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? 较高压力的流体走管程，以减少壳体厚度。 ? 腐蚀性较强的流体宜走管程，以节省耐腐蚀材料。
? 较脏和易结垢的流体尽可能走管程，以便于清洗和控制结垢。如必须走壳程，则应该采取正方形排列，并采取可拆式（浮头式、填料函式、U型管式）的换热器。
? 粘度较大的流体应该走管程，以得到较高的传热系数。
? 流量较小的流体应该走壳程。易使流体形成湍流状态，从而增加传热系数。 6.换热管 1） 管径
管子的尺寸和形状对传热系数有很大影响。采用小管径时，换热器单位体积的换热面积较大，设备较紧凑，单位换热面积的金属消耗量少，传热系数也高。据估算，将同样直径换热器中的换热器由Φ25mm改为Φ19mm，其传热面积可增加40%左右，节约20%金属以上；但增加了制造难度，且小管子容易结垢，不易清洗。
表2-10 换热管常用直径规格
碳素钢、低合金
钢 不锈钢
Φ19×2mm Φ19×2mm
Φ25×2.5mm Φ25×2mm
Φ32×3mm Φ32×2.5mm
Φ38×3mm Φ38×2.5mm
2） 排列形式
换热管在管板上的排列方式主要有正三角形、正方形和转角正三角形、转角正方形。正三角形排列形式最为普遍，由于管距都相等，可以在同样的管板面积上排列最多的管数。但因管外不易清洗，其适用场合受到限制，主要适用于壳程介质污垢少，且不需要进行机械清洗的场合。而采用正方形和转角正方形排列的管束，能够使管间小桥形成一条直线通道，便于管外机械清洗。
图2-10排管形式
3） 管间中心距
换热管中心要保证管子与管板连接时，管桥有足够的强度和刚度。管间需要清洗。换热管中心距一般不小于1.25倍的换热管外径，常用的换热管中心距如下图所示。
表2-10常用换热管中心距
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换热管外径/mm 换热管中心距/mm
12 16 14 19 19 25 25 32 32 40 38 48 45 57 57 72
4） 管长
在满足换热面积和设计要求的条件下，尽量选用较短的管子，以降低压降。 5） 管程数
管程数增加，管内流速增加，传热系数增加，但不选用过高的管程数，以免压力降过大，一般选在1~2。
6） 换热面积
有些物料所需的换热面积大，采用多个换热器并联，而不采用串联，避免压力降过高，影响传热系数。
7） 余量
对于工艺物流间的换热，留有40~70%的余量；对于工艺物流与公用工程间的换热，留有10~35%的余量；对于操作相对稳定的换热留有余量可相对较少。
8） 密封条数
按照换热器设计建议，每五排管设置一对密封条。 9） 折流板
折流板数目和间距按照《化工工艺设计手册》的推荐值设定。
表2-11折流板间距常用数值
公称直径DN <500 600~800 900~1300 1400~1600 1700~1800 管长 <3000 4500~6000 1500~6000 <6000 7500~9000 6000 7500~9000 6000~9000 100 -- 150 -- -- -- 200 200 200 -- -- 折流板间距 300 450 300 300 300 -- -- 450 450 450 450 600 600 600 600 600 -- -- -- 750 750 750 表2-12 折流板数目
DN/mm 500 500~1000 >1000 数量/对 1 2 >3 2.3.3.6空冷器的设计要点 空冷器主要有管束，风机和构架组成。设计计算的目的是要估算是要估算换热面积的大小，占地面积以及电机功率。空冷器管束通常是由几排以30度角排列的管子组成的矩形管束，与空气进行逆流传热，即热流体进入管束的上部而空气则垂直向上通过管束，设计计算时要考虑运输条件对管束最大宽度和层数的限制，通常单片管束的宽度可达到3.6米，最大层数为8.尽管在管子系列中可选择的管子有很多，但多数情况下多选择9米长的换热管。另外选长管子和多层管束的管子在单位面积上所占的空间比较小。
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1．空冷器的优缺点
在2.3.3.3中已经对空冷器的选用原则做了描述，为进一步了解空冷器的优缺点，选择合适的空冷器，现将其优缺点列表如下：
表2-13空冷器优缺点的比较
优点 1.空气不计费用，随地可取 2.装置地点不受气源限制 3.空气很少有腐蚀性，不需要防垢和清扫 (海边情况除外) 4.操作费用低，因为压降仅为12 ～25mm水柱 5.对环境污染少 6.维修费用低，仅为水冷的20 ～ 30％ 缺点 1.空气比热小，要求换热面积大 2.只能冷却到干球温度，热流体出口温度较高 3.风机有噪音和振动 4.受气候影响大 5.安装时要考虑周围其他设备或建筑物的影响， 防止形成热环流 6.热流体出口温度波动较大，精确控制较困难 7.设计时技巧性强 2．风机型式 空冷器按通风方式分类有鼓风式(forced draft)和引风式(induced draft)两种，每种型式都有其特点，在选用前要仔细权衡考虑。
鼓风式空冷器的优点：
C时，风机功率通常较小; 当空气侧温升大于28°
风机可设于地面，装置紧凑，维修方便，并因风机和V形皮带组合件不暴露于装置出口的热空气流中，结构费用较低，机械使用寿命较长;
空气侧传热膜系数由于风扇叶片的扰动而增大，相对可节省功率消耗; 可通过控制空气的再循环，来避免冷冻物和凝固物的产生;
C或进口工艺物料的温度超过121°C时，推荐使用鼓风当空气出口温度超过93°
式风机，而在空气出口温度较高，风机停止或在低空气流量的情况下运行时，若选用引风式风机会造成叶片、轴承和V形皮带的损坏；在冷气候下易采用热空气再循环调节。
鼓风式空冷器的缺点：
在整个管束上的空气分配不均；
由于出口流速低，造成热风循环，受气候因素的影响较大;
当由于停电或其他原因造成风机不工作时，由于缺少自然抽力，故自然通风不好;
管束全部暴露在雨水、冰雹和阳光下，对工艺物料温度的控制和稳定性操作造成困难。
引风式空冷器的优点:
C时，风机功率通常较小; 当空气侧温升小于28°在整个管束上气流分布均匀;
由于出口风速大(是鼓风式的出口空气速度的2～3倍)，热风循环小;
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在突然的温度变化可能引起产品破坏和损失的操作中，引风式装置可给予更好的防护， 由于引风式的烟囱自然抽力作用比较大，增强了风扇故障时的抽气能力。另外，与鼓风式相比仅有小部分表面暴露于太阳、降雨、冰雹和雪中。
引风式空冷器的缺点：
C，以保护放在管束上方的风机叶片、轴承和V形? 空气出口温度不得超过93°皮带不受损坏;
? 由于风扇安装在热空气中，要求风机的功率较大，安装较困难;
? 如果将风机、齿轮和V形皮带放在管束下方，则风机的轴被设计成通过管束，这样将要增大管束的宽度。
引风式空冷器的缺点：
C，以保护放在管束上方的风机叶片、轴承和V形? 空气出口温度不得超过93°皮带不受损坏;
?由于风扇安装在热空气中，要求风机的功率较大，安装较困难;
? 如果将风机、齿轮和V形皮带放在管束下方，则风机的轴被设计成通过管束，这样将要增大管束的宽度。
3．管子
常用的管子外径为25.4mm，翅片高度为12.7 ～ 15.9 mm，翅片间距为3.6 ～ 2.3 mm，管子三角形节距为50.8 ～ 63.5 mm。扩展表面与光管外表面的比值约为7 ～ 20。管子的长度是不同的，可以长达18.3 米，当管长超过12.2 米时，在每个机区通常安装三台通风机，经常使用的管长为6.1 ～ 12.2 米。
4．翅片管结构
通常应用的翅片管结构如下：
嵌入型(mechanically embedded fin)：在拉力作用下缠绕的矩形截面的铝翅片，用0.05mm的凹槽中，呈螺旋形切入管子外表面，金属设计温度机械方法被嵌入深0.25±C。 低于399°
整体型(extruded fin)：用机械方法将已挤压成型的由翅片制成的铝外管结合在内C。 管或衬管上，金属设计温度低于288°
重叠L型(overlapped footed tension wound fin)：将L型铝翅片在拉力作用下缠绕在管子外表面上，同时管子被在翅片下边和两翅片之间的重叠根部所完全覆盖，金属C。 设计温度低于232°
L型：(footed tension wound fin)将L型铝翅片在拉力作用下，缠绕在管子的外表C。 面上，同时管子被两翅片间的根部完全覆盖，金属设计温度低于177°
5.风机
风机通常装有四或六个叶片，较大的风机可能有更多的叶片，风机直径通常较机区的宽度略小些，总的风机效率约为75％。可通过调整叶片角和转动速度，变化空气流量。叶片角可以是固定的；手动调整的或是自动调整的。风机安装，对于送风式
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空冷器，在风机和地面之间，最低应保持在直径的二分之一到四分之三距离；对于抽风式空冷器，管子和风机之间，最低距离应保持在直径的二分之一。
6．风机驱动装置
最常用的是电动机或蒸汽透平，用齿轮或V形皮带连接。V形皮带传动一般用于风机直径小于3米、功率小于22.4KW的电动机；而直齿轮传动则用于风机直径超过3米的风机，对于超过22.4KW的电动机，用蒸汽透平驱动。 2.3.3.7换热器的命名
1．管壳式换热器命名
换热器选型是按照GB151-1999管壳式换热器标准上的标准管壳式冷却器系列进行换热器的选型。该系列中，各符号表示的意义示例说明如下：
AES500-2.5-72.5-6/19-2l 其中：
?A表示前段管箱形式为平盖管箱 ?E表示壳体形式为单进单出冷凝器壳体 ?S表示后端结构型式为浮头式 ?2.5表示公称压力2.5MPa ?72.5表示公称换热面积为72.5m2 ?6表示换热管长度为6m ?19表示换热管外径19mm ?2表示管程数为2
?I表示管束为I级，采用较高的冷拔钢管 2.空冷器命名
国家标准表示空冷器型号表示方法于图
图2-11 空冷器型号表示图例
2.3.3.8 设计结果
利用aspen模拟的数据，用aspenV7.0计算和校核，然后用sw6进行强度校核。
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