化工原理課程設(shè)計(jì)——煤油冷卻器的設(shè)計(jì)

1、 湖南工業(yè)大學(xué)化工原理課程設(shè)計(jì)化工原理課程設(shè)計(jì)2012 年 06 月湖南工業(yè)大學(xué)化工原理課程設(shè)計(jì)摘 要換熱器的應(yīng)用貫徹化工生產(chǎn)過(guò)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(shè)備,在化工領(lǐng)域中，它扮演著主力軍的身 份，它是實(shí)現(xiàn)化工生產(chǎn)過(guò)程中熱量交換和傳遞不可缺少的設(shè)備，在化工設(shè)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(shè)計(jì)出換熱效果好，設(shè)備健全合理，

2、三廢排放量更低，能源利用率更高，經(jīng)濟(jì)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(zé)。為了完成 25000 kg/h 煤油的生產(chǎn)任務(wù)，設(shè)計(jì)換熱器的總體思路：在正常的生 產(chǎn)過(guò)程中，利用塔底的釜?dú)堃鹤鳛榧訜峤橘|(zhì)在塔底冷卻器中進(jìn)行第一次預(yù)熱，然后用少量的水蒸汽便可在預(yù)熱器中使原料液達(dá)到預(yù)期的溫度進(jìn)入精餾塔中。塔頂煤油蒸汽經(jīng)過(guò)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(chǔ)裝

3、罐中。關(guān)鍵詞：冷卻器；再沸器；全凝器；對(duì)流傳熱系數(shù)；列管式換熱器2湖南工業(yè)大學(xué)化工原理課程設(shè)計(jì)目錄第一章 前言 ………………………………………………………… 1第二章 方案設(shè)計(jì)說(shuō)明 ……………………………………………… 12.1 換熱器的選型???????????????????????? 12.1.1 換熱器的分類(lèi)?????????????????????? 1確定生產(chǎn)工藝流程和計(jì)算設(shè)備的尺寸；另一方面，又要求根據(jù)設(shè)計(jì)對(duì)象的具體

4、特征，憑借設(shè)計(jì)者的經(jīng)驗(yàn)（或借鑒前人的經(jīng)驗(yàn)） ，靈活運(yùn)用設(shè)計(jì)的訣竅，對(duì)所選設(shè)備，工藝過(guò)程以及各種參數(shù)進(jìn)行合理的篩選，校正和優(yōu)化，達(dá)到經(jīng)濟(jì)合理的 生產(chǎn)要求。工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程，兩種物料之間的熱交換一般是通過(guò)熱交換器完成的，所以換 熱器的設(shè)計(jì)就顯的尤為重要。換熱器的設(shè)計(jì)，首先應(yīng)根據(jù)工藝要求確定換熱系統(tǒng)的流程方案并選用適當(dāng)類(lèi)型的換熱器，確定所選換熱器中流體的流動(dòng)空間及流速等參數(shù)，同時(shí)計(jì)算完成給定生產(chǎn)任務(wù)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(shí)際流體的腐蝕性確定換熱器的材料，根據(jù)換熱器設(shè)計(jì)方案 說(shuō)明2.1 換熱器的選型2.1.1 換熱器的分類(lèi)換熱器是化工，煉油工業(yè)中普遍應(yīng)用的工藝設(shè)備，用來(lái)實(shí)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(yīng)用最為廣泛的一類(lèi)。其主要特點(diǎn)為：冷熱流體被一固體間壁隔開(kāi)，通過(guò)壁面進(jìn)行轉(zhuǎn)熱?？紤]到間壁式換熱器設(shè)計(jì)技術(shù)比較成熟，而且國(guó)家在該類(lèi)換熱器的設(shè)計(jì)，制造，檢驗(yàn)和

6、驗(yàn)收等方面已有較為完善的設(shè)設(shè)計(jì)資料和系列化標(biāo)準(zhǔn)，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(diǎn)，間壁式換熱器又可細(xì)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(kuò)展面式換熱器，如板翅式，管翅式，強(qiáng)化的傳熱管等。在管式換熱器 中，管殼式換熱器是應(yīng)用最廣泛的一種，該類(lèi)換熱器結(jié)構(gòu)相對(duì)簡(jiǎn)單，造價(jià)不高，殼選用多1湖南工業(yè)大學(xué)化工原理課程設(shè)計(jì)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(yīng)用?？紤]其諸 上優(yōu)點(diǎn)，以及生產(chǎn)任務(wù)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(lèi)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(jiǎn)單，當(dāng)殼 體直徑相同時(shí)，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(yīng)力，殼在殼