再沸器設(shè)計(jì)2007

1、再沸器工藝設(shè)計(jì)一 再沸器類型立式熱虹吸臥式熱虹吸強(qiáng)制循環(huán)式釜式再沸器內(nèi)置式再沸器立式熱虹吸：立式熱虹吸：循環(huán)推動力：釜液和換熱器傳熱管氣液混合物的密度差。結(jié)構(gòu)緊湊、占地面積小、傳熱系數(shù)高。殼程不能機(jī)械清洗，不適宜高黏度、或臟的傳熱介質(zhì)。塔釜提供氣液分離空間和緩沖間。臥式熱虹吸：臥式熱虹吸：循環(huán)推動力：釜液和換熱器傳熱管氣液混合物的密度差。占地面積大，傳熱系數(shù)中等，維護(hù)、清理方便。塔釜提供氣液分離空間和緩沖間。 強(qiáng)制循環(huán)式強(qiáng)制循環(huán)式：適于高黏度、熱敏性物料，固體懸浮液和長顯熱段和低蒸發(fā)比的高阻力系統(tǒng)。釜式再沸器釜式再沸器：可靠性高，維護(hù)、清理方便。傳熱系數(shù)小，殼體容積大，占地面積大，造價高，易結(jié)

2、垢。內(nèi)置式再沸器：內(nèi)置式再沸器：結(jié)構(gòu)簡單。傳熱面積小，傳熱效果不理想。釜內(nèi)液位與再沸器上管板平齊管內(nèi)分兩段：LBC顯熱LCD蒸發(fā)段二二 立式熱虹吸立式熱虹吸式再沸器管內(nèi)式再沸器管內(nèi)流體的受熱分流體的受熱分析析三.設(shè)計(jì)條件 流體 管程釜液：蒸發(fā)量；溫度；壓力 殼程加熱蒸汽：冷凝量（熱衡算）；溫度；壓力 物性參數(shù)確定 蒸汽壓曲線斜率的確定四.設(shè)計(jì)步驟估算傳熱面積，進(jìn)行再沸器的工藝結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)假設(shè)再沸器的出口氣含率，核算熱流量計(jì)算釜液循環(huán)過程的推動力和流動阻力，核算出口氣含率估算設(shè)備尺寸估算設(shè)備尺寸1.計(jì)算傳熱速率（不計(jì)熱損） tcqVQVVQpmbbRccbbR：物流相變熱，kj/kg,D:相變質(zhì)量流

3、量，kg/s,b-boiling, c-condensation加熱介質(zhì)：熱水、蒸汽（視塔底溫度確定） 使得 tm=10-20 0C較為合適。2. 計(jì)算傳熱溫差bmtTtbbbdbbbdmtTtTIntTtTt)()(Td:混合蒸汽露點(diǎn)Tb:混合蒸汽泡點(diǎn)T:殼程水蒸氣冷凝溫度tb:釜液泡點(diǎn)3. 假定傳熱系數(shù)K 查表3-15（p.91） 有機(jī)液體-水蒸汽570-1140 W/m2KmRtKQA4.估算傳熱面積5.工藝結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)管規(guī)格，管長，管數(shù)，殼徑，接管尺寸，管子排列方式。初選設(shè)備 管規(guī)格：參見p61表3-2 管長L：2000、3000、4500、6000mm-可自己定 計(jì)算管數(shù)：LdANT0殼

4、徑DS：L/DS應(yīng)合理約46，不合理時要調(diào)整 卷制殼體內(nèi)徑以400mm為基數(shù)，以100mm為進(jìn)檔級。接管尺寸，參照p92頁表3-16 正三角形排列p66 ：0)32() 1(dbtDSTNb1 . 11) 1(3aaNT五、傳熱能力核算1.顯熱段傳熱系數(shù)KL (1)設(shè)傳熱管出口處氣含率xe 540%，計(jì)算循環(huán)量 ebtxDW Db:釜液蒸發(fā)質(zhì)量流量，kg/sWt:釜液循環(huán)質(zhì)量流量，kg/s 汽化率初值：乙烯、乙烷物系xe=0.3左右 丙烯、丙烷物系xe=0.25左右0sWGtTiNds204S0:管內(nèi)流通截面積，m2di:傳熱管內(nèi)徑，mNT:傳熱管數(shù)（2)計(jì)算顯熱段管內(nèi)傳熱膜系數(shù)iIf Re

5、104, 0.6Pr504 . 08 . 0Re023. 0riiiPdbiGdRebbPbrCP管內(nèi)Re和Pr數(shù)：)/(:KmWK)kJ/(kg CsPapbb：管內(nèi)流體熱導(dǎo)率，管內(nèi)流體比定壓熱容，管內(nèi)流體黏度，(3)殼程冷凝傳熱膜系數(shù)計(jì)算OcrQm 3/13/1232)(88. 1ecccoRgaM4Re TNdmM021004M適用于：m:蒸汽冷凝液質(zhì)量流量，kg/sQ:冷凝熱流量，Wc:蒸汽冷凝熱，kJ/kg(4)計(jì)算顯熱段傳熱系數(shù)KL（式3-21，p71）000011OmiiiiRddRwddRddK污垢熱阻R- p74,表3-92.蒸發(fā)段傳熱系數(shù)KE圖3-28：鼓泡流鼓泡流、塊狀流

6、、環(huán)狀流（避免霧狀流） 設(shè)計(jì)思路：xe25% 控制在第二區(qū)：飽和泡核沸騰 兩相對流傳熱nbtPVa雙機(jī)理模型：同時考慮兩相對流傳熱機(jī)理和飽和泡核沸騰傳熱機(jī)理。 av：管內(nèi)沸騰表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)t p:兩相對流表面?zhèn)鳠嵯禂?shù) P94-95n b:泡核沸騰表面?zhèn)鳠嵯禂?shù) a:泡核沸騰壓抑因數(shù)計(jì)算蒸發(fā)段傳熱系數(shù)KE000011OmiiiVRddRwddRddK污垢熱阻R- p74,表3-9tLPwLmLTissBCWCtKNdptptLL3.3.顯熱段及蒸發(fā)段長度 斜率：沸騰物系蒸汽壓曲線sptP97 表3-18查取或根據(jù)飽和蒸汽壓和溫度關(guān)系計(jì)算蒸汽壓斜率：書上查不到，自己估算。5.5.面積裕度核算 30%，

7、若不合適要進(jìn)行調(diào)整mCRCtKQA%100CCPAAAH4.4.計(jì)算平均傳熱系數(shù)KCLLKLKKCDEBCLC六、循環(huán)流量的校核（1）計(jì)算循環(huán)推動力PD 液體氣化后產(chǎn)生密度差產(chǎn)生推動力（p.9798）glLPtpbCDD)(mlmkgmkgmLPaPtpbCDD,/,/,:33管入塔口間高度：再沸器上部管板到接：蒸發(fā)段兩相平均密度：釜液密度：蒸發(fā)段高度循環(huán)推動力，P98， 表3-19LbLVtpRR)1 (5 . 02) 121(ttttttLXXXR蒸發(fā)段兩相流平均密度以出口氣含率的1/3計(jì)算。管程出口管內(nèi)兩相流密度以出口氣含率計(jì)算。1 . 05 . 09 . 0)/()/(/ )1(Vbb

8、VttxxX3/exx exx （2）循環(huán)阻力Pf Pf=P1 + P2 + P3 + P4 + P5 管程進(jìn)口阻力P1 傳熱管顯熱段阻力P2 傳熱管蒸發(fā)段阻力P3 管內(nèi)動能變化產(chǎn)生阻力P4 管程出口段阻力P5 p.98100 管程進(jìn)口阻力P1 biiiGDLP22138. 07543. 001227. 0ieiR)1914. 0254. 0/(3426. 0)0254. 0/(2iiDDL2785. 0iiDWG biGDReLi：進(jìn)口管長度和當(dāng)量長度之和，mD ：進(jìn)口管內(nèi)徑， mG：釜液在進(jìn)口管質(zhì)量流速，kg/m2s傳熱管顯熱段阻力P2 biBCGdLP22238. 07543. 0012

9、27. 0eRTiiNdWG2785. 0biGDReLBC：顯熱管長度，mdi：傳熱管內(nèi)徑， mG：釜液在傳熱管質(zhì)量流速，kg/m2s傳熱管蒸發(fā)段阻力P3分別計(jì)算傳熱管蒸發(fā)段氣液兩相流動阻力，以一定方式相加。VViCDVVGdLP22338. 07543. 001227. 0VeVRxGGVVViGdRe汽相阻力LCD：蒸發(fā)段長度，mx:該段平均氣含率。bLiCDLLGdLP22338. 07543. 001227. 0LeLRxGGVVViGdRe41/4L1/4V3 )P PP33(液相阻力蒸發(fā)段阻力P3管內(nèi)動能變化產(chǎn)生阻力P4bMGP/241)1 ()1 (22LeVbLeRxRxMM：動量變化引起的阻力系數(shù)管程出口段阻力P5Similar to P3VViVVGdLP22538. 07543. 001227. 0VeVRxGGVVViGdRe汽相阻力bLiLLGdLP22538. 07543. 001227. 0LeLRxGGVVViGdRe41/4L1/4V5 )P PP55