注册化工工程师

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注册化工工程师基础考试热交换器选型与设计

2012注册化工工程师考试热交换器选型与设计汇总

 3.7 冷却系统中换热器的选取

在许多工业过程中，产生的大量热量需要通过冷却系统来排出。过去经常以水作为冷却剂。随着工业的发展，冷却水需求量急剧增加，引起供水困难，因而发展了空气冷却。对一个化工系统，一般包括有水冷系统和空冷系统，或者是这两者的组合系统。当来自冷却器或冷凝器的工艺流体的出口温度较高时，应该考虑选择空气冷却器。通常空冷器比其它类型的换热器经济，设备回收期短，当工艺流体的出口温度高于大气环境温度15°C ~ 20°C或更高时，选择空冷器比较理想。当然对空冷器需做包括结构价格、耗电等因素等在内的综合费用分析。而使用水冷系统时也应考虑包括供水、处理、循环使用及废水处理等费用。根据技术经济比较，在气候适宜的地方，当工艺物料的最低温度大于65°C，选用空冷最为合适;而当工艺物料的最低温度小于 50°C，则宜用水冷;在这两温度之间，则应作详细的经济分析，以确定用何种型式。一般来说，当工艺流体温度较低时，使用空冷器和管壳式水冷器的混合系统比较合理，通常高于60°C的部分热量用空冷器取走，其余部分热量用水冷器取走。

3.7.1 选用空冷器的原则

1) 冷却水供应困难，水冷的运行费用过高;

2) 水冷引起结垢和腐蚀严重;

3) 水冷引起环境污染，特别是化工厂，将热水排入环境的热污染也应注意。

3.7.2 符合下列条件时，选用空冷更为有利:

1) 空气进口温度设计值 < 38°C

2) 热流体出口温度与空气进口温度之差 > 15°C

3) 有效对数平均温差 ≥ 40°C

4) 热流体凝固温度 < 0°C

5) 热流体出口温度的允许波动范围≥ ± 3 ~ 5°C

6) 管侧允许压力降 > 10kpa

7) 管内介质的传热膜系数 < 2300w/m2.K

8) 冷却水污垢系数 > 0.0002m2.°C/W

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