二甲苯加热器设计
摘 要
加热器原理的核心的是能量转换，最广泛的就是电能转换成热能。比如电加热器，利用金属在交变磁场中产生涡流而使本身发热吸收，是电能转换成光能；比如太阳能热水器，吸收太阳光辐射热能和太阳光光能（光电效应）转换成热能两者兼有；生物能是以生物为载体将太阳能以化学能形式贮存的一种能量，它直接或间接地来源于植物的光合作用。除此之外，还有核能、风能这些能量转换模式，但是一般都需要转换成电能使用。此次设计是根据二甲苯加热过程相关技术要求为依据，以安全生产和经济效益为考量标准。根据要求，选定浮头式列管加热器，经过计算选用的加热器的公称直径为700 mm，管数为292根，管程为4，公称面积为135 m2。初选总传热系数，经过计算得到实际总传热系数。经过面积核算、壁温检验、压降验算等方法，可以发现，所选用的加热器符合生产要求，能够完成任务。
关键词：浮头式加热器：工艺计算；对流传热系数；壁温校核；压强降
Abstract
The core of the heater principle is energy conversion, and the most extensive one is the conversion of electric energy into heat energy. For example, electric heaters use metals to produce vortices in alternating magnetic fields to make themselves heat and absorb and convert electrical energy into light energy; for example, solar water heater, which absorbs solar radiation heat energy and solar light energy (photoelectric effect), converts into heat energy both; bioenergy is a chemical energy form using raw materials as the carrier. A kind of energy stored directly or indirectly from the photosynthesis of plants. Besides, there are energy conversion modes such as nuclear power and wind energy, but they usually need to be converted into electrical energy. The design is based on the relevant technical requirements of xylene heating process, taking safety production and economic benefits as the consideration standard. According to the requirements, the float head heater is selected. The nominal diameter of the heater is 700 mm, the number of tubes is 292, the tube distance is 4, and the nominal area is 135 m2. The total heat transfer coefficient of the primary election is calculated, and the total heat transfer coefficient is obtained through calculation. After area calculation, wall temperature test and pressure drop check calculation, it can be found that the selected heater meets production requirements and can accomplish the task.
Keywords: floating head type heater: process calculation; heat transfer coefficient; temperature calibration; pressure drop
目 录
1 问题重述 4
1.1设计题目 4
1.2 基础数据 4
1.2.1处理能力 4
1.2.2 设备型式 4
1.2.3 操作条件 4
1.3设计范围 5
2 问题背景 5
3 初选加热器的类型 5
3.1确定流体通入的空间 5
3.2加热器类型的选择 6
4 加热器的工艺计算 7
4.1 基本物性数据 7
4.2 热负荷的计算 7
4.3 平均温度差 8
4.4 估算传热面积 8
4.5 试选加热器型号 8
4.6 加热器其他附件计算 9
4.6.1 折流挡板的计算 9
4.6.2 管束中心线的管数计算 9
5 加热器核算 10
5.1 管程对流传热系数 10
5.2 壳程对流传热系数（一） 10
5.3 总对流传热系数（一） 11
5.4 壁温校核（一） 13
5.5 壳程对流传热系数（二） 13
5.6 总程对流传热系数（二） 14
5.7 壁温校核（二） 14
5.8 核算管压降 15
5.8.1管程压强降 15
5.8.2直管压强降 15
5.8.3 回弯管的压强降 15
5.8.4 壳程压强降 16
6 加热器的主要结构尺寸和工艺设计 16
7 设计结果评价 17
8 结束语 18
9 参考文献 20
10 附表 20
10.1 水的物性数据 20
10.2 水蒸汽的物性数据 21
10.3 绝对粗糙度数据 21
10.4 列管加热器内常用的流速范围 22
参考文献
[1] 吕利霞. 列管式加热器的设计[J]. 内蒙古石油化工, 2001(27): 136-137.
[2] 王志魁. 化工原理[M]. 北京: 化学工业出版社, 2009, 165.
[3] 陈凤, 余汉成, 孙在蓉. 管道内壁粗糙度的确定[J]. 天然气与石油, 2007, 25(6): 9-11.
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