液化天然氣裝備設(shè)計(jì)技術(shù)：通用換熱器卷

第1章 緒論

1.1 LNG氣化器 / 001

1.2 天然氣用板翅式換熱器 / 002

1.3 天然氣用螺旋折流板式換熱器 / 003

1.4 天然氣用干式空冷器 / 004

1.5 天然氣用板式換熱器 / 004

1.6 天然氣用浮頭式換熱器 / 005

1.7 天然氣用螺旋板式換熱器 / 006

1.8 天然氣用U形管式換熱器 / 006

1.9 天然氣用板殼式換熱器 / 007

1.10 LNG用燃燒式氣化器 / 008

1.11 天然氣用纏繞管式換熱器 / 008

1.12 天然氣用表面蒸發(fā)空冷器 / 008

參考文獻(xiàn) / 009

第2章 LNG氣化器的設(shè)計(jì)計(jì)算

2.1 LNG氣化器設(shè)計(jì)目的與意義 / 011

2.2 氣化器初步設(shè)計(jì) / 012

2.2.1 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) / 012

2.2.2 換熱管的總換熱量 / 013

2.2.3 空氣的物性參數(shù) / 013

2.2.4 對(duì)流換熱系數(shù) / 014

2.2.5 判斷設(shè)置肋片是否合理 / 014

2.2.6 肋片數(shù)的確定 / 014

2.2.7 換熱管的換熱能力計(jì)算 / 014

2.2.8 所需換熱管總長(zhǎng) / 014

2.2.9 管子布置 / 014

2.3 液化天然氣傳熱分析 / 015

2.3.1 液化天然氣的傳熱特性 / 015

2.3.2 LNG氣化機(jī)理分析 / 015

2.3.3 LNG氣化特點(diǎn)分析 / 016

2.3.4 兩相流與對(duì)流沸騰換熱分析 / 016

2.3.5 流動(dòng)沸騰換熱 / 018

2.3.6 管外空氣側(cè)對(duì)流傳熱分析 / 019

2.4 天然氣熱物性計(jì)算 / 021

2.4.1 氣樣組成 / 021

2.4.2 泡點(diǎn)和露點(diǎn)的計(jì)算 / 021

2.4.3 混合物熱物性計(jì)算的方法 / 022

2.4.4 氣態(tài)天然氣熱物性計(jì)算 / 024

2.5 氣化器換熱計(jì)算 / 026

2.5.1 空溫式氣化器的參數(shù)確定與計(jì)算 / 026

2.5.2 換熱模擬的簡(jiǎn)化假設(shè) / 026

2.6 考慮結(jié)霜情況下氣化器的換熱計(jì)算 / 033

2.6.1 霜層熱阻的計(jì)算 / 033

2.6.2 翅片管外表面與空氣的換熱 / 035

2.6.3 翅片管內(nèi)表面與工質(zhì)的換熱 / 036

2.6.4 結(jié)霜工況下LNG空溫式氣化器整體換熱分析 / 037

參考文獻(xiàn) / 042

第3章 板翅式換熱器的設(shè)計(jì)計(jì)算

3.1 板翅式換熱器的設(shè)計(jì)概述 / 043

3.1.1 板翅式換熱器的發(fā)展概況 / 043

3.1.2 板翅式換熱器的設(shè)計(jì)目的及意義 / 044

3.1.3 板翅式換熱器的應(yīng)用 / 044

3.1.4 板翅式換熱器的優(yōu)點(diǎn) / 045

3.1.5 板翅式換熱器的缺點(diǎn) / 045

3.2 板翅式換熱器的結(jié)構(gòu)與傳熱機(jī)理 / 045

3.2.1 翅片的作用與形式 / 046

3.2.2 整體結(jié)構(gòu) / 047

3.3 板翅式換熱器設(shè)計(jì)計(jì)算 / 048

3.3.1 已知參數(shù)和其他參數(shù) / 048

3.3.2 熱負(fù)荷及制冷劑流量計(jì)算 / 048

3.3.3 翅片選擇與尺寸計(jì)算 / 049

3.3.4 流體通道數(shù)的排列與計(jì)算 / 051

3.3.5 準(zhǔn)則數(shù)Re、St的計(jì)算以及j和f因子的確定 / 051

3.3.6 給熱系數(shù)α的計(jì)算 / 052

3.3.7 翅片效率和表面效率 / 052

3.3.8 對(duì)數(shù)溫差的計(jì)算 / 057

3.3.9 傳熱系數(shù)的計(jì)算 / 057

3.3.10 傳熱面積和換熱器有效長(zhǎng)度的確定 / 058

3.4 板翅式換熱器的結(jié)構(gòu)與流體流動(dòng)阻力 / 059

3.4.1 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) / 059

3.4.2 流體流動(dòng)阻力的計(jì)算 / 059

3.5 板翅式換熱器的強(qiáng)度計(jì)算 / 061

3.5.1 強(qiáng)度計(jì)算方法 / 061

3.5.2 具體強(qiáng)度計(jì)算 / 063

3.5.3 換熱器板束尺寸計(jì)算 / 064

參考文獻(xiàn) / 064

第4章 螺旋折流板式換熱器的設(shè)計(jì)計(jì)算

4.1 概述 / 065

4.2 主要技術(shù)參數(shù) / 067

4.2.1 選擇換熱器的類型 / 067

4.2.2 流速及物性參數(shù)的確定 / 067

4.2.3 計(jì)算總傳熱系數(shù) / 068

4.2.4 傳熱管排列和殼體內(nèi)徑的確定 / 069

4.2.5 傳熱系數(shù)的確定 / 070

4.2.6 傳熱面積的計(jì)算 / 071

4.2.7 螺旋折流板的設(shè)計(jì)計(jì)算 / 072

4.2.8 接管的設(shè)計(jì)計(jì)算 / 073

4.2.9 熱量核算 / 074

4.2.10 換熱器內(nèi)流體的流動(dòng)阻力 / 076

4.3 螺旋折流板式換熱器的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) / 077

4.3.1 筒體的計(jì)算 / 077

4.3.2 封頭和管箱的計(jì)算 / 078

4.3.3 進(jìn)出口接管的設(shè)計(jì) / 079

4.3.4 接管法蘭選擇 / 082

4.3.5 接管與筒體、管箱殼體的連接 / 082

4.3.6 接管（或接口）的一般要求 / 083

4.3.7 管板的選擇 / 083

4.3.8 換熱管 / 084

4.3.9 換熱管與管板的連接 / 085

4.3.10 螺旋折流板 / 086

4.3.11 拉桿 / 087

4.3.12 支座 / 088

4.4 螺旋折流板式換熱器的強(qiáng)度計(jì)算 / 089

4.4.1 設(shè)計(jì)條件 / 089

4.4.2 結(jié)構(gòu)尺寸參數(shù) / 089

4.4.3 殼體上開(kāi)孔補(bǔ)強(qiáng)計(jì)算 / 090

4.4.4 受壓元件材料及數(shù)據(jù) / 092

4.4.5 封頭、筒體校核計(jì)算 / 092

4.4.6 管板計(jì)算 / 093

4.4.7 管板的校核 / 095

4.4.8 校核支座 / 097

4.5 換熱器的腐蝕、制造與檢驗(yàn) / 097

4.5.1 換熱器的腐蝕 / 097

4.5.2 換熱器的制造與檢驗(yàn) / 097

參考文獻(xiàn) / 099

第5章 空氣冷卻器的設(shè)計(jì)計(jì)算

5.1 概述 / 101

5.1.1 換熱器背景 / 101

5.1.2 翅片管換熱器概述 / 101

5.1.3 空氣冷卻器的構(gòu)造和工作原理 / 101

5.1.4 空氣冷卻器的分類 / 103

5.1.5 空冷與水冷的比較 / 103

5.2 設(shè)計(jì)依據(jù)的標(biāo)準(zhǔn)及主要設(shè)計(jì)參數(shù) / 104

5.2.1 設(shè)計(jì)依據(jù)的標(biāo)準(zhǔn) / 104

5.2.2 主要設(shè)計(jì)參數(shù) / 105

5.2.3 總體設(shè)計(jì)應(yīng)考慮的事項(xiàng) / 105

5.2.4 空冷器的方案計(jì)算 / 107

5.2.5 空冷器的選型設(shè)計(jì) / 110

5.2.6 空冷器的詳細(xì)工藝計(jì)算 / 113

5.2.7 翅片膜傳熱系數(shù)的計(jì)算 / 114

5.2.8 管壁溫度的計(jì)算和管內(nèi)膜傳熱系數(shù)的校正 / 116

5.2.9 各項(xiàng)熱阻的計(jì)算和選取及總傳熱系數(shù)計(jì)算 / 116

5.2.10 傳熱溫差和傳熱面積計(jì)算 / 117

5.3 空冷器工藝計(jì)算 / 118

5.3.1 管內(nèi)阻力計(jì)算和管外空氣阻力計(jì)算 / 118

5.3.2 風(fēng)機(jī)功率的計(jì)算 / 120

5.3.3 風(fēng)機(jī)的過(guò)冬計(jì)算和風(fēng)機(jī)的噪聲估算 / 121

5.4 空冷器主要部件設(shè)計(jì)及強(qiáng)度計(jì)算 / 122

5.4.1 管箱設(shè)計(jì)條件 / 122

5.4.2 管箱筒體厚度的計(jì)算 / 123

5.4.3 螺栓的選用 / 124

5.4.4 管板厚度計(jì)算和法蘭厚度的選取 / 125

5.4.5 翅片管與管板的連接 / 126

5.5 參數(shù)選型 / 127

5.5.1 翅片管的選取 / 127

5.5.2 配管 / 127

5.5.3 其他附件 / 128

5.5.4 設(shè)計(jì)結(jié)果匯總 / 129

參考文獻(xiàn) / 129

第6章 板式換熱器的設(shè)計(jì)計(jì)算

6.1 概述 / 132

6.1.1 板式換熱器發(fā)展簡(jiǎn)史 / 132

6.1.2 我國(guó)設(shè)計(jì)制造應(yīng)用情況 / 132

6.1.3 國(guó)外著名廠家及其產(chǎn)品 / 133

6.2 板式換熱器的基本構(gòu)造 / 137

6.2.1 板式換熱器的工作原理 / 137

6.2.2 板式換熱器的類型 / 138

6.2.3 板式換熱器的結(jié)構(gòu) / 139

6.2.4 板式換熱器的流程及附件 / 140

6.3 板式換熱器熱力計(jì)算方法及程序 / 141

6.3.1 計(jì)算類型、方法及工程設(shè)計(jì)一般原則 / 141

6.3.2 計(jì)算的類型及方法 / 141

6.3.3 工程設(shè)計(jì)、計(jì)算的一般原則 / 144

6.4 板式換熱器的設(shè)計(jì)計(jì)算 / 145

6.4.1 設(shè)計(jì)條件 / 145

6.4.2 確定物性數(shù)據(jù) / 146

6.4.3 板式換熱器的設(shè)計(jì)計(jì)算過(guò)程 / 147

6.5 板式換熱器的優(yōu)缺點(diǎn)及其應(yīng)用 / 149

6.5.1 板式換熱器的優(yōu)點(diǎn) / 149

6.5.2 板式換熱器的缺點(diǎn) / 150

6.5.3 板式換熱器的結(jié)構(gòu)技術(shù)特點(diǎn) / 150

6.5.4 板式換熱器的應(yīng)用 / 151

6.6 板式換熱器的設(shè)計(jì)注意問(wèn)題及優(yōu)化方向 / 151

6.6.1 板式換熱器選型時(shí)應(yīng)注意的問(wèn)題 / 151

6.6.2 板式換熱器的優(yōu)化設(shè)計(jì)方向 / 152

6.6.3 板式換熱器安裝要點(diǎn) / 154

參考文獻(xiàn) / 154

第7章 浮頭式換熱器的設(shè)計(jì)計(jì)算

7.1 概述 / 155

7.1.1 浮頭式換熱器簡(jiǎn)介 / 155

7.1.2 浮頭式換熱器優(yōu)缺點(diǎn) / 155

7.2 浮頭式換熱器工藝計(jì)算 / 156

7.2.1 原始數(shù)據(jù) / 156

7.2.2 定性溫度和物性參數(shù)計(jì)算 / 156

7.2.3 溫差計(jì)算 / 157

7.2.4 傳熱量計(jì)算 / 157

7.2.5 總傳熱系數(shù)的計(jì)算 / 158

7.2.6 計(jì)算總傳熱面積 / 161

7.2.7 換熱管數(shù)及管長(zhǎng)的確定 / 161

7.2.8 換熱管排列方式 / 162

7.2.9 壓力降的計(jì)算 / 163

7.2.10 換熱器壁溫計(jì)算 / 165

7.3 換熱器結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與強(qiáng)度計(jì)算 / 166

7.3.1 殼體與管箱厚度的確定 / 166

7.3.2 換熱管的設(shè)計(jì)計(jì)算 / 167

7.3.3 管板設(shè)計(jì)計(jì)算 / 168

7.3.4 折流板的設(shè)計(jì)計(jì)算 / 170

7.3.5 拉桿與定距管的設(shè)計(jì)計(jì)算 / 171

7.3.6 防沖板的選取 / 172

7.3.7 保溫層的設(shè)計(jì)計(jì)算 / 172

7.3.8 法蘭與墊片的設(shè)計(jì)計(jì)算 / 172

7.3.9 鉤圈式浮頭的設(shè)計(jì)計(jì)算 / 173

7.3.10 分程隔板的設(shè)計(jì)計(jì)算 / 175

7.3.11 接管的最小位置 / 175

7.4 強(qiáng)度設(shè)計(jì) / 175

7.4.1 筒體計(jì)算 / 175

7.4.2 前端管箱筒體計(jì)算 / 176

7.4.3 前端管箱封頭計(jì)算 / 176

7.4.4 后端管箱側(cè)封頭計(jì)算 / 177

7.5 換熱器的腐蝕、制造與檢驗(yàn) / 177

7.5.1 換熱器的腐蝕 / 177

7.5.2 換熱器的制造與檢驗(yàn) / 178

參考文獻(xiàn) / 180

第8章 螺旋板式換熱器的設(shè)計(jì)計(jì)算

8.1 概述 / 182

8.1.1 螺旋板換熱器的發(fā)展概況 / 182

8.1.2 螺旋板換熱器的優(yōu)缺點(diǎn) / 183

8.2 傳熱工藝計(jì)算 / 184

8.2.1 設(shè)計(jì)參數(shù)及任務(wù) / 184

8.2.2 確定設(shè)計(jì)方案 / 184

8.2.3 傳熱量的計(jì)算 / 185

8.2.4 螺旋通道與當(dāng)量直徑的計(jì)算 / 186

8.2.5 雷諾數(shù)Re和普朗特?cái)?shù)Pr / 187

8.2.6 給熱系數(shù)α的計(jì)算 / 188

8.2.7 總傳熱系數(shù)K / 190

8.2.8 對(duì)數(shù)平均溫差Δtm / 190

8.2.9 螺旋板換熱器傳熱面積F / 191

8.2.10 螺旋板的有效換熱長(zhǎng)度LY / 191

8.3 幾何設(shè)計(jì) / 191

8.3.1 螺旋板有效圈數(shù)NY / 191

8.3.2 螺旋板圈數(shù)NB / 192

8.3.3 螺旋體長(zhǎng)軸外徑D0 / 192

8.4 流體壓力降 / 192

8.4.1 第一種計(jì)算壓力降的方法 / 193

8.4.2 第二種計(jì)算壓力降的方法 / 193

8.4.3 第三種計(jì)算壓力降的方法 / 194

8.4.4 確定壓力降 / 195

8.5 螺旋板的強(qiáng)度與剛度 / 195

8.5.1 螺旋板的強(qiáng)度 / 196

8.5.2 螺旋板的撓度 / 197

8.6 螺旋板換熱器的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) / 198

8.6.1 密封結(jié)構(gòu) / 198

8.6.2 定距柱尺寸 / 198

8.6.3 換熱器外殼 / 199

8.6.4 壓力試驗(yàn) / 199

8.6.5 中心隔板尺寸 / 200

8.6.6 接管 / 201

8.6.7 法蘭 / 202

8.6.8 鞍座支座選取及安裝位置 / 203

8.6.9 半圓端板 / 203

8.7 螺旋板換熱器的穩(wěn)定性及強(qiáng)度校核 / 204

8.7.1 設(shè)備校核 / 204

8.7.2 筒體校核 / 204

8.7.3 殼體接管開(kāi)孔補(bǔ)強(qiáng)的校核 / 205

8.8 螺旋板式換熱器的制造簡(jiǎn)介 / 206

8.8.1 螺旋板式換熱器制造質(zhì)量的控制 / 206

8.8.2 制造工藝程序 / 206

參考文獻(xiàn) / 207

第9章 U形管式換熱器的設(shè)計(jì)計(jì)算

9.1 列管式換熱器概述 / 208

9.2 傳熱工藝計(jì)算 / 209

9.2.1 原始數(shù)據(jù) / 209

9.2.2 定性溫度及物性參數(shù) / 209

9.2.3 傳熱量與循環(huán)水量 / 210

9.2.4 有效平均溫差 / 210

9.2.5 管程換熱系數(shù)計(jì)算 / 210

9.2.6 校核流速 / 211

9.2.7 工藝結(jié)構(gòu)尺寸 / 212

9.2.8 殼程換熱系數(shù)的計(jì)算 / 212

9.2.9 總換熱系數(shù)計(jì)算 / 213

9.2.10 折流板 / 214

9.2.11 管壁溫度校核計(jì)算 / 215

9.2.12 管程壓力降校核 / 216

9.2.13 殼程壓力降校核 / 216

9.3 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) / 217

9.3.1 壁厚的確定 / 217

9.3.2 管箱圓筒短節(jié)設(shè)計(jì) / 218

9.3.3 殼體圓筒設(shè)計(jì) / 218

9.3.4 封頭設(shè)計(jì) / 219

9.3.5 換熱管設(shè)計(jì) / 222

9.3.6 管板設(shè)計(jì) / 224

9.3.7 管箱結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) / 229

9.4 換熱器其他各部件結(jié)構(gòu) / 230

9.4.1 進(jìn)出口接管設(shè)計(jì) / 230

9.4.2 管板法蘭設(shè)計(jì) / 237

9.4.3 拉桿與定距管 / 243

9.4.4 防沖與導(dǎo)流 / 244

9.4.5 雙殼程結(jié)構(gòu) / 245

9.4.6 防短路結(jié)構(gòu) / 245

9.4.7 鞍座 / 246

參考文獻(xiàn) / 247

第10章 板殼式換熱器的設(shè)計(jì)計(jì)算

10.1 換熱器簡(jiǎn)介 / 248

10.1.1 換熱器概述 / 248

10.1.2 板殼式換熱器介紹 / 249

10.2 工藝計(jì)算 / 251

10.2.1 設(shè)計(jì)條件 / 252

10.2.2 換熱器板束結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) / 252

10.2.3 傳熱的有關(guān)計(jì)算 / 254

10.2.4 壓力降的計(jì)算 / 258

10.2.5 換熱器壁溫的計(jì)算 / 259

10.2.6 接管直徑的計(jì)算 / 260

10.2.7 換熱器的初步選型 / 261

10.3 換熱器結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與強(qiáng)度計(jì)算 / 261

10.3.1 殼體、管箱的設(shè)計(jì) / 261

10.3.2 封板的設(shè)計(jì) / 266

10.3.3 進(jìn)出口的設(shè)計(jì) / 267

10.3.4 膨脹節(jié)的設(shè)計(jì) / 274

10.3.5 支持板和拉桿 / 279

10.3.6 防沖與導(dǎo)流的設(shè)計(jì) / 280

10.3.7 保溫層的設(shè)計(jì) / 281

10.3.8 保溫層的設(shè)計(jì) / 282

10.3.9 支座的設(shè)計(jì) / 283

參考文獻(xiàn) / 285

第11章 燃燒式氣化器的設(shè)計(jì)計(jì)算

11.1 氣化器的介紹 / 287

11.1.1 氣化器分類 / 287

11.1.2 LNG的物性 / 288

11.1.3 SCV簡(jiǎn)介 / 289

11.2 SCV設(shè)計(jì)實(shí)例參數(shù) / 289

11.2.1 換熱管結(jié)構(gòu)選擇 / 289

11.2.2 設(shè)計(jì)參數(shù) / 289

11.3 SCV計(jì)算過(guò)程 / 290

11.3.1 實(shí)際換熱面積Ac / 290

11.3.2 管內(nèi)流體對(duì)流傳熱系數(shù)αi / 291

11.3.3 管外流體對(duì)流傳熱系數(shù)α0 / 293

11.3.4 氣相、液相傳熱系數(shù) / 294

11.3.5 氣相、液相有效平均溫差 / 295

11.3.6 氣相、液相理論換熱面積 / 296

11.3.7 氣相、液相管內(nèi)壓降 / 297

11.3.8 總傳熱系數(shù) / 297

11.4 擴(kuò)散燃燒器的設(shè)計(jì)計(jì)算步驟 / 298

11.4.1 計(jì)算火孔出口速度 / 298

11.4.2 計(jì)算火孔總面積 / 299

11.4.3 盤管和夾套 / 299

11.4.4 煙氣盤管設(shè)計(jì)計(jì)算 / 299

11.4.5 燃燒器頭部燃?xì)夥峙涔芙孛娣e / 301

11.4.6 燃燒器前燃?xì)馑鑹毫?/ 301

11.4.7 節(jié)流面積 / 301

11.5 校核計(jì)算 / 302

11.5.1 法蘭受力分析 / 302

11.5.2 管箱法蘭與殼體法蘭的受力分析 / 302

11.5.3 操作工況法蘭受力分析 / 303

11.5.4 螺栓載荷 / 304

11.5.5 設(shè)計(jì)參數(shù) / 304

11.5.6 墊片參數(shù) / 304

11.5.7 許用應(yīng)力與彈性模量 / 305

11.5.8 校核 / 305

11.5.9 法蘭力矩 / 306

11.5.10 法蘭設(shè)計(jì)力矩 / 306

11.5.11 管道強(qiáng)度校核 / 307

11.5.12 換熱管校核計(jì)算 / 308

參考文獻(xiàn) / 310

第12章 纏繞管式換熱器的設(shè)計(jì)計(jì)算

12.1 緒論 / 311

12.1.1 研究背景 / 311

12.1.2 國(guó)內(nèi)外研究動(dòng)態(tài) / 311

12.1.3 在該領(lǐng)域目 前存在的問(wèn)題 / 312

12.2 纏繞管換熱器的設(shè)計(jì)計(jì)算 / 313

12.2.1 已知設(shè)計(jì)參數(shù)及有關(guān)計(jì)算 / 313

12.2.2 纏繞管計(jì)算 / 315

12.2.3 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) / 322

12.2.4 強(qiáng)度計(jì)算 / 325

參考文獻(xiàn) / 340

第13章 蒸發(fā)式冷凝器的設(shè)計(jì)計(jì)算

13.1 概述 / 343

13.1.1 蒸發(fā)式冷凝器 / 343

13.1.2 蒸發(fā)式冷凝器的優(yōu)缺點(diǎn) / 344

13.2 蒸發(fā)式冷凝器的設(shè)計(jì)計(jì)算 / 345

13.2.1 設(shè)計(jì)條件 / 345

13.2.2 物性參數(shù) / 346

13.2.3 估算換熱面積 / 347

13.2.4 管程換熱系數(shù)計(jì)算 / 347

13.2.5 結(jié)構(gòu)的初步設(shè)計(jì) / 348

13.2.6 殼程換熱系數(shù)計(jì)算 / 348

13.2.7 傳熱系數(shù)計(jì)算 / 348

13.2.8 管壁溫度校核計(jì)算 / 349

13.2.9 管程壓降校核計(jì)算 / 349

13.2.10 選型設(shè)計(jì) / 350

13.3 強(qiáng)度計(jì)算 / 354

13.3.1 可卸蓋板管箱的計(jì)算 / 354

13.3.2 管箱強(qiáng)度校核 / 355

13.3.3 螺栓計(jì)算 / 358

13.4 噴淋裝置的設(shè)計(jì)計(jì)算 / 359

13.4.1 噴嘴的選擇 / 359

13.4.2 噴管的選擇與計(jì)算 / 360

13.4.3 水泵的選擇與計(jì)算 / 361

參考文獻(xiàn) / 361

致謝 2100433B

本書(shū)主要講述液化天然氣（LNG）及天然氣領(lǐng)域內(nèi)12類通用換熱裝備的設(shè)計(jì)計(jì)算方法。主要涵蓋不同類型換熱器的換熱工藝計(jì)算過(guò)程及結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過(guò)程，包括LNG氣化器、板翅式換熱器、螺旋折流板式換熱器、空氣冷卻器、板式換熱器、浮頭式換熱器、螺旋板式換熱器、U形管式換熱器、板殼式換熱器、燃燒式氣化器、纏繞管式換熱器、蒸發(fā)式冷凝器12個(gè)類別，內(nèi)含低溫?fù)Q熱基礎(chǔ)研究與產(chǎn)品設(shè)計(jì)計(jì)算過(guò)程。涉及產(chǎn)品可應(yīng)用于液化天然氣、天然氣、石油化工、煤化工、空氣液化與分離、制冷及低溫工程等領(lǐng)域。

本書(shū)不僅可供從事天然氣、液化天然氣、化工機(jī)械、制冷及低溫工程、石油化工、動(dòng)力工程及工程熱物理領(lǐng)域內(nèi)的研究人員、設(shè)計(jì)人員、工程技術(shù)人員參考，還可供高等學(xué)?；C(jī)械、能源化工、石油化工、低溫與制冷工程、動(dòng)力工程等專業(yè)的師生參考。

本書(shū)主要圍繞液化天然氣（LNG）混合制冷劑液化工藝及貯運(yùn)工藝中所涉及的主要低溫裝備，研究開(kāi)發(fā)LNG 工藝流程中主要液化換熱裝備的設(shè)計(jì)計(jì)算技術(shù)，主要包括LNG 低溫液化混合制冷劑多股流纏繞管式主換熱裝備、LNG低溫液化混合制冷劑多股流板翅式換熱裝備、表面蒸發(fā)空冷器、開(kāi)架式氣化器、低溫液氮洗用多股流纏繞管式換熱器等設(shè)計(jì)計(jì)算技術(shù)，為L(zhǎng)NG液化、LNG換熱等關(guān)鍵環(huán)節(jié)中所涉及的主要設(shè)備的設(shè)計(jì)計(jì)算提供可參考樣例，并推進(jìn)LNG系列液化裝備及系統(tǒng)工藝技術(shù)的標(biāo)準(zhǔn)化及國(guó)產(chǎn)化進(jìn)程。

本書(shū)不僅可供液化天然氣（LNG）、化工機(jī)械、制冷及低溫工程、石油化工、動(dòng)力工程及工程熱物理等領(lǐng)域的研究人員、設(shè)計(jì)人員和工程技術(shù)人員參考，還可供高等學(xué)?；C(jī)械、能源化工、石油化工、低溫與制冷工程、動(dòng)力工程等專業(yè)的師生參考。

第1章緒論

1.1LNG應(yīng)用領(lǐng)域/001

1.2LNG工廠國(guó)內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀/002

1.2.1國(guó)外發(fā)展及現(xiàn)狀/002

1.2.2國(guó)內(nèi)發(fā)展及現(xiàn)狀/003

1.3LNG產(chǎn)業(yè)鏈/003

1.4LNG產(chǎn)業(yè)鏈各環(huán)節(jié)主要工藝概述/004

1.4.1LNG凈化工藝/004

1.4.2LNG液化工藝/006

1.4.3LNG接收站工藝/009

1.4.4LNG加氣站工藝流程/010

1.5LNG主要裝備技術(shù)/011

參考文獻(xiàn)/011

第2章LNG纏繞管式換熱器設(shè)計(jì)計(jì)算

2.1LNG多股流低溫纏繞管式換熱器/012

2.1.1纏繞管式換熱器設(shè)計(jì)計(jì)算路線/012

2.1.2MCHE型LNG液化工藝描述/013

2.1.3LNG纏繞管式換熱器設(shè)計(jì)原則/020

2.2纏繞管式換熱器換熱工藝計(jì)算/021

2.2.1換熱工藝計(jì)算主要內(nèi)容/021

2.2.2纏繞管式換熱器的制冷過(guò)程溫熵圖的繪制/030

2.2.3制冷裝備通過(guò)真空層向外界輻射散熱量的計(jì)算/035

2.2.4一級(jí)制冷裝備傳熱及管束結(jié)構(gòu)參數(shù)計(jì)算過(guò)程/036

2.2.5二級(jí)制冷裝備傳熱及管束結(jié)構(gòu)參數(shù)計(jì)算過(guò)程/048

2.2.6三級(jí)制冷裝備傳熱及管束結(jié)構(gòu)參數(shù)計(jì)算過(guò)程/051

2.3纏繞管式換熱器結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)算/054

2.3.1內(nèi)筒的強(qiáng)度設(shè)計(jì)計(jì)算/054

2.3.2換熱管規(guī)格及選型/058

2.3.3管板設(shè)計(jì)/059

2.3.4法蘭與墊片/059

2.3.5保溫層及保溫材料選擇/062

2.3.6開(kāi)孔補(bǔ)強(qiáng)計(jì)算/062

2.3.7中心筒的強(qiáng)度校核/076

2.4塔的強(qiáng)度設(shè)計(jì)/077

2.4.1塔殼（外筒）的強(qiáng)度計(jì)算/077

2.4.2塔的質(zhì)量載荷計(jì)算/082

2.4.3塔的自振周期計(jì)算/084

2.4.4地震載荷和地震彎矩的計(jì)算/084

2.4.5風(fēng)載荷和風(fēng)彎矩計(jì)算/087

2.4.6計(jì)算各截面的最大彎矩/088

2.4.7塔殼穩(wěn)定校核/090

2.4.8裙座穩(wěn)定計(jì)算/091

2.4.9地腳螺栓座計(jì)算/093

2.4.10裙座與塔殼對(duì)接連接焊縫的驗(yàn)算/096

2.4.11設(shè)計(jì)總匯/097

2.4.12塔器設(shè)計(jì)主要符號(hào)說(shuō)明/097

2.5本章小結(jié)/098

參考文獻(xiàn)/098

第3章LNG板翅式換熱器設(shè)計(jì)計(jì)算

3.1板翅式換熱器簡(jiǎn)介/101

3.1.1板翅式換熱器國(guó)內(nèi)外發(fā)展/101

3.1.2板翅式換熱器的構(gòu)造及工作原理/102

3.1.3基于PFHE的LNG液化系統(tǒng)/102

3.1.4基于板翅式換熱器的混合制冷劑制冷系統(tǒng)/102

3.1.5液化天然氣工藝流程操作及控制/103

3.2板翅式換熱器的工藝計(jì)算/103

3.2.1板翅式換熱器的工藝設(shè)計(jì)過(guò)程/103

3.2.2混合制冷劑參數(shù)確定/103

3.2.3基于板翅式換熱器的LNG液化流程/104

3.2.4LNG工藝計(jì)算過(guò)程/105

3.2.5板翅式換熱器傳熱系數(shù)、傳熱面積計(jì)算及板束排列及壓力降計(jì)算/113

3.3板翅式換熱器結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)/139

3.3.1封頭設(shè)計(jì)/139

3.3.2液壓試驗(yàn)/144

3.3.3接管確定/146

3.3.4接管補(bǔ)強(qiáng)/149

3.3.5法蘭與墊片選擇/158

3.3.6隔板導(dǎo)流片封條的選擇/161

3.3.7換熱器的成型安裝/163

參考文獻(xiàn)/164

第4章表面蒸發(fā)空冷器設(shè)計(jì)計(jì)算

4.1空冷技術(shù)概述/166

4.1.1國(guó)外空冷技術(shù)發(fā)展概況/167

4.1.2我國(guó)空冷技術(shù)發(fā)展概況/167

4.1.3工作原理/169

4.1.4蒸發(fā)空冷器的特點(diǎn)/169

4.1.5親水膜/170

4.2空冷器的設(shè)計(jì)計(jì)算/170

4.2.1空冷器的設(shè)計(jì)計(jì)算方法和步驟/170

4.2.2詳細(xì)計(jì)算/175

4.3噴淋系統(tǒng)的設(shè)計(jì)/198

4.3.1噴頭的選用/198

4.3.2噴淋水質(zhì)的要求/198

4.3.3噴淋系統(tǒng)/198

4.4管束結(jié)構(gòu)與計(jì)算/201

4.4.1管束的布管設(shè)計(jì)/201

4.4.2管箱結(jié)構(gòu)形式/201

4.4.3管束材料/202

4.4.4管束支撐梁的計(jì)算/202

4.4.5管束定距結(jié)構(gòu)/208

4.4.6絲堵式焊接矩形管箱的設(shè)計(jì)計(jì)算/209

4.5構(gòu)架/215

4.5.1構(gòu)架的型式與參數(shù)/215

4.5.2構(gòu)架載荷的計(jì)算/217

4.5.3構(gòu)架材料選用的一般原則/219

4.6百葉窗/219

4.6.1葉窗的用途/219

4.6.2百葉窗的安裝方式/220

4.6.3一般要求/220

4.6.4百葉窗的結(jié)構(gòu)/220

4.7風(fēng)機(jī)的選用/220

4.7.1風(fēng)機(jī)的選型方法/220

4.7.2通風(fēng)機(jī)選型的一般步驟/221

4.7.3軸流式通風(fēng)機(jī)/222

4.7.4性能參數(shù)表/222

4.7.5離心式通風(fēng)機(jī)/223

4.7.6風(fēng)機(jī)型式及傳動(dòng)方式/224

4.7.7離心通風(fēng)機(jī)的安裝與使用/225

4.7.8通風(fēng)機(jī)噪聲/226

4.8空冷器的防凍設(shè)計(jì)/227

4.8.1確定防凍設(shè)計(jì)依據(jù)/227

4.8.2熱損失和防凍要求/227

4.8.3計(jì)算最低的管壁溫度/227

參考文獻(xiàn)/228

第5章開(kāi)架式氣化器設(shè)計(jì)計(jì)算

5.1概述/230

5.1.1背景及意義/230

5.1.2開(kāi)架式氣化器結(jié)構(gòu)和工作原理/230

5.1.3LNG組分及物性/231

5.1.4設(shè)計(jì)基本參數(shù)/231

5.2氣化器換熱計(jì)算/232

5.2.1氣化器傳熱面積的確定/232

5.2.2氣化器的氣化能力的確定/232

5.2.3氣化單位質(zhì)量液化天然氣所需的熱量/232

5.2.4氣化器的傳熱系數(shù)的確定/233

5.2.5開(kāi)架式氣化器結(jié)構(gòu)尺寸的確定/247

5.3LNG開(kāi)架式海水氣化器設(shè)計(jì)選材/248

5.3.1氣化器概述/248

5.3.2影響氣化器選材的因素/249

5.3.3材料傳熱性能/249

5.3.4材料低溫性能/249

5.3.5材料耐腐蝕性能/249

5.3.6常用材料性能比較/250

5.3.7氣化器材料選擇/250

5.4開(kāi)架式氣化器的海水分布裝置/251

5.4.1海水水質(zhì)的基本要求/251

5.4.2海水分布裝置結(jié)構(gòu)/251

5.5LNG換熱管道裂紋及腐蝕/252

5.5.1工作環(huán)境及工況說(shuō)明/252

5.5.2開(kāi)架式氣化器基本結(jié)構(gòu)/253

5.5.3LNG換熱管道裂紋分析/253

5.5.4傳熱管開(kāi)裂成因及解決方案/254

5.6LNG管道腐蝕及應(yīng)力計(jì)算/254

5.6.1鋁合金應(yīng)力腐蝕性能/254

5.6.2鋁合金點(diǎn)蝕對(duì)應(yīng)力集中系數(shù)影響/255

5.6.3點(diǎn)蝕數(shù)目和最深點(diǎn)蝕位置的影響/256

5.6.4點(diǎn)蝕系數(shù)對(duì)應(yīng)力集中系數(shù)的影響/256

5.7法蘭設(shè)計(jì)/257

5.7.1螺栓法蘭連接設(shè)計(jì)內(nèi)容/257

5.7.2本設(shè)計(jì)采用窄面整體法蘭/257

5.7.3整體法蘭計(jì)算/258

參考文獻(xiàn)/260

第6章低溫液氮洗用多股流纏繞管式換熱器

6.1設(shè)計(jì)方案及流程/262

6.1.1液氮洗工序生產(chǎn)流程圖/262

6.1.2設(shè)計(jì)工藝參數(shù)/264

6.1.3纏繞管換熱器設(shè)計(jì)計(jì)算過(guò)程/264

6.2氮?dú)饧爸评鋭┑臓顟B(tài)計(jì)算/265

6.2.1高壓氮?dú)饫鋮s器的設(shè)計(jì)/265

6.2.2纏繞管換熱器殼程有效面積的計(jì)算/266

6.2.3殼側(cè)界膜換熱系數(shù)的計(jì)算/270

6.2.4管側(cè)界膜換熱系數(shù)的計(jì)算/272

6.2.5傳熱溫差計(jì)算（利用對(duì)數(shù)平均溫差法計(jì)算）/276

6.2.6管側(cè)壓力損失/278

6.2.7殼側(cè)壓力損失/279

6.3一號(hào)原料氣體冷卻器的設(shè)計(jì)計(jì)算過(guò)程/280

6.3.1一號(hào)原料氣體冷卻器螺旋管的確定/280

6.3.2纏繞管換熱器殼程有效面積的計(jì)算/282

6.3.3殼側(cè)界膜熱導(dǎo)率的計(jì)算/286

6.3.4管側(cè)界膜熱導(dǎo)率的計(jì)算/286

6.3.5傳熱溫差計(jì)算/291

6.3.6管內(nèi)側(cè)壓力損失/293

6.3.7殼側(cè)壓力損失/295

6.4二號(hào)原料氣體冷卻器的設(shè)計(jì)計(jì)算過(guò)程/296

6.4.1二號(hào)原料氣體螺旋管的確定/296

6.4.2纏繞管換熱器殼程有效面積的計(jì)算/297

6.4.3殼側(cè)界膜熱導(dǎo)率的計(jì)算/300

6.4.4管側(cè)界膜熱導(dǎo)率的計(jì)算/302

6.4.5傳熱溫差計(jì)算/306

6.4.6管內(nèi)側(cè)壓力損失/308

6.4.7殼側(cè)壓力損失/310

6.5換熱器機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)與強(qiáng)度計(jì)算/311

6.5.1內(nèi)筒的強(qiáng)度計(jì)算/311

6.5.2外筒（塔殼）的強(qiáng)度計(jì)算/316

6.5.3中心筒的強(qiáng)度校核/320

6.5.4管板設(shè)計(jì)/322

6.5.5法蘭與墊片/322

參考文獻(xiàn)/326

致謝

附錄混合制冷劑物性參數(shù)表 2100433B