折流板扁鋼條復(fù)合支承換熱器上的應(yīng)用

2017年3月15日,由中石化洛陽(yáng)工程公司牽頭組織開(kāi)發(fā)的"板殼式折流板換熱器工程技術(shù)開(kāi)發(fā)"課題通過(guò)中石化科技部組織的技術(shù)鑒定。"板殼式折流板換熱器工程技術(shù)開(kāi)發(fā)"項(xiàng)目,由中石化洛陽(yáng)工程公司、中國(guó)石化工程建設(shè)有限公司、中國(guó)石化上海高橋石油化工有限公司及撫順化工機(jī)械設(shè)備制造有限公司組成的課題組合作開(kāi)發(fā)。板殼式折流板換熱器綜合了管殼式和板式換熱器的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)。課題組通過(guò)cfd數(shù)值模擬、結(jié)構(gòu)創(chuàng)新、

螺旋折流板換熱器殼程具有強(qiáng)化傳熱和壓力降低的特點(diǎn),尤其適合高黏度、易結(jié)垢、傳熱和壓力降受殼程控制的體系。目前可用于螺旋折流板換熱器工藝計(jì)算的商業(yè)軟件很少,這就增加了此類換熱器設(shè)計(jì)和校核工作的難度。htri軟件計(jì)算出的設(shè)計(jì)余量比lummus設(shè)計(jì)值小35%左右,計(jì)算殼程壓力降比lummus設(shè)計(jì)值小很多,有的甚至只有1/3左右,計(jì)算結(jié)果過(guò)于保守。為解決工藝計(jì)算問(wèn)題,開(kāi)發(fā)了輔助htri軟件的helixtool程序(helixtool+htri6.0)用于對(duì)螺旋折流板換熱器的工藝計(jì)算。通過(guò)helixtool+htri6.0,htri6.0及l(fā)ummus設(shè)計(jì)值3種工藝計(jì)算結(jié)果對(duì)比可知,helixtool+htri6.0設(shè)計(jì)余量比lummus設(shè)計(jì)值小3%左右,計(jì)算壓力降也與lummus設(shè)計(jì)值非常接近,完全滿足工程設(shè)計(jì)要求,因此helixtool+htri6.0可用于螺旋折流板換熱器的設(shè)計(jì)與校核工作,同時(shí),該方法還可利用htri軟件自身優(yōu)點(diǎn)對(duì)該類換熱器進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)。

雖然螺旋折流板管殼式換熱器因其低壓降、無(wú)滯留區(qū)、防結(jié)垢等性能在冷換工藝流程中得到廣泛應(yīng)用,但在較大直徑換熱器運(yùn)行中出現(xiàn)換熱效率低于計(jì)算結(jié)果的現(xiàn)象,其原因是兩塊相接折流板,由于簡(jiǎn)單對(duì)接而出現(xiàn)三角區(qū)短路現(xiàn)象,此短路分流了主螺旋流道介質(zhì)流量,減少介質(zhì)流速,影響雷諾數(shù),所以嚴(yán)重削弱了殼程膜傳熱效率。文章介紹了一種改進(jìn)型防短路螺旋折流板管殼式換熱器,改進(jìn)后的結(jié)構(gòu)阻斷了短路,使全部介質(zhì)經(jīng)理想的螺旋通道以達(dá)到良好的換熱效果。另外由于其局部重疊的支撐結(jié)構(gòu)很好地解決了管束中激振破壞管子的問(wèn)題。

介紹了管殼式換熱器復(fù)合管板的應(yīng)用、復(fù)合管板材料標(biāo)準(zhǔn)及其種類;同時(shí)舉例分析各種復(fù)合方法下管板的應(yīng)用場(chǎng)合及注意事項(xiàng),以期對(duì)廣大的工程設(shè)計(jì)人員更好地理解和運(yùn)用標(biāo)準(zhǔn),使設(shè)計(jì)更符合規(guī)范的要求,期望提供有益的參考。

利用計(jì)算流體動(dòng)力學(xué)(cfd)技術(shù)對(duì)管殼式換熱器弓形折流板附近流場(chǎng)進(jìn)行了數(shù)值模擬,發(fā)現(xiàn)在弓形折流板背面,有部分區(qū)域的流速較低,一定程度上存在著流動(dòng)死區(qū).采用在弓形折流板上開(kāi)孔的方法后,cfd計(jì)算結(jié)果顯示其傳熱效率提高了5.4%,殼側(cè)壓降減小了7.3%.

螺旋折流板式螺旋槽紋管換熱器是螺旋折流板換熱器的換代產(chǎn)品。本文對(duì)該型換熱器的結(jié)構(gòu)及特點(diǎn)進(jìn)行了系統(tǒng)介紹。

試驗(yàn)測(cè)試和研究表明,對(duì)于管殼式換熱器,在其單弓形折流板的管橋處開(kāi)11mm孔時(shí),與未開(kāi)孔折流板相比,殼程進(jìn)出口壓降下降245%～264%,α/δp升高333%～364%,δtm增加25%～32%,總傳熱系數(shù)k升高04%～45%。由此可見(jiàn),對(duì)折流板管橋開(kāi)適當(dāng)孔徑,可使換熱器的各項(xiàng)性能均獲得一定程度提高,具有較好的節(jié)能降耗效果。

傳統(tǒng)的弓形折流板換熱器因其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、安全可靠及適應(yīng)性強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)應(yīng)用非常廣泛,但是傳統(tǒng)的弓形折流板換熱器換熱效率較低,殼程壓力損失較大,容易結(jié)垢。因此,通過(guò)對(duì)弓形折流板結(jié)構(gòu)進(jìn)行改進(jìn)以改善管殼式換熱器的殼程流動(dòng)傳熱狀況,減小其能耗損失具有十分重大的工程意義。采用數(shù)值模擬的方法,對(duì)缺口高度為0.2d的折流板進(jìn)行開(kāi)孔優(yōu)化研究,對(duì)不同殼程進(jìn)口流速下的普通弓形折流板換熱器和折流板開(kāi)孔換熱器的殼程流場(chǎng)及溫度場(chǎng)分別進(jìn)行了數(shù)值模擬。在殼程進(jìn)口流速相等的條件下,折流板開(kāi)孔的換熱器比普通弓形折流板換熱器的換熱效果好;殼程進(jìn)口速度較低時(shí),效果最明顯。

扁管冷凝器是一種新型高效緊湊式換熱器,其在家用空調(diào)器中的應(yīng)用有很多優(yōu)點(diǎn)。本文研究了扁管換熱器在空調(diào)上應(yīng)用的特點(diǎn)及可行性。通過(guò)扁管換熱器對(duì)比實(shí)驗(yàn),采用扁管換熱器可以在保持性能不變或者提高的前提下,性能效率提高。

簡(jiǎn)單介紹了螺旋折流板列管式換熱器,對(duì)結(jié)構(gòu)型式提出淺見(jiàn)。

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雙圓缺擋板換熱器可視為兩個(gè)半圓柱管殼式換熱器的并聯(lián),殼程氣體雙進(jìn)雙出,折流擋板由月牙板、雙圓缺板交替進(jìn)行。討論了臺(tái)拉華-比爾方法在殼程傳熱膜系數(shù)計(jì)算中的特點(diǎn),通過(guò)不滿排和在折流板上開(kāi)泄流孔提高殼程傳熱膜系數(shù)、降低殼程阻力。硫酸裝置是腐蝕性、易結(jié)垢氣體,污垢熱阻的選取是其成敗的關(guān)鍵,探討了強(qiáng)化傳熱的優(yōu)缺點(diǎn)。給出了實(shí)際換熱器結(jié)構(gòu)參數(shù)和換熱性能的計(jì)算結(jié)果。

自支撐螺旋扁管換熱是一種無(wú)折流構(gòu)件的緊湊型換熱器,最大限度地減少了由于折流構(gòu)件的存在產(chǎn)生無(wú)謂形體阻力,而將最大輸送功率用于促進(jìn)流體的傳熱過(guò)程。具有傳熱效率高,流體流動(dòng)助力小,抗結(jié)垢性能高,能夠克服誘導(dǎo)振動(dòng)。

截至3月28日,中國(guó)石油天然氣第一建設(shè)有限公司制造的高效折面板螺旋折流板換熱器,已在山東石大勝華化工集團(tuán)股份有限公司動(dòng)力車間連續(xù)平穩(wěn)運(yùn)行超過(guò)35個(gè)月。這臺(tái)設(shè)備是國(guó)內(nèi)目前首臺(tái)投入應(yīng)用的高效折面板螺旋折流板換熱器。中國(guó)石油工程建設(shè)分公司黨委書(shū)記胡兢克告訴記者:"此類設(shè)備一旦打開(kāi)市場(chǎng),將對(duì)新建煉化裝置工程產(chǎn)生一場(chǎng)革命性改進(jìn)。同等換熱需求,它的占地面積小了,從而帶動(dòng)裝置鋼結(jié)構(gòu)等也降低了

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鈦材具有優(yōu)異的力學(xué)性能,密度小,耐腐蝕性能較好。在較高流速的海水中,鈦管的耐沖刷性能尤為突出。電站中大容量水-水換熱器采用的鈦管壁厚較薄,鈦管可能因振動(dòng)而破損,為避免鈦管在運(yùn)行中出現(xiàn)的振動(dòng)問(wèn)題,設(shè)計(jì)了折流桿式換熱器,這種換熱器的特點(diǎn)是殼程內(nèi)不設(shè)置折流板,利用折流桿組成的折流圈代替折流板,實(shí)現(xiàn)對(duì)換熱管的支撐,將折流板換熱器的橫掠管束改成折流桿換熱器的縱掠管束,可防止殼側(cè)流體對(duì)換熱管的誘導(dǎo)振動(dòng),同時(shí)提高了換熱效率,降低了殼程阻力。

某石化公司500×104t/a常減壓裝置中的16mnr+405復(fù)合鋼板換熱器殼程縱、環(huán)焊縫處存在長(zhǎng)短、深淺不等的裂紋,從化學(xué)成分、宏觀形貌等方面對(duì)焊接接頭裂紋產(chǎn)生原因進(jìn)行了綜合分析,認(rèn)為裂紋為典型的應(yīng)力腐蝕裂紋。介紹了裂紋修復(fù)的方法,提出了修復(fù)過(guò)程中的注意事項(xiàng)。

混氫原料油換熱器是為安慶石化煉油廠制造的高壓換熱器,其主體材料為2.25cr-1mo+0cr18ni11ti復(fù)合鋼板,對(duì)制造過(guò)程中的封頭成型、加熱、熱處理、組對(duì)等方面進(jìn)行了簡(jiǎn)介。

通過(guò)數(shù)值求解基于雷諾時(shí)均的三維定常粘性n-s方程及能量方程,改變結(jié)構(gòu)、特性及運(yùn)行參數(shù),對(duì)折流板型太陽(yáng)能空氣集熱器進(jìn)行了數(shù)值優(yōu)化,模擬結(jié)果表明:折流板的引入可有效提高集熱效率,同時(shí)對(duì)于特定尺度的折流板集熱器,存在最優(yōu)分割腔數(shù);增加集熱器上部蓋板的保溫能力可有效提高集熱效率,實(shí)際使用中推薦保溫能力較好的雙玻蓋板或適當(dāng)增加空氣間層厚度;集熱器的熱損失以對(duì)流散熱占主導(dǎo),輻射散熱為次要因素;運(yùn)行參數(shù)如氣溫、日照強(qiáng)度等對(duì)集熱器進(jìn)出口溫升影響顯著,但對(duì)集熱效率影響較小。

鋼鋁復(fù)合散熱器工藝流程 選材——鋼管下料——鋁型材下料——質(zhì)量檢驗(yàn)——穿管— —漲管——單片焊接——質(zhì)量檢驗(yàn)——整片組裝——試壓— —質(zhì)量檢驗(yàn)——除油、除銹處理——烘干——質(zhì)量檢驗(yàn)——真 空灌裝第一次防腐——瀝干——烘干——真空灌裝第二次 防腐——瀝干——烘干——質(zhì)量檢驗(yàn)——上罩——靜電噴 塑——成品檢驗(yàn)——包裝入庫(kù) 產(chǎn)品技術(shù)說(shuō)明 一、鋼鋁復(fù)合散熱器所用材質(zhì) 1.散熱器所用無(wú)縫鋼管符合gb/t3087-1999的規(guī)定，采用焊接鋼管，符合 gb/t3092-1993的規(guī)定。 2.鋁翼管材料牌號(hào)為6063或6063a，符合gb/t5237-2000中有關(guān)力學(xué)性能 和gb/t3190-1996中有關(guān)化學(xué)成份的規(guī)定。 二、工作壓力 工作壓力為1.0mpa,試驗(yàn)壓力為工作壓力的1.5mpa。 三、鋼鋁復(fù)合散熱器接口螺紋 1、散熱器的管接口螺紋制造精度符合gb/

參數(shù)名稱數(shù)值單位備注 水量135.50m3/h 換熱量1264666.67w 換熱裕量1.20無(wú)一般取1.15～1.2 污垢系數(shù)0.80無(wú)一般取0.8 換熱系數(shù)1200.00w/(m2.k) 半容積式一般800～ 1200，板式3000-5000 進(jìn)水43.00℃ 出水35.00℃ 介質(zhì)進(jìn)水5.00℃ 介質(zhì)出水30.00℃ 對(duì)數(shù)平均溫差20.33℃ 溫差修改系數(shù)1.00無(wú)一般取0.8～1.0 換熱器面積77.76m2計(jì)算結(jié)果 說(shuō)明：黃色填充部分需手動(dòng)輸入數(shù)據(jù) 換熱器按逆流計(jì)算

非同態(tài)雙熱源復(fù)合式換熱器的研制——設(shè)計(jì)了一種由管翅式換熱器和套管式換熱器復(fù)合而成的氣液非同態(tài)雙源復(fù)合式換熱器，該換熱器可以實(shí)現(xiàn)一種介質(zhì)同時(shí)與氣態(tài)熱源和液態(tài)熱源進(jìn)行同步復(fù)合換熱。本文對(duì)該換熱器進(jìn)行了詳細(xì)的介紹，并對(duì)其復(fù)合換熱特性及該換熱器在復(fù)合...