化工原理課程設計——煤油冷卻器的設計

1、 湖南工業(yè)大學化工原理課程設計化工原理課程設計2012 年 06 月湖南工業(yè)大學化工原理課程設計摘 要換熱器的應用貫徹化工生產(chǎn)過程的始終，換熱器換熱效果的好壞直接影響化工生產(chǎn)的質(zhì)量和生產(chǎn)效益。所以換熱器是非常重要的化工生產(chǎn)設備,在化工領域中，它扮演著主力軍的身 份，它是實現(xiàn)化工生產(chǎn)過程中熱量交換和傳遞不可缺少的設備，在化工設備中占大約 50%以上的比重。既然換熱器在化工生產(chǎn)中扮演如此重要的角色，那么如何設計出換熱效果好，設備健全合理，

2、三廢排放量更低，能源利用率更高，經(jīng)濟效益高的換熱器是我們從事化工行業(yè)工作人員刻不容緩的職責。為了完成 25000 kg/h 煤油的生產(chǎn)任務，設計換熱器的總體思路：在正常的生 產(chǎn)過程中，利用塔底的釜殘液作為加熱介質(zhì)在塔底冷卻器中進行第一次預熱，然后用少量的水蒸汽便可在預熱器中使原料液達到預期的溫度進入精餾塔中。塔頂煤油蒸汽經(jīng)過全凝器，利用循環(huán)冷卻水作為冷卻介質(zhì)使酒精蒸汽轉(zhuǎn)為液 體。最后，在塔頂冷卻器中再次用冷卻水使其降到 40℃輸送到儲裝

3、罐中。關鍵詞：冷卻器；再沸器；全凝器；對流傳熱系數(shù)；列管式換熱器2湖南工業(yè)大學化工原理課程設計目錄第一章 前言 ………………………………………………………… 1第二章 方案設計說明 ……………………………………………… 12.1 換熱器的選型???????????????????????? 12.1.1 換熱器的分類?????????????????????? 1確定生產(chǎn)工藝流程和計算設備的尺寸；另一方面，又要求根據(jù)設計對象的具體

4、特征，憑借設計者的經(jīng)驗（或借鑒前人的經(jīng)驗） ，靈活運用設計的訣竅，對所選設備，工藝過程以及各種參數(shù)進行合理的篩選，校正和優(yōu)化，達到經(jīng)濟合理的 生產(chǎn)要求。工業(yè)生產(chǎn)過程，兩種物料之間的熱交換一般是通過熱交換器完成的，所以換 熱器的設計就顯的尤為重要。換熱器的設計，首先應根據(jù)工藝要求確定換熱系統(tǒng)的流程方案并選用適當類型的換熱器，確定所選換熱器中流體的流動空間及流速等參數(shù)，同時計算完成給定生產(chǎn)任務所在地需的傳熱面積，并確定換熱器 的工藝尺寸且根

5、據(jù)實際流體的腐蝕性確定換熱器的材料，根據(jù)換熱器設計方案 說明2.1 換熱器的選型2.1.1 換熱器的分類換熱器是化工，煉油工業(yè)中普遍應用的工藝設備，用來實現(xiàn)熱量的傳遞，使 熱量由高溫流體傳給低溫流體。根據(jù)傳熱方式可分為混合式換熱器，蓄熱式換熱器，和間壁式換熱器，其中間壁式換熱器是工業(yè)中應用最為廣泛的一類。其主要特點為：冷熱流體被一固體間壁隔開，通過壁面進行轉(zhuǎn)熱。考慮到間壁式換熱器設計技術(shù)比較成熟，而且國家在該類換熱器的設計，制造，檢驗和

6、驗收等方面已有較為完善的設設計資料和系列化標準，因此選擇間壁式換熱器。2.1.2 間壁式換熱器按照傳熱面的形狀和結(jié)構(gòu)特點，間壁式換熱器又可細分為管式換熱器，如套管式，螺旋管式，管殼式，熱管式；板面式換熱器，如板式，螺旋式，板殼式等；擴展面式換熱器，如板翅式，管翅式，強化的傳熱管等。在管式換熱器 中，管殼式換熱器是應用最廣泛的一種，該類換熱器結(jié)構(gòu)相對簡單，造價不高，殼選用多1湖南工業(yè)大學化工原理課程設計種結(jié)構(gòu)材料，管內(nèi)清洗方便，處理量大，

7、在高溫條件下也能應用。考慮其諸 上優(yōu)點，以及生產(chǎn)任務均符合管式換熱器的要求，選擇管殼式換熱器。2.1.3 管殼式換熱器主要種類有：固定管板式，浮頭式，U 形管式。固定管板式換熱器，管端以焊接或脹接的方法固定在兩塊管板上，而管板則以焊接的方法與殼體連接，與其他形式的管殼式換熱器相比，結(jié)構(gòu)簡單，當殼 體直徑相同時，可安排更多的管子，也便于分程。制造成本低，由于不存在彎 管部分，管內(nèi)不易集聚污垢，即使產(chǎn)生污垢也便于清洗。為減少溫差應力，殼在殼