合成氨裝置-五級(jí)閃蒸汽熱交換器設(shè)計(jì)含10張CAD圖

合成氨裝置-五級(jí)閃蒸汽熱交換器設(shè)計(jì)含10張CAD圖,合成氨,裝置,閃蒸,熱交換器,設(shè)計(jì),10,cad 題目：合成氨裝置-五級(jí)閃蒸汽熱交換器設(shè)計(jì) 一、 前言 1． 課題研究的意義，國內(nèi)外研究現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢 （1）課題研究的意義 換熱設(shè)備在煉油、石油化工以及在其他工業(yè)中使用廣泛，它適用于冷卻、冷凝、加熱、蒸發(fā)和廢熱回收等各個(gè)方面。其中，管殼式換熱器雖然在換熱效率、設(shè)備的體積和金屬材料的消耗量等方面不如其他新型的換熱設(shè)備，但它具有結(jié)構(gòu)堅(jiān)固、彈性大、可靠程度高、使用范圍廣等優(yōu)點(diǎn)，所以在各工程中仍得到普遍使用。管殼式換熱器的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，是為了保證換熱器的質(zhì)量和運(yùn)行壽命，必須考慮很多因素，如材料、壓力、溫度、壁溫差、結(jié)垢情況、流體性質(zhì)以及檢修與清理等等來選擇某一種合適的結(jié)構(gòu)形式。 以下是管殼式換熱器的結(jié)構(gòu)和零部件圖： 圖1.管殼式換熱器示意圖 石油、化工、熱能、動(dòng)力等工業(yè)部門所使用的換熱器中，管殼式換熱器居主導(dǎo)地位，氨肥行業(yè)也不例外。合成氨工業(yè)中，管殼式換熱器數(shù)量多，換熱器的型式、材質(zhì)、設(shè)計(jì)壓力、設(shè)計(jì)溫度等設(shè)計(jì)條件的合理選擇，換熱管布管等內(nèi)部結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計(jì)，直接決定了換熱器的使用壽命、投資額度、換熱效果及產(chǎn)品收率。換熱器設(shè)計(jì)在合成氨工業(yè)中的重要性不言而喻。 因此，對(duì)合成氨裝置中換熱器的設(shè)計(jì)是非常有研究價(jià)值的。 （2）國內(nèi)外研究現(xiàn)狀 管殼式換熱器單位體積內(nèi)能夠提供較大的傳熱面積，傳熱效果比較好，并且適應(yīng)性較強(qiáng)，是生產(chǎn)上應(yīng)用最廣泛的換熱設(shè)備。在經(jīng)濟(jì)水平飛速發(fā)展的現(xiàn)在社會(huì)，人們開始更多地重視生活上每一個(gè)細(xì)節(jié)的品質(zhì)，也愈來愈需要更充裕更加便捷的熱能供應(yīng)形式，作為一種傳統(tǒng)的換熱設(shè)備的管殼式換熱器，由于其構(gòu)造簡單，解決能力大、選材區(qū)域廣，適應(yīng)性強(qiáng)，容易制造而且成本相對(duì)低，方便清洗，在高溫高壓下也可以適用等很多的優(yōu)點(diǎn)，依然在換熱器中占主導(dǎo)位置。對(duì)于各型換熱器的強(qiáng)化換熱技術(shù) 的研究，主要集中在對(duì)換熱器內(nèi)流體流態(tài)變化以及對(duì)各部件的參數(shù)優(yōu)化研究兩方面，而對(duì)換熱器部件參數(shù)的主要研究對(duì)象就是換熱管（板）排列方式（順排或叉排）、換熱管（板）排數(shù)、換熱管（板）間距大小、肋片布置間距、肋片形狀等，而數(shù)值模擬計(jì)算屬于主要的研究方法。 數(shù)值模擬計(jì)算-國外研究現(xiàn)狀 Hajabdollahi等[1]用九個(gè)決策變量和遺傳算法作為優(yōu)化工具對(duì)管殼式換熱器進(jìn)行經(jīng)濟(jì)優(yōu)化，提出了設(shè)計(jì)變量對(duì)目標(biāo)函數(shù)最優(yōu)值的敏感性。 Amin和Bazargan [2]認(rèn)為換熱量的增加和換熱總成本的降低是管殼式換熱器多目標(biāo)優(yōu)化的目標(biāo)函數(shù)。在遺傳算法的研究中，他們采用了11個(gè)決策變量和壓降約束。 Caputo等[3]提出了管殼式換熱器制造成本估算的一個(gè)新的數(shù)學(xué)模型并進(jìn)行了參數(shù)分析，以獲得管殼式換熱器的最佳長徑比。 Sadeghzadeh等[4]用遺傳和粒子群優(yōu)化算法證明管殼式換熱器設(shè)計(jì)的技術(shù)經(jīng)濟(jì)優(yōu)化。 Bansi D. Raja等[5]提出了兩個(gè)目標(biāo)函數(shù)的不同組合方案，利用包括LINMAP，TOPSIS和Fuzzy在內(nèi)的三種決策方法和多目標(biāo)傳輸搜索（MOHTS）算法，開始解決管殼式換熱器多目標(biāo)優(yōu)化的問題。 數(shù)值模擬計(jì)算-國內(nèi)研究現(xiàn)狀 在換熱器的設(shè)計(jì)中，換熱管排數(shù)和布置方式、換熱管形狀、肋片外型以及間距等對(duì)換熱器性能的影響不可忽視。黃興華等[6]運(yùn)用計(jì)算機(jī)模擬了不同管型、不同流程布置對(duì)滿液式蒸發(fā)器性能的影響。 尹斌[7]對(duì)R134a單元機(jī)的蒸發(fā)器的仿真在使用改進(jìn)的Kattan模型下，計(jì)算了管內(nèi)不同干度區(qū)域的局部沸騰換熱系數(shù)，通過隱式三次多項(xiàng)式擬合模型計(jì)算制冷工質(zhì)的物性參數(shù)。 劉彥軍[8,9]用控制容積法對(duì)翅片管管片式換熱器的肋效率進(jìn)行了數(shù)值計(jì)算，分析了換熱管間距、肋片厚度、導(dǎo)熱系數(shù)等因素對(duì)肋效率的影響。 陳維漢[10]在應(yīng)用給定換熱器結(jié)構(gòu)材料下，換熱器進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)。 程金強(qiáng)等[11]建立管翅式換熱器傳熱過程的物理模型利用計(jì)算流體力學(xué)(CFD)軟件進(jìn)行模擬，隨后建立試驗(yàn)臺(tái)對(duì)模型進(jìn)行驗(yàn)證。 谷波[12]用FLUENT建立管翅換熱器結(jié)霜模型，對(duì)結(jié)霜的傳熱傳質(zhì)過程和霜層的增長進(jìn)行了模擬。 蘇銘[13]對(duì)不同通道構(gòu)型的薄膜式全熱換熱器的性能進(jìn)行了數(shù)值計(jì)算分析和比較。 鄧斌[14]采用濕球溫度效率法對(duì)蒸發(fā)器進(jìn)行了模擬，并分析了流程布置形式對(duì)換熱器性能的影響。 李永鵬[15]和宣宇清[16]采取分布參數(shù)法分別對(duì)船舶冷庫蒸發(fā)器和房間空調(diào)蒸發(fā)器建立各自的穩(wěn)態(tài)數(shù)學(xué)模型，并使用MATLAB語言編程計(jì)算。 席戰(zhàn)利[17]用分布參數(shù)法對(duì)管翅式蒸發(fā)器建立數(shù)學(xué)模型，并對(duì)公開文獻(xiàn)已有的 換熱系數(shù)和摩擦壓降的關(guān)聯(lián)式進(jìn)行了總結(jié)。 曾文良[18]對(duì)壓縮空氣在人字形波紋板式換熱器傳熱與流阻性能進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)研究。 陳育平在文獻(xiàn)[19]中對(duì)不同結(jié)構(gòu)尺寸針狀肋片的實(shí)物模型進(jìn)行試驗(yàn)研究，得出了相應(yīng)的傳熱及阻力特性的實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)則關(guān)系式。 仇性啟等[20]研究了縱向翅片管換熱器翅片側(cè)的傳熱特性和阻力特性。 （3）發(fā)展趨勢 存在的不足： 換熱器換熱的理論研究不夠完善，可供對(duì)肋片實(shí)際應(yīng)用優(yōu)化設(shè)計(jì)的理論依據(jù)太少，對(duì)于換熱公式推導(dǎo)出的解析解較少，目前大多是通過試驗(yàn)數(shù)據(jù)分析擬和而成的經(jīng)驗(yàn)公式。 目前對(duì)換熱器的研究大多基于一維、二維的換熱，國內(nèi)對(duì)于三維的換熱模型的研究過少，同時(shí)，對(duì)于一維和二維傳熱模型的前提假設(shè)條件很苛刻，得出的結(jié)論適用性不強(qiáng)。 換熱的理論體系缺乏系統(tǒng)性，不夠完善，因?yàn)樵囼?yàn)環(huán)境，材料，儀器的精度以及試驗(yàn)方法不同，在同一個(gè)研究方向的某些問題的研究結(jié)論存在的分歧較多，很難形成統(tǒng)一的意見，暫不能形成對(duì)實(shí)踐的可靠指導(dǎo)。結(jié)合試驗(yàn)建立的部分換熱理論還缺乏嚴(yán)謹(jǐn)性和局限性。 發(fā)展的前景： 隨著強(qiáng)化傳熱理論的研究，加強(qiáng)管殼式換熱器的改進(jìn)，將高效傳熱管與殼程強(qiáng)化傳熱的支撐結(jié)構(gòu)相結(jié)合是今后換熱器發(fā)展的一個(gè)重要方向。不僅要重視加強(qiáng)換熱器的傳熱元件的研究，而且防腐措施的強(qiáng)化同樣具有舉足輕重的作用，綜合考慮各方面因素，生產(chǎn)高質(zhì)量，低成本的換熱器，在推動(dòng)生產(chǎn)發(fā)展的同時(shí)，也會(huì)獲得較高的經(jīng)濟(jì)效益。 管殼式換熱器的發(fā)展總體上是支撐式的發(fā)展，從弓形折流板式支撐，到折流桿式支撐最后到管子的自支撐，隨著殼程支撐結(jié)構(gòu)的改變，管殼式換熱器的殼程膜傳熱系數(shù)表現(xiàn)為連續(xù)提高的發(fā)展趨勢，壓降表現(xiàn)為不斷降低的發(fā)展趨勢，換熱器的綜合傳熱性能得到明顯的提升。 世界換熱器產(chǎn)業(yè)在產(chǎn)品與技術(shù)方面的發(fā)展趨勢主要表現(xiàn)為產(chǎn)品大型化、高效化、節(jié)能化，此外，換熱器新材料的開發(fā)應(yīng)用、產(chǎn)品技術(shù)的更新?lián)Q代、不同應(yīng)用領(lǐng)域產(chǎn)品的細(xì)分化也都是行業(yè)的發(fā)展趨勢。隨著工業(yè)裝置的大型化及高效化，世界換熱器也趨于大型化，并且向低溫差、低壓力損失方向發(fā)展，在大型化的同時(shí)也提高了產(chǎn)品的換熱效率，更加體現(xiàn)節(jié)能減排。在管殼式換熱器領(lǐng)域，世界大型管殼式換熱器直徑已經(jīng)突破4.5m，部分其至達(dá)到了5m以上，出現(xiàn)了換熱而積超過10000m2的超大型管殼式換熱器。 2．課題的研究目標(biāo)、內(nèi)容和擬解決的關(guān)鍵問題 （1）研究目標(biāo) 工藝計(jì)算目標(biāo)是滿足H2S的進(jìn)出口溫度從-55到-20攝氏度，流量能達(dá)到5000 m3/hr，能承受壓力為0.12MPa；液氨的進(jìn)出口溫度-18到-30攝氏度，承受壓力為2MPa 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要求是設(shè)計(jì)一臺(tái)用于合成氨裝置-五級(jí)閃蒸汽熱交換器，該換熱器能夠在特定的場合下工作，滿足載荷要求，發(fā)揮預(yù)期的作用，各零部件的設(shè)計(jì)均符合標(biāo)準(zhǔn)。 經(jīng)濟(jì)目標(biāo)是將成本控制在合理的范圍內(nèi)，在滿足上述目標(biāo)的前提下實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)利益最大化。 （2）課題的研究內(nèi)容 工藝計(jì)算 熱力工藝計(jì)算 ① 熱平衡計(jì)算：熱平衡計(jì)算，并確定傳熱對(duì)數(shù)平均溫差； ② 總傳熱系數(shù)的計(jì)算：初步確定換熱器的結(jié)構(gòu)，冷、熱側(cè)流體的對(duì)流換熱系數(shù)及總傳熱系數(shù)的計(jì)算； ③ 總傳熱面積的確定：由傳熱方程，確定換熱器的總換熱面積和最后結(jié)構(gòu)參數(shù)； ④ 阻力計(jì)算：根據(jù)所確定的設(shè)備結(jié)構(gòu)參數(shù)，確定流體的流動(dòng)阻力降。 強(qiáng)度校核計(jì)算 ① 換熱器總體結(jié)構(gòu)及零部件進(jìn)行設(shè)計(jì)； ② 對(duì)受壓元件進(jìn)行強(qiáng)度校核計(jì)算。 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 管殼式換熱器的材料應(yīng)根據(jù)操作壓強(qiáng)、溫度及流體的腐蝕性等來選用。在高溫下一般材料的機(jī)械性能及耐腐蝕性能要下降。同時(shí)具有耐熱性、高強(qiáng)度及耐腐蝕性的材料是很少的。目前，常用的金屬材料有碳鋼、不銹鋼、低合金鋼、銅和鋁等；非金屬材料有石墨、聚四氟乙烯和玻璃等。根據(jù)實(shí)際需要，可以選擇使用不銹鋼材料。 管殼式換熱器的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，是為了保證換熱器的質(zhì)量和運(yùn)行壽命，必須考慮很多因素如材料、壓力、溫度、壁溫差、結(jié)垢情況、流體性質(zhì)以及檢修與清理等等來選擇某一種合適的結(jié)構(gòu)形式。 在合成氨裝置中，合理設(shè)計(jì)換熱器結(jié)構(gòu)，對(duì)實(shí)現(xiàn)工藝過程、提高傳熱效率、節(jié)省能源及降低設(shè)備投資等方面有重要的意義。因此，設(shè)計(jì)換熱器時(shí)應(yīng)反復(fù)計(jì)算，綜合分析，不斷調(diào)整優(yōu)化換熱器結(jié)構(gòu)，從而進(jìn)一步提高整體傳熱效率，以獲得滿足工藝要求的最優(yōu)結(jié)果。 換熱器結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要求包括：管子數(shù)，管子排列方式，管間距的確定，殼體尺寸計(jì)算，換熱器封頭選擇，容器法蘭的選擇，管板尺寸確定塔盤結(jié)構(gòu)，人孔數(shù)量及位置， 儀表接管選擇等。其中各結(jié)構(gòu)的選型標(biāo)準(zhǔn)必須依照我國的壓力容器設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，還可以參考美國的ASME規(guī)范。表1所示就是兩種標(biāo)準(zhǔn)的對(duì)應(yīng)關(guān)系： 表1.壓力容器標(biāo)準(zhǔn)對(duì)應(yīng)關(guān)系 我國主要壓力容器標(biāo)準(zhǔn) ASME規(guī)范 （1） GB150《鋼制壓力容器》 （2） JB4734《鋁制壓力容器》 （3） JB4745《鈦制壓力容器》 第VIII卷第一分冊 JB4732《鋼制壓力容器-分析設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》 第VIII卷第二分冊 JB4708《鋼制壓力容器焊接工藝評(píng)定》 第IX卷 JB4730《壓力容器無損檢測》 第V卷 經(jīng)濟(jì)要求 換熱器的經(jīng)濟(jì)目標(biāo)就是在對(duì)換熱器的結(jié)構(gòu)尺寸，換熱面積、設(shè)計(jì)壓力、管口尺寸、換熱器形式等方面的計(jì)算和確定后，對(duì)換熱器進(jìn)行成本核算。成本核算要進(jìn)行強(qiáng)度和設(shè)計(jì)計(jì)算，決定壁厚、材料的重量、零部件的確定、輔材費(fèi)、人工費(fèi)、稅收等所花的費(fèi)用。在滿足工藝參數(shù)和設(shè)計(jì)要求的前提下保證成本的最佳經(jīng)濟(jì)化。也要保證換熱器的經(jīng)濟(jì)利潤最大化。 （3）擬解決的關(guān)鍵問題 （1）根據(jù)給定工藝參數(shù)和所學(xué)過的相關(guān)知識(shí)進(jìn)行設(shè)備的工藝計(jì)算； （2）設(shè)備材料的選擇、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)； （3）熱交換器的優(yōu)化設(shè)計(jì)（從強(qiáng)化傳熱的方面考慮）： （4）計(jì)算機(jī)繪制部件圖、零件圖、總裝配圖，基于Solidworks或者Pro-E進(jìn)行三維制圖。 二、設(shè)計(jì)方案的確定 1.方案的原理、特點(diǎn)與選擇依據(jù) （1）方案的原理 圖2.換熱器設(shè)計(jì)方案 ① 換熱器類型的選擇 根據(jù)冷熱流體的溫度、壓力、腐蝕和結(jié)垢等性質(zhì)選擇合適的換熱器型式，由工藝條件和所給的介質(zhì)參數(shù)選擇合適的換熱器。 ② 流動(dòng)空間及流速的確定 管程介質(zhì)是硫化氫氣體，殼程介質(zhì)是液氨，流速根據(jù)5000 m3/hr確定。流體的流速是換熱器設(shè)計(jì)的重要變量。采用較高的流速有兩個(gè)好處：一是提高總傳熱系數(shù)，從而減小傳熱面積；二是減少在管子表面生成污垢的可能性。但是也相應(yīng)的增加了阻力和動(dòng)力消耗，所以需要進(jìn)行經(jīng)濟(jì)比較才能最后確定適宜的流速。此外在選擇流速時(shí)，還必須考慮結(jié)構(gòu)上的要求。為了避免設(shè)備的嚴(yán)重磨損，所計(jì)算出的流速不應(yīng)超過最大允許的經(jīng)驗(yàn)流速。工藝設(shè)計(jì)方案選擇應(yīng)時(shí)應(yīng)著重考慮。 ③ 計(jì)算流體的定性溫度，再確定流體的物理參數(shù) H2S的進(jìn)出口溫度從-55到-20攝氏度，流量能達(dá)到5000 m3/hr，能承受壓力為0.12MPa；液氨的進(jìn)出口溫度-18到-30攝氏度，承受壓力為2MPa。 ④ 初算有效平均溫差再校核 按逆流時(shí)的有效平均溫差再根據(jù)公式計(jì)算，計(jì)算結(jié)束進(jìn)行校核。 ⑤ 選取經(jīng)驗(yàn)的傳熱系數(shù)K值 在換熱器熱負(fù)荷和有效對(duì)數(shù)溫差一定的情況下，換熱器面積和總傳熱系數(shù)成反比，顯然總傳熱系數(shù)對(duì)換熱器的換熱面積影響很大。因此在對(duì)工藝計(jì)算結(jié)果進(jìn)行分析選擇時(shí)，應(yīng)該將計(jì)算出的總傳熱系數(shù)與一些換熱器設(shè)計(jì)手冊中給出的經(jīng)驗(yàn)值進(jìn)行對(duì)比。應(yīng)盡量保證計(jì)算值與經(jīng)驗(yàn)值的相對(duì)誤差較小，一般不宜超過±25％。 ⑥ 計(jì)算換熱面積 根據(jù)下式估算傳熱面積 A=QK?Tm Q是傳熱量。 ⑦ 工藝結(jié)構(gòu)尺寸 根據(jù)傳熱設(shè)計(jì)的結(jié)果進(jìn)行換熱器結(jié)構(gòu)的確定，主要包括:管箱、管板、接管、支座、膨脹節(jié)及靜電板等的設(shè)計(jì)。 ⑧ 換交換器的及其附件的結(jié)構(gòu)分析和設(shè)計(jì) 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)包括：筒體的設(shè)計(jì)、管箱的設(shè)計(jì)、管箱封頭的設(shè)計(jì)、管箱法蘭的設(shè)計(jì)、換熱管的設(shè)計(jì)、折流板的設(shè)計(jì)、拉桿的設(shè)計(jì)、管板的設(shè)計(jì)，附件的設(shè)計(jì)包括：接管與接管法蘭的設(shè)計(jì)、接管的開孔補(bǔ)強(qiáng)、法蘭螺栓及墊片的設(shè)計(jì)、防沖與導(dǎo)流的設(shè)計(jì)、支座的設(shè)計(jì)。其中筒體的設(shè)計(jì)進(jìn)行壁厚計(jì)算后還要壓力試驗(yàn)校核，而支座選型后還有支座負(fù)載校核。 ⑨ 平均溫差的校正及殼程數(shù) 管程：當(dāng)換熱器的換熱面積較大而管子又不能很長時(shí)，為提高流體在管內(nèi)的流速，需將管束分程。但程數(shù)過多，導(dǎo)致管程流動(dòng)阻力和動(dòng)力能耗增大，同時(shí)使平均傳熱溫差下降，工藝設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)權(quán)衡考慮。 殼程：換熱器殼程程數(shù)的選擇，應(yīng)從兩個(gè)方面考慮，首先，對(duì)于換熱管很長的換熱器，如果為了減少占地面積，可以采用雙殼程結(jié)構(gòu)。但是雙殼程在制造、安裝和檢修方面都很困難，故一般不宜采用，常用的方法是將幾個(gè)換熱器串聯(lián)起來使用。 ⑩ 換交熱器元件的強(qiáng)度分析 主要是進(jìn)行管板的強(qiáng)度分析，其他還有管程和殼程的壓力試驗(yàn)強(qiáng)度校核、開孔補(bǔ)強(qiáng)的強(qiáng)度校核及支座的負(fù)載校核。 （2）特點(diǎn) 管殼式換熱器是我國目前工業(yè)生產(chǎn)中最常使用的一種換熱器，相對(duì)于其他換熱器來說，管殼式換熱器的特點(diǎn)眾多。 1.高效節(jié)能，高效節(jié)能是管殼式換熱器最主要的一項(xiàng)特點(diǎn)。也是人們最常使用的主要原因。 2.使用壽命長，管殼式換熱器基本都是采用全不銹鋼制作的，耐腐性比較高，同時(shí)也不生銹，延長了使用時(shí)間，這對(duì)于降低企業(yè)的生產(chǎn)成本有極大好處。 3.采用納米技術(shù)，納米技術(shù)是當(dāng)今世界非常先進(jìn)的一項(xiàng)技術(shù)，在管殼式換熱器上使用納米技術(shù)可以提高換熱效果，增大傳熱系數(shù)。 4.應(yīng)用領(lǐng)域廣泛，在我國熱電、廠礦、石油化工、城市集中供熱、食品醫(yī)藥、能源電子、機(jī)械化工等領(lǐng)域都有使用，應(yīng)用范圍非常廣泛。 5.維修費(fèi)用低，對(duì)于工業(yè)企業(yè)來說，換熱器的維修費(fèi)用是非常受關(guān)注的，但是管殼式換熱器的維修保養(yǎng)費(fèi)用確實(shí)是比較低的，而且操作簡單、易于教學(xué)。 （3）選擇依據(jù) 換熱器的選用設(shè)計(jì)取決于下列因素： (l)氨料進(jìn)料的流動(dòng)型式和進(jìn)料的氣化率； (2)換熱器進(jìn)料的粘度； (3)為換熱器提供進(jìn)料的塔內(nèi)液位。 結(jié)構(gòu)標(biāo)準(zhǔn)的選擇： GB150-1998《鋼制壓力容器》、GB151-1999《管殼式換熱器》《壓力容器安全技術(shù)監(jiān)察規(guī)程》、JB4710-1992《鋼制塔式容器》 2． 設(shè)計(jì)步驟 （1）熱力工藝計(jì)算 ① 熱平衡計(jì)算：熱平衡計(jì)算，并確定傳熱對(duì)數(shù)平均溫差； ② 總傳熱系數(shù)的計(jì)算：初步確定換熱器的結(jié)構(gòu)，冷、熱側(cè)流體的對(duì)流換熱系數(shù)及總傳熱系數(shù)的計(jì)算； ③ 總傳熱面積的確定：由傳熱方程，確定換熱器的總換熱面積和最后結(jié)構(gòu)參數(shù)； ④ 阻力計(jì)算：根據(jù)所確定的設(shè)備結(jié)構(gòu)參數(shù)，確定流體的流動(dòng)阻力降。 （2）換熱器結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及強(qiáng)度校核計(jì)算 ①換熱器總體結(jié)構(gòu)及零部件進(jìn)行設(shè)計(jì)； ③ 對(duì)受壓元件進(jìn)行強(qiáng)度校核計(jì)算； 三、階段性設(shè)計(jì)計(jì)劃、設(shè)計(jì)目標(biāo)與應(yīng)用價(jià)值 （1）階段性設(shè)計(jì)計(jì)劃： （1） 第七學(xué)期17周：與導(dǎo)師見面、布置任務(wù)，查閱文獻(xiàn) （2） 第七學(xué)期18-19周：翻譯文獻(xiàn)，撰寫文獻(xiàn)綜述 （3） 第八學(xué)期1-2周：確定設(shè)計(jì)方案，工藝設(shè)計(jì)計(jì)算 （4） 第八學(xué)期3-4周：確定設(shè)計(jì)方案，工藝設(shè)計(jì)計(jì)算 （5） 第八學(xué)期5-6周：整理編寫設(shè)計(jì)說明書，并對(duì)說明書進(jìn)行修改完善 （6） 第八學(xué)期7周：畢業(yè)實(shí)習(xí) （7） 第八學(xué)期8-9周：計(jì)算機(jī)繪制總裝配圖，中期檢查 （8） 第八學(xué)期10-11：計(jì)算機(jī)繪圖部件圖、零件圖 （9） 第八學(xué)期12周：所有圖紙匯總、校對(duì)、修改 （10） 第八學(xué)期13周：基于Solidworks或者Pro-E進(jìn)行三維制圖 （11） 第八學(xué)期14周：整理畢業(yè)答辯材料，提交全部畢業(yè)設(shè)計(jì)材料 （12） 第八學(xué)期15-16周：答辯，根據(jù)答辯提出的問題進(jìn)行修改完善 （2） 設(shè)計(jì)目標(biāo) 合成氨裝置-五級(jí)閃蒸汽熱交換器的設(shè)計(jì)目標(biāo)包括工藝計(jì)算目標(biāo)，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)目標(biāo)，強(qiáng)度計(jì)算目標(biāo)，成本核算目標(biāo)等。其中工藝計(jì)算目標(biāo)是滿足H2S的進(jìn)出口溫度從-55到-20攝氏度，流量能達(dá)到5000 m3/hr，能承受壓力為0.12MPa；液氨的進(jìn)出口溫度-18到-30攝氏度，能承受壓力為2MPa；結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)目標(biāo)是使換熱器的結(jié)構(gòu)能夠滿足工藝參數(shù)要求；強(qiáng)度計(jì)算目標(biāo)是設(shè)計(jì)出來的換熱器裝置滿足所需的強(qiáng)度要求；成本核算目標(biāo)是在滿足上述設(shè)計(jì)目標(biāo)要求的情況下是成本控制在合理的承受范圍內(nèi)。 （3）應(yīng)用價(jià)值 合成氨裝置-五級(jí)閃蒸汽熱交換器屬于管殼式換熱器，能廣泛應(yīng)用于石油、石化、 橡膠、化工、冶金等行業(yè)，在石油化工領(lǐng)域中發(fā)揮著尤其重要的作用。合成氨裝置-五級(jí)閃蒸汽熱交換器，兩端管板中只有一端與殼體固定，另一端可相對(duì)殼體自由移動(dòng)。浮頭由浮動(dòng)管板、鉤圈和浮頭端蓋組成，是可拆連接，管束可從殼體內(nèi)抽出。管束與殼體的熱變形互不約束，因而不會(huì)產(chǎn)生熱應(yīng)力。其優(yōu)點(diǎn)是管間與管內(nèi)清洗方便，不會(huì)產(chǎn)生熱應(yīng)力；但其結(jié)構(gòu)復(fù)雜，造價(jià)比固定管板式換熱器高，設(shè)備笨重，材料消耗量大，且浮頭端小蓋在操作中無法檢查，制造時(shí)對(duì)密封要求較高。適用于殼體和管束之間壁溫差較大或殼程介質(zhì)易結(jié)垢的場合。分析合成氨裝置-五級(jí)閃蒸汽熱交換器優(yōu)缺點(diǎn)知，相對(duì)于其他類管殼式換熱器來講更加符合工藝的設(shè)計(jì)要求,而且對(duì)企業(yè)來講,其經(jīng)濟(jì)效益也會(huì)顯著提高。 四、參考文獻(xiàn) [1] H. 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