《液化天然氣裝備設計技術 液化換熱卷》本書主要圍繞液化天然氣（LNG）混合制冷劑液化工藝及貯運工藝中所涉及的主要低溫裝備，研究開發(fā)LNG 工藝流程中主要液化換熱裝備的設計計算技術，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、開架式氣化器、低溫液氮洗用多股流纏繞管式換熱器等設計計算技術，為LNG液化、LNG換熱等關鍵環(huán)節(jié)中所涉及的主要設備的設計計算提供可參考樣例，并推進LNG系列液化裝備及系統(tǒng)工藝技術的標準化及國產化進程。本書不僅可供液化天然氣（LNG）、化工機械、制冷及低溫工程、石油化工、動力工程及工程熱物理等領域的研究人員、設計人員和工程技術人員參考，還可供高等學?；C械、能源化工、石油化工、低溫與制冷工程、動力工程等專業(yè)的師生參考。
目錄
第1章緒論
1．1LNG應用領域/001
1．2LNG工廠國內外發(fā)展現狀/002
1．2．1國外發(fā)展及現狀/002
1．2．2國內發(fā)展及現狀/003
1．3LNG產業(yè)鏈/003
1．4LNG產業(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/011
參考文獻/011
第2章LNG纏繞管式換熱器設計計算
2．1LNG多股流低溫纏繞管式換熱器/012
2．1．1纏繞管式換熱器設計計算路線/012
2．1．2MCHE型LNG液化工藝描述/013
2．1．3LNG纏繞管式換熱器設計原則/020
2．2纏繞管式換熱器換熱工藝計算/021
2．2．1換熱工藝計算主要內容/021
2．2．2纏繞管式換熱器的制冷過程溫熵圖的繪制/030
2．2．3制冷裝備通過真空層向外界輻射散熱量的計算/035
2．2．4一級制冷裝備傳熱及管束結構參數計算過程/036
2．2．5二級制冷裝備傳熱及管束結構參數計算過程/048
2．2．6三級制冷裝備傳熱及管束結構參數計算過程/051
2．3纏繞管式換熱器結構設計計算/054
2．3．1內筒的強度設計計算/054
2．3．2換熱管規(guī)格及選型/058
2．3．3管板設計/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開孔補強計算/062
2．3．7中心筒的強度校核/076
2．4塔的強度設計/077
2．4．1塔殼（外筒）的強度計算/077
2．4．2塔的質量載荷計算/082
2．4．3塔的自振周期計算/084
2．4．4地震載荷和地震彎矩的計算/084
2．4．5風載荷和風彎矩計算/087
2．4．6計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)定計算/091
2．4．9地腳螺栓座計算/093
2．4．10裙座與塔殼對接連接焊縫的驗算/096
2．4．11設計總匯/097
2．4．12塔器設計主要符號說明/097
2．5本章小結/098
參考文獻/098
第3章LNG板翅式換熱器設計計算
3．1板翅式換熱器簡介/101
3．1．1板翅式換熱器國內外發(fā)展/101
3．1．2板翅式換熱器的構造及工作原理/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算/103
3．2．1板翅式換熱器的工藝設計過程/103
3．2．2混合制冷劑參數確定/103
3．2．3基于板翅式換熱器的LNG液化流程/104
3．2．4LNG工藝計算過程/105
3．2．5板翅式換熱器傳熱系數、傳熱面積計算及板束排列及壓力降計算/113
3．3板翅式換熱器結構設計/139
3．3．1封頭設計/139
3．3．2液壓試驗/144
3．3．3接管確定/146
3．3．4接管補強/149
3．3．5法蘭與墊片選擇/158
3．3．6隔板導流片封條的選擇/161
3．3．7換熱器的成型安裝/163
參考文獻/164
第4章表面蒸發(fā)空冷器設計計算
4．1空冷技術概述/166
4．1．1國外空冷技術發(fā)展概況/167
4．1．2我國空冷技術發(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/169
4．1．5親水膜/170
4．2空冷器的設計計算/170
4．2．1空冷器的設計計算方法和步驟/170
4．2．2詳細計算/175
4．3噴淋系統(tǒng)的設計/198
4．3．1噴頭的選用/198
4．3．2噴淋水質的要求/198
4．3．3噴淋系統(tǒng)/198
4．4管束結構與計算/201
4．4．1管束的布管設計/201
4．4．2管箱結構形式/201
4．4．3管束材料/202
4．4．4管束支撐梁的計算/202
4．4．5管束定距結構/208
4．4．6絲堵式焊接矩形管箱的設計計算/209
4．5構架/215
4．5．1構架的型式與參數/215
4．5．2構架載荷的計算/217
4．5．3構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
4．6．4百葉窗的結構/220
4．7風機的選用/220
4．7．1風機的選型方法/220
4．7．2通風機選型的一般步驟/221
4．7．3軸流式通風機/222
4．7．4性能參數表/222
4．7．5離心式通風機/223
4．7．6風機型式及傳動方式/224
4．7．7離心通風機的安裝與使用/225
4．7．8通風機噪聲/226
4．8空冷器的防凍設計/227
4．8．1確定防凍設計依據/227
4．8．2熱損失和防凍要求/227
4．8．3計算最低的管壁溫度/227
參考文獻/228
第5章開架式氣化器設計計算
5．1概述/230
5．1．1背景及意義/230
5．1．2開架式氣化器結構和工作原理/230
5．1．3LNG組分及物性/231
5．1．4設計基本參數/231
5．2氣化器換熱計算/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氣化單位質量液化天然氣所需的熱量/232
5．2．4氣化器的傳熱系數的確定/233
5．2．5開架式氣化器結構尺寸的確定/247
5．3LNG開架式海水氣化器設計選材/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開架式氣化器的海水分布裝置/251
5．4．1海水水質的基本要求/251
5．4．2海水分布裝置結構/251
5．5LNG換熱管道裂紋及腐蝕/252
5．5．1工作環(huán)境及工況說明/252
5．5．2開架式氣化器基本結構/253
5．5．3LNG換熱管道裂紋分析/253
5．5．4傳熱管開裂成因及解決方案/254
5．6LNG管道腐蝕及應力計算/254
5．6．1鋁合金應力腐蝕性能/254
5．6．2鋁合金點蝕對應力集中系數影響/255
5．6．3點蝕數目和最深點蝕位置的影響/256
5．6．4點蝕系數對應力集中系數的影響/256
5．7法蘭設計/257
5．7．1螺栓法蘭連接設計內容/257
5．7．2本設計采用窄面整體法蘭/257
5．7．3整體法蘭計算/258
參考文獻/260
第6章低溫液氮洗用多股流纏繞管式換熱器
6．1設計方案及流程/262
6．1．1液氮洗工序生產流程圖/262
6．1．2設計工藝參數/264
6．1．3纏繞管換熱器設計計算過程/264
6．2氮氣及制冷劑的狀態(tài)計算/265
6．2．1高壓氮氣冷卻器的設計/265
6．2．2纏繞管換熱器殼程有效面積的計算/266
6．2．3殼側界膜換熱系數的計算/270
6．2．4管側界膜換熱系數的計算/272
6．2．5傳熱溫差計算（利用對數平均溫差法計算）/276
6．2．6管側壓力損失/278
6．2．7殼側壓力損失/279
6．3一號原料氣體冷卻器的設計計算過程/280
6．3．1一號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算/282
6．3．3殼側界膜熱導率的計算/286
6．3．4管側界膜熱導率的計算/286
6．3．5傳熱溫差計算/291
6．3．6管內側壓力損失/293
6．3．7殼側壓力損失/295
6．4二號原料氣體冷卻器的設計計算過程/296
6．4．1二號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算/297
6．4．3殼側界膜熱導率的計算/300
6．4．4管側界膜熱導率的計算/302
6．4．5傳熱溫差計算/306
6．4．6管內側壓力損失/308
6．4．7殼側壓力損失/310
6．5換熱器機構設計與強度計算/311
6．5．1內筒的強度計算/311
6．5．2外筒（塔殼）的強度計算/316
6．5．3中心筒的強度校核/320
6．5．4管板設計/322
6．5．5法蘭與墊片/322
參考文獻/326
致謝
附錄混合制冷劑物性參數表
目錄
第1章緒論
1．1LNG應用領域/001
1．2LNG工廠國內外發(fā)展現狀/002
1．2．1國外發(fā)展及現狀/002
1．2．2國內發(fā)展及現狀/003
1．3LNG產業(yè)鏈/003
1．4LNG產業(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/011
參考文獻/011
第2章LNG纏繞管式換熱器設計計算
2．1LNG多股流低溫纏繞管式換熱器/012
2．1．1纏繞管式換熱器設計計算路線/012
2．1．2MCHE型LNG液化工藝描述/013
2．1．3LNG纏繞管式換熱器設計原則/020
2．2纏繞管式換熱器換熱工藝計算/021
2．2．1換熱工藝計算主要內容/021
2．2．2纏繞管式換熱器的制冷過程溫熵圖的繪制/030
2．2．3制冷裝備通過真空層向外界輻射散熱量的計算/035
2．2．4一級制冷裝備傳熱及管束結構參數計算過程/036
2．2．5二級制冷裝備傳熱及管束結構參數計算過程/048
2．2．6三級制冷裝備傳熱及管束結構參數計算過程/051
2．3纏繞管式換熱器結構設計計算/054
2．3．1內筒的強度設計計算/054
2．3．2換熱管規(guī)格及選型/058
2．3．3管板設計/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開孔補強計算/062
2．3．7中心筒的強度校核/076
2．4塔的強度設計/077
2．4．1塔殼（外筒）的強度計算/077
2．4．2塔的質量載荷計算/082
2．4．3塔的自振周期計算/084
2．4．4地震載荷和地震彎矩的計算/084
2．4．5風載荷和風彎矩計算/087
2．4．6計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)定計算/091
2．4．9地腳螺栓座計算/093
2．4．10裙座與塔殼對接連接焊縫的驗算/096
2．4．11設計總匯/097
2．4．12塔器設計主要符號說明/097
2．5本章小結/098
參考文獻/098
第3章LNG板翅式換熱器設計計算
3．1板翅式換熱器簡介/101
3．1．1板翅式換熱器國內外發(fā)展/101
3．1．2板翅式換熱器的構造及工作原理/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算/103
3．2．1板翅式換熱器的工藝設計過程/103
3．2．2混合制冷劑參數確定/103
3．2．3基于板翅式換熱器的LNG液化流程/104
3．2．4LNG工藝計算過程/105
3．2．5板翅式換熱器傳熱系數、傳熱面積計算及板束排列及壓力降計算/113
3．3板翅式換熱器結構設計/139
3．3．1封頭設計/139
3．3．2液壓試驗/144
3．3．3接管確定/146
3．3．4接管補強/149
3．3．5法蘭與墊片選擇/158
3．3．6隔板導流片封條的選擇/161
3．3．7換熱器的成型安裝/163
參考文獻/164
第4章表面蒸發(fā)空冷器設計計算
4．1空冷技術概述/166
4．1．1國外空冷技術發(fā)展概況/167
4．1．2我國空冷技術發(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/169
4．1．5親水膜/170
4．2空冷器的設計計算/170
4．2．1空冷器的設計計算方法和步驟/170
4．2．2詳細計算/175
4．3噴淋系統(tǒng)的設計/198
4．3．1噴頭的選用/198
4．3．2噴淋水質的要求/198
4．3．3噴淋系統(tǒng)/198
4．4管束結構與計算/201
4．4．1管束的布管設計/201
4．4．2管箱結構形式/201
4．4．3管束材料/202
4．4．4管束支撐梁的計算/202
4．4．5管束定距結構/208
4．4．6絲堵式焊接矩形管箱的設計計算/209
4．5構架/215
4．5．1構架的型式與參數/215
4．5．2構架載荷的計算/217
4．5．3構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
4．6．4百葉窗的結構/220
4．7風機的選用/220
4．7．1風機的選型方法/220
4．7．2通風機選型的一般步驟/221
4．7．3軸流式通風機/222
4．7．4性能參數表/222
4．7．5離心式通風機/223
4．7．6風機型式及傳動方式/224
4．7．7離心通風機的安裝與使用/225
4．7．8通風機噪聲/226
4．8空冷器的防凍設計/227
4．8．1確定防凍設計依據/227
4．8．2熱損失和防凍要求/227
4．8．3計算最低的管壁溫度/227
參考文獻/228
第5章開架式氣化器設計計算
5．1概述/230
5．1．1背景及意義/230
5．1．2開架式氣化器結構和工作原理/230
5．1．3LNG組分及物性/231
5．1．4設計基本參數/231
5．2氣化器換熱計算/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氣化單位質量液化天然氣所需的熱量/232
5．2．4氣化器的傳熱系數的確定/233
5．2．5開架式氣化器結構尺寸的確定/247
5．3LNG開架式海水氣化器設計選材/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開架式氣化器的海水分布裝置/251
5．4．1海水水質的基本要求/251
5．4．2海水分布裝置結構/251
5．5LNG換熱管道裂紋及腐蝕/252
5．5．1工作環(huán)境及工況說明/252
5．5．2開架式氣化器基本結構/253
5．5．3LNG換熱管道裂紋分析/253
5．5．4傳熱管開裂成因及解決方案/254
5．6LNG管道腐蝕及應力計算/254
5．6．1鋁合金應力腐蝕性能/254
5．6．2鋁合金點蝕對應力集中系數影響/255
5．6．3點蝕數目和最深點蝕位置的影響/256
5．6．4點蝕系數對應力集中系數的影響/256
5．7法蘭設計/257
5．7．1螺栓法蘭連接設計內容/257
5．7．2本設計采用窄面整體法蘭/257
5．7．3整體法蘭計算/258
參考文獻/260
第6章低溫液氮洗用多股流纏繞管式換熱器
6．1設計方案及流程/262
6．1．1液氮洗工序生產流程圖/262
6．1．2設計工藝參數/264
6．1．3纏繞管換熱器設計計算過程/264
6．2氮氣及制冷劑的狀態(tài)計算/265
6．2．1高壓氮氣冷卻器的設計/265
6．2．2纏繞管換熱器殼程有效面積的計算/266
6．2．3殼側界膜換熱系數的計算/270
6．2．4管側界膜換熱系數的計算/272
6．2．5傳熱溫差計算（利用對數平均溫差法計算）/276
6．2．6管側壓力損失/278
6．2．7殼側壓力損失/279
6．3一號原料氣體冷卻器的設計計算過程/280
6．3．1一號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算/282
6．3．3殼側界膜熱導率的計算/286
6．3．4管側界膜熱導率的計算/286
6．3．5傳熱溫差計算/291
6．3．6管內側壓力損失/293
6．3．7殼側壓力損失/295
6．4二號原料氣體冷卻器的設計計算過程/296
6．4．1二號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算/297
6．4．3殼側界膜熱導率的計算/300
6．4．4管側界膜熱導率的計算/302
6．4．5傳熱溫差計算/306
6．4．6管內側壓力損失/308
6．4．7殼側壓力損失/310
6．5換熱器機構設計與強度計算/311
6．5．1內筒的強度計算/311
6．5．2外筒（塔殼）的強度計算/316
6．5．3中心筒的強度校核/320
6．5．4管板設計/322
6．5．5法蘭與墊片/322
參考文獻/326
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