传热过程综合实训岗位说明书

传热实训岗位说明书天津大学化工基础实验中心2014．121第3章传热过程岗位实训3-1传热过程岗位实训目的：（1）实训装置能够使学生掌握传热过程的基本原理和流程，学会传热过程的操作，了解操作参数对传热的影响，熟悉换热器的结构与布置情况，学会处理传热过程的不正常情况。（2）了解不同种类换热器的构造，以空气和水蒸汽为传热介质，可以测定不同种类换热器的总传热系数，研究用于教学实验、科研中和化工生产中。（3）通过对换热器的实验研究，可以掌握总传热系数K的测定方法，加深对其概念和影响因素的理解。（4）实训装置能够了解孔板流量计、液位计、流量计、压力表、温度计等仪表；掌握化工仪表和自动化在传热过程中的应用。（5）传热实训装置能控制空气以一定流量通过不同的换热器（普通套管式换热器、强化套管式换热器、列管式换热器、螺旋板式换热器）后温度不低于规定值，应选择适宜的空气流量和操作方式，并采取正确的操作方法，完成实训指标。（6）传热实训装置能够培养学生安全操作、规范、环保、节能的生产意识以及严格遵守操作规程的职业道德。3-2传热过程岗位实训基本原理：传热是指由于温度差引起的能量转移，又称热传递。由热力学第二定律可知，当有温差存在时，热量必然从高温处传递到低温处，传热是自然界和工程技术领域中极普遍的一种传递现象。在能源、宇航、化工、动力、冶金、机械、建筑等工业部门以及农业、环境保护等部门中都涉及到许多有关传热的问题。总传热系数K是评价换热器性能的一个重要参数，也是对换热器进行传热计算的依据。对于已有的换热器，可以通过测定有关数据，如设备尺寸、流体的流量和温度等，通过传热速率方程式计算K值。传热速率方程式是换热器传热计算的基本关系。该方程式中，冷、热流体温度差△T是传热过程的推动力，它随着传热过程冷热流体的温度变化而改变。传热速率方程式TmSKQ（3-1）热量衡算式)T-(TC12WpQ（3-2）2总传热系数Tm))/(T-((TC12SWpK（3-3）式中：Q--热量(W)；S--传热面积(m2)；△Tm--冷热流体的平均温差（℃）；K---总传热系数（W/(m2·℃)）；CP--比热容(J/(Kg·℃))；W--空气质量流量(Kg/s)；T2-T1--空气进出口温差(℃)。3-3传热过程岗位实训工艺流程、主要设备及仪表控制：（1）传热过程岗位实训装置工艺流程图见图3-1：（2）传热过程岗位实训主要技术参数见表3-1：表3-1传热过程岗位实训主要技术参数序号代码设备名称主要技术参数备注1VA126疏水阀ICS19H-16K2VA129疏水阀IICS19H-16K3E101套管式换热器IS=0.24m24E102强化套管式换热器S=0.24m25E103套管式换热器IIS=0.24m26E104列管式换热器S=1.5m27E105螺旋板式换热器S=1m28F101孔板流量计Iφ70-φ179F102孔板流量计IIφ70-φ1710P101风机IYS-7112，550W11P102风机IIYS-7112，550W12R101蒸汽发生器LDR12-0.45-Z13V101分汽包φ160-45014PI101套管换热器I压力0-500KPa15PI102孔板流量计II压差0-20KPa16PIC101孔板流量计I压差0-20KPa3TI116PIC102TI101PI101TI102TI104TI106TI108TI105TI107TI109TI111TI110TI112TI114TIC101TI115TI113TI118TI117TI120TI119PDI102PDIC101TI103VA101VA102VA103VA109VA104VA105VA106VA111VA107VA110VA108VA113VA112VA114VA116VA115VA118VA117VA119VA120VA124VA121VA126VA129P102风机IIR101蒸汽发生器P101风机IE101套管式换热器IE102强化传热换热器E103套管式换热器IIE104列管式换热器E105螺旋板式换热器VA126疏水阀IVA129疏水阀IIVA127VA128VA122VA123SIC102SIC101V101分汽包VA125V101分汽包放空球阀针阀常闭电磁阀常开电磁阀空气路线目镜图例闸阀控制线天津大学化工基础实验中心传热过程实训装置工艺流程图F101孔板流量计IF102孔板流量计IIAI101TI101PI101SIC101采样点温度测量点压力测量点频率控制蒸汽路线水路线导压管路生产编号图3-1带有控制点的工艺流程图1换热器简介：·普通套管换热器E101：用管件将两种尺寸不同的标准管连接成同心圆套管。套管换热器结构简单、能耐高压。（见图3-2）ΦΦ*4Φ符号公称尺寸连接尺寸标准用途水蒸气进口冷凝水出口冷空气进口热空气出口25254040～18705010-5810255010-5810255010-5810505010-581050材质为304310031003100套管换热器部件图第页图纸数量共页图纸数量图中尺寸以mm为单位。审核制图设计编号：制作数量:(套)用户：天津市南开区卫津路号天津大学化工基础实验中心名称：型号：管口表图3-2普通套管式换热器剖面图·强化套管换热器E102：在套管内部放置一根蛇形强化管。蛇形强化管由直径6mm不锈钢管按一定节距绕成，插入管内并固定。流体由于螺旋管的作用发生旋转，同时还周期性受到螺旋管的扰动，使传热效果强化。（见图3-3）。材质为3045010-5810505010-5810505010-5810255010-58102550502525热空气出口冷空气进口冷凝水出口水蒸气进口用途连接尺寸标准公称尺寸符号管口表155010-581025备用口内装为?6管盘成螺旋丝强化传热换热器部件图第页图纸数量共页图纸数量图中尺寸以mm为单位。审核制图设计编号：制作数量:(套)用户：天津市南开区卫津路号天津大学化工基础实验中心名称：型号：?159*3---15003100310031003100?57*3～1870Φ图3-3强化套管换热器剖面图2·列管式换热器E104：本实验采用固定管板式列管换热器，主要由壳体、管束、管箱、管板、折流挡板、联接管件等部分组成。其结构特点是，两块管板分别焊于壳体的两端，管束两端固定在管板上。整个换热器分为两部分：换热管内的通道及与其两端相贯通处称为管程；换热管外的通道及与其相贯通处称为壳程。它具有结构简单和造价低廉的优点（见图3-4）。5010-5810255010-5810255010-5810255010-5810402525404021用途连接尺寸标准公称尺寸符号管口表1ΦΦ21.5列管式换热器27*2测温口密封面形式内丝技术特性表序号名称管程壳程1设计压力0.60.402345678工作压力设计温度℃工作温度℃工作介质主要材料公称面积2实验水压力0.550.3095608060液体水3041.5(列管Φ25*213支)0.750.6技术条件1.本换热器参照薄管板列管式换热器的技术条件进行制造、实验和验收。2.焊接采用手工电弧焊，焊条牌号：不锈钢间为102，列管头氩弧焊。3.不锈钢表面进行酸洗，钝化处理.4.未注接管伸出长度为100。管板Φ25*213支截流板Φ25*2-13支23100310031003100第页图纸数量共页图纸数量图中尺寸以mm为单位。审核制图设计编号：制作数量:(套)用户：天津市南开区卫津路号天津大学化工基础实验中心名称：型号：15图3-4列管式换热器E104剖面图·螺旋板式换热器E105：由两张间隔一定的平行薄金属板卷制而成。两张薄金属板形成两个同心的螺旋型通道，两板之间焊有定距柱以维持通道间距，在螺旋板两侧焊有盖板。冷热流体分别通过两条通道，通过薄板进行换热（见图3-5）。3图3-5螺旋板式换热器E105剖面图（3）传热过程岗位实训主要阀门名称及作用见表3-2表3-2传热过程岗位实训主要阀门名称及作用序号代码阀门名称及作用技术参数备注1VA101套管式换热器ⅠE101放空阀DN15球阀2VA102套管式换热器ⅠE101冷空气进口阀DN40球阀3VA103套管式换热器ⅠE101热蒸汽进口阀DN25球阀4VA104强化管换热器E102热蒸汽进口阀DN25球阀5VA105强化管换热器E102放空阀DN15球阀6VA106强化管换热器E102冷空气进口阀DN40球阀7VA107套管式换热器ⅡE103热蒸汽进口阀DN25球阀8VA108列管式换热器E104冷空气出口阀DN40球阀9VA109套管式换热器ⅠE101冷空气出口阀DN40球阀10VA110DN25球阀11VA111套管式换热器ⅡE103放空阀DN15球阀12VA112套管式换热器ⅡE103冷空气进口阀DN40球阀13VA113套管式换热器ⅡE103冷空气出口阀DN40球阀14VA114换热器E101、E102、E103放水阀DN25球阀415VA115列管式换热器E104放空阀DN15球阀16VA116列管式换热器E104热蒸汽入口阀DN25球阀17VA117分汽包V101放空阀DN15球阀18VA118列管式换热器E104冷空气入口阀DN40球阀19VA119列管式换热器E104冷空气出口阀DN40球阀20VA120列管式换热器E104冷空气入口阀DN40球阀21VA121列管式换热器E104冷空气入口阀DN40球阀22VA122蒸汽发生器R101出汽阀DN25球阀23VA123风机P102旁路调节阀DN40闸阀24VA124螺旋板式换热器E105冷空气进口阀DN40球阀25VA125螺旋板式换热器E105热蒸汽进口阀DN25球阀26VA126疏水阀Ⅰ作用排水DN25疏水阀27VA127蒸汽发生器R101进水阀DN15球阀28VA128蒸汽发生器R101排水阀DN15球阀29VA129疏水阀Ⅱ作用排水DN25疏水阀（4）传热过程岗位实训流程简述:·普通套管式换热器ⅠE101流程：冷流体流向：冷空气由风机P101产生经过孔板流量计ⅠF101计量，经过阀门VA102进入套管式换热器ⅠE101的管内，在套管内与管外热蒸汽进行热传递后，经阀门VA109排出。热流体流向：自来水经阀门VA127进入蒸汽发生器R101内，经过加热产生蒸汽，经过阀门VA122进入分汽包V101，由PIC104控制一定压力经过阀门VA103进入套管式换热器ⅠE101的壳程，与管内的冷空气进行热传递，通过疏水阀VA126排出。·强化套管式换热器E102流程：冷流体流向：冷空气由风机P101产生经过孔板流量计ⅠF101计量，经过阀门VA106进入强化管换热器E102的管内，在套管内与管外热蒸汽进行热传递后排出。5热流体流向：自来水经阀门VA127进入蒸汽发生器R101内，经过加热产生蒸汽，经过阀门VA122进入分汽包V101，由PIC104控制一定压力经过阀门VA104进入强化管换热器E102的壳程，与管内的冷空气进行热传递，通过疏水阀VA126排出。·列管式换热器E104逆流流程：冷流体流向：冷空气由风机P102产生经过孔板流量计ⅡF102计量，经过阀门VA120、VA118进入列管换热器E104的管内，在套管内与管外热蒸汽进行热传递后经阀门VA108排出。热流体流向：自来水经阀门VA127进入蒸汽发生器R101内经过加热产生蒸汽，经过阀门VA122进入分汽包V101，由PIC104控制一定压力经过阀门VA116进入列管换热器E104的壳程与管内的冷空气进行热传递，通过疏水阀VA126排出。·列管式换热器E104并流流程：冷流体流向：冷空气由风机P102产生经过孔板流量计ⅡF102计量，经过阀门VA121进入列管换热器E104的管内，在套管内与管外热蒸汽进行热传递后经VA118、VA119排出。热流体流向：自来水经阀门VA127进入蒸汽发生器R101内经过加热产生蒸汽，经过阀门VA122进入分汽包V101，由PIC104控制一定压力经