【正文】 ，而與外殼的膨脹無關(guān)。浮頭式換熱器的管束可以拉出，便于清洗和檢修，適用于兩流體溫差較大的各種物料的換熱，應(yīng)用極為普通，但結(jié)構(gòu)復(fù)雜，造價高。（3） 填料式換熱器管束一端可以自由膨脹，與浮頭式換熱器相比，結(jié)構(gòu)簡單、造價低，但殼程流體有外漏的可能性，因此殼程不能處理易燃、易爆的流體。原料預(yù)熱器冷熱流體的溫度差大于70。C，所以選用浮頭式換熱器。冷凝器的平均溫差大于50。C小于70。C，所以選用帶有膨脹節(jié)的固定管板式換熱器。塔頂冷卻器兩流體溫差小于50。C，可以選用普通的固定管板式換熱器。 此外，在確定選用換熱器的型式時，即要依據(jù)兩流體的溫度差考慮熱補(bǔ)償?shù)膯栴}，還應(yīng)考慮流體的性質(zhì)及檢修和清晰等因素。 列管式換熱器的基本參數(shù) 基本參數(shù) 管殼是換熱器的基本參數(shù)包括： ① 公稱換熱面積SN； ② 公稱直徑DN；③ 公稱壓力PN；④ 換熱器管長度L；⑤ 換熱管規(guī)格；⑥ 管程數(shù)Np。 設(shè)計的基本原則（1） 流體流徑的選擇流體流徑的選擇是指在管程和殼程各走哪一種流體，以固定管板式換熱器為例，介紹一些選擇的原則。① 不潔凈和易結(jié)垢的流體宜走管程，因為管程清晰較方便。② 若兩流體溫差較大，宜使對流傳熱系數(shù)大的流體走殼程，因壁面溫度與h大的流體接近，以減少管壁與殼壁的溫差，減少溫差應(yīng)力。根據(jù)上述原則，在后面的換熱器設(shè)計中，應(yīng)該盡量使乙醇液體或者冷卻水走管程，水蒸汽或者乙醇蒸汽走殼程。③ 壓力高的流體宜走管程，以免殼體受壓，可節(jié)省殼體金屬消耗量。④ 被冷卻的流體宜走殼程，可利用殼體對外散熱作用，增強(qiáng)冷卻效果。⑤ 飽和蒸汽宜走殼程，以便于及時排除冷凝液，且蒸汽較潔凈，一般不需清洗。⑥ 有毒易污染的流體宜走管程，以減少泄漏量。⑦ 流量小或粘度大的流體宜走殼程，因流體在有折流擋板的殼程中流動，由于流速和流向的不斷改變，在低Re下即可達(dá)到湍流，以提高傳熱系數(shù)。（2） 流體流速的選擇 流體流速的選擇涉及到傳熱系數(shù)、流動阻力及換熱器結(jié)構(gòu)等方面。增大流速，可加大對流傳熱系數(shù)，減少污垢的形成，使總傳熱系數(shù)增大；但同時使流動阻力加大，動力消耗增多；選擇高流速，使管子的數(shù)目減小，對一定的換熱面積，不得不采用較長的管子或增加程數(shù)，管子太長不利于清洗，單程變?yōu)槎喑淌蛊骄鶄鳠釡夭钕陆?。因此，一般需要通過多方面權(quán)衡選擇適宜的流速。（3） 冷卻介質(zhì)終溫選擇在換熱器的設(shè)計中，進(jìn)、出換熱器物料的溫度一般是由工藝確定的，而冷卻介質(zhì)（或加熱介質(zhì)）的進(jìn)口溫度一般為已知，出口溫度則由設(shè)計者根據(jù)自己的實際情況設(shè)定。如用冷卻水冷卻某熱流體，水的進(jìn)口溫度可根據(jù)當(dāng)?shù)氐臍夂驐l件作出估計，而出口溫度需經(jīng)過經(jīng)濟(jì)權(quán)衡確定。為了節(jié)約用水，可使水的出口溫度高些，但所需傳熱面積加大；反之，為減小傳熱面積，則可增加水量，降低出口溫度。一般來說，設(shè)計時冷卻水的溫度差可取810。C。缺水地區(qū)可選用較大溫差，水源豐富地區(qū)可選用較小溫差。內(nèi)蒙古屬于偏干旱地區(qū)水資源較為缺乏，所以設(shè)計時進(jìn)出口溫度可以較大。 (4)加熱介質(zhì)根據(jù)工藝要求以及設(shè)備的承壓能力，加熱介質(zhì)可選用低壓蒸氣。 列管式換熱器結(jié)構(gòu)的確定列管式換熱器主要分為管程和殼程兩部分。（1） 管程結(jié)構(gòu) 換熱管常用換熱管的規(guī)格有φ192mm, φ252mm。換熱管在管板上的排列方式有正方形直列、長方形錯列、三角形直列、三角形錯列和同心圓排列。管板列管式換熱器管板是用來固定管束連接殼體和端蓋的一個圓形厚板，它的受力關(guān)系比較復(fù)雜。厚度計算應(yīng)根據(jù)我國“鋼制壓力容器設(shè)計規(guī)定”進(jìn)行。管板上開有管孔，管孔的排列方式有三角形、正方形和同心圓形。三角形可排列較多的管子，裝配較多的管子，傳熱效果較好，所以常被采用，（d為管子外徑）。 管箱列管式換熱器管箱即換熱器的端蓋，也叫分配室。用以分配液體和起封頭的作用。壓力較低時可采用平蓋，壓力較高時則采用凸形蓋，用法蘭與管板連接。檢修時可拆下管箱對管子進(jìn)行清洗或更換。 （2） 殼程結(jié)構(gòu)殼體是一個圓筒形的容器。直徑小于400mm的殼體通常用鋼管制成，大于400mm的用鋼板卷焊而成。根據(jù)工作溫度選擇殼體材料，有防腐要求時，大多考慮使用復(fù)合金屬板。折流擋板列管式換熱器折流板的作用是；增強(qiáng)流體在管間流動的湍流程度；增大傳熱系數(shù)；提高傳熱效率。同時它還起支撐管束的作用。因為蒸汽的冷凝與流動狀態(tài)無關(guān)而且為了使冷凝水更好地排除，所以冷凝器不設(shè)折流板。列管式換熱器除上述部件外，列管換熱器根據(jù)尺寸大小和用途不同，大型換熱器還設(shè)有拉桿、旁路擋板；冷凝器設(shè)有攔液板等等。 殼程和管程數(shù)的確定當(dāng)管內(nèi)流體流量較小時，會使管內(nèi)流速較低，對傳熱系數(shù)較小。為了提高管內(nèi)流速，可采用多管程。列管式換熱器的系列標(biāo)準(zhǔn)中管程數(shù)有4和6程等四種。采用多管程時，、3或6m。管長與殼體直徑之比L/D為46，水平放置的換熱器可取大些。 列管式換熱器的設(shè)計計算根據(jù)產(chǎn)量要求，計算換熱系統(tǒng)的原料量、產(chǎn)品量，再進(jìn)一步確定所需計算的換熱器，逐步進(jìn)行換熱器的選用。①計算熱負(fù)荷，冷卻介質(zhì)的用量計算或加熱介質(zhì)用量的計算。②計算平均溫度差，當(dāng)兩側(cè)的流體均為變溫傳熱時，應(yīng)進(jìn)行溫度差的校正。③試算并初選設(shè)備規(guī)格 　 (1) 計算定性溫度，并確定在定性 溫度下流體的性質(zhì)?！?(2) 由總傳熱速率方程 Q＝KSΔtm，初步算出傳熱面積S，并確定換熱器的基本尺寸(如d、L、n及管子在管板上的排列等)，或按系列標(biāo)準(zhǔn)選擇設(shè)備規(guī)格。 (3) 確定流體在換熱器中的流動途徑?！?(4) 計算平均溫度差。 　 (5) 依據(jù)總傳熱系數(shù)的經(jīng)驗值范圍，或按生產(chǎn)實際情況，選定總傳熱系數(shù)K選值。 3．計算管、殼程壓強(qiáng)降 根據(jù)初定的設(shè)備規(guī)格，計算管、殼程流體的流速和壓強(qiáng)降。檢查計算結(jié)果是否合理或滿足工藝要求。若壓強(qiáng)降超過工藝允許的范圍，則要調(diào)整流速，再確定管程數(shù)或折流板間距，或選擇另一規(guī)格的設(shè)備，重新計算壓強(qiáng)降直至滿足要求為止。 4．核算總傳熱系數(shù) 計算管、殼程對流傳熱系數(shù)hi 和ho，確定污垢熱阻Rsi和Rso，再計算總傳熱系數(shù)K選，比較K得初始值和計算值，若K計/ K選＝～，則初選的設(shè)備合適。否則需另設(shè)K選值，重復(fù)以上計算步驟 。 通常，進(jìn)行換熱器的選擇或設(shè)計時，應(yīng)在滿足傳熱要求的前提下，再考慮其他各項的問題。傳熱速率方程式 Q = KSΔtm 　　　　式中 Q——傳熱速率(熱負(fù)荷)，W； K——總傳熱系數(shù)，W/(m2℃)； S——與K值對應(yīng)的傳熱面積，m2； Δt m——平均溫度差，℃。 （1）傳熱速率(熱負(fù)荷) Q①傳熱的冷熱流體均沒有相變化，且忽略熱損失，則 Q = WhCph ( T1 – T2 ) = WcCpc( t2– t1 )?、诹黧w有相變化，如飽和蒸汽冷凝，且冷凝液在飽和溫度下排出，則Q = Whr = WcCpc( t2 – t1 )　 式中 W——流體的質(zhì)量流量， kg/s； Cp——流體的平均定壓比熱容， J/(kg℃)； T——熱流體的溫度，℃； t ——冷流體的溫度，℃。r —— 飽和蒸汽的冷凝潛熱，J/kg下標(biāo)h和c分別表示熱流體和冷流體，下標(biāo)1和2分別表示換熱器的進(jìn)口和出口。 （2）平均溫度差 一側(cè)恒溫，逆流與并流的平均溫差相等Δtm =(Δt1