我国目前还存在有大量的高能耗设备,会对资源造成极大的浪费,这使得对这些能耗高的设备进行余热回收变得极为重要。本文以中国石油西南油气田分公司犍为液化天然气厂ZWF1250-FS602/1的燃气压缩机的发动机排烟歧管中废气余热回收项目为例,对项目进行初步设计得到两种设计方案,通过经济效益对比后,确定最终方案为增加换热器替代工艺加热炉。本文选定换热器的类型为管壳式换热器,查阅国内外文献资料,阐述了国内外换热器的发展现状。然后根据换热器热力计算理论,使用HTRI Xchanger Suit 5.0对管壳式换热器进行了热力学设计,并依据GB150《压力容器》、GB151《管壳式换热器》等国家标准的相关要求使用SW6对换热器进行了结构设计和强度校核。通过软件进行换热器热工和结构设计相对于传统的设计方法,极大地提高了设计效率。本文同时使用Pro/Engineer建立了换热器的三维模型,导入Hyperworks进行网格划分后,采用目前常用的CFD软件Fluent进行了换热器的传热和流场的数值模拟研究,模拟结果表明此换热器的设计可行,对石油石化行业类似余热回收项目有一定借鉴意义。