換熱器的結構形式應根據(jù)工藝條件和介質性質按下列原則確定。
①. 一般宜選用浮頭式換熱器。
②. 當操作壓力較高或管殼程介質相混合會導致產(chǎn)品變質或影響安全操作時,宜選用U形管換熱器。
③. 當殼程介質為潔凈流體時,且冷流進口和熱流進口之間介質的溫差小于110℃時,宜選用固定管板換熱器。當冷流進口和熱流進口之間介質的溫差大于110℃時,如選用固定管板換熱器,應根據(jù)結構計算要求考慮是否設置膨脹節(jié)。
④. 當潔凈介質的流率較小、操作溫度和操作壓力均較低時,宜選用板式換熱器。
⑤. 當介質流率較小、傳熱面積較小且操作溫度和操作壓力較高或介質含有固體顆粒時,宜選用套管式換熱器。
⑥. 一般情況下,再沸器宜選用熱虹吸式。當再沸器內介質汽化率要求大于30%時,應選用循環(huán)式再沸器或罐式再沸器。當介質為高黏度、易結垢的流體或該循環(huán)系統(tǒng)的阻力較大時,應選用強制循環(huán)式再沸器。
⑦. 一般情況下,冷凝冷卻器宜選用空氣冷卻器(以下簡稱空冷)或空冷和水冷卻組合式冷凝冷卻器。
⑧. 當熱流出口溫度與計算氣溫(空氣入口溫度)之差大于15℃時,宜選用干式空冷器,否則,宜選用濕式空冷器。
⑨. 當空冷器管內側膜傳熱系數(shù)大于11163W/(㎡·K)時,宜選用高翅片空冷器,當管內側膜傳熱系數(shù)為116.3~3~1163W/(㎡·K)時,宜選用低翅片空冷器;當管內側膜傳熱系數(shù)小于116.33W/(㎡·K)K)時,宜選用光管空冷器。
⑩. 空冷器的空氣計算溫度應采用建廠地區(qū)的保證率為每年不超過5天(即最熱3個月內有5天不保證)的氣溫(干球溫度)并加上1℃。
?. 管殼式換熱器管子外徑宜選用25mm或19mm的無縫鋼管。當介質結垢嚴重或要求壓力降較低時,可選用公稱直徑為40mm的無縫鋼管。
?. 管殼式換熱器的折流板間距和形式應根據(jù)傳熱效率、允許壓力降和防振要求確定。折流板間距最大不宜超過殼體內徑,最小不宜小于殼體內徑的16%。對兩相流換熱器,折流板的形式和間距應滿足兩相流的要求。
?. 在換熱器系列滿足使用要求的前提下,宜選用傳熱面積較大的單臺換熱器,而不宜選用傳熱面積較小的多臺換熱器并聯(lián)使用。
?. 在經(jīng)濟合理的條件下,應根據(jù)不同的工況采用各種管內外強化傳熱技術。
?. 確定介質走管程或殼程的選擇原則是:能提高傳熱系數(shù)、合理的壓力降及便于維修。下列流體宜走管程:普通冷卻水,有腐蝕性、有毒性或有沉淀物生成的流體,易結垢的流體,黏度較小的流體,高壓流體。
?. 換熱網(wǎng)絡應采用窄點設計法。
?. 換熱器冷熱端介質的溫差及溫差校正系數(shù)應滿足下列原則:采用換熱網(wǎng)絡時,冷、熱端介質溫差應按窄點設計法確定;單臺換熱器的冷熱端介質溫差,應通過換熱量和換熱面積的技術經(jīng)濟比較后確定。初選的原則是冷熱端介質溫差均不宜小于20℃;若熱流需進一步冷卻、冷流需進一步加熱時,熱端介質溫差不宜小于20℃,冷端介質溫差不宜小于15℃。對水冷卻器,冷端介質溫差不宜小于5℃;溫差校正系數(shù)不宜小于0.8。
?. 管殼式換熱器管內液體介質的流速不宜大于3m/s,冷卻水在管內的流速不宜小于0.8m/s。