【正文】 kinds of checking, structure, selection, and so the design process to discuss the results of the general steps, in order to determine the final design of the tube heat exchanger in the floating head for The gas heater can be used as the heat transfer equipment. Keywords: flue gas、 heat、 exchanger and tube、 floating head 3 課 程 設(shè) 計(jì) 任 務(wù) 書(shū) 環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)院 學(xué)院 環(huán)境工程 專(zhuān)業(yè) 2020 級(jí) 學(xué)生姓名： 課程設(shè)計(jì)題目： 煙氣回收廢熱換熱器的設(shè)計(jì) 課程設(shè)計(jì)主要內(nèi)容： 一、設(shè)計(jì)任務(wù) 設(shè)計(jì)一個(gè) 列管式換熱器 ，用于 回收煙氣 中 余熱 ，完成 換熱器 的工藝設(shè)計(jì)與計(jì)算，有關(guān)附屬設(shè)備的設(shè)計(jì)和選型，繪制 換熱 系統(tǒng)的工藝流程圖和 換熱器 裝置圖 ，編寫(xiě)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)。 1 課 程 設(shè) 計(jì) 課程名稱(chēng)： 環(huán)境工程原理課程設(shè)計(jì) 設(shè)計(jì)題目： 煙氣回收廢熱換熱器的設(shè)計(jì) 學(xué) 院： 環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)院 專(zhuān) 業(yè)： 環(huán)境工程 年 級(jí)： 2020級(jí) 學(xué)生姓名： 指導(dǎo)教師： 日 期： 教 務(wù) 處 制 2 摘 要 在大型工廠生產(chǎn)過(guò)程當(dāng)中，煙氣中的余熱回收利用有著重要的意義，通過(guò)一組列管式換熱器可將煙氣中的余熱進(jìn)行回收利用，以達(dá)到環(huán)保和 經(jīng)濟(jì)的 兩重效益。 本次設(shè)計(jì)嚴(yán)格 按照查閱文獻(xiàn)和標(biāo)準(zhǔn)、反復(fù)計(jì)算和驗(yàn)算 、各類(lèi)校核、結(jié)構(gòu)選型、結(jié)果討論等設(shè)計(jì)工序的一般步驟 進(jìn)行 ，最終以確定設(shè)計(jì)的 列管式換熱器中的 浮頭式 換熱器可作為該煙氣的換熱設(shè)備。 二、設(shè)計(jì)條 件 氣體混合物成分： 近似 空氣； 2. 設(shè)計(jì)處理量 Q： 100000 Nm3/h； 3. 熱物料 (廢氣 )溫度 ℃ : (1) 換熱器入口溫度 t1: 425 (2) 換熱器出口溫度 t2:180 4. 冷物料 (空氣 )溫度 ℃ : (1) 換熱器入口溫度 θ 1: 55 (2) 換熱器出口溫度 θ 2: 200～ 250.(換熱器出口溫度 θ 2為參考值 ) (3) 冷物料流量 L: 100000 Nm3/h. 4 5. 氣體特性參數(shù) (1) 平均比熱容 kJ/(kg?K), (2) 給熱系數(shù) α :(m2?K)。 7. 其余條件 : 自定。 ：每年 300 天，每天 24 小時(shí)計(jì) ： 昆明某地區(qū) 三 、設(shè)計(jì)內(nèi)容 ； ； ； ； 、殼程 接管尺寸計(jì)算； ，壓降核算 ； （ 2 號(hào)圖紙） ； 換熱器 裝置圖 （ 1 號(hào)圖紙） ； 。在工業(yè)生產(chǎn)中，換熱器的主要作用是使熱量較高的流體傳遞給溫度較低的流體，使流體溫度達(dá)到工藝流程規(guī)定的指標(biāo)，以滿足過(guò)程工藝條件的需要。在化工廠中，換熱器的投資約占總投資的 10%— 20%；在煉油廠中，該項(xiàng)投資約占總投資的 35%— 40%。 工廠里所排出的煙氣（廢氣），通常都伴隨著較高的溫度，這些不經(jīng)過(guò)處理以后排出的高溫氣體不僅會(huì)對(duì)大氣環(huán)境造成污染，而其也造成了大量 的能源浪費(fèi)。 為此，本課程設(shè)計(jì)以設(shè)計(jì)一個(gè)列管式換熱器用于冷卻工廠里排出的高溫?zé)煔?，設(shè)計(jì)處理量為 。從而達(dá)到合理的經(jīng)濟(jì)和環(huán)境效 8 益。但始終難免有疏漏之處，敬請(qǐng)讀者加以指證，以便改之。管式換熱器又分為蛇管式換熱器、套管式換熱器 、列管式換熱器等 ； 板式換熱器分為夾套式換熱器和平板式換熱器等 。最終確定為用列管式換熱器作為該種煙氣的余熱 回收裝置，該 種換熱器傳熱面積大，結(jié)構(gòu)緊湊，堅(jiān)固耐用，傳熱效果好，而且能用多種材料制造。 (2) 組成類(lèi)似于空氣。 在該條件下 ，空氣的物性參數(shù)為： (1) 平均比熱容 Cp＝ (kg? C? ) (2) 粘度 μ ＝ 10－ 5Pa? s (3) 導(dǎo)熱系數(shù) λ ＝ 10－ 2W/(m? C? ) (4) 密度 ρ ＝ 10 換熱器換熱面積的估算 (1) 冷物料 (空氣 )出口溫度的計(jì)算 廢氣質(zhì)量流量： 51W = 1 0 0 0 0 0 0 . 6 1 5 = 0 . 6 1 5 1 0 k g / h?? 熱負(fù)荷： ? ?1 1 2536W Cp ( T T )Q = 36000. 61 5 10 1 .3 5 10 42 5 18 0 =3600 = 5. 65 10 W??? ? ? ? ?? 空氣質(zhì)量流量： 2W = 1 0 0 0 0 0 0 .8 5 4 = 8 5 4 0 0 k g /h? 根據(jù)能量守恒與轉(zhuǎn)換定律，可建立熱平衡關(guān)系式： Q1＝ Q2，即有： 106＝ 85400 103 (t2－ 55) 空氣的出口溫度為： 62 3 10 360 0t = 55854 00 10 =29 0 C?? ???? 這樣，冷熱物料的進(jìn)出口溫度 T、 t 和平均溫度Δ tm為： ? ? ? ?? ? ? ?12121 2 2 1m1221 T =42 5 C T =18 0 C t =55 C t =29 0 CT t T tt=TtlnT t425 290 180 55 =425 290ln180 55 =13 0 C????????? ? ???? 11 (2) 換熱器換熱面積的計(jì)算 設(shè)換熱器為單殼程，單管程， 經(jīng)查資料知，空氣的傳熱系數(shù) K 在 10～ 30 2 w/(m C)?? 之間，這里暫取 K＝ 22 2 w/(m C)?? 根據(jù)傳熱方程， Q＝ A KΔ tm 由此可以計(jì)算出總換熱面 積 A： 6 2mQ 5 . 6 5 1 0A = = = 1 9 7 6 mt K 1 3 0 2 2?? ? ? 考慮到設(shè)備制造、安裝、維護(hù)、成本等因素，根據(jù)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)和參考文獻(xiàn)，采取“三器并聯(lián)”方式布局，則每個(gè)換熱器的面積： 21 1976A = =659m3 換熱器結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)計(jì)算 (1).管徑和管內(nèi)流速 每個(gè)換熱器廢氣體積流量為： 5 32 15