本科毕业论文产50万标m3溶解乙炔工艺设计09768.doc

《本科毕业论文产50万标m3溶解乙炔工艺设计09768.doc》由会员分享，可在线阅读，更多相关《本科毕业论文产50万标m3溶解乙炔工艺设计09768.doc（63页珍藏版）》请在三一办公上搜索。

1、2013届学生毕业设计(论文)材料（四）学 生 毕 业 设 计（论 文）课题名称年产50万标m3溶解乙炔工艺设计姓 名赖志强学 号0908103-27院 系化学与环境工程学院专 业化学工程与工艺指导教师尹志芳2013年6月10日目 录 摘要1 关键词1 Abstract 1 Key words11. 概述21.1 乙炔的用途21.2 乙炔生产方法的选择21.3 新兴乙炔化工生产方法2 1.3.1 新兴乙炔化工生产方法与旧法的比较2 1.3.2 新兴乙炔化工生产方法与旧法的风险评估31.4 溶解乙炔的概念与由来31.5 我国溶解乙炔的发展42. 原料及产品规格52.1 电石5 2.1.1 电石的

2、化学性质和物理性质52.2 丙酮6 2.2.1 丙酮的性质6 2.2.2 丙酮的质量标准及规格6 2.3 乙炔7 2.3.1 乙炔简介7 2.3.2 乙炔的化学性质和物理性质7 2.3.3 乙炔的化工产出指标73. 生产工艺7 3.1 生产工艺流程图7 3.2 流程简述7 3.2.1 乙炔反应的化学原理8 3.2.2 乙炔生产的工序工艺概述84. 物料衡算95. 溶解乙炔车间设备设计与选型115.1 乙炔发生器的选型115.2 换热器的选型与设计12 5.2.1 确定设计方案13 5.2.2 定性温度和物性参数计算13 5.2.3 核算换热器的传热面积13 5.2.4 工艺结构尺寸15 5.2

3、.5 校核总换热系数17 5.2.6 换热器的机械设计计算18 5.2.7 换热器主要工艺结构参数和计算结果一览表306. 主要设备一览表327. 定员327.1 不同层面职能327.2 劳动定员的原则338. 工艺控制指标一览表339. 车间设备布置349.1 车间设备布置原则34 9.1.1 车间设备平面布置的原则35 9.1.2 车间设立面布置原则359.2 车间设备布置及厂址选择359.2.1 车间设备平面布置359.2.2 车间设备立面布置369.3 厂址选择369.4 图纸3710. 经济核算3711. 溶解乙炔各工艺操作规程38 11.1 电石的入、出库操作规程38 11.2 电

4、石粉末处理操作规程39 11.3 真空泵操作规程39 11.3.1 一般规定39 11.3.2 开机前的准备39 11.3.3 运转注意事项40 11.3.4 操作规定40 11.4 丙酮补加装置操作规程41 11.4.1 新瓶充罐丙酮操作41 11.4.2 乙炔瓶补加操作42 11.4.3 充气42 11.4.4 补加丙酮4211.5 气瓶充装安全操作规程4311.6 气瓶充装前、后检查操作规程43 11.6.1 气瓶充装前检查操作规程43 11.6.2 气瓶充装后复检操作规程4412. 事故应急处理操作规程44 12.1 一般性事故44 12.2 重大事故应急救援处理操作规程4413. 环

5、境保护47 13.1 执行的环境质量标准及排放标准47 13.2 噪声处理方案47 13.3 三废处理47 13.4 绿化47 13.5 其它环保措施48参考文献49致谢50附录52年产50万标m3溶解乙炔工艺设计赖志强（湖南城市学院化学工程与工艺专业2013届学生，益阳，413000）摘 要： 本文针对年产50万标m3溶解乙炔生产任务，进行整个生产流程的工艺设计。设计的内容包括主要反应和后续处理生产工艺流程及设备的设计和选型，主要设备包括乙炔发生器、换热器、净化塔、以及计量罐、各工序贮罐、接收罐、压缩机等附加设备。关键词：换热器；溶解乙炔气体；乙炔发生器 50 Million Standar

6、d m3 Dissolved of Acetylene Process Design per YearLai Zhiqiang(2013 year Student of Chemical Engineering and Technology Major,Hunan City University, Yiyang, Hunan, 413000, China)Abstrsct:In this paper, an annual output of 50 million standard m3 dissolved acetylene production tasks, process design f

7、or the entire production process,Major equipment includes acetylene generator, heat exchanger, purification tower, and the metering tank, the receptacle of each step, receiving tanks, compressors and other additional equipment.Key words: Heat exchanger;Dissolved acetylene gas;Acetylene generator 1.

8、概述 将生产的气态乙炔压缩充装至填有多孔填料并含溶剂（一般采用丙酮）的钢瓶内，使乙炔气体溶解于丙酮液体中，当使用时将乙炔气体从丙酮中放出，这样的乙炔称“溶解乙炔”1，溶解乙炔能达到安全贮存、运输和使用方便的目的。它被广泛的用于照明、焊接、切割及各种火焰加工，能满足科研、施工等特殊用户的需要。在当今迅猛发展的国民经济中占有及其重要的地位，是国家大力发展和推广的一项新工艺。1.1 乙炔的用途 乙炔是一种重要的有机化工原料和优质燃料，它的用途很广泛如：乙炔在高温下分解为碳和氢，由此可制备乙炔炭黑。一定条件下乙炔聚合生成苯，甲苯，二甲苯，萘，蒽，苯乙烯，茚等芳烃。通过取代反应和加成反应，可生成一系列极

9、有价值的产品。乙炔还可用以照明、焊接及切断金属（氧炔焰），也是制造乙醛、醋酸、苯、合成橡胶、合成纤维等的基本原料。乙炔燃烧时能产生高温，氧炔焰的温度可以达到3200左右，用于切割和焊接金属。供给适量空气，可以安全燃烧发出亮白光，在电灯未普及或没有电力的地方可以用做照明光源。乙炔化学性质活泼，能与许多试剂发生加成反应。在20世纪60年代前，乙炔是有机合成的最重要原料，现仍为重要原料之一。如与氯化氢、氢氰酸、乙酸加成，均可生成生产高聚物的原料。1.2 乙炔生产方法的选择 乙炔的化工生产方法主要有以下几种：（1） 干法制乙炔2（2） 湿法制乙炔3（3） 天然气部分氧化法（4） 煤等离子体法1.3 新

10、兴乙炔化工生产方法 由于国际能源的紧张，当今比较流行新兴的乙炔化工生产方法有天然气部分氧化法和煤等离子体法。1.3.1 新兴乙炔化工生产方法与旧法的比较 新兴的乙炔生产方法主要是天然气部分氧化法和煤的等离子体法。 A天然气部分氧化法 （1）我国的天然气储量比较大，便于开采； （2）天然气相对于其它的能源来说比较经济； （3）天然气部分氧化法在工艺上存在一定的危险性； （4）天然气部分氧化法在设备的投资成本上不经济；B煤等离子体法 （1）煤在我国的存储量比较大； （2）煤在相对于石油和其它的新兴能源上有一定的价格优势； （3）煤在化工生产中产生的污染较为严重； （4）煤等离子体法是一种高技术的手

11、段其可行性和稳定性值得商榷； （5）煤等离子体法的设备投资成本不经济；C干法和湿法制乙炔 （1）都是传统的生产乙炔的方法； （2）干法乙炔是用略多与理论的水以雾态喷在电石粉上使之水解； （3）干法乙炔发生和湿法乙炔发生的化学原理是相同的； （4）湿法乙炔发生是块状电石投入发生器中（发生器中有水）使之水解； （5）干法制乙炔产生的污染物比湿法制乙炔的少； （6）干法制乙炔的成本略小于湿法制乙炔的成本；1.3.2 新兴乙炔化工生产方法与旧法的风险评估 通过比较和细致的观察，加上对乙炔市场的考察，新兴的两种乙炔发生方法既天然气部分氧化法和煤等离子体法，都有很大的局限性和经济成本问题。其数据就不一一罗

12、列。而干法乙炔发生和湿法乙炔发生是传统的制备乙炔的方法，其安全性和稳定性都有一定的保障，其中如果考虑环保的问题，乙炔干法发生会占很大的优势，其反应以后得电石粉末具有再利用价值。湿法乙炔发生则在环保方面有些欠缺。干法乙炔发生是对湿法乙炔发生的改进。干法乙炔发生是对湿法乙炔发生的改进，通过综合的考虑和出于对其风险的评估，我认为干法乙炔发生具有很好的工业化价值。所以我选择干法乙炔发生作为我这次的毕业设计的主要内容。1.4 溶解乙炔的概念与由来 溶解乙炔是将碳化钙与水作用制得粗乙炔气，经净化、压缩，干燥、再充装至填有多孔填料4并含溶剂(一般采用丙酮)的钢瓶内，使乙炔气体溶解于丙酮液体中，当使用时将乙炔

13、气体再从丙酮释放出来。乙炔是叁健的不饱和的烃类化合物，其化学性质活泼，具有爆炸性。它虽在1836年就被人们发现，但直到1892年利用电炉生产电石的方法被发明以后，它才开始被用于照明。随着工业的发展，1903年法国首先将乙炔用于金属的焊接与切割。从而被广泛应用于工业生产。乙炔在被工业生产大量应用时，它的来源主要依靠使用电石的发生装置来供给。但是由于大型的乙炔发生装置搬运不便。小型的乙炔发生装置安全性能差，易发生爆炸事故，使用不方便。电石渣又难以集中利用，于是人们开始研究用其它方法来贮存、运输和使用乙炔气。起初人们研究把气态乙炔像其它气体一样，压缩到钢瓶中进行了一系列运输和使用试验，但是由于高压的

14、气态乙炔，给予很小的能量（例如当乙炔压缩到15大气压时只需要0.5610-焦耳的能量）就会发生分解爆炸，试验遭受到失败。随后人们又采取像液化气体那样把乙炔液化成液体贮存在容器中使用，但液化乙炔更具有爆炸性，稍一不慎就发生爆炸事故。所以高压的气态乙炔和液化乙炔在工业上都不能得到实际应用。为了将这种危险性大的气体稳定地贮存在钢瓶中，直到1896年在法国发明了一种特殊的钢瓶，在瓶中填满一种多孔物质，并在多孔物质上浸润丙酮作为溶剂，当乙炔被压缩充入瓶中时，由于溶剂吸附在多孔物质的毛细孔中，而高压乙炔又被溶解在溶剂中，从而达到安全贮存、运输和使用的目的。这种被称为溶解乙炔气瓶的特殊钢瓶的诞生，使溶解乙炔

15、在工业上得到了更广泛的应用。因此溶解乙炔的发展离不开乙炔瓶，所以溶解乙炔的发展史，也可以说是乙炔瓶的发展史。1.5 我国溶解乙炔的发展 溶解乙炔在我国也已经有了九十多年的历史，早在1920年法商在上海芦家湾徐家汇路开设氧气厂，引进了法国溶解乙炔的技术和设备及乙炔瓶。1932年上海中国炼气厂从德国引进了技术和设备。1936年法商又在青岛开设东方修焊公司，这就是我国解放以前仅有的三个溶解乙炔厂5，其规模都较小，而且主要用于我国沿海的航标灯。解放以后，随着我国工业的发展，溶解乙炔工业也有了一些发展，但由于对推广使用溶解乙炔气瓶的优越性认识不足，在较长一段时间内发展缓慢，直到1979年全国生产溶解乙炔

16、的厂也仅有十一家，而且大多数又是大型企业的附属站，规模都较小，产品主要供给本厂使用，装置总容量仅有300米/时，在用的乙炔瓶也仅有约8000多只，年产乙炔约1000吨。2011年以来，随着政府刺激内需政策效应的逐渐显现以及国际经济形势的好转，溶解乙炔下游行业进入新一轮景气周期从而带来溶解乙炔市场需求的膨胀，溶解乙炔行业的销售回升明显，供求关系得到改善，行业盈利能力稳步提升。同时，在国家“十二五”规划和产业结构调整的大方针下，溶解乙炔面临巨大的市场投资机遇，行业有望迎来新的发展契机。2. 原料及产品质量规格2.1 电石 电石化学名称为碳化钙，分子式为CaC2，外观为灰色、棕黄色、黑色或褐色块状固

17、体，是有机合成化学工业的基本原料，利用电石为原料可以合成一系列的有机化合物，为工业，农业，医药提供原料。工业电石的主要成份是碳化钙，其余为游离氧化钙，碳以及硅、镁、铁、铝的化合物及少量的磷化物、硫化物。工业用电石纯度约为70%-80%，杂质杂质CaO约占24，碳、硅、铁、磷化钙和硫化钙等约占6。碳化钙质量应符合表1要求。表1 电石质量标准项目 指 标优等品一等品合格品发气量（20,101.3KP/kg）粒度(mm)80-20030528525550-803052852555-803002802505-50300280250乙炔中磷化氢，%（V/V)0.060.080.08乙炔中硫化氢，%（V/

18、V)0.10注：本设计采用的电石规格为优等品。2.1.1 电石的化学性质和物理性质 电石的化学性质非常活泼。遇水激烈分解产生乙炔气和氢氧化钙，并放出大量的热。 电石的物理性质是外观呈灰色、棕色、紫色或黑色的固态物。工业品密度2.22g/cm3，熔点2300，能导电，纯度越高，导电越容易。2.2 丙酮2.2.1 丙酮的化学性质丙酮是脂肪族酮类有代表性的化合物，具有酮类典型反应，丙酮对氧化剂比较稳定。常温下不会被硝酸氧化，用高锰酸钾等强氧化剂氧化时生成二氧化碳、水、乙酸、甲酸等。丙酮能和水等非极性、极性溶剂混合，是一种良好的溶剂，它沸点低，挥发性大，对日光和碱不稳定，属一级易燃液体，故应在阴凉处密

19、闭贮存并勿进火源。丙酮对金属不腐蚀，可贮于铁、铝等容器中，丙酮毒性低，毒性近于乙醇，对中枢神经有麻醉作用，吸入蒸汽会引起头痛，在空气中嗅觉界限为1.6PPM。2.2.2 丙酮的质量标准及规格丙酮的质量标准（工业用）（GB6026-89)主要性能指标如下表2：表2 丙酮质量要求名称级 别 指 标一级品二级品三级品外观透明液体色泽（铂-钴）号5510密度（20）（g/cm3)0.789-0.7910.789-0.7920.789-0.793沸程：在标准状况下（0,101.3KPa)温度范围（包括56.1）（）蒸馏量：（ml)0.7981.3982.098蒸发后干燥残渣（%）0.0020.0030.

20、005酸度（乙酸计）（%）0.0020.0030.005高锰酸钾褪色时间25（min)1006015含醇量（%）0.20.31.0含水量（%）0.300.400.60注：乙炔瓶用丙酮应符合一级品要求。2.3 乙炔2.3.1 乙炔简介 乙炔又称电石气。结构简式HCCH，是最简单的炔烃。化学式C2H2分子结构：C原子以sp杂化轨道成键、分子为直线形的非极性分子。微溶于水，易溶于乙醇、苯、丙酮等有机溶剂。在15和1.5MPa时，乙炔在丙酮中的溶解度为237g/L，溶液是稳定的。工业品乙炔带轻微大蒜臭。由碳化钙(电石)制备的乙炔因含磷化氢等杂质而有恶臭。 2.3.2 乙炔的化学性质和物理性质 乙炔的物

21、理性质：纯乙炔为无色无味味的易燃、有毒气体。熔点（118.656kPa）-80.8，沸点-84，相对密度0.6208(-82/4)，折射率1.00051，折光率1.0005（0），闪点（开杯）-17.78，自燃点305。在空气中爆炸极限2.3%-72.3%（vol）。乙炔分子量26.4气体比重0.91（kg/m3）， 火焰温度 3150，热值12800（千卡/m3），纯乙炔在空气中燃烧2100度左右，在氧气中燃烧可达3600度。 乙炔的化学性质：化学性质很活泼，能起加成、氧化、聚合及金属取代等反应。2.3.3 乙炔的化工产出指标 不同的化工企业对自己产出的乙炔的含量要求不同，我所在公司要求产出

22、的乙炔含量必须98.5，清净以后的乙炔含量要99.5。3. 生产工艺3.1 生产工艺流程图 3.2 流程简述3.2.1 乙炔反应的化学原理电石水解反应原理: CaC2+2H2OCa(OH)2+C2H2+130kJ/mol由于工业电石含有大量杂质,CaC2在水解反应的同时,还进行一些副反应,生成相应的杂质气体,其反应式如下:CaO+2H2OCa(OH)2+63.6kJ/molCaS+2H2OCa(OH)2+H2SCa3P2+6H2O3Ca(OH)2+2PH3Ca3N2+6H2O3Ca(OH)2+2NH3Ca2Si+4H2O2Ca(OH)2+SiH4Ca3As2+6H2O3Ca(OH)2+2AsH

23、33.2.2 乙炔生产的工序工艺概述 经过计量的电石由电葫芦送到加料斗上方。用氮气对一斗、二斗进行置换，然后在氮气的保护下，电石从料斗进入加料斗。经一斗、二斗和电磁震荡加料器进入乙炔发生器。在发生器中，电石与水发生反应，生成乙炔气和电石渣。乙炔气从发生器顶部溢出，经洗泥器进入正水封后进入换热器和水洗塔，冷却后的乙炔气进入清净系统在进入气柜。电石渣浆从发生器溢流管不断排出，浓渣浆和矽铁等杂质从发生器底部间隙排出。在发生器中，电石与水反应，主要生成乙炔气和氢氧化钙，并放出大量的热，因此要不断往发生器中加水或废次氯酸钠液，维持恒温。为了安全生产，系统设有安全水封和逆水封。当发生器压力过高时，安全水封

24、自动排气，以降低发生器的压力，当发生器压力过低时，为了避免在负压时空气进入发生器和管道，形成爆炸性气体，气柜的乙炔气经逆水封进入发生器，以升高发生器的压力。气柜设置高低位报警，根据气柜的高低和发生器的压力控制电磁振动下料器，调节进入发生器的电石量。由冷却塔来的乙炔气，经乙炔压缩机加压后，依次进入清净1塔，清净2塔6，在清净塔内用次氯酸钠溶液洗涤。次氯酸钠液自次氯酸钠配制槽，先经次氯酸钠泵打入清净2塔顶部，从清净2塔底部流出，然后一部分自身循环，一部分经清净泵打入清净1塔顶部，清净1塔底部流出的次氯酸钠液自身循环，从第二清净塔顶部出来的乙炔气进入中和塔，用氢氧化钠液洗涤，中和掉从电石中带入的二氧

25、化碳和清净时产生的酸性物质。从中和塔出来的乙炔进入干燥工序。乙炔气先通过换热器和除雾器脱除大部分水，再进入分子筛干燥器进行吸附脱水。干燥系统一般有两台以上的干燥器，一台吸附，一台再生，轮换使用。乙炔气干燥后，送入氯乙烯装置。发生器溢流及由人工间隙排出的渣浆经渣浆罐除去硅铁后流至沉降池。4. 物料衡算 本设计是设计年生产50万标m3溶解乙炔，以年工作日300天计，则可知日生产溶解乙炔1.821吨，可得出原料消耗量为：电石4.575吨/天，丙酮充装量13.832kg/瓶，充灌乙炔气体量7.2kg/瓶，年生产乙炔瓶75900瓶。 (1) 标m3：101.325KPa，20 空气一标准立方米=1.20

26、4kg。 (2)年产50万标m3换算成质量及546480.785kg。 （3）以年工作日300天计算，平均每日生产乙炔1821.6226kg。 （4）以日生产24小时计算，平均每小时生产乙炔75.9009kg。 （5）消耗电石的计算：CaC2 + 2H2O Ca(OH)2 + C2H2 每小时消耗电石：190.6459kg 每日消耗电石： 4575.5016kg 每年消耗电石： 1372650.4992kg （6）丙酮充装量：按溶解乙炔气瓶安全监察规程7的规定，丙酮充装量按下式计算：W=0.38V式中W-丙酮充装量， kg； -填料孔隙率， %； V-钢瓶实际容积， L； 由溶解乙炔气瓶安全监

27、察规程7可知=91% V=41.2L由此可得W=13.832kg （7）丙酮补加量丙酮补加量=（乙炔瓶始重）+（剩余乙炔量）-（实重）剩余乙炔量的确定 在充装乙炔前，要先测定瓶内剩余的乙炔压力，以便确定剩余乙炔量有多少，计算公式如下： Gs=0.48VPa(PS+1)10-3式中：Gs-乙炔在瓶中剩余的乙炔量 kg -填料孔隙率 % V-钢瓶实际容积 L -乙炔在丙酮中溶解度 Pa-乙炔密度 kg/m3 PS-乙炔瓶中余压 MPa其中，=91% V=41.2L =237g/L Pa=P0 P0=1.1709kg/m3据此可计算出乙炔在瓶中的剩余量，以及丙酮补加量。（8） 充罐乙炔气体量： 充罐

28、乙炔量=（充罐后瓶中）-（充罐前瓶中）乙炔最大充罐量可按下式计算：式中： -填料孔隙率 % V-钢瓶实际容积 L Gmax-乙炔限定充装量 kg由上式可得 ：Gmax =7.2kg（9） 生产乙炔瓶总数年生产乙炔瓶总数：75900（瓶）日生产乙炔瓶数： 253（瓶） （10）发生器的物料衡算： 电石投入量M1=190.6459kg 热量的散失Q累积发生器 产生的乙炔V1 电石渣M2 产生的废气V2 总物料：m入=m出则：F=W+PM1=M2+V1+V2 （11）发生器的热量衡算： 由于电石与水在发生器里是根据化学反应自发所产生的热量，所以我们在这里就只能够看其本身的热量衡算了。 本身所散失的热

29、量Q1 发生器发生器里自发产生热量Q水中的热量Q4 随产生的乙炔和废气所带走的热量Q3 随电石渣所散失的热量Q2 对此连续稳定的过程Q总=Q出 即Q总=Q1+Q2+Q3+Q4 由于公司的保密要求，只能对主要设备做简单的物料和热量的衡算。不能够详细的列举数据。由此所产生的毕业设计的不规范希望指导老师理解和谅解。5. 溶解乙炔车间设备设计与选型5.1 乙炔发生器的选型 乙炔发生器8是用水分解电石，制取气态乙炔的设备，是溶解乙炔生产装置中的重要设备之一，乙炔发生器的性能好坏，将直接影响到成套设备的安全性能和企业的经济效益。根据工艺设计要求，本设计采用全密封低压乙炔发生器9作为反应设备。全密封低压乙炔

30、发生器全密封低压乙炔发生器是用电石桶把已破碎好的规格电石加入到发生器上部的电石贮料斗中。由于它采用的是全密封加料，所以在加料过程中没有任何电石粉尘产生，操作环境相当好。全密封发生器采用电磁振荡器10把电石从贮料斗中均匀地振落到发生器内，电磁振荡器与贮气柜连锁控制，当发生器的发气量过大时，电磁振荡器会自动停止工作。在安全性能方面，该发生器有超压、超液位两种保护装置。一旦发生器超压，乙炔就会从安全装置中放空，非常安全。表3为各种型号溶解乙炔设备的技术参数表。型号NRY-20NRY-40NRY-60NRY-80NRY-100NRY-120NRY-140NRY-160乙炔产量(m3/h)2040608

31、0100120140160乙炔纯度(%)C2H2 98C2H298C2H2 98C2H2 98C2H2 98C2H2 98C2H2 98C2H2 98发生器出口压力(MPa)0.0070.0070.007 0.007 0.007 0.007 0.007 0.8，同时壳程流体流量亦较大，故取单壳程较合适。 查相关资料取总传热系数 5.2.3.2 计算热负荷 乙炔气计算，即 式中：m1乙炔的流量，m3/h； CP1乙炔的比热，kJ/kg； T1乙炔进口温度，； T2乙炔出口温度，；5.2.3.3 计算冷却用水量 忽略热损失，则水的用量为 kg/s=kg/h式中：m2水的质量流量，kg/h； CP2

32、水的比热，kJ/kg； T1水进口温度，； T2水出口温度，；5.2.3.4 估算传热面积 m2式中：K总传热系数，W/(m2)； tm有效平均温差，； Q热负荷，kw；考虑15%的面积裕度， m25.2.4 工艺结构尺寸5.2.4.1 管径和管内流速 对一定的传热面积而言，传热管径越小，换热器单位体积的传热面积越大。对清洁的流体，管径可取小些，而对黏度较大或易结垢的流体，考虑管束的清洗方便或避免管子堵塞，管径可取大些。由已知设计条件知冷却水走管程，乙炔走壳程，故可取较小的管径。在此选取的无缝钢管192mm作为换热管。取管内水的流速u=1m/s。5.2.4.2 管程数和传热管数 根据传热管内径

33、和流速确定单程传热管数ns 式中：V水的体积流量，m3/h； di换热管的内径，mm； ui水在换热管中的流速，m/s；按单程计算所需换热管的长度L m式中：S换热管传热面积，m2； ns单程传热管数； d0换热管外径，mm；按单管程设计，传热管过长，根据本设计实际情况，取传热管长m，则该换热器的管程数为传热管的总根数5.2.4.3 管排列方式 换热管在管板上的排列有正三角形排列、正方形排列和正方形错列三种排列方式。各种排列方式都有其各自的特点：正三角形排列：排列紧凑，管外流体湍流程度高；正方形排列：易清洗，但给热效果较差；正方形错列：可以提高给热系数。 各种排管方式简图见图1。图1 排管方式简图 在此，选择正方形排列，主要是考虑这种排列便于进行机械清洗。换热管中心距宜不小于1.25倍的换热管外径，根据换热管外径查管壳式换热器设计手册GB151表1212可得换热管中心距S=25mm；分程隔板槽两侧相邻管中心距。5.2.4.4 壳体内径 采用二管程结构，取管板利用率，则壳体内径： mm 圆整取D=1000mm5.2.4.5 折流板的选择常用的折流板和支撑板有弓形和圆盘两种。弓形折流板又可以分为单弓形、双弓形、三弓形。这里选用单弓形。折流板的作用是可以提高壳程流体的流速，增加湍动程度，并使壳