Q/SY
中国石油天然气集团公司企业标准
Q/SY 06503. 6—2016
炼油化工工程工艺设计规范第6部分：管壳式换热器
Process specification for oil refining and petrochemical engineering-
Part 6 : Shell and tube heat exchanger
2016－01一27发布
2016一04一01实施
中国石油天然气集团公司
发布 Q/SY 06503. 6—2016
目 次
前言
范围 2 规范性引用文件术语和定义
1
3
换热器的设计与选型 4.1 换热器的设计温度与设计压力 4.2换热器的分类· 4. 3 管箱的选择 4.4　壳体的选择 4.5管束机械参数的确定 4.6特殊管板 4. 7 管、壳程物料流向的确定原则 5换热器的传热计算 5.1传热计算相关的公式 5.2换热器的计算 5.3污垢热阻 5.4计算结果的分析 6　换热器工艺数据表
4 Q/SY 06503. 6—2016
前 創言
Q/SY06503《炼油化工工程工艺设计规范》是炼油化工工程设计系列标准之一。该标准分为以下13个部分：
第1部分：通则; 第2部分：工艺成套设备；第3部分：泵；
—第 4 部分：压缩机;
第5部分：塔器；一第6部分：管壳式换热器；
第7部分：空冷器; 第8部分：石油化工容器; -第9部分：安全泄压系统; 第 10 部分：燃料系统; 第11部分：空分站；第12部分：空压站；第13部分：中心化验室
一
一
本部分为 Q/SY 06503 的第6部分。 本部分按照GB/T1.1一2009《标准化工作导则第1部分：标准的结构和编写》给出的规则
起草。
本部分由中国石油天然气集团公司工程建设分公司提出。 本部分由中国石油天然气集团公司标准化委员会石油石化工程建设专业标准化技术委员会归口。 本部分起草单位：中国寰球工程公司。 本部分主要起草人：杨桂春、朱为明。
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4换热器的设计与选型
4.1换热器的设计温度与设计压力 4.1.1设计温度
设计温度与设计压力一起作为设计载荷条件。 管、壳程的设计温度需分别表示。注意接触两侧介质的元件，在任何情况下，其表面温度不得超
过材料的允许使用温度，具体确定方法应符合Q/SY06503.1中的规定。 4.1.2　设计压力
换热器管、壳程的设计压力应按各自最苛刻的工作工况分别表示，分别表示，具体取值方法见 Q/SY 06503. 1。 4.2换热器的分类
根据管壳式换热器的结构特征，分成不同的型式，具体分类见表1。 换热器的型式即由表1中代表前端管箱型式、壳体型式及后端结构型式的字母表示，如BEM,
表示管箱采用椭圆封头、壳体为单程的固定管板式换热器。
在炼油化工装置中，常根据结构特点将管壳式换热器分为固定管板式、浮头式、U型管式、釜式换热器等。 4.3管箱的选择 4.3.1前端管箱的选择
根据表 1，前端管箱共有 A，B，C，N，D五种型式，A型、B型适用于中、低压介质，应用广泛。其中B型较经济，设计中应首选；当管程需要经常机械清洗时，可以选择 A型；其他三种型式可根据介质的压力、密封要求程度及检修要求等条件而确定。 4.3.2后端结构型式的选择
后端的结构型式决定了管束是否可以抽出，根据以下几点确定： a）壳程不需要机械清洗，可选择固定管板结构，如L，M，N等 b）壳程需要机械清洗，可选择 S，T，U形管等型式，管束可以抽出清洗。 c）如果管程需要机械清洗，不宜选U形管式，其他结构均可。
4.4壳体的选择
E型壳体结构简单，并且能够得到较高的对流换热系数，因此应首选E型，也可根据实际情况
选择其他型式，具体情况如下：
a）当壳程介质的允许压降较小，且若选用E型会导致过小的长径比，可采用J型、X型、H型
或G型。
b）当壳程介质接管内流速过高，或者是接管直径大于壳体直径的 1/2时，可采用J型、X型、
或H型。
c）当管、壳程流体有温度交叉时，可采用F型换热器，代替两台换热器串联，使装置更紧凑。 d）当介质在壳侧蒸发，并且对出口的液体夹带率有较高要求时，应采用K型壳体。
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表1主要部件的分类及代号
壳体型式
前端管箱型式
后端结构型式
口
E
单程壳体
A
与A相似的固定管板结构
L
平盖管箱
M
具有纵向隔板的双程壳体
与B相似的固定管板结构
B
封头管箱
V
分流壳体
与N相似的固定管板结构
H
P
C
双分流壳体
印
填料函式浮头
用于可拆管束与管板制成一体的管箱
勾圈式浮头
对分流
N
K
用管板制成一体的固定管板管箱
可抽式浮头
错流
U
U形管束
D
个
特殊高压管箱
W
釜式蒸发器
带套环填料函式换热器
4.5管束机械参数的确定 4.5.1换热管的选取 4.5.1.1换热管的工作特点
换热管应能够承受内，外侧的压力，两侧的温度，由管、壳膨胀差所引起的热应力，管侧和壳侧流体的腐蚀性。
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4.5.1.2管型
管壳式换热器通常选用光管，在新建项目中的特定工艺条件下以及改造项目中可以选用波结管、 低翅片管、高通量管等特殊型式的换热管，以达到节省空间、保证运行效果的目的。在选取换热管时，要充分考虑其可用性、适用范围及管材价格。光管式换热管可以用多种材料制成，并有较宽的壁厚范围及外径范围，这种型式的换热管适用于所有管壳式换热器。 4.5.1.3管径和壁厚
为了满足压降、传热的要求，一般选用外径19mm的换热管；对于易结垢的物料，为了清洗方
便，多采用外径为25mm的管子；对于管程有气一液两相流的工艺物流，一般选用较大的管径，例如再沸器，多采用外径为25mm的换热管；若换热器的压降较小或为了控制流速时，可选用更大外径的换热管。国内常用换热管的规格见表2。
表2国内常用换热管的规格
材质
外径×壁厚，mm×mm
10 ×1. 5 14 ×2 19 ×2 25 ×2 25 × 2. 5 32 ×3 38 ×3 45 ×3 57 × 3. 5 10 × 1. 5 14 ×2 19 ×2 25 × 2 32 ×2 38 × 2. 5 45 ×2. 5 57 × 2. 5
碳钢
不锈钢
注：对特殊材质、壁厚的换热管，请参见相应标准，或与生产厂家联系确认
4.5.1.4管长
换热管的长度可以按GB/T151推荐的长度选取。管长的选取受到两方面因素的制约：经济性和适用性。无相变换热时，尽量选取较长的换热管。换热管过长会给制造、运输以及清洗和维修带来困难。
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