刘 海

(北方民族大学 化学与化学工程学院，宁夏 银川 750021)

换热器作为一种基本的换热设备，在化工、动力、制药、冶金等工程领域中有着广泛的应用。按照热交换过程的不同，换热器一般可以分为混合式、蓄热式和间壁式三种类型。管壳式换热器是最为常见的间壁式换热器，其造价较低、结构简单、适用范围广等优点，使得管壳式换热器占据了全球换热器市场37%左右的份额[1]，而在石化行业中它更是占据了超过65%的市场份额[2]。由此可见，管壳式换热器的设计优劣对于我国工业生产的节能和经济效益有着重要的影响。

根据理论研究和实际设计经验可知，满足某一换热要求的换热器往往有多种结构设计方案，如何从多种设计方案中找出最优方案，是工程技术人员应当思考的问题。本文将以HTRI换热器设计软件得出的设计方案作为研究对象，以工程实践中总结出的换热器经济性计算方法作为评价依据，验证经济性评价方法在换热器设计方案优选中的应用，为以后的换热器优化设计提供依据和参考。

1 设计参数及初步选型设计

本次设计的换热器实例选择《换热器工艺设计》[3]书中例4.1的卧式冷凝器，热流体为含有不凝气气体N2的烃类蒸汽混合物(摩尔分率：氮气25%、对二甲苯13%、正戊烷62%)，冷流体为冷却水，其主要技术指标见表1。

根据所给的已知条件可知，热蒸汽较为清洁，不宜结垢，而冷却水比较容易结垢，因此设计热流体走壳程，冷却水走管程，且壳程温差较大，管程温差较小，选择使用浮头式换热器，既能充分释放温差应力，也便于管程污垢的清洗。……