换热器工艺设计规定
1 范围
本规定规定了管壳式换热器的选型和设计的工艺要求。
本规定(程序)适用于新建石油化工工艺装置的工艺设计,改建、扩建的工艺装置的设计可参照执行。适用于单台传热面积大于0.5m的管壳式换热器、板式换热器、套管式(Double pipe)和多管式套管(Hair-pin)换热器,但不适用于蒸汽表面冷凝器。 2 规范性引用文件
下列规范或标准中的条款通过本规定的引用而成为本规定的条款。凡是注日期的引用文件,其随后所有的修改单(不包括勘误的内容)或修订版均不适用本规定。凡是不注日期的引用文件,其最新版本适用于本规定。
《管壳式换热器》GB151-1999(2002)(附加2002年第1号修改单) TEMA 管壳式换热器制造协会标准 《Shell and Tube Heat Exchangers》API 660
《Plate Heat Exchangers for General Refinery Service, Petroleum Natural Gas Industries》API 662 3 术语与定义
换热器用于传递两股工艺物流间的热量。广义来说,任何用于改变物流焓值的无火换热设备均可称为换热器。
下列术语和定义适用于本规定。
3.1 管壳式换热器(Shell and tube heat exchanger)
由壳体和大量换热管子组成,换热管按一定的形式排列,端部固定在管板上,换热介质分别流经管内(管程)和管外(壳程)进行换热。这种换热器称为管壳式换热器。 3.2 套管式换热器(Double-pipe heat exchanger)
套管式在壳内有一根翅片管或一根光管,其基本结构是两个同心圆管、两个连接的壳体支座、一个U型回弯头及法兰等组成。换热介质分别流经内管内(管程)和环隙(壳程)进行换热。
3.3 多管式套管换热器(Hairpin heat exchanger)
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多管式套管换热器的结构与套管式基本一致,但是其传热管为二根或两根以上。 3.4 板式换热器(Plate-frame heat exchanger)
按照设计的数量和顺序,将由薄金属板压制的换热板片紧固在固定压紧板和活动压紧板之间,相邻板间隙形成流体流动通道,介质通过换热板片进行传热。 4 管壳式换热器的选型 4.1 管壳式换热器基本分类
根据管壳式换热器的结构特征,按照TEMA和GB151的分类方法,管壳式换热器的型式分类见表4.1。
表4.1 管壳式换热器的型式
前管箱型式
壳体型式
后管箱型式
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4.2 壳体的选择
石油化工装置用换热器壳体通常应选择“E”型,以下情况除外:
a) 当换热器内发生温度交叉时,可采用“F”型换热器,替代多台的多管程换热器串
联方式,以节约投资和占地。
b) 当壳程流体的允许压降较小,且“E”型不能满足要求时,可采用“J” 型、或“X”
型、 “H”型、或“G”型。
c) 对于壳程沸腾且汽化率大于50%时,可考虑用“K”型。 4.3 管箱的选择
石油化工装置常用的管壳式换热器有:固定管板式、U形管式和浮头式。 4.3.1 固定管板式换热器选用条件:
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