本文是关于管壳式换热器设计程序的高级教程。我们将主要关注确定新管壳式换热器的工艺参数和准备工艺规范表对于新的交换机。
管壳式换热器是流程工业中最流行和应用最广泛的传热设备。这主要是因为管壳式换热器的多功能性,基于不同的管壳式换热器的类型这可以通过更改壳管排列轻松创建。
工艺与机械设计
新换热器工程设计的第一步是确定工艺参数,如-
- 工作温度和压力
- 设计温度和压力
- 热负荷,即所需的总传热率
- 热流体的入口/出口温度
- 冷流体的入口/出口温度
- 热侧最大允许压降
- 冷侧最大允许压降
- 换热器类型使用
- 壳侧/管侧流体选择(即热/冷流体应流向壳侧还是管侧)
然后,机械工程师根据这些信息编制一份机械数据表,供热交换器制造商用于最终制造。机械数据表以制造商提供的指南为基础TEMA标准由管式换热器制造商协会(TEMA)开发。
迭代换热器工艺设计程序
一种新工艺的工艺设计管壳式换热器是一个开放问题. 参数(或变量)多于约束。因此,我们有可能确定其中一些参数,以获得经济高效的热交换器设计。
但要修正哪些参数,以及修正哪些值?
这就是为什么换热器的工艺设计通常以迭代的方式进行,并且通过尝试不同的换热器设计参数来找到最佳设计。
考虑到这一点,让我们完成管壳式换热器设计过程中涉及的步骤。
热交换器设计程序的步骤
1.定义基本过程要求
首先,我们必须明确定义新热交换器设备的主要目标。
有些工艺参数必须固定。例如,工艺流体流速、入口/出口温度、操作和设计压力值、最大允许压降等。这些参数是我们的换热器设计计算它们也是制约因素。
2.选择合适的换热器类型
根据工艺流体(服务)的性质、工作温度和压力,允许换热器的压降,可用的公用设施,流速等,您需要选择最合适的热交换器类型。
选择管壳式热交换器时,还需要决定哪种流体应流向壳侧,哪种流体应流向管侧。这也取决于给定的工艺条件以及两种热流体和冷流体的性质。
在此阶段,还建议适当注意可以使用哪些实用程序以及相应的接近温度值.应在此阶段对公用设施或热交换器类型进行任何必要的更改。
3.固定一些设计参数以创建热交换器模型
由于换热器设计将是一个迭代过程,我们需要一个起点。我们需要将一些设计参数,如管程数、换热器长度、壳体ID、挡板间距等固定为一些暂定值。
这是out迭代模型的起点,当我们根据流程要求检查设计时,这些值将发生变化。但选择(猜测)尽可能接近最终设计的初始参数非常重要。这样,我们将需要最少的迭代次数才能得到最终设计。
您还可以使用这些资源手动执行以下操作:换热器计算,然后前往建模软件。
4.热交换器设计的额定值
接下来,使用换热器模拟软件. 使用此模型检查是否满足步骤1中的所有工艺要求。例如,检查工艺流体的出口温度和管壳侧的压降值。它们是否在我们的流程要求设置的约束范围内?
如果不符合,则检查哪些工艺要求不符合。相应地更改热交换器设计参数并返回步骤3。
使用新的设计参数,重新调整热交换器模型并重复模拟计算。然后您可以再次检查评级。此过程将重复进行,直到您找到一个能够满足所有工艺要求的热交换器模型。
5.创建具有最终热交换器设计的规格表
当热交换器额定值确实满足您的工艺要求时,您可以在工艺数据表中记录所有细节。将此数据表发送给机械设备设计工程师,以便他可以准备热交换器规格表根据TEMA标准。
热交换器周围的管道和仪表
除了设计热交换器设备本身外,还需要设计热交换器周围的管道和仪表,以便采取适当的维护、安全和过程控制措施。
工艺工程师创建P&ID图,以指导管道和仪表工程师对周围管道和仪表进行最终设计。以下是创建P&ID图的详细指南用于热交换器。
参考资料和资源
- 这管壳式换热器示意图根据TEMA标准,给出其所有部件的详细清单,并给出准确的名称。
- 流体分配指南在管壳式换热器的任一侧,即决定哪种流体应流向壳侧,哪种流体应流向管侧。
- 一份列出所有管壳式换热器的重要方程设计