘油的定性溫度為：

黏度為：

在計算傳熱面積需要先明確K數(shù)值，結(jié)合資料獲取甘油與水之間傳遞K值為290～710，先取其為500進行計算。依據(jù)下述公式可得，傳熱面積為130.1m2。

3、工藝結(jié)構(gòu)尺寸
其主要分為以下幾點：第一，管徑和管內(nèi)流速。其選擇圓直徑為25×2.5較為優(yōu)質(zhì)的冷拔傳熱管，也就是20mm，取管內(nèi)流動速度為2.0m/s。第二，管程數(shù)和傳熱管數(shù)。可以依據(jù)傳熱管內(nèi)徑和流動速度明確單程傳熱管數(shù)，依據(jù)單程管計算，可以明確需要的傳熱管長度。依據(jù)單程管設計，傳熱管過多，可以應用多管程結(jié)果。第三，傳熱管排列和分程方案。依據(jù)組合排列方案，也就是每程內(nèi)依據(jù)正三角形進行劃分，隔板兩邊都依據(jù)正方形進行劃分。第四，殼體內(nèi)徑。其主要是依據(jù)多管程結(jié)構(gòu)，結(jié)合管板應用率明確殼體內(nèi)徑。第五，折流板。
其主要是依據(jù)弓形直流板，去弓形直流板圓缺高度為殼體內(nèi)徑的25%，以此明確切去的圓缺高度。
4、附屬設備的選擇
4.1管道與殼體連接
管子在管板上固定依據(jù)是一定要確保管子和管板連接堅固，不能在連接的位置出現(xiàn)問題。因為操作所壓力是常壓，因此選擇應用脹接法。
4.2管板和殼體連接
管板與殼體連接的形式主要分為兩方面，一種是可拆式，另一種是不可拆式。浮頭式的換熱器是依據(jù)管板自身不直接與殼體電焊連接，而是依據(jù)殼體上法蘭和管箱法蘭加持固定。殼體的設計壓力為101.3kPa低于1MPa，并且殼體介質(zhì)是不容易燃燒和爆炸的，更不容易揮發(fā)且有毒的。因此依據(jù)殼體壁厚為10mm。
4.3換熱器的封頭
選擇橢圓形封頭DN=600mm選擇甲型平焊法蘭PN=0.6MPa，D=715mm、D1=680mm、D2=650mm、D3=640mm、D4=637mm，壁厚等于32mm，d=18mm。
4.4拉桿的數(shù)量與直徑的選擇

換熱器的外徑為25mm，因此拉桿直徑為16mm，因為直
徑等于600mm和16mm，結(jié)合表格可知拉桿數(shù)量為4個。
4.5導流筒
在殼程流體進出口的管板中一定存在一段流體無法達到的死角，以此一般在管束外提升導流筒，促使流體出入殼程過程中一定會經(jīng)過這一區(qū)域，提升傳遞熱量的效果。因為，壓力過低一般都會應用引導流筒。
4.6接管的選擇
殼程流筒進入到接管處，獲取管內(nèi)液體流動速度為2.4m/s，那么接管內(nèi)徑為

取接管的直徑為70mm。
管程流體進入到接管處，獲取管內(nèi)液體流動速度為2.0m/s，那么接管內(nèi)徑為

取接管的直徑為200mm。
5、結(jié)束語
總而言之，換熱器是工業(yè)換熱設備中重要的工作內(nèi)容，換熱器設計的優(yōu)劣將直接影響其未來長時間的安全性和發(fā)展性。
在實際發(fā)展中，結(jié)合以往操作過程中存在的問題和需求進行有效的分析，并且依據(jù)現(xiàn)階段市場環(huán)境和設備特點，提出有效的設計形式，以此滿足目前工業(yè)換熱設備需求，達到工作內(nèi)容的規(guī)定。 


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