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管殼式換熱器應(yīng)用交流(內(nèi)部)主要內(nèi)容一、換熱器的分類二、換熱器理論計(jì)算三、換熱器軟件設(shè)計(jì)及計(jì)算一、換熱器的分類按原理和傳熱形式分
(1)混合式換熱器:如氣體的洗滌與冷卻、循環(huán)水的冷卻、汽-水之間的混合加熱、蒸汽的冷凝等
(2)蓄熱式換熱器:適用于高溫
(3)間壁式換熱器:按結(jié)構(gòu)分為管殼式:固定管板式、浮頭式、填料函式、U型管式(2)板式:板翅式、平板式、螺旋板式(3)管式:空冷器、套管式、噴淋管式、箱管式(4)液膜式:升降膜式、括板薄膜式、離心薄膜式(5)其他型式:板殼式、熱管U形管式換熱器管束
二、換熱器的理論計(jì)算
熱量恒算式若忽略過(guò)程熱損失,Q放=Q吸無(wú)相變:Q=W1Cp1(T1?T2)Q=W2Cp2(t2?t1)有相變:Q=W[r+Cp(t2?t1)]Q—傳熱速率,W;W1、W2—熱、冷流體的質(zhì)量流率,kg/s;Cp1、Cp2—熱、冷流體的比熱,J/(kg·K);T1、T2—熱流體的進(jìn)、出口溫度,℃;t1、t2—冷流體的進(jìn)、出口溫度,℃;r—流體的汽化或冷凝潛熱,kJ/kg。
Q=KA﹒Δtm
K-總傳熱系數(shù)W/(m2﹒K);
A-傳熱面積m2;Δt-平均溫差(MTD)。
總傳熱系數(shù)K:
ho、hi-管外、管內(nèi)流體的傳熱膜系數(shù)W/(m2K);
ro、ri-管外、管內(nèi)流體的污垢熱阻K﹒m2/W;
do、di-管外徑和管內(nèi)徑m;
dav-管的平均直徑m;
rw=lw/λw,管壁熱阻K﹒m2/W;
lw-管壁厚度m,
λw-管壁材料導(dǎo)熱系數(shù)W/(m2K)
穩(wěn)態(tài)傳熱方程:污垢熱阻
K的經(jīng)驗(yàn)數(shù)值平均換熱溫差ΔtmΔtm’=ψ?Δtm,ψ——溫差修正系數(shù),ψ與冷、熱兩流體溫度變化P、R有關(guān)溫度修正曲線
封頭選擇
前封頭:通常選擇“B”型;對(duì)于水冷卻器,當(dāng)管側(cè)需要定期清洗,且管側(cè)設(shè)計(jì)壓力小于10bar(g)時(shí),前封頭可選擇“A”型;后封頭:L、M、N(固定管板式),無(wú)需對(duì)殼側(cè)進(jìn)行機(jī)械清洗或檢查;或者殼側(cè)可進(jìn)行化學(xué)清洗的場(chǎng)合;浮頭式---S型。高壓換熱器---D型;U型管式,管束外表面可機(jī)械清洗。U型管的結(jié)構(gòu)不適用于污垢系數(shù)較大的情況;殼側(cè)一般選擇程數(shù)為單売程,以字母B代表。常用換熱器形式:BEU、BEM三、換熱器軟件設(shè)計(jì)及計(jì)算
流體分配
一般而言,下列情況介質(zhì)走管程:腐蝕性介質(zhì),可降低對(duì)殼側(cè)材料的要求;毒性介質(zhì),泄漏的幾率??;易結(jié)垢的介質(zhì),便于清洗和清掃;高壓流體,可減小對(duì)殼體的機(jī)械強(qiáng)度的要求;高溫介質(zhì),可改變材質(zhì),滿足介質(zhì)要求;如果殼側(cè)流體是層流,可放管側(cè),看能否達(dá)到湍流;循環(huán)冷卻水在管側(cè)流動(dòng)。
以下流體用于殼側(cè):
在管側(cè)流體形成層流;建造要求限制了管束的數(shù)量,壓降在管側(cè)不能有效利用,嘗試?yán)米銐虻恼哿靼鍋?lái)有效利用殼側(cè)的壓降;傳遞熱量盡可能多,但壓降不太多。(流體流動(dòng)導(dǎo)致的管振動(dòng)會(huì)限制設(shè)計(jì));傳熱膜系數(shù)較??;飽和蒸汽及被冷卻的流體;高黏度流體。
換熱器壓力降參考值操作壓力P(MPa)壓力降ΔP(MPa)0~0.1(絕壓)P/100~0.07(表壓,下同)P/20.07~1.00.0351.0~3.00.035~0.183.0~8.00.07~0.25應(yīng)用換熱器軟件htri設(shè)計(jì)參數(shù)輸入工藝參數(shù)結(jié)構(gòu)參數(shù)被冷卻介質(zhì)流量、組份操作壓力、冷卻前后溫度、壓力降污垢系數(shù)工藝模擬噴液量確定売程管程程數(shù)、封頭折流板(間距、切割率)殼體內(nèi)徑、管口直徑管徑選擇、壁厚管長(zhǎng)、材料布置形式參數(shù)調(diào)整實(shí)例討論分析差別意義項(xiàng)目換熱器面積
(m2)現(xiàn)場(chǎng)情況經(jīng)驗(yàn)方法軟件方法實(shí)際應(yīng)用四川石化1000萬(wàn)噸/年煉油項(xiàng)目LG36/0.9火炬氣回收6
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