換熱器設計要點分析研究

李雷磊

（眾一阿美科福斯特惠勒工程有限公司寧夏分公司，寧夏銀川 750001）

換熱器設計要點分析研究

李雷磊

（眾一阿美科福斯特惠勒工程有限公司寧夏分公司，寧夏銀川 750001）

換熱器設計是能源工業發展中的重點，以實際工業發展情況為基礎，結合換熱器設計技術，分析現階段能源工作中換熱器設計要點，從而為實際工業發展提供有效的依據。

換熱器；設計；要點；工業

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，產生熱量，；另一個流體溫度過低，吸收熱量。隨著我國工業的不斷進步，實際能源利用、開發和節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，循環冷卻水走殼程。但是因為循環冷卻水過于容易結垢，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，要讓循環水走管程，甘油走殼程。

2 設計參數

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數值，結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。依據下述公式可得，傳熱面積為130.1m2。

3 工藝結構尺寸

其主要分為以下幾點∶第一，管徑和管內流速。其選擇圓直徑為25×2.5較為優質的冷拔傳熱管，也就是20mm，取管內流動速度為2.0m/s。第二，管程數和傳熱管數。可以依據傳熱管內徑和流動速度明確單程傳熱管數，依據單程管計算，可以明確需要的傳熱管長度。依據單程管設計，傳熱管過多，可以應用多管程結果。第三，傳熱管排列和分程方案。依據組合排列方案，也就是每程內依據正三角形進行劃分，隔板兩邊都依據正方形進行劃分。第四，殼體內徑。其主要是依據多管程結構，結合管板應用率明確殼體內徑。第五，折流板。其主要是依據弓形直流板，去弓形直流板圓缺高度為殼體內徑的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管板自身不直接與殼體電焊連接，而是依據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，并且殼體介質是不容易燃燒和爆炸的，更不容易揮發且有毒的。因此依據殼體壁厚為10mm[1]。

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=0.6 MPa，D=715mm、D1=680mm、D2=650mm、D3=640mm、D4= 637mm，壁厚等于32mm，d=18mm。

4.4 拉桿的數量與直徑的選擇

表1 拉桿直徑 mm

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，結合表格可知拉桿數量為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過這一區域，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[2]。

4.6 接管的選擇

殼程流筒進入到接管處，獲取管內液體流動速度為2.4m/s，那么接管內徑為

取接管的直徑為70mm。

管程流體進入到接管處，獲取管內液體流動速度為2.0m/s，那么接管內徑為

取接管的直徑為200mm。

5 結束語

總而言之，換熱器是工業換熱設備中重要的工作內容，換熱器設計的優劣將直接影響其未來長時間的安全性和發展性。在實際發展中，結合以往操作過程中存在的問題和需求進行有效的分析，并且依據現階段市場環境和設備特點，提出有效的設計形式，以此滿足目前工業換熱設備需求，達到工作內容的規定。

[1] 黃偉昌，王玉.管殼式換熱器設計要點綜述[J].管道技術與設備，2015，（6）.

[2] 程國強.地源熱泵換熱器的分析與設計[D].杭州∶浙江大學，2015.

Research on the Design of Heat Exchanger

Li Lei-lei

The design of the heat exchanger is the key in the development of the energy industry，according to the development of practical industrial base，combined with the design of the heat exchanger，the analysis of the current industrial design for heat exchanger in the development of energy work，to provide an effective basis for actual industrial development.

heat exchanger；design；key point；industry

TK172

B

1003-6490（2017）02-0069-02

2017-02-12

李雷磊（1984—），男，寧夏銀川人，工程師，主要研究方向為靜設備。