【正文】 —尚可好—很好好尚可尚好—差差好好好好—很好好很好好尚好過冷/過熱降溫:中等過冷大的過冷大的過熱降溫寬的冷凝范圍尚好—好差很好很好尚好—好差尚好好好好差尚好—好好好好好好很好尚好尚好尚好差尚好尚好不可凝氣體:中等量大量很好很好好好—尚好尚好—差差好好好—尚可尚好好好混合物冷凝范圍:小—中等寬冷卻介質(zhì)結(jié)垢冷凝液有銹蝕冷凝液有結(jié)凍很好小心很好尚可很好好小心好尚可好尚可小心好—尚可尚可尚好好小心好尚可好好—尚可很好差很好差好—尚可好差—尚好好差 冷凝器的選擇⑴　高效換熱器的特點(diǎn)及選型高效換熱器是指?jìng)鳠嵝时绕胀〒Q熱器更高的傳熱設(shè)備，它的特點(diǎn)是由于強(qiáng)化了傳熱，導(dǎo)致傳熱面積減少，熱強(qiáng)度提高。殼側(cè)窗中無管　　1）　易結(jié)垢的流體在管內(nèi)，便于清洗，如冷凝器的冷卻水一般走管內(nèi)；2）　流量小的流體在管內(nèi)，可以采用多管程，以便選擇理想流速；3）　腐蝕性強(qiáng)的流體，盡可能在管內(nèi)；4）　壓力高的流體在管內(nèi)；5）　兩流體溫差大時(shí)，給熱系數(shù)大的流體在管間，以減小管壁和殼體壁間的溫差；6）　與外界溫差大的流體在管內(nèi)；7）　相變流宜走殼側(cè)，如飽和蒸汽的冷凝在殼側(cè)，因?yàn)槔淠^程對(duì)流速和結(jié)垢無要求，且便于冷凝液的排放；8）　粘度大的流體一般在殼側(cè)，因?yàn)榈蚏e數(shù)時(shí)殼側(cè)的給熱系數(shù)比管內(nèi)高；9）　給熱系數(shù)低的流體在殼側(cè)，可采用低翅片管強(qiáng)化傳熱；10） 立式熱虹吸式再沸器中，工藝流體走管側(cè)，加熱介質(zhì)走殼側(cè)；11） 翅片管換熱器中，高壓、較臟或腐蝕性流體走翅片管，因?yàn)樗鄬?duì)便宜，且易于清洗，并比外管有更高的強(qiáng)度。這些材質(zhì)有效防止高溫腐蝕，尤其適用于設(shè)計(jì)溫度高于280℃，常用5 Cr 1/2 Mo或碳鋼鍍覆12Cr，最終選用的材質(zhì)由設(shè)計(jì)溫度、硫化氫含量、成本等因素決定。當(dāng)有成熟使用經(jīng)驗(yàn)時(shí)，也可選用其他牌號(hào)或其他材料的換熱管。純銅設(shè)計(jì)溫度不高于150℃；銅合金應(yīng)不高于200℃；l 純鈦和鈦合金材料的設(shè)計(jì)溫度不高于300℃；鈦復(fù)合板應(yīng)不高于350℃。設(shè)計(jì)溫度超過425℃的容器選用1Cr1/2Mo或更高等級(jí)的合金鋼。 材質(zhì) 選材原則換熱器用鋼的標(biāo)準(zhǔn)、冶煉方法、熱處理狀態(tài)、許用應(yīng)力均按GB 1501999第4章及其附錄A的規(guī)定。管子上的泄放設(shè)施防止壓力傳遞。在安全閥泄放過程中，為使熱泄放閥最小，TRV可定為設(shè)計(jì)壓力的110%（基于ASME標(biāo)準(zhǔn)）。壓力泄放ASME標(biāo)準(zhǔn)要求所有壓力容器安裝壓力泄放裝置以防超壓，當(dāng)壓力容器的壓力是自外壓，且安全閥與容器之間管段沒有任何閥門時(shí)，保護(hù)措施可不直接安裝在容器上。設(shè)計(jì)金屬溫度需要標(biāo)示在銘牌上及制造商數(shù)據(jù)表中，相關(guān)工藝人員必須將該值體現(xiàn)在所有工藝數(shù)據(jù)表中。對(duì)某些大型換熱器，如轉(zhuǎn)化設(shè)備進(jìn)出口換熱器，殼體的不同部分，設(shè)計(jì)溫度隨板材、板厚、法蘭等級(jí)等有較大差異，因此當(dāng)法蘭等級(jí)、殼體厚度有較大影響時(shí)，設(shè)計(jì)溫度需要精確分段。設(shè)計(jì)溫度指換熱器在正常情況下，設(shè)定元件金屬溫度（沿原件金屬橫截面的溫度平均值）。II 一般上游泵的壓差是泵的泄放吸入壓頭，當(dāng)確定泵吸入壓頭時(shí)考慮泄放狀態(tài)下的壓力曲線；III 遵循如下列表：最大操作壓力MPa全真空或部分真空025設(shè)計(jì)壓力，MPa操作壓力+操作壓力+，IV ，兩者取大值。 設(shè)計(jì)參數(shù)設(shè)計(jì)壓力指設(shè)定的換熱器管、殼程頂部的最高壓力，與相應(yīng)的設(shè)計(jì)溫度一起作為設(shè)計(jì)載荷條件，其值不低于工作壓力。因此：面積余量大到不能通過控制手段來消除；熱流體出口溫度比設(shè)定值低時(shí)，粘度增大，壓降增大；對(duì)于冷凝器，余量會(huì)造成塔與回流液難以達(dá)到平衡；管內(nèi)流速及流動(dòng)特性同校核工況存在較大差別，如立式熱虹吸式換熱器，在上升管中存在兩相流，流率的變化引起流型的改變，從而導(dǎo)致騰涌和振動(dòng)；發(fā)現(xiàn)硫磺廠低壓蒸汽廢熱鍋爐的面積余量會(huì)引起換熱管內(nèi)柱塞流。相對(duì)于設(shè)計(jì)值，新?lián)Q熱器污垢很低，面積就有富余。這樣用空冷以較低公用工程消耗移除較高等級(jí)熱量，再用水冷達(dá)到工藝流體出口溫度。因此，設(shè)備投資及電耗降低。同水冷相比，出口溫度稍高。水冷工藝出口溫度理論上水冷方式出口溫度受環(huán)境濕球溫度限制，實(shí)際上不低于冷卻塔出口溫度（新鮮水49℃、海水43℃）。當(dāng)通過夾點(diǎn)的熱物流為零時(shí)，公用設(shè)施加熱及冷卻負(fù)荷最小，即熱回收最大。沿橫坐標(biāo)H左右移動(dòng)兩條復(fù)合線，找到一處兩條線垂直距離最短，該處即為夾點(diǎn)或窄點(diǎn)。這是過程能量綜合領(lǐng)域中一種實(shí)用方法，可以優(yōu)化復(fù)雜工藝的換熱過程。對(duì)一個(gè)換熱網(wǎng)絡(luò)而言，所有換熱設(shè)備的接近溫差中最小值稱為最小接近溫差，也稱夾點(diǎn)溫差。對(duì)于多數(shù)煉廠，運(yùn)用最嚴(yán)格的R級(jí)；對(duì)其他諸如化學(xué)品廠，運(yùn)用C或B級(jí)；通常R級(jí)有較厚的殼體、更大更厚的封頭、較厚換熱管及其他更大的部件。 計(jì)算過程 下表列出設(shè)計(jì)管殼式換熱器計(jì)算機(jī)程序，HTRI是常用軟件、當(dāng)客戶和使用者要求時(shí)，才使用HTFS。 設(shè)計(jì)步驟l ；l 選擇TEMA等級(jí)并對(duì)換熱器選型；l 通過程序校核計(jì)算；l 判定計(jì)算結(jié)果，如傳熱系數(shù)、壓降等，根據(jù)參數(shù)確定換熱器設(shè)備結(jié)構(gòu)；通過調(diào)整單程管數(shù)來獲得合適的壓力梯度，若要增大換熱面積，可增大管長(zhǎng)、增加并聯(lián)臺(tái)數(shù)（只有單臺(tái)換熱器很大，且壓降難以克服才使用）或增加管程數(shù)，但典型管程數(shù)為雙管程，增大管程數(shù)會(huì)提高壓降；殼側(cè)壓力梯度要調(diào)節(jié)折流板間距，要增大換熱面積，需增大管長(zhǎng)或增加串聯(lián)臺(tái)數(shù)。l 結(jié)構(gòu)參數(shù)安裝形式（臥式、立式、傾斜）、設(shè)計(jì)壓力、設(shè)計(jì)溫度、材質(zhì)、腐蝕余量、TEMA等級(jí)、適用標(biāo)準(zhǔn)、管口等級(jí)及密封面、操作工況。 換熱器的術(shù)語(yǔ)及分類 術(shù)語(yǔ)及定義換熱器裝置：為某個(gè)可能包括可替換操作條件的特定作業(yè)的一個(gè)或多個(gè)換熱器；位號(hào)：設(shè)計(jì)人員對(duì)某一換熱器單元的識(shí)別號(hào)；有效表面：進(jìn)行熱交換的管子外表面積；管程：介質(zhì)流經(jīng)換熱管內(nèi)的通道及與其相貫通部分；殼程：介質(zhì)流經(jīng)換熱管外的通道及與其相貫通部分；管程數(shù)：介質(zhì)沿?fù)Q熱管長(zhǎng)度方向往、返的次數(shù)；殼程數(shù)：介質(zhì)在殼程內(nèi)沿殼體軸向往、返的次數(shù)；公稱長(zhǎng)度：以換熱管的長(zhǎng)度作為換熱器的公稱長(zhǎng)度，換熱管為直管時(shí)，取直管長(zhǎng)度，換熱管為U形管時(shí)取U形管直管段的長(zhǎng)度；計(jì)算換熱面積： 以換熱管外徑為基準(zhǔn)，扣除伸入管板內(nèi)的換熱管長(zhǎng)度后，計(jì)算得到的管束外表面積，對(duì)于U形管式換熱器，一般不包括U形彎管段的面積；公稱換熱面積：經(jīng)圓整后的計(jì)算換熱面積； 換熱器分類根據(jù)不同的分類方法定義換熱器類型如表21所示。流動(dòng)沸騰：用工藝流體、水蒸汽或其他熱流體加熱汽化狹窄流道中的工藝流體過程。換熱：用工藝流體加熱或冷卻另外一股工藝流體的過程。凡不注日期或修改號(hào)（版次）的引用文件，其最新版本適用于本規(guī)定。 換熱器設(shè)計(jì)指南1 總則 目的 為規(guī)范本公司工藝設(shè)計(jì)人員設(shè)計(jì)管殼式換熱器及校核管殼式換熱器而編制。 規(guī)范性引用文件下列文件中的條款通過本規(guī)定的引用而成為本規(guī)定的條款，凡注日期的應(yīng)用文件，其隨后所有的修改單或修改版均不適用本規(guī)定。冷卻：用工藝流體、冷卻水或空氣等冷劑冷卻另一工藝流體的過程。池沸過程：用工藝流體、水蒸汽或其他熱流體加熱汽化大容積設(shè)備中的工藝流體過程。有不凝氣的冷凝：用工藝流體、冷卻水或空氣，部分冷凝工藝流體和同時(shí)冷卻不凝性氣體。l 輸入數(shù)據(jù)操作參數(shù)：項(xiàng)目號(hào)、設(shè)備位號(hào)、流量、操作條件、物性，樣表如附件1所示。l 列管式換熱器數(shù)據(jù)表除上述參數(shù)外，還有：物性（水除外）、混合物ρV2（采用均相密度）、管嘴尺寸、流體流向、折流板數(shù)量、折流板類型、折流板中心間距。l 填寫數(shù)據(jù)表。 FLUID FLOW SERVICE 工藝設(shè)計(jì)考慮因素TEMA設(shè)置了三種換熱器機(jī)械標(biāo)準(zhǔn)，反映了不同的嚴(yán)格性。 夾點(diǎn)溫度、夾點(diǎn)技術(shù)及換熱網(wǎng)絡(luò)分析夾點(diǎn)溫度 對(duì)單個(gè)換熱器而言，換熱的冷、熱流冷端和熱端溫差中較小者稱接近溫差。夾點(diǎn)技術(shù) “夾點(diǎn)”和“復(fù)合線”概念基礎(chǔ)上發(fā)展起來的。將冷、熱流的復(fù)合線畫在一個(gè)TH圖上，熱流的復(fù)合線一定要位于冷流的上方。熱流冷流HT熱流冷流HTQcu,minQhu,minΔTmin 圖22 復(fù)合線示意圖 圖23 夾點(diǎn)與最小公用工程消耗圖 夾點(diǎn)將換熱網(wǎng)絡(luò)分解為兩個(gè)區(qū)域，熱端——夾點(diǎn)之上，它包括比夾點(diǎn)溫度高的工藝物流及其間的熱交換，只要求公用設(shè)施加熱物流輸入熱量，可稱為熱阱；而冷端包括比夾點(diǎn)溫度低的工藝物流及其間的熱交換，并只要求公用設(shè)施冷卻物流取出熱量，可稱為熱源。 空冷器、水冷器的選擇冷卻器中冷卻介質(zhì)的選擇需要考慮：水源、水費(fèi)、電費(fèi)、安裝費(fèi)用、維護(hù)費(fèi)用、占地等?？绽涔に嚦隹跍囟壤碚撋鲜墉h(huán)境干球溫度限制，但高于濕球溫度。LMTD的提高，導(dǎo)致傳熱面積和摩擦系數(shù)的減小，并且入口空氣流量減小。空冷水冷相結(jié)合的分割溫度若工藝入口溫度較高，適于空冷；工藝出口溫度較低，適于水冷；冷卻負(fù)荷足夠大，則空冷與水冷相結(jié)合是一種經(jīng)濟(jì)設(shè)計(jì)方法。 設(shè)計(jì)余量從設(shè)計(jì)的角度，有一定余量的換熱器更好運(yùn)行。隨意給定設(shè)計(jì)余量會(huì)帶來各種問題，在此，首先按照設(shè)計(jì)值計(jì)算清潔情況下所需換熱面積，然后根據(jù)污垢或設(shè)計(jì)規(guī)模增加面積，從而確定余量。立式安裝用于如下情況：大型再沸器受空間限制而采用立式安裝；再沸器管材等級(jí)較高，立式安裝因管束緊湊而可以節(jié)省投資。管側(cè)、殼側(cè)設(shè)計(jì)壓力一般設(shè)定為設(shè)備安全閥泄放壓力加靜壓頭，若沒有安全閥，則按照如下情況取大值：I 在泵的關(guān)閉壓力下，若換熱器能夠關(guān)閉，則設(shè)計(jì)壓力取上游泵的關(guān)閉壓力；注：如果在項(xiàng)目前期沒有泵的曲線。排凝液很重要，