低溫甲醇洗螺旋纏繞繞管式換熱器的設計

繞管式換熱器的主要優點:??管程可采用多股物流與殼程的單股物流進行傳熱,可同時實現多個普通管式換熱器的功能; 適用于大負荷物流傳熱;!適用于高壓物流的傳熱。其缺點主要為檢修、清理困難,所以一般用于較清潔的工藝介質。

繞管式換熱器按其結構特點分為兩類:管程單股物流流道型(稱為單股流繞管式換熱器),管程多股物流流道型(稱為多股流繞管式換熱器)。

中國石化集團公司曾于八.五期間進行了單股流繞管式換熱器的研究開發,并在鎮海煉化股份有限公司的化肥裝置中進行了實驗模擬件的側線并網試驗,獲得成功。在此基礎上根據研究成果,進行了進一步工業應用試驗,并根據寧夏化工廠化肥裝置增產的要求進行了新換熱器的設計和制造,通過工業應用考核新換熱器完全滿足寧夏化工廠化肥裝置工藝和增產要求。

目前,經過國內科研、設計和制造單位許多年的研究和開發,已基本掌握了繞管式換熱器的工藝計算、設備設計和制造,實現了國產化。

2、工藝研究 采用工藝模擬試驗和計算機對比模擬計算是開展繞管式換熱器工藝研究的一種手段,通過試驗和計算建立物流傳熱和流動模型,為設備的設計奠定基礎,并通過工業應用試驗驗證和修正所建立的計算模型,使其工藝計算更加完善和優化。低溫甲醇洗裝置內繞管式換熱器的工藝研究主要包括以下幾部分內容:

1)低溫甲醇洗多組分物料物性數據收集和計算,建立物性數據庫,解決物性數據計算方法。

2)進行物流傳熱和阻力特性的研究和試驗,提供設計依據。

3)進行傳熱計算,確定不同結構、幾何參數對傳熱的影響。提供傳熱計算基礎數據及公式,確定傳熱系數和傳熱面積。進行熱?溫分析和溫層分析。

4)阻力計算,確定流動阻力和壓力損失。

5)進行結構數據計算,確定繞管束特性數據。包括各層管數、螺旋升角等。

6)管束振動分析,確定防止管束振動的措施。

繞管式換熱器的結構尺寸主要取決于繞管束的結構尺寸,繞管束中心筒在制造中起支承作用,因而要求有一定的強度和剛度,中心筒的外徑由換熱管的彎曲半徑決定。管束由多層螺旋纏繞的換熱管組構成,每層換熱管以相反的方向纏繞,每層換熱管用墊條隔開,墊條厚度由工藝計算 的流體通道要求確定,并采用異型墊條控制換熱 管的螺旋升角。在設計盤管時同一層使用相同長度的管子繞制,在同一管程的流道上管子應均勻布置。在多股物流時,各個通道本身應有相同的管長,同時可根據工藝要求選擇各通道管子的長度,這樣就大大地增加了調整各股物流傳熱面積的適應性和靈活性。