<var id="t5jf3"><dl id="t5jf3"></dl></var>
<var id="t5jf3"></var>
<cite id="t5jf3"></cite> <cite id="t5jf3"></cite>
<var id="t5jf3"><span id="t5jf3"></span></var>
<cite id="t5jf3"></cite>
<menuitem id="t5jf3"></menuitem>
<var id="t5jf3"><video id="t5jf3"><thead id="t5jf3"></thead></video></var><cite id="t5jf3"></cite>
哈雷釬焊板式換熱器
專業生產:換熱器;分水器;過水熱;冷卻器
新聞動態

高效節能換熱器在氮肥工業中的應用

點擊:1524 日期:[ 2014-04-26 22:55:11 ]
王學生 王如竹(上海交通大學制冷與低溫工程研究所,上海200030)  我國有中小氮肥廠500多家,其化肥總產量占全國化肥產量的一半以上。然而中小氮肥廠又是我國的耗能大戶,因此節能降耗成為這些企業的主要問題。換熱器是氮肥生產過程中的關鍵設備,而管殼式換熱器由于具有耐高溫、高壓、處理量大、制造技術成熟等優點,在其中占有重要的地位。目前氮肥廠使用的管殼式換熱器,其殼程內部大都采用傳統的折流板(單弓形擋板)結構。這種換熱器傳熱效率低,材料及能量消耗大,而且由于抗流體誘導振動能力差,易引起設備的破壞與腐蝕,使用壽命極短。因此對氮肥廠現有的這種換熱器進行技術改造并對其實施設備的更新換代,已成為長期從事氮肥工業及換熱設備工作者的歷史重任。1高效節能換熱器簡介  高效節能換熱器是由國外先進換熱技術發展而來。1977年美國菲利浦石油公司W.M.Small等人為解決大型管殼式換熱器的流體誘導振動,開發出折流桿換熱器[1],該換熱器內部結構以桿式支撐替代原弓形擋板,具有抗振、高效、低壓降等優點。在20世紀80年代該公司又進一步對這種換熱器的流體力學與熱力學的計算進行了大量理論與實驗研究,并開發出了該種換熱器的設計計算程序[2-3],該技術在世界各地得到廣泛應用。在吸收和消化這一先進技術的基礎上,國內華南理工大學、鄭州工業大學從80年代末也開始了對該種換熱器的研究工作。步入90年代,國內至少有數十家高校、院所對這種換熱設備進行了不同程度的理論分析與實驗研究。  十幾年來,經過模型實驗、設備試制、工業實驗等研究階段,至今已總結出包括工藝計算、結構設計、加工制造等一系列的該種換熱器的設計制造技術,并已取得良好的結果。高效節能換熱器與傳統的折流板管殼式換熱器比較,在內部結構上有較大改進。一是殼程內部采用折流桿組成的折流柵取代折流板作管間支撐物,使殼程流體由橫向流動變為平行流動。這不僅大大減少了傳熱死區,而且大幅度減少了流體因多次反復折流而損失的殼程壓力降。二是采用螺旋槽型強化傳熱管,強化流體在管內外縱向沖刷時的對流傳熱。其強化傳熱的機理為:殼程流體在非傳熱界面的區域,如管間支撐物的局部地區,形體阻力損失很小,而大部分的流體壓降可用來促進傳熱管傳熱界面上的流體湍流,能以較低的流體輸送功獲取較高的傳熱膜系數;螺旋槽管可利用粗糙的傳熱肋面來促進流體邊界層的湍流度,減薄傳熱滯流底層厚度,從而強化邊界層傳熱,管內管外的傳熱同時得到了強化。三是在換熱器殼程進出口處設計變截面導流筒結構,使流體在殼程的分布更加均勻,換熱面積得到更有效的利用,同時減少了流體對管束的沖刷。經過近10年的研究與開發,目前已開發出適用于氣-氣、氣-液、液-液無相變及有相變的新型高效節能換熱器系列。新型換熱器與現行管殼式換熱器相比,總傳熱系數提高35%以上,殼側阻力降減小50%以上,處理相同的熱負荷,所需設備質量輕。實踐證明,與現有傳統的折流板換熱器設計計算一樣,高效節能換熱器的設計技術已比較成熟,其流體力學與傳熱學計算已自成體系,其強度計算與結構設計可利用管殼式換熱器國家標準(GB151—98)執行。筆者認為,全面替代傳統管殼式換熱器的時機已經到來,因此該項技術大規模的推廣應用尤為重要。2在氮肥工業中的應用情況  氮肥生產中換熱方式比較單一,絕大部分是無相變傳熱的氣-氣、氣-液、液-液之間的熱交換,主要分布在合成氨的變換、精制、合成等工段。少數為有相變的傳熱,如氨的冷凝或蒸發以及水的汽化等,因此新型高效節能換熱器系列非常適合在氮肥工業中應用。2.1 在合成氨變換系統的應用  目前國內不少中小型合成氨廠變換系統已采用全低變工藝。該系統變換氣(在進變換爐一段以前為半水煤氣)的工藝流程為:半水煤氣→焦炭過濾器→飽和塔→氣水分離器→熱交換器(管內)→變換爐一段→調溫加熱器→變換爐二段→主熱交換器(管間)→第一水加熱器→變換爐三段→熱水塔→第二水加熱器→冷卻塔→脫硫裝置。系統熱水流程為:熱水塔→熱水泵→調溫加熱器→第一水加熱器→飽和塔→補充軟水→熱水塔。第二水加熱器的軟水為鍋爐提供加熱的軟水,冷卻塔用水為工廠大池內循環水。以上流程中的主熱交換器、第一水加熱器、第二水加熱器及冷卻塔皆為管殼式換熱器,而且目前大都沿用傳統的折流板結構,在該系統應用高效節能換熱器有巨大的潛力。湖北荊門化肥廠年產6萬t合成氨裝置,其變換系統采用全低變工藝,1997年筆者對該廠變換系統的主熱交換器、第一水加熱器、第二水加熱器、冷卻塔4臺設備進行了設計改造,以三門峽化工機械廠生產制造的新型換熱器替代原傳統的換熱設備。改造后兩種設備情況對比見表1。    從表1可看出,新型換熱器與舊型換熱器相比,各設備總傳熱系數均提高40%以上,壓力降的減少均超過50%。而系統4臺設備的總質量由舊型的58 9t降至新型的42 7t,凈節省鋼材16 2t,節約一次性設備投資10 31萬元。該系統的阻力降減少2 4kPa,大大降低了系統的動力消耗,節約了大量的電能。值得說明的是,該系統的新型主熱交換器的殼體采用夾套結構,使半水煤氣在進入換熱器的管程以前在夾套內預熱,溫度由130℃提高到160~170℃,不使用預腐蝕器便可解決主熱交換器的露點腐蝕問題。原來主熱交換器最多使用1~2年就因發生腐蝕破壞而被更換,而新型高效節能換熱器已連續使用近5年,未發生腐蝕現象。節約設備的維修費及設備的重復性投資費用近20萬元。該系統的第二水加熱器,即變換工段鍋爐軟水加熱器,其主要目的是使變換氣冷卻,同時使軟水的溫度盡可能地提高。新型第二水加熱器使軟水出口溫度由原先的不超過70℃提高到83℃,熱回收量明顯增加。原第二水加熱器內部腐蝕嚴重,往往使用不到半年換熱管就有腐蝕穿孔現象,一年即需整臺報廢;而新設備內部采用變截面導流筒結構,防止了變換氣對管束的垂直沖刷,解決了原加熱器的腐蝕問題,現已實際運行近5年時間,不僅可節約設備的重復性投資及維修費用,而且因新設備傳熱效率高,使系統中鍋爐節煤或多產蒸汽,每年直接產生經濟效益20萬元以上。同樣,筆者在山東東阿化肥廠、萊州化肥廠、河南省駐馬店地區化工總廠、蘭考縣化肥廠等幾十家企業實施過多例對合成氨廠變換系統的改造,新設備運行穩定,已為企業產生巨大的經濟效益。2.2用作尿素裝置的氨冷凝器  國內中小尿素裝置一般均采用水溶液全循環法。在4萬t/a尿素及“四改六”通用設計中,氨冷凝器為串聯的3臺臥式傳統折流板管殼式冷凝器,分別為氨冷凝器A、B、C。氨冷凝器A的換熱面積為110m2,B、C的換熱面積均為220m2。由于液氨中存在腐蝕性極強的氨基甲酸銨溶液,設備的殼體及換熱管材質均為不銹鋼1Cr18Ni9Ti,設備造價昂貴,因此采用傳熱效率高、質量輕的新型設備可達到節省投資的目的,選用新型的氨冷凝器后取得了較好的效果。駐馬店化肥廠的第一套尿素裝置,其舊型氨冷凝器B僅使用一年就因腐蝕而報廢,用1臺換熱面積為130m2的新型氨冷凝器更換以后,不久氨冷凝器C也不得不更換。這樣氨冷凝器B、C均更換為130m2的新型設備。  自1994年投用以來,雖然該廠的循環水水量偏緊,冷卻塔結構陳舊,夏天時進水水溫高達35~38℃(設計水溫32℃),但仍能滿足尿素的正常運行,生產負荷穩定在200t/d左右,尿素噸氨耗也在設計范圍之內。由于使用效果好,1997年該廠新上的第2套6萬t/a尿素中,采用了3臺換熱面積均為130m2的不銹鋼新型氨冷凝器取代原來的舊型氨冷凝器A、B、C。新舊氨冷凝器的經濟參數比較見表2。    從操作指標看,新型氨冷凝器傳熱效率高,同時氨冷凝器的進出口壓差很小,基本為零,因此氨冷凝后能順利地流入液氨緩沖槽內。另外由于新型氨冷凝器質量較輕,易于在高框架上安裝。該技術1998年又用于河南邯鄲城化肥廠尿素裝置氨冷的改造上,至今使用情況良好,實踐證明該設備在小尿素生產中的使用是可靠的。3 高效節能換熱器的關鍵技術  (1)高效節能換熱器內的換熱管大都采用正方形排列,并由折流桿組成的折流柵支承,從上下左右4個方位將其固定。當換熱器殼體直徑為800mm時,折流柵宜采用單排換熱管的布桿方式,即折流柵在每排換熱管間都布折流桿[4],組裝后2個相鄰的折流柵中的折流桿方向相互垂直。當換熱器殼體直徑>800mm時,折流柵宜采用雙排換熱管的布桿方式,即折流柵在每兩排換熱管之間布置一根折流桿,兩種折流柵中的折流桿交替布于不同的2排換熱管間。組裝后2個相鄰的折流柵中的折流桿方向相互垂直。  (2)高效節能換熱器內各折流柵之間的間距與殼體直徑有關。理論與實踐證明:殼體直徑在600~800mm時,間距宜采用150mm;殼體直徑在900~1200mm時,間距宜采用200mm;殼體直徑在1300~1600mm時,間距宜采用250~300mm。按這種關系組裝的換熱器在使用時可得到較高的綜合性能,即較高的K/ΔP(傳熱系數與壓力降之比)。  (3)螺旋槽換熱管由機床軋制而成,其基本結構如圖2所示。主要幾何參數為換熱管外徑do、壁厚t、螺距s、槽深h、槽半徑R及螺旋角α。這些參數對該換熱管的傳熱強化效果及使用中的強度指標有重要的影響,實際應用時應根據換熱管的規格合理選擇。表3列出了6種常用規格的螺旋槽換熱管尺寸參數。      (4)高效節能換熱器殼側適用于流體速度高、雷諾數大的場合,當殼側流體雷諾數較低或出現層流狀態時,其殼側傳熱效果還不及傳統折流板換熱器,實際設計時要特別注意。推薦的雷諾數值為4500以上。    高效節能換熱器系列產品已在合成氨生產中得到成功的應用。實踐證明這種換熱器不僅具有高效、節能、不易結垢等特點,而且徹底解決了流體振動對換熱器的破壞,大大提高了設備的使用壽命。由于減少了35%以上的換熱面積,設備的體積減小,質量減輕,投資降低,受到了合成氨生產廠家的普遍歡迎。
上一篇:PTA裝置鈦制換熱器的結構及設計 下一篇:折流桿換熱器在火力發電廠回熱系統中的應用

相關資訊

Copyright ?2008 哈雷換熱設備有限公司 All Rights Reserved. 地址:奉化外向科技園西塢金水路 電話:0086-574-88928255 傳真:0086-574-88916955
換熱器 | 板式換熱器 | 釬焊板式換熱器 | 冷卻器 | 分水器 | 地暖分水器 | B3-14B板式換熱器 | 網站地圖 | XML 浙ICP備09009252號 技術支持:眾網千尋
最新色情绪网址,影音先锋中文字幕亚洲资源站,伊人久久大香线蕉综合,一本道在线电影
<var id="t5jf3"><dl id="t5jf3"></dl></var>
<var id="t5jf3"></var>
<cite id="t5jf3"></cite> <cite id="t5jf3"></cite>
<var id="t5jf3"><span id="t5jf3"></span></var>
<cite id="t5jf3"></cite>
<menuitem id="t5jf3"></menuitem>
<var id="t5jf3"><video id="t5jf3"><thead id="t5jf3"></thead></video></var><cite id="t5jf3"></cite>