劉敏,等:換熱器的配管設(shè)計(jì)81應(yīng)妨礙設(shè)備內(nèi)部的管束或是內(nèi)管的抽出，管道及支架不卸。在管箱的上方或下方布置的管道,為方便管箱端的應(yīng)布置在管束的長(zhǎng)度加1.5m的范圍內(nèi)(從管板算起)。拆卸 ,需要設(shè)計(jì)帶可拆卸法蘭的短管,不可拆卸部分的抽出管束范圍上部布置管道時(shí),不應(yīng)妨礙起運(yùn)設(shè)備的操管道設(shè)永久性支架 ,如圖3和圖4。作,如圖2所示。管道布置不應(yīng)影響管箱及封頭端的拆最小凈距150拆卸螺栓所需要的空間250 250應(yīng)供有管東抽出的場(chǎng)地日+-引(tE5可能的地方，可取消彎頭直線敷設(shè)管長(zhǎng)+15000一O HDXIO OX廣. 最小凈距150最小人行通道的凈寬600O一HDXHOHXHP 中'θ HXH最小凈距250圖2換熱器的管道布置示意圖圖3管道布置在換熱器上方時(shí)示意圖圖4管道布置在換熱器下方時(shí)示意圖(5)換熱器封頭端或管箱端有拆卸吊柱時(shí),布置管道應(yīng)避開吊柱活動(dòng)范圍，如圖5。吊柱的旋轉(zhuǎn)半徑R.吊柱中國(guó)煤化工YHCNMHG圖5帶吊柱的換熱器配管示意圖圖6氣液兩相流兩支管布置示意圖8總第200期2016年第2期(第42卷)安徽化工(6)在換熱器殼體吊出檢修區(qū)域內(nèi),其軸線的正上(9)2臺(tái)或2臺(tái)以上并聯(lián)操作的換熱器的入口管道不得布置管道。宜對(duì)稱布置,氣液兩相流的管道必須對(duì)稱布置,以保證(7)高溫管道的配管形狀還應(yīng)考慮到有足夠的熱均勻地達(dá)到工藝設(shè)計(jì)的傳熱效果。另外,在分支前的主補(bǔ)償能力,設(shè)置固定支架機(jī)導(dǎo)向支架,管道的反作用力管上還應(yīng)設(shè)置指定長(zhǎng)度的直管段，實(shí)現(xiàn)熱量的等量分不可集中在換熱器的管口上。此段管道必需經(jīng)過應(yīng)力分配,如圖6所示。析以后才能確定最終的配管方案。(10)布置氣液兩相流的管道應(yīng)使管道走向盡量(8)換熱器的管道布置還應(yīng)該考慮到合理的支架,短,不得存在液袋,管道支架還應(yīng)該防止管道的振動(dòng)。不能夠使管道、閥門及管件的重量都附加在設(shè)備的管口(11)單相流體進(jìn)人并聯(lián)的換熱器，且沒有任何調(diào)上。設(shè)備管口的受力不應(yīng)該超過管口的允許值。節(jié)手段時(shí),進(jìn)出口的主管不得變徑,如圖7所示。主管4D由西由由由由由曲g工工。q。平平里(一宜不宜允許圖7單相流體并聯(lián)換熱器的配管示意圖(12)兩相流體進(jìn)人并聯(lián)換熱器，且沒有任何調(diào)節(jié)分支管與主管管徑相同,如圖8所示。手段時(shí),主管與分支管上下連接時(shí),分支管不應(yīng)變徑,即人分一工001圖8兩相流體并聯(lián)換熱器的配管示意圖(13)換熱器的冷卻水管的管徑≤DN150時(shí)，宜采管,不得與總管直接連接,宜配置兩個(gè)90°的彎頭,彎取直接與地下總水管垂直連接;管徑≥DN200的冷卻水頭間的水平管段上應(yīng)安裝閥門,如圖9所示。固定架Y5Dn≤150mmDn≥200mm圖9冷卻水管與地下總管連接示意圖(14)應(yīng)根據(jù)管道布置來確定換熱器的管口方位。不宜設(shè)低 點(diǎn)排液閥的管道除外)。當(dāng)閥門裝在設(shè)備管口為降低換熱器的安裝高度或方便接管,可以使用切線管下方的垂聲等所iT九籍冗二閥i]間的管段上應(yīng)設(shè)中國(guó)煤化工口或彎管,但管口形式均應(yīng)便于流體的流動(dòng)。置供設(shè)備fYHCNM HG過一般選為DN20,如(15)換熱器管程及殼程的下部管口與其它管道或圖10所示。是閥門相連接時(shí),需在管道最低點(diǎn)設(shè)置排液閥(若規(guī)定劉敏,等:換熱器的配管設(shè)計(jì)83必須安裝設(shè)備管口.上時(shí),管口方位圖應(yīng)在設(shè)計(jì)前期就能夠確定。當(dāng)再沸器支撐在獨(dú)立構(gòu)架上時(shí),其出口管口與返塔管口之間需要添加- -段直管段。 再沸器的支架宜設(shè)置彈簧支座,還需要經(jīng)應(yīng)力計(jì)算后最終確定彈簧支座形式。②再沸器的長(zhǎng)徑比(LD)大于6時(shí),再沸器應(yīng)設(shè)置導(dǎo)向支架。DN 20③蒸汽調(diào)節(jié)閥組、疏水閥組宜設(shè)置在再沸器的兩圖10管程和殼程下部管口管道上排液閥的布置示意圖側(cè),留出一-定操作和檢修空間。(16)檢修時(shí)需要抽出內(nèi)管的套管換熱器，配管應(yīng)(3)臥式再沸器的配管要求設(shè)置配對(duì)的可拆卸法蘭,并應(yīng)考慮操作和維修時(shí)拆卸法①當(dāng)臥式再沸器安裝在地面上時(shí)，宜與管廊成蘭和緊固螺栓拆卸的空間。90° 布置,減少占地,且能使檢修和抽出管束方便,再沸3再沸器的配管器的安裝高度還必須滿足工藝的需求,最低安裝高度需(1)再沸器按結(jié)構(gòu)可分為立式、臥式和釜式三種。滿足蒸汽調(diào)節(jié)閥和疏水閥組的安裝要求。當(dāng)須提高再沸再沸器進(jìn)出口管道的特點(diǎn):溫度高、流速快、管徑大。管器安裝高度時(shí),應(yīng)設(shè)獨(dú)立構(gòu)架,使其操作平臺(tái)與塔平臺(tái)道布置應(yīng)考慮安裝、檢修及操作所必需的空間。管道應(yīng)相連通。盡量短、少拐彎、降低阻力等,在熱應(yīng)力允許范圍內(nèi)盡量②對(duì)于滿足應(yīng)力分析條件下的再沸器工藝介質(zhì)的簡(jiǎn)化管道。進(jìn)出口管道,宜采用直管與塔體連接,盡量減少管道長(zhǎng)(2)立式再沸器的配管要求度。若應(yīng)力分析必須通過增加管道長(zhǎng)度來解決熱補(bǔ)償①支撐在塔體上的立式再沸器的工藝介質(zhì)的出口時(shí),可采用側(cè)面塔管口的配管形式,如圖11所示。管道與塔管口對(duì)接時(shí),中間不應(yīng)再添加直管段。若儀表在滿足管道應(yīng)力要求的物理下優(yōu)先采用如果管子應(yīng)力需要9r支座蒸汽疏水閥組切線增中心線通常變度藁汽調(diào)節(jié)閥組L蒸汽調(diào)節(jié)閥組要滿足水力計(jì)算的要求弓地面A要滿足力計(jì)算要求管廊柱子中心線圖11臥式再沸器的管道布置示意圖③塔與再沸器間的管道，當(dāng)管底凈空2.2m時(shí),宜閥組時(shí),閥組宜布置在再沸器管程進(jìn)口附近的地面或操在塔與再沸器間留出約1m寬的人行通道。若塔和再沸作平臺(tái)上。器間的管道標(biāo)高比較低,且無(wú)法滿足人通行時(shí),在符合⑥再沸器抽出管的液體為飽和液體時(shí)，如因管道熱應(yīng)力條件下,再沸器盡可能靠近塔體布置。系統(tǒng)產(chǎn)生壓力降,液體產(chǎn)生閃蒸,引發(fā)氣液的兩相流,影④再沸器有2個(gè)升氣管口時(shí)，為使其管內(nèi)的流量響控制及測(cè)量?jī)x聲的操4燉電中出考慮管道布置時(shí),中國(guó)煤化工均均,升氣管道應(yīng)對(duì)稱布置。若實(shí)在不能滿足對(duì)稱布置應(yīng)盡量降低成調(diào)節(jié)閥的上游不CNMH G時(shí),應(yīng)盡量使這兩根管道的阻力降保持-致。能裝有垂直上時(shí)昌議,如口12所小。⑤若再沸器管程加熱介質(zhì)的進(jìn)口管道上裝有調(diào)節(jié)8總第200期2016年第2期(第42卷)安徽化工不正確的管道設(shè)計(jì)正確的管道設(shè)計(jì)圖12再沸器調(diào)節(jié)閥的設(shè)置示意圖(4)釜式再沸器的配管要求閥的旁通閥進(jìn)行手工調(diào)節(jié)液位。①蒸汽管道的調(diào)節(jié)閥組和工藝管道的調(diào)節(jié)閥組一③當(dāng)液位計(jì)安裝高度超出正常操作范圍時(shí)，需為般布置在釜式再沸器的兩側(cè)。操作儀表設(shè)置平臺(tái)或爬梯。再沸器的管束抽出端需要留②液位計(jì)和液位控制閥毗鄰配置,便于利用控制出抽管區(qū)域,如圖13 所示。抽營(yíng)區(qū)氣液出口如果工藝專業(yè)同意這種布置比較經(jīng)濟(jì)<總管需要時(shí)加一對(duì)法蘭里$n-液位控制器“海體進(jìn)口抽管區(qū)F“集液裝置李>η5Q液面控制器直爬梯一直爬梯150mm保濕層高酒計(jì)聯(lián)能管。A_ +7.液面計(jì), 液位開關(guān)地坪蒸汽出口L液體進(jìn)口.A-A工圖13釜式再沸器管道的布置示意圖④釜式再沸器的固定架位置取決于它與塔之間的道長(zhǎng)度。所有前提是再沸器的安裝高度在滿足PID的要相對(duì)位置,一般選擇靠近塔 中心線的再沸器支架為固定求下(由塔和釜式再沸器液面間的相對(duì)高度決定),其布架。再沸器底部標(biāo)高盡可能與塔底封頭切線的標(biāo)高接置如圖14所示。近,以減少調(diào)節(jié)再沸器與塔之間垂直管段膨脹所需的管困定架塔器再溫茶.青動(dòng)支架中國(guó)煤化工.↑AA↑YHCNMH G圖14釜式再沸器的管道布置示意圖(下轉(zhuǎn)第86頁(yè))86總第200期2016年第2期(第42卷)安徽化工所用硝酸的濃度以及硝酸和氣氨的溫度。硝酸的濃度和條件下進(jìn)行,則蒸汽帶走的硝酸銨損失量-般大于在酸溫度愈高,放出的熱量就愈多。但硝酸濃度過高,會(huì)使管性條件下的損失量。這是因?yàn)樵谳^高的溫度下溶液中的式反應(yīng)器溫度過高,使硝酸氣化或分解,增加氨氮損失，氨極易揮發(fā),并夾帶硝銨溶液霧沫增加了硝銨損失。因不利于生產(chǎn)的進(jìn)行。由于中和得到的是硝酸銨溶液,因此,中和過程在微酸性條件下進(jìn)行較為有利。但過分地此,當(dāng)可以利用的中和熱愈多,從硝酸銨溶液中蒸發(fā)出增加溶液中游離酸的含量,中和和蒸發(fā)后的溶液里要加去的水分也愈多，則得到的硝酸銨溶液的濃度也越高。人較多的氨才 能調(diào)整到接近中性和微酸性。因此,要嚴(yán)在硝酸濃度過低時(shí),會(huì)使硝酸銨溶液濃度過低。所以,在格控制反應(yīng)摩爾比,只要保持中和過程能穩(wěn)定在微酸性硝酸銨生產(chǎn)中通常使用的硝酸濃度為60%左右,硝酸溫條件下進(jìn)行,隨蒸汽帶走的固定氮損失就可能降到最低度也不易過高,否則,會(huì)加劇設(shè)備腐蝕。水平。(3)管式反應(yīng)器出口壓力:酸氨反應(yīng)生成硝酸銨是(2)應(yīng)嚴(yán)格控制出管式反應(yīng)器分離蒸汽的pH,根-個(gè)體積縮小的反應(yīng)提高管式反應(yīng)器出口壓力有利于據(jù)其大小及變化,調(diào)節(jié)進(jìn)人中和器的氨量,控制其冷凝反應(yīng)的進(jìn)行，同時(shí)使酸與氨在管式反應(yīng)器中停留時(shí)間延液酸堿度符合工藝指標(biāo)。在操作中,可以固定進(jìn)入中和長(zhǎng),有利于硝銨的生成。因此提高壓力能夠提高硝銨產(chǎn)率。器的酸量和氨量,通過旁路加氨來調(diào)節(jié)pH,這種方法酸(4)氣氨和硝酸的壓力:管式反應(yīng)器的工作原理:堿度容易控制。液體硝酸在較高的壓力下，以損失-一定壓頭為條件,經(jīng)(3)由于合成氨廠送來的液氨壓力不穩(wěn)定,在進(jìn)人過噴頭霧化后變成液滴,使表面積增大很多,并具有一中 和器的酸量- -定的情況下 ,進(jìn)人中和器的氣氨量不能定的動(dòng)能(即速度),此時(shí)與進(jìn)人混合室的氣氨進(jìn)行混合保持穩(wěn)定,氣氨量隨液氨總管壓力的增高而增大,因此，并反應(yīng),生成硝酸銨。適當(dāng)?shù)靥岣呦跛岬膲毫梢允瓜踉诓僮髦袘?yīng)隨時(shí)注意進(jìn)人中和器的氨流量的變化。酸經(jīng)過噴頭后霧化更加完全;而適當(dāng)?shù)靥岣邭獍钡膲?4)保持管式反應(yīng)器較高出口壓力，氨易揮發(fā),保力,氣氨與硝酸能更加充分混合,反應(yīng)更加完全。因此，持較高 壓力可以減少硝銨溶液進(jìn)人閃蒸槽閃蒸時(shí)帶走適當(dāng)提高氣氨與硝酸的壓力可以提高硝酸銨的產(chǎn)率。的氨，,減少氨氮損失;同時(shí)保持較高壓力還可以促進(jìn)管4管式反應(yīng)器的操作要點(diǎn)及注意事項(xiàng).式反應(yīng)器中硝銨的生成?？?1)實(shí)踐證明,氣氨和硝酸的中和過程,如在堿性(上接第84頁(yè))4結(jié)束語(yǔ)參考文獻(xiàn)換熱器是化工生產(chǎn)中的重要設(shè)備之- - ,正常運(yùn)行的1] 中國(guó)石化集團(tuán)上海工程有限公司.石油化工設(shè)備設(shè)計(jì)選用手換熱器是保證化工企業(yè)正常生產(chǎn)的前提條件。規(guī)范合理.冊(cè)[M].北京:化學(xué)工業(yè)出版社,2008.的配管設(shè)計(jì)是保證換熱器正常運(yùn)行，延長(zhǎng)其使用壽命,[2]化工裝置配管布置設(shè)計(jì)規(guī)定HG/T20549-1998.北京:國(guó)家石油和化學(xué)工業(yè)局, 1999.提高其換熱效率的基礎(chǔ)條件。化工設(shè)計(jì)過程中要根據(jù)換[3]石油化工金屬管道布置設(shè)計(jì)規(guī)范SH 3012 2011.1 北京:中國(guó)石熱器類型換熱條件等因素合理進(jìn)行配管設(shè)計(jì),最終?；こ探ㄔO(shè)公司,2011.證工藝介質(zhì)達(dá)到指定的工藝溫度，充分提高能源利用[4]中國(guó)石化集團(tuán)上海工程有限公司化工工藝設(shè)計(jì)手冊(cè)[M].北京:率,降低整個(gè)裝置的建設(shè)費(fèi)用,保證生產(chǎn)的安全運(yùn)行?；瘜W(xué)工業(yè)出版社,2009.口Piping Design of Heat ExchangersLIU Min, WANG Yong -liang, CHENG Yu(Anhui Design Institute of Chemical Industry , Hefei 230009 ,China)Abstract: Heat exchangers are the main equipment for heating or cooling working fluids and improving the efficiency ofenergy utilzation in chemical industry. This paper introduced the applicatio中國(guó)煤化工het exchangers. Thepiping design of heat exchangers and its points for attention were then des，the piping design of:TYHCN MH G'reboilers was discussed, including vertical, horizontal and ketle- -type reboilters.Key words: heat exchanger; reboiler; piping design