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。