摘 要

换热器是实现介质之间能量交换的设备，广泛应用与化工生产过程。但是单个换热器换热效率有限，所以本文就组合式换热器为研究对象。查阅很多国内外的文献后，对组合式换热器中的螺旋管换热器、热管换热器、搪瓷管换热器的发展、背景、用途进行了研究，以烟气与空气换热量计算方向，结构设计为主体，工程照价为补充，较为全面的介绍了组合换热器的设计过程。

1、对三种换热器的分类、结构、用途进行了介绍，清楚了三种换热器的结构与换热原理。

2、 通过查阅换热器设计文献，对螺旋管换热器、热管换热器、搪瓷管换热器进行了计算。主要有热力计算，结构设计，工程照价计算。其中热力计算包括依据三种换热器的特性不同，分成高、中、低温三个阶段的换热阶段。然后根据给定的温度与流量计算出换热量，换热面积以及传热系数。然后结构设计根据热力计算得出热管根数，尺寸等，设计出三种换热器排列方式与烟气空气的进出方式。

关键字：螺旋管换热器 热管换热器 搪瓷换热器 热力计算 结构设计

Design of air preheater for petrochemical hydrogenation

Abstract

Heat exchanger is to realize the energy exchange between the medium of equipment, widely used and chemical production process.But a single heat exchanger heat efficiency is limited, so as the research object in this paper, the combined heat exchanger.After a lot of domestic and foreign literatures, the spiral tube heat exchanger in combined heat exchanger, heat pipe heat exchanger, the development of the enamel tube heat exchanger, background, purpose, direction on flue gas and the air heat exchange calculation, structure design as the main body, engineering according to the price of complement, a more comprehensive design process of the composite heat exchanger are introduced.

1 、The classification, structure and purpose of three heat exchanger were introduced, and the structure and heat exchange principle of three heat exchanger were clarified.

2、The coil heat exchanger, heat tube heat exchanger and enamel tube heat exchanger were calculated by using the design literature of heat exchanger. There are mainly thermal calculation, structural design, and engineering price calculation. The thermal calculation consists of three types of heat exchangers, which are divided into three stages: high, middle and low temperature. The heat transfer and heat transfer coefficient are calculated according to the given temperature and flow rate. the size and so on, the design of three kinds of heat exchanger arrangement and the way of the air in and out of smoke.

Keywords: heat tube heat exchanger thermal tube heat exchanger thermal calculation structure design

目 录

摘 要 I

Abstract II

第一章 绪论 1

1.1 研究意义及背景 1

1.1.1 当前能源状况 1

1.1.2 工艺简介 1

1.2 组合式换热器概述 1

1.2.1 组合式换热器换热过程 3

1.3国内外现状及发展趋势 3

1.3.1国内发展情况 3

1.3.2 国外情况 4

第二章 空气预热器的设计计算 5

2.1 热管换热器热力计算 5

2.1.1热管式空气预热器结构 12

2.2螺旋管式换热器热力计算 14

2.2.1螺旋管式空气预热器结构 18

2.3搪瓷管式换热器的热力计算 19

2.3.1.热力学计算 19

2.3.2搪瓷管式空气预热器结构 23

2.3.3材料结构确定 23

2.3.4 换热管排列方式及其连接方式 24

第三章 经济评价 25

3.1 经济核算评价 25

3.1.1 单元设备价格估算 25

3.1.2 总投资估算 25

3.1.3组合式换热器的经济效益分析 26

第四章 毕业设计总结 27

4.1 总结 27

4.2 关于此次设计的感想 27

参考文献 28

第一章 绪论

1.1 研究意义及背景

1.1.1 当前能源状况

能源的短缺，环境的污染已经成为全世界的问题，节约能源、降低排耗、将能源重复利用，是解决这些问题的有效方法。我国工业方面消耗能源的量在全部能源消耗中占绝大部分的比重，工业余热没有好好回收利用，回收的方式不正确，是我国工业能耗很高的原因之一。但是能源危机不断加深，所以利用好能源显得尤为重要。回收利用气体的热量，是节约能源的重要方法。而换热器又是热量回收中重要的设备，也是工业生产中重要的设备。所以，换热器的设计，结构和组合都是很有必要性。

1.1.2 工艺简介

根据温度的不同，可以把工业余热分为高温余热（大于600℃），中温余热（230℃-600℃）和低温余热(低于230℃)三类；冷风道设计为环形风道，由东西两侧引入热管预热器入口，低温风由低温搪瓷管换热器东西侧引入通过两侧受热面夹在中间的风道流入高温螺旋槽管预热器，出口热风仍为环形风道，烟气由热管预热器出口通过三分支烟道。

1.2 组合式换热器概述

在工业生产过程中，换热器的作用是根据需要让流体在设备中进行能量交换，从而让流体达到相应的温度条件。而随着节能技术的发展，针对温度不同，换热器的材质，换热效果，换热器也有不同的选型。本设计有三个换热器，分别是螺旋管换热器，热管换热器，搪瓷管换热器。它们在针对不同的温度范围换热。 螺旋管管壁是由光管挤压而成，有单头和多头两种。螺旋管可以双面传热强化，适用与沸腾、 对流等情况，抗污垢性也比光管高。如图1-1。