对二甲苯冷却器设计+CAD图纸+答辩PPT(3)
图1.1 换热器的结构
1.4 课题研究的意义
换热器是石油化工生产中重要的通用热工设备之一，它不仅是保证过程工艺条件所广泛应用的设备，也是并发利用二次能源的主要设备【4】。
此次设计的冷却器是管壳式换热器的一种，其操作适应性广，坚固耐用，可处理壳程压力、管程压力均在10MPa以下，以及温度为-196至+600℃的物料。在一定情况下，其操作范围还可以扩大。其结构一端管板与壳体固定，而另一端的管板可以在壳体内自由活动。其壳体和管束对热膨胀是自由的，故当两种介质的温度差较大时，管束与壳体之间不会产生温差应力。设计成可拆卸，使管束可以容易的插入和抽出，这样就可以为检修和清洗提供了方便。所以特别在壳体和换热管温差较大的时候和壳程与管程都要清洗的时候应用较广泛。
虽然换热器已经有很久的历史了，都已经到了相当成熟的阶段，但由于中国现在还处于发展阶段，还需要很多大型的工业措施，所以换热器必不可少。由于近年来计算机的飞速发展，计算机与换热器的结合，提升了创新的空间。
现在世界上燃煤、石油、天然气资源储量有限而面临着能源短缺的局面，各国都在致力于新能源开发，因而热交换器的应用又与能源的开发（如太阳能、地热能、海洋热能）与节约紧密相系。所以，热交换器的应用偏及动力、冶金、化工、炼油、建筑、机械制造、食品、医药及航空航天等各工业部门。它不但是一种广泛应用的通用设备，并且在某些工业企业中占有很重要的地位【5】。
1.5 换热器在工业中的应用
换热器是工业中广泛应用的一种节能设备。通常在化工装置中，换热器约占总投资的10%-20%。在石油炼制装置中，换热器约占全部工艺设备投资的35%-40%。
在换热设备中，应用最广泛的是管壳式换热器。目前这种换热器被当作为一种传统的标准换热器，在许多工业部门中被大量地使用。无论是国内还是国外，它在所有的换热设备中，仍占主导地位。管壳式结构，它具有选材范围广、适应性强、处理能力大、能承受高温和高压、检文修方便等特点，因此，能不断扩大它的使用范围【6】。如制氢装置中高温气体的冷却器多为管壳式；加氢裂解装置中，虽然它的换热工作条件较为苛刻，温度最高达427-455℃，压力最高达24.5MPa，工作介质中含有90%的氢，其换热亦大多采用管壳式换热器。管壳式占整个换热器投资的50%-70%。在烯烃生产装置中，通常以热裂解法来制取，裂化气的温度很高，可达800-900℃。工艺上要求对裂化气进行冷却，然后进行深冷分离。其中所用的高温高压气体冷却器，大都采用管壳式的结构。
新型浮头式换热器浮头端结构，它包括圆筒、外头盖侧法兰、浮头管板、钩圈、浮头盖、外头盖及丝孔、钢圈等组成，其特征是：在外头盖侧法兰内侧面设凹型或梯型密封面，并在靠近密封面外侧钻孔并套丝或焊设多个螺杆均布，浮头处取消钩圈及相关零部件，浮头管板密封槽为原凹型槽并另在同一端面开一个以该管板中心为圆心，半径稍大于管束外径的梯型凹槽，且管板分程凹槽只与梯型凹槽相连通，而不与凹型槽相连通；在凹型和梯型凹槽之间钻孔并套丝或焊设多个螺杆均布，设浮头法兰为凸型和梯型凸台双密封，分程隔板与梯型凸台相通并位于同一端面的宽面法兰，且凸型和梯型凸台及分程隔板分别与浮头管板凹型和梯型凹槽及分程凹槽相对应匹配，该浮头法兰与无折边球面封头组配焊接为浮头盖，其法兰螺孔与浮头管板的丝孔或螺杆相组配，用螺栓或螺帽紧固压紧浮头管板凹型和梯型凹槽及分程凹槽及其垫片，该结构必要时可适当加大浮头管板的厚度和直径及圆筒的内径，同时相应变更加大相关零部件的尺寸；另配置一无外力辅助钢圈，其圈体内径大于浮头管板外径，钢圈一端设法兰与外头盖侧法兰内侧面凹型或梯型密封面连接并密封，另一端设法兰或其他结构与浮头管板原凹型槽及其垫片或外圆密封【7】。
上一篇：对溴苯甲醛合成四氢噻唑类化合物