Кожухотрубный теплообменник-конденсатор

 Перечень чертежей:

1. Сборочный чертеж кожухотрубного теплообменника формата А1 с техническими требованиями: при изготовлении аппарата должны выполняться требования: ГОСТ 12.2.003-74 "Оборудование производственное. Общие требования безопасности." 2) ОСТ 26-291-79 "Сосуды и аппараты стальные сварные.", допускаемое давление на внутреннюю поверхность труб и кожуха 152 МПа, допускаемое давление на решетку при развальцовке с отбортовкой 40 МПа, чертеж выполнен на основании ГОСТ 1522-79, сварка произведена по ГОСТ 5264-80-С2; с требованиями:
   • Расход газа 200 м/ч
   • Расход воды 754 кг/ч
   • Полная площадь поверхности теплообмена 9,5 м
   • Рабочее давление в аппарате 1 МПа
   • Материал аппарата: сталь 12Х18Н10Т

 Дополнительные материалы: прилагается расчетно-пояснительная записка на 43 листах.

         В пояснительной записке выполнен проект теплообменника конденсатора для охлаждения и конденсации газового потока, используемого в химической промышленности.

Выполнен аналитический обзор.  Движущей силой процесса теплообмена является разность температур. Передача теплоты осуществляется от тела с большей к телу с меньшей температурой как при непосредственном соприкосновении теплоносителей, так и через теплопроводящую стенку.

Различают стационарные и нестационарные теплообменные процессы. При стационарных процессах температура в каждой точке рабочего объема не меняется во времени. Это характерно для непрерывно действующих теплообменных устройств. При нестационарных процессах, характерных для периодически действующего оборудования, температура, наоборот, меняется во времени.

К тепловым процессам, используемым в промышленности, относятся процессы нагревания, охлаждения, испарения и конденсации.

Различают два вида конденсации на твердых поверхностях: капельная и пленочная.

Технологический процесс заключается в следующем. Газовый поток, состава H₂O, NH₃ и воздуха поступает через патрубок в основную часть аппарата (межтрубное пространство) при температуре 180°С. По трубному пространству течет холодный теплоноситель – вода с начальной температурой 25°С. Горячий теплоноситель двигается поперечным потоком относительно хладагента. При этом происходит теплообмен: горячий теплоноситель отдает тепло через стенки труб холодному теплоносителю. В аппарате происходит фазовый переход горячего теплоносителя из газового в жидкий, на поверхности стенок труб образуется конденсат, который выводится из аппарата. Таким образом, получаемый конденсат и охлаждающий агент отводится из конденсатора раздельно, и конденсат, если он представляет ценность, может быть использован.

         Произведен краткий обзор существующего аппаратурного оформления процесса производства. Классификация теблообменных аппаратов:

• По назначению: нагреватели, испарители и кипятильники; холодильники, конденсаторы
• По режиму работы: стационарный и нестационарный
• По особенностям конструкции: кожухотрубчатые теплообменники, теплообменники типа «труба в трубе», подогреватели с паровым пространством, конденсаторы воздушного охлаждения

Приведена технологическая часть. Составлена технологическая схема кожухотрубчатого теплообменника типа Н.

В кожухе размещен трубный пучок, теплообменные трубы которого развальцованы в трубных решетках. Трубная решетка жестко соединена с кожухом. Сверху и снизу кожух аппарата закрыт крышкой и днищем. Для подвода и отвода теплоносителей аппарат снабжен штуцерами. Холодный теплоноситель (вода) движется по трубам, горячий – в межтрубном пространстве, ограниченном кожухом и наружной поверхностью труб.

         Выполнен материальный расчет, цель которого - определение выхода основного и побочных продуктов.

Сделан расчет теплового баланса. Цель расчета - определение тепловой нагрузки аппарата, для нахождения поверхности теплообмена.

Определены параметры:

По расчетам определен режим – ламинарный. Рассчитана теплоотдача при плёночной конденсации насыщенного пара на наружной поверхности пучка вертикальных труб 130,5 Вт/м²К и расчетная площадь, равная 7,72 м².

         Приведен механический расчет с определением величины напряжения, возникающие в трубах 3 МПа и кожухе аппарата 1,8 МПа.

Выполнен аппаратный расчет. Получены показатели:

         Произведен гидравлический расчет с определением мощности вентилятора 0,016 кВт и насоса 0,185 кВт. Рассчитан диаметр штуцера 80 мм.

Принят вентилятор ВЦ 14-46, насос БЦП-0.4-18.

         В данном проекте разработана конструкция кожухотрубного теплообменника, по назначению – конденсатор, жесткого типа Н, с поперечным потоком теплоносителей для использования в химической промышленности.

Спецификация – 2 листа

В программе: Компас 3D v