李雷磊

（众一阿美科福斯特惠勒工程有限公司宁夏分公司，宁夏银川 750001）

换热器设计要点分析研究

李雷磊

（众一阿美科福斯特惠勒工程有限公司宁夏分公司，宁夏银川 750001）

换热器设计是能源工业发展中的重点，以实际工业发展情况为基础，结合换热器设计技术，分析现阶段能源工作中换热器设计要点，从而为实际工业发展提供有效的依据。

换热器；设计；要点；工业

在不同温度的流体将传递的热能设备就称为热交换器，简称为换热器。在换热器中之上存在两种不同温度的流体，一个流体温度过高，产生热量，；另一个流体温度过低，吸收热量。随着我国工业的不断进步，实际能源利用、开发和节约工作的要求也在不断提升，因此对于换热器也提出了更高的要求。本文主要是对换热器设计要点进行分析。

1 设计方案

1.1 明确换热器的类型

两种流体温度的变化情况∶热流体进口温度为110℃，出口的温度为50℃；冷流体进口温度为25℃，出口温度为35℃，这一换热器需要应用循环冷却水冷却，冬季操作的过程中这一进口温度会不断降低，受到这一因素的影响，预计这一换热器的管壁温度和壳体之间的差距会越来越大，由此在初级阶段明确选用列管式换热器。

1.2 管程安排

从两种物流的操作压力分析，需要应用甘油走管程，循环冷却水走壳程。但是因为循环冷却水过于容易结垢，如果其流动的速度过低，那么会提升污垢提升的速度，促使换热器的热流量下溅，因此需要从整体分析，要让循环水走管程，甘油走壳程。

2 设计参数

30%甘油的定性温度为∶

黏度为∶

在计算传热面积需要先明确K数值，结合资料获取甘油与水之间传递K值为290～710，先取其为500进行计算。依据下述公式可得，传热面积为130.1m2。

3 工艺结构尺寸

其主要分为以下几点∶第一，管径和管内流速。其选择圆直径为25×2.5较为优质的冷拔传热管，也就是20mm，取管内流动速度为2.0m/s。第二，管程数和传热管数。可以依据传热管内径和流动速度明确单程传热管数，依据单程管计算，可以明确需要的传热管长度。依据单程管设计，传热管过多，可以应用多管程结果。第三，传热管排列和分程方案。依据组合排列方案，也就是每程内依据正三角形进行划分，隔板两边都依据正方形进行划分。第四，壳体内径。其主要是依据多管程结构，结合管板应用率明确壳体内径。第五，折流板。其主要是依据弓形直流板，去弓形直流板圆缺高度为壳体内径的25%，以此明确切去的圆缺高度。

4 附属设备的选择

4.1 管道与壳体连接

管子在管板上固定依据是一定要确保管子和管板连接坚固，不能在连接的位置出现问题。因为操作所压力是常压，因此选择应用胀接法。

4.2 管板和壳体连接

管板与壳体连接的形式主要分为两方面，一种是可拆式，另一种是不可拆式。浮头式的换热器是依据管板自身不直接与壳体电焊连接，而是依据壳体上法兰和管箱法兰加持固定。壳体的设计压力为101.3kPa低于1MPa，并且壳体介质是不容易燃烧和爆炸的，更不容易挥发且有毒的。因此依据壳体壁厚为10mm[1]。

4.3 换热器的封头

选择椭圆形封头DN=600mm选择甲型平焊法兰PN=0.6 MPa，D=715mm、D1=680mm、D2=650mm、D3=640mm、D4= 637mm，壁厚等于32mm，d=18mm。

4.4 拉杆的数量与直径的选择

表1 拉杆直径 mm

换热器的外径为25mm，因此拉杆直径为16mm，因为直径等于600mm和16mm，结合表格可知拉杆数量为4个。

4.5 导流筒

在壳程流体进出口的管板中一定存在一段流体无法达到的死角，以此一般在管束外提升导流筒，促使流体出入壳程过程中一定会经过这一区域，提升传递热量的效果。因为，压力过低一般都会应用引导流筒[2]。

4.6 接管的选择

壳程流筒进入到接管处，获取管内液体流动速度为2.4m/s，那么接管内径为

取接管的直径为70mm。

管程流体进入到接管处，获取管内液体流动速度为2.0m/s，那么接管内径为

取接管的直径为200mm。

5 结束语

总而言之，换热器是工业换热设备中重要的工作内容，换热器设计的优劣将直接影响其未来长时间的安全性和发展性。在实际发展中，结合以往操作过程中存在的问题和需求进行有效的分析，并且依据现阶段市场环境和设备特点，提出有效的设计形式，以此满足目前工业换热设备需求，达到工作内容的规定。

[1] 黄伟昌，王玉.管壳式换热器设计要点综述[J].管道技术与设备，2015，（6）.

[2] 程国强.地源热泵换热器的分析与设计[D].杭州∶浙江大学，2015.

Research on the Design of Heat Exchanger

Li Lei-lei

The design of the heat exchanger is the key in the development of the energy industry，according to the development of practical industrial base，combined with the design of the heat exchanger，the analysis of the current industrial design for heat exchanger in the development of energy work，to provide an effective basis for actual industrial development.

heat exchanger；design；key point；industry

TK172

B

1003-6490（2017）02-0069-02

2017-02-12

李雷磊（1984—），男，宁夏银川人，工程师，主要研究方向为静设备。