管壳式换热器管道布置设计规定.ppt

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1、管壳式换热器管道布置设计规定,工艺管道室,管壳式换热器管道布置设计规定,一、换热器布置的一般要求二、换热器配管的一般要求三、管壳式换热器管道布置设计四、再沸器管道布置设计,一、换热器布置的一般要求,1.管壳式换热器根据其结构的不同,可以分为固定管板式换热器、浮头式换热器、U形管式换热器、填料函式换热器、釜式重沸器等。 1.1固定管板式换热器结构特点：管板与壳体之间采用焊接连接。两端管板均固定，管束不可拆，管板可延长兼作法兰。优点：结构简单，制造方便，在相同管束情况下其壳体内径最小，管程分程较方便。缺点：壳程无法进行机械清洗，壳程检查困难，壳体与管子之间无温差补偿元件时会产生较大的温差应力，即温

2、差较大时需采用膨胀节或波纹管等补偿元件以减小温差应力。,一、换热器布置的一般要求,1.2 浮头式换热器 结构特点：一端管板与壳体固定，另一端管板（浮动管板）与壳体之间没有约束，可在壳体内自由浮动。只能为多管程，布管区域小于固定管板式换热器，管板不能兼作法兰。优点：不会产生温差应力，浮头可拆分，管束易于抽出或插入，便于检修和清洗。缺点：结构较复杂，操作时浮头盖的密封情况检查困难。 1.3 U形管式换热器结构特点：壳体与换热管之间不相连，管束能从壳体中抽出或插入。只能为多管程，总重轻于固定管板式换热器。优点：结构简单，造价较低，不会产生温差应力，外层管清洗方便。缺点：管内清洗因管子成U形而较困难，

3、管束内换热管的更换较困难。,一、换热器布置的一般要求,1.4 填料函式换热器结构特点：一侧管箱可以滑动，壳体与滑动管箱之间采用填料密封。管束可抽出，管板不兼作法兰。优点：填料函结构较浮头简单，检修清洗方便；无温差应力，（具备浮头式换热器的优点，消除了固定管板式换热器的缺点）。缺点：密封性能较差，不适用于易挥发、易燃、易爆和有毒介质。1.5 釜式重沸器它是固定管板式换热器、浮头式换热器、U形管式换热器壳体的变形，主要是将壳程空间加倍增大，结构上留有一定的蒸发空间。,一、换热器布置的一般要求,2.换热器固定端的确定 2.1 一般情况下，将抽芯方向设置为固定端， 设置滑动端是为了消除设备本体的热胀冷

4、缩。 2.2 高温下固定端还是应由应力专业确定，应力专业基于主要工艺管线的走向，通过计算选出最有利于吸收设备和管线热位移的位置作为固定端。 3.管壳式和套管式换热器的工艺管道应注意冷、热物流的流向：一般情况下被加热的介质（即冷流体）宜下进上出；被冷却的介质（即热流体）宜上进下出。冷流体和热流体宜选用逆流布置。,一、换热器布置的一般要求,4.流体走管程、壳程的选择 4.1 宜走管程的流体：4.1.1 不清洁或易结垢的流体宜走管程，因管内清洗方便，4.1.2 腐蚀性流体宜走管程，以免管束和壳体同时受腐蚀,且清洗、检修方便; 4.1.3 压力高的流体宜走管程,以免壳体同时受压;4.1.4 有毒流体宜

5、走管程,使泄露机会减少；4.1.5 高温物流宜走管程.4.2 宜走壳程的流体：4.2.1 饱和蒸汽宜走壳程，便于排出冷凝液和不凝气，且蒸汽洁净不污染；4.2.2 被冷却的流体宜走壳程，便于散热，增强冷却效果；4.2.3 粘度大流体或流量小的流体宜走壳程.4.2.4 若两流体温差较大,宜使给热系数大的流体走壳程,使管壁和壳壁温差减小.,一、换热器布置的一般要求,5.换热器的布置一般应符合下列要求：5.1 与分馏塔关联的换热器宜按工艺流程顺序布置在分馏塔附近；5.2 一种物料需要连续经过多个换热器进行热交换时，应成组布置；5.3 用水或冷剂冷却几组不同物料的冷却器，宜成组布置；5.4 成组布置在构

6、架上的换热器应按靠近管廊一端支座基础中心线对齐；地面布置的换热器可按靠近管廊一端支座基础中心线对齐或管程进出口中心线对齐；5.5 换热器宜布置在地面上，但其数量较多时，可布置在构架上；5.6 除非工艺要求，否则不应两台以上的换热器重叠布置；5.6.1 当重叠布置换热器时，要保证顶部换热器的壳体与构架梁底有足够的净空，壳体直径大于或等于1.2m的换热器不宜重叠布置；5.6.2 操作温度高于等于物料自燃点或高于等于250时，如无楼板或平台隔开，其上方不应布置其他设备； 5.7 应避免把换热器的中心线，正对着构架或管廊立柱的中心线。如果不考虑换热器在就地抽管束，而准备整体吊运在装置外检修时，可不受此

7、限，但要有吊装的空间通道和场地。,一、换热器布置的一般要求,5.8 换热器的间距5.8.1 换热器之间、换热器与其他设备之间，在管道布置以后其净距不宜小于700 mm；5.8.2 布置在地面上的浮头式换热器，应符合以下要求：5.8.2.1浮头的两侧，应有宽度不小于600 mm的空地，浮头端的前方宜有宽度不小于1200 mm的空地；5.8.2.2管箱两侧应有不小于600 mm空地，管箱端的前方，应留有比管束长度至少长1500 mm空地；5.8.3布置在构架上的管壳式换热器，应符合以下要求：5.8.3.1浮头前方平台净空不宜小于800 mm；5.8.3.2管箱端前方平台净空不宜小于1000 mm，

8、并应有管束抽出所需的空间；,一、换热器布置的一般要求,5.9 换热器周围平台应留有足够的操作和维修通道，并考虑采用机动吊装设备装卸冷换设备的可能性。如果由于占地限制，不能使用机动吊装设备装卸时，尚应考虑设置永久性的吊装设施。5.10 布置在构架下或构架之间换热器和布置在管廊下的换热器，都应考虑吊装检修的通道和场地。 5.11换热器的安装高度应符合下列要求：5.11.1用泵抽出的换热器的安装高度满足泵吸入高度的要求；5.11.2从塔或容器底部经换热器抽液时，换热器应靠近并位于塔或容器的下方，以缩短泵的吸入管道，减少入口管道压力降：5.11.3换热器安装高度应保证其底部接管的最低标高或排液阀下部与

9、地面或平台的净空不应小于150 mm。,二、换热器配管的一般要求,1.换热器的管道布置应满足管道和仪表流程图的要求，并应考虑管系的柔性及经济性。应优先考虑大直径和合金钢管的管道布置，在满足管道柔性设计要求的前提下，应使其配管路线最短，弯头最少。2. 换热器的管道布置应方便操作和维修，并且不应妨碍操作和检修通道的通行。3. 换热器的基础标高，应满足其下部排液管距地面或平台面不小于150mm.4. 当流体进入多台并联操作的换热器而又没有设置调节手段时,进出口管道均应对称布置，使管道阻力应相等。特别是冷凝器的配管，必须对称布置，以使每台冷凝器的负荷相等。在分支前主管应具有一定长度的直管，使其能够等量

10、分配物流，保证传热效果.,三、管壳式换热器管道布置设计,管壳式换热器的管道布置应不妨碍设备的检修，并力求生产操作可靠、维修检修方便，用材经济节约，布局整齐美观，管道布置应尽量减少对设备管嘴的应力。1. 在换热器的抽芯检修区域内不得布置管道。2. 管道和阀门的布置，不得影响设备的法兰螺栓和阀门自身的拆卸安装，管道、仪表（包括调节阀的膜头）、阀门距换热器的设备法兰、筒体（包括底座或保温层）之间应留有足够的间隙，其最小净距为150mm。3. 管道布置也不应影响管箱或封头端的拆卸。为方便管箱端的拆卸，在管箱上方或下方的管道，应设一段带法兰的可拆卸短管。,三、管壳式换热器管道布置设计,4.带有阀门和调节

11、阀组的管道应靠近换热器的操作通道布置,换热器周围管道上的压力表、温度计、视镜、阀门、液面计和液面调节器等应布置在靠近通道，并从操作通道上容易操作和观察的部位 .5.换热器两旁布置管道后，应留有检查仪表和操作阀门的通道，通道净宽不小于800mm.6.在换热器封头端或管箱端有拆卸吊柱时，配管应避开吊柱活动范围.7.管道布置时应考虑换热器壳体的需要吊出检修时，管道不宜布置在换热器轴线的正上方.,三、管壳式换热器管道布置设计,8.对要求壳体抽出的换热器及需要辅助设施（抽芯推车等）的换热器，管道布置也不应影响壳体的抽出及辅助设施的操作。9.与换热器相接的易凝介质的管道或含有固体颗粒的管道副线，其切断阀应

12、设在水平管道上，并应防止形成死角积液。10.寒冷地区室外的水冷器上下水管道上应设置排液阀和防冻连通管，以便在停车或检修时将设备和管道内的存水排净，以免冻裂设备和管道。,三、管壳式换热器管道布置设计,三、管壳式换热器管道布置设计,换热器配管立面示意,三、管壳式换热器管道布置设计,管道布置在换热器上方时示意 管道布置在换热器下方时示意,四、再沸器管道布置设计,再沸器分立式、卧式和釜式再沸器，管道布置要考虑安装、检修及操作所需空间。 再沸器进出口管道的特点是温度较高、流速高、管径大。配管时既要减少阻力降又要处理好热应力问题，在热应力允许的范围内管道的几何形状尽量简单。1.立式再沸器的配管1.1 立式

13、再沸器一般宜支撑在塔体上，但也可单独设支撑结构。工艺介质一般走管程，加热介质（蒸汽或热水）走壳程。 1.2当再沸器管口同塔的管口对接时，如荷载条件允许，最好在塔体上设支架支撑再沸器，而且支架的位置及形式应能满足塔体及管道膨胀所产生的位移及荷载要求。,四、再沸器管道布置设计,1.3 支撑在塔体上的立式再沸器工艺介质出口管一般与塔管口对接，中间不加直管段。当仪表不得不安装在管口上时，其管口方位在设计前期就应考虑确定。1.4 配管时应留出再沸器管束拆卸所需的空间。1.5 当再沸器支撑在独立构架上时，再沸器出口管口与返塔管口之间应加一段直管段。再沸器通常要用弹簧支座，弹簧支座形式需并经详细应力计算分析

14、后确定弹簧支座形式。1.6 当再沸器长度与直径（LD）之比大于6时，再沸器宜设导向支架。1.7蒸汽调节阀组和疏水阀组宜设在再沸器一侧方便操作和检修的位置 。,四、再沸器管道布置设计,立式再沸器配管平面图,四、再沸器管道布置设计,立式再沸器配管立面图,四、再沸器管道布置设计,2. 卧式再沸器的配管 2.1 卧式再沸器一般为工艺介质走壳程，蒸汽或热水走管程。2.2 卧式再沸器安装在地面上时，宜使设备轴线与管廊成90角布置，占地少，检修或抽出管束方便，其最低安装高度应满足蒸汽调节阀和疏水阀组的安装高度要求 当必须提高再沸器安装高度时，应设独立构架，其操作平台宜与塔平台能互相连通。2.3再沸器的工艺介

15、质进出口管道在满足应力分析条件下宜采用直管同塔连接并应尽量短。2.4从再沸器内抽出的液体为饱和流体，如果管道系统产生压降，液体则开始闪蒸，产生气液两相流体，影响控制和测量仪表的操作和精度。因此，在布置饱和液体管道时，基本原则是使压力降最小（即管道最短、弯头最少），并在测量或控制仪表前不出现垂直上升管段。,四、再沸器管道布置设计,卧式再沸器配管平面图,四、再沸器管道布置设计,卧式再沸器立面配管图,四、再沸器管道布置设计,3.釜式再沸器的设计3.1 釜式再沸器蒸汽走盘管，工艺介质走壳程.3.2 蒸汽管道及调节阀组和工艺管道及调节阀组宜布置在釜式再沸器两侧。3.3 可能时，宜将液位计和液位控制阀比邻配置，以便于利用控制阀的旁通阀进行手工调节液位。,四、再沸器管道布置设计,3.4 蒸汽管和工艺管的配置要有足够的柔性并经过应力分析确定。3.5 在再沸器管束抽出端要留出抽管区。3.6 釜式再沸器固定架的位置决定于它与塔之间的相对位置，一般将最靠近塔中心线的再沸器支架作为固定架。再沸器底部的标高应尽可能与塔底封头切线的标高相一致，这样可以减少调节再沸器与塔之间的垂直管段膨胀量所需的管道长度。再沸器的安装标高还必须满足PID图上的工艺要求。,四、再沸器管道布置设计,釜式再沸器配管平面图,四、再沸器管道布置设计,釜式再沸器配管立面图,四、再沸器管道布置设计,釜式再沸器的布置,