液化天然氣裝備設計技術：LNG板翅式換熱器卷（上）

本書基於板翅式換熱器的LNG液化工藝及混合製冷劑換熱用板翅式換熱器運算法則，主要內容包括當前國際上流行的LNG液化工藝流程用各類型LNG板翅式換熱器設計計算過程，如30萬立方米每天DMR雙混合製冷劑LNG三級板翅式換熱器設計計算、30萬立方米每天三元混合製冷劑預冷LNG四級板翅式換熱器設計計算、7萬立方米每天天然氣膨脹預冷LNG兩級板翅式換熱器設計計算、30萬立方米每天C3/MR閉式LNG三級板翅式換熱器設計計算、60萬立方米每天級聯式PFHE型LNG三級三組板翅式換熱器設計計算、100萬立方米每天開式LNG液化系統及板翅式換熱器設計計算、30萬立方米每天天然氣膨脹製冷LNG液化四級板翅式換熱器設計計算等內容。

本書可供從事天然氣、液化天然氣（LNG）、化工機械、製冷與低溫工程、石油化工、動力工程及工程熱物理領域內的研究人員、設計人員、工程技術人員參考，還可供高等學校化工機械、能源化工、石油化工、製冷與低溫工程、能源與環境系統工程等相關專業的師生參考。

第1章緒論
1．1板翅式換熱器的發展概況002
1．1．1國外發展概況002
1．1．2國內發展概況002
1．2板翅式換熱器的主要構造及特點003
1．3液化天然氣（LNG）用板翅式換熱器特點004
1．3．1PFHE型LNG液化工藝流程操控005
1．3．2LNG板翅式換熱器工藝設計005
1．3．3LNG板翅式換熱器結構設計007
1．3．4LNG板翅式換熱器板束排列008
參考文獻008

第2章30萬立方米每天DMR雙混合製冷劑LNG三級板翅式換熱器設計計算
2．1板翅式換熱器簡介010
2．2板翅式換熱器的工藝計算011
2．2．1混合製冷劑參數確定011
2．2．2板翅式換熱器的LNG液化流程011
2．2．3製冷劑溫熵圖011
2．2．4工藝計算過程011
2．3板翅式換熱器翅片018
2．3．1翅片特點018
2．3．2翅片結構018
2．3．3初始參數的確定與計算018
2．3．4一級換熱器流體參數計算019
2．3．5二級換熱器流體參數計算024
2．3．6三級換熱器流體參數計算027
2．4板翅式換熱器傳熱面積及壓損計算030
2．4．1一級板翅式換熱器傳熱面積及壓損計算030
2．4．2二級板翅式換熱器傳熱面積及壓損計算035
2．4．3三級板翅式換熱器傳熱面積及壓損計算039
2．5板翅式換熱器結構設計042
2．5．1封頭設計042
2．5．2液壓試驗047
2．5．3接管確定049
2．5．4接管補強052
2．5．5法蘭與墊片選擇065
2．5．6隔板、封條及導流片的選擇067
2．5．7換熱器的成型安裝069
本章小結071
參考文獻072

第3章30萬立方米每天三元混合製冷劑預冷LNG四級板翅式換熱器設計計算
3．1板翅式換熱器的工藝計算073
3．1．1混合製冷劑參數確定073
3．1．2LNG液化流程074
3．1．3各過程品質流量的計算074
3．2板翅式換熱器各參數及傳熱面積計算081
3．2．1天然氣側流體參數計算081
3．2．2氮氣-甲烷-乙烯側參數計算085
3．2．3乙烯-丙烷-異丁烷側參數計算089
3．2．4一級板翅式換熱器傳熱面積計算095
3．2．5二級板翅式換熱器傳熱面積計算099
3．2．6三級板翅式換熱器傳熱面積計算102
3．2．7深冷板翅式換熱器傳熱面積計算104
3．3壓力損失計算105
3．3．1一級壓力損失計算105
3．3．2二級壓力損失計算108
3．3．3深冷壓力損失計算110
3．4板翅式換熱器結構設計111
3．4．1封頭結構設計111
3．4．2液壓試驗118
3．4．3接管確定123
3．4．4接管補強126
本章小結145
參考文獻145

第4章7萬立方米每天天然氣膨脹預冷LNG兩級板翅式換熱器設計計算
4．1板翅式換熱器的工藝計算147
4．1．1混合製冷劑參數確定147
4．1．2LNG液化天然氣工藝流程147
4．1．3一級設備預冷製冷過程148
4．1．4二級設備預冷製冷過程150
4．1．5一級換熱器流體參數計算152
4．1．6二級換熱器流體參數計算158
4．1．7一級板翅式換熱器傳熱面積計算161
4．1．8二級板翅式換熱器傳熱面積計算166
4．1．9換熱器壓力損失的計算169
4．2板翅式換熱器結構設計173
4．2．1封頭選擇174
4．2．2EX1各個板側封頭壁厚計算174
4．2．3EX2各個板側封頭壁厚計算176
4．3液壓試驗177
4．3．1內壓通道177
4．3．2接管179
4．4接管補強182
4．4．1換熱器接管計算182
4．4．2一級換熱器補強面積計算183
4．4．3二級換熱器補強面積計算187
本章小結190
參考文獻191

第5章30萬立方米每天C3/MR閉式LNG三級板翅式換熱器設計計算
5．1板翅式換熱器的工藝計算192
5．1．1混合製冷劑參數確定193
5．1．2LNG液化流程193
5．1．3天然氣的預冷過程193
5．1．4一級設備預冷製冷過程194
5．1．5二級設備預冷製冷過程195
5．1．6三級設備預冷製冷過程196
5．1．7一級換熱器流體參數計算（單層通道）199
5．1．8二級換熱器流體參數計算（單層通道）211
5．1．9三級換熱器流體參數計算（單層通道）223
5．2板翅式換熱器結構設計231
5．2．1封頭選擇231
5．2．2一級換熱器各個板側封頭壁厚計算232
5．2．3二級換熱器各個板側封頭壁厚計算233
5．2．4三級換熱器各個板側封頭壁厚計算234
5．3液壓試驗236
5．3．1液壓試驗目的236
5．3．2內壓通道236
5．4接管238
5．4．1接管確定238
5．4．2一級換熱器接管壁厚239
5．4．3二級換熱器接管壁厚239
5．4．4三級換熱器接管壁厚239
5．4．5接管尺寸240
5．4．6接管補強240
本章小結249
參考文獻250

第6章60萬立方米每天級聯式PFHE型LNG三級三組板翅式換熱器設計計算
6．1板翅式換熱器的工藝計算及過程251
6．1．1一級設備預冷製冷過程251
6．1．2二級設備預冷製冷過程254
6．1．3三級設備預冷製冷過程256
6．2板翅式換熱器翅片的計算257
6．2．1一級換熱器流體參數計算（單層通道）258
6．2．2二級換熱器流體參數計算（單層通道）265
6．2．3三級換熱器流體參數計算（單層通道）271
6．2．4四級換熱器流體參數計算（單層通道）277
6．2．5五級換熱器流體參數計算（單層通道）284
6．2．6六級換熱器流體參數計算（單層通道）290
6．2．7七級換熱器流體參數計算（單層通道）296
6．2．8八級換熱器流體參數計算（單層通道）304
6．2．9九級換熱器流體參數計算（單層通道）310
6．3板翅式換熱器結構設計316
6．3．1封頭設計316
6．3．2一級換熱器各個板側封頭壁厚計算317
6．3．3二級換熱器各個板側封頭壁厚計算318
6．3．4三級換熱器各個板側封頭壁厚計算319
6．4液壓試驗320
6．4．1液壓試驗壓力320
6．4．2封頭的應力校核321
6．4．3尺寸校核計算321
6．5接管確定323
6．5．1接管尺寸確定323
6．5．2接管尺寸匯總324
6．5．3接管補強324
本章小結334
參考文獻334

第7章100萬立方米每天開式LNG液化系統及板翅式換熱器設計計算
7．1板翅式換熱器的工藝計算336
7．1．1混合製冷劑參數確定336
7．1．2設備預冷製冷過程336
7．1．3製冷劑各組分的品質流量338
7．2板翅式換熱器翅片的計算339
7．2．1一級換熱器流體參數計算（單層通道)339
7．2．2一級板翅式換熱器傳熱面積計算345
7．2．3一級換熱器壓力損失計算349
7．2．4二級換熱器流體參數計算（單層通道)352
7．2．5二級板翅式換熱器傳熱面積計算358
7．2．6二級換熱器壓力損失計算362
7．2．7三級換熱器流體參數計算（單層通道)363
7．2．8三級板翅式換熱器傳熱面積計算368
7．2．9三級換熱器壓力損失計算370
7．3封頭設計371
7．3．1封頭選擇371
7．3．2一級換熱器各個板側封頭壁厚計算372
7．3．3二級換熱器各個板側封頭壁厚計算373
7．3．4三級換熱器各個板側封頭壁厚計算374
7．4液壓試驗375
7．4．1液壓試驗目的375
7．4．2內壓通道376
7．5接管確定378
7．5．1接管尺寸確定378
7．5．2一級換熱器接管壁厚378
7．5．3二級換熱器接管壁厚378
7．5．4三級換熱器接管壁厚379
7．5．5接管尺寸總結379
7．6接管補強380
7．6．1補強方式380
7．6．2補強計算380
本章小結388
參考文獻388

第8章30萬立方米每天天然氣膨脹製冷LNG液化四級板翅式換熱器設計計算
8．1板翅式換熱器簡介389
8．1．1液化工藝流程及原理389
8．1．2透平膨脹機工作原理391
8．1．3天然氣膨脹液化392
8．1．4天然氣膨脹低溫液化比選優勢396
8．2換熱器換熱工藝設計計算396
8．2．1板翅式換熱器的工藝流程圖396
8．2．2板翅式換熱器的工藝設計計算步驟396
8．2．3已知參數397
8．2．4熱負荷及品質流量計算397
8．2．5翅片選擇與翅片參數401
8．2．6翅片的排列設計402
8．2．7流體參數計算403
8．2．8板翅式換熱器傳熱面積計算416
8．2．9壓力降計算422
8．3板翅式換熱器的結構設計430
8．3．1隔板厚度計算430
8．3．2翅片強度計算432
8．3．3封頭設計計算432
8．3．4封頭壁厚校核438
8．3．5接管壁厚設計計算441
8．3．6接管補強計算444
本章小結449
參考文獻449

附錄
致謝