齐鲁石化乙烯装置扩容冷箱的设计

本文主要介绍了齐鲁石化72万t/a乙烯装置扩容改造项目中冷箱设备的概况、设计方案等,对首次采用三元混合制冷剂流程的冷箱设备的设计进行了总结,指出了在乙烯装置用多股流板翅式换热器设计过程中应该注意的要点,尤其是对通道布置、两相流进板翅式换热器的结构等关键设计因素的考虑。     

用于低干度混合工质制冷的板翅式换热器传热系数

对于中小型天然气液化装置,板翅式换热器被广泛应用于回热换热。然而,目前对低干度混合工质在板翅式换热器中低温换热性能优化等问题的研究甚少。因此,搭建一套采用单级压缩、一级回热的Linde-Hampson制冷循环系统,并以N₂-CH₄-C₂H₄-C₃H₈-iC₄H₁₀作为混合制冷剂制取-160℃低温,用以重点分析板翅式换热器中的总传热系数以及影响板翅式换热器传热系数的因素。实验结果表明:低干度下板翅式换热器中总传热系数在2.6~22.7 W·m^-2·K^-1之间,受制冷温度和循环浓度变化的影响不明显,而目前对低干度低流速下混合制冷剂的低温换热性能预测仍存在一定的偏差,其中Cavallini和Modified Granryd的计算模型经修正后可推荐使用;同时,也从制冷剂流速、压降等方面对板翅式换热器优化设计提出了相关建议。     

板翅式换热器技术的发展与应用

阐述了板翅式换热器的基本结构、翅片类型以及传热机理。从钎焊工艺、新型材料开发和计算机辅助系统三个方面,探讨了板翅式换热器技术近些年的发展历程和发展方向。简述了板翅式换热器在多股流复杂换热过程中的应用,并展望了板翅式换热器在新能源开发等领域的发展前景。     

LNG一级五股流板翅式换热器的研究与开发

对天然气低温液化领域中LNG多股流板翅式换热器的总体结构和研究开发现状进行了说明,对第1阶段在五股流板翅式换热器中将36℃的天然气冷却至-53℃以便进入二级预冷段的工艺流程进行了论述,并说明了涉及的主要原理和技术解决方案,最后指出了LNG板翅式换热器进一步的研究方向和有待解决的问题。     

基于EDR的板翅式换热器的设计

介绍EDR软件应用于多股流板翅式换热器的传热计算,通过实例分析了不同类型翅片,通道排列和通道分配等因素对多股流板翅式换热器计算结果的影响。结果显示在压力降允许的范围内,选择合适的翅片,合理的通道排列和分配可以优化换热器的设计方案,节省成本。     

板翅式换热器的两相流混合性能模拟分析

针对板翅式换热器的气液两相流换热问题,利用工艺模拟软件Aspen Hysys,建立了5种不同冷流组分的板翅式换热器模型。通过比较分析,得出了不同冷流组分气液混合性能对板翅式换热器的换热面积、对数温差和最小温差的影响,为板翅式换热器优化设计提供了新的依据。     

平行流多流体板翅式换热器的动态数学模型

板翅式换热器动态特性的复杂性在于其通道间有翅片导热存在．本文从分析翅片的定态和非定态导热过程入手,建立了包括考虑隔板热容的通用平行流多流体板翅式换热器的动态数学模型．该数学模型能以热阻网络图形式加以描述,通过对热阻网络的变换,获得了可快速求解的三对角阵代数方程组．用此模型计算了两股流板翅式换热器和四股流板翅式换热器的动态响应过程,对流体流量（或进口温度）扰动,理论的预测结果与实验数据相当一致．     

低温多股流板翅式换热器设计优化方法研究进展

针对多股流体流动换热、复杂翅片结构优化、多重通道排布匹配以及低温工程应用等特点,本文归纳分析了低温多股流板翅式换热器结构设计中凸显的流股换热匹配、通道分配排列、多物理场叠加以及低温特殊工况下的应用等问题。总结了在通道结构优化与零部件设计中,通过翅片通道传热流动特性及相关性能评价方法来指导结构选型。文章还深入分析国内外现状,讨论了板翅式换热器的研究热点与发展方向。文章指出低温多股流板翅式换热器应用于大型空分等石化工业流程中优势明显,可显著提高气体液化率,降低实际能耗,进而提升系统运行效率。因此,对于实际应用中可能遇到的设计问题,应考虑结合局部换热网络与多流股匹配、翅片结构设计与通道排列算法优化、多场仿真与试验研究等手段形成合理优化方法和设计框架,来摆脱目前传统经验试凑所带来的限制。     

板翅式换热器的传热计算

本文介绍了板翅式换热器的结构型式,推导了这类换热器的基本传热方程武。文中着重介绍了用电子计算机作无相变多股流流体温度分布的计算,并通过实例加以讨论。     

序列数编码的遗传算法柔性优化多股流板翅式换热器通道排列

实数编码的遗传算法在优化多股流板翅式换热器通道排列中进行个体间交叉、变异操作后,存在无法保证各流体的通道数恒定不变的问题。对此,以通道的热负荷累积均方差为目标函数,建立通道排列的优化模型,提出基于序列数编码方式的改进遗传算法进行多股流板翅式换热器通道优化设计,实现了个体间交叉和变异遗传操作。对一包含4个流股57个通道的板翅式换热器通道排列进行优化,并通过多工况点设计对系统柔性进行分析。结果表明:本文优化设计方案的累积热负荷均方差为3562.9W,比文献经验值小2.7%,相比于实数编码遗传算法得到的结果,减少了15.1%,且累积热负荷在零线上下均匀波动。文章表明序列数编码的遗传算法增加了遗传算法种群中个体的多样性,提高了搜索效率具有更好的全局搜索能力。     

天脊推出板翅式换热器优化技术

采用高效能设备是化工行业节约能源、降低消耗的主要途径之一，而板翅式换热器是大型深冷装置的首选设备之一。天脊集团开发成功板翅式换热器及其工艺流程，并投入应用。这种换热器具有结构紧凑、单位体积换热面积大的特点，在多相、多流股介质的操作单元中广泛应用。据估算，这一优化技术应用后，装置可增产合成氨60t／d。     

混合工质林德节流制冷技术的发展分析

单工质单级蒸汽压缩式制冷循环是目前最成熟的制冷技术,但在低温温区（?40℃以下）具有一定局限性,而混合工质节流制冷技术能够适应不同温区,特别在深低温区极具研究价值。本文介绍了共沸、近共沸及非共沸混合物制冷剂的原理及特点。研究发现,共沸和近共沸混合工质制冷剂与单工质具有相似的性质;单级压缩混合工质制冷机依靠非共沸混合制冷剂的高度温变相变特性实现深度制冷。阐述了一种混合工质林德循环系统（LHR）的国内外发展历史和研究现状,指出LHR经历了开式循环、多级压缩闭式和单级压缩闭式循环3个发展阶段。最后结合混合工质林德循环系统实验,提出了增加风冷预冷器、回热器发泡保温等改进措施及研究优化重点,包括混合工质组分及最佳配比、热物性计算、换热器保温等方面的优化。     

不凝气存在下多组分冷凝计算的热质阻力因子法

该法的特点是总热通量方程内包含一个由实验数据关联的热质阻力因子.计算简便,准确性好于所有的近似法,且能适应于相变多股流换热器的计算.文中还以板翅式换热器垂直冷凝含氢轻烃系统为例进行了关联.     

铝制板翅式换热器钎焊工艺性研究

对板翅式换热器翅片结合部位使用的钎焊工艺进行了研究,结果表明按工艺评定结果所制定的焊接工艺合理有效,能够得到优质的焊缝。随着现代工业的发展,板翅式换热器在化工、炼油、化肥及能源等领域得到了广泛的应用,大多用于制造制冷设备的压力容器。在压力容器制造过程中,焊接起着举足轻重的作用,因此对焊接工艺的研究和不断改进,是压力容器制造厂提高生产效率,降低生产成本,扩大市场占有率的有效手段。而钎焊工艺对于板翅式换热器的制造有着很重要的地位。     

铸铁板翅式换热器的实验研究

铸铁板翅式换热器可以有效降低露点腐蚀,已经成为低温余热利用的有效手段,但不同翅片结构的流态和传热性能相差很大。在工厂的翅片模型定型后,进行了烟气与空气真实工况稳定态实验,确定了铸铁板翅式换热器的阻力与传热性能参数、传热因子j与Re的关系式以及阻力因子f与Re的关系式,提出了便于计算的铸铁板翅式换热器传热与阻力方程式。     

用遗传算法进行多流股换热器网络综合的研究

建立了多流股换热器网络综合数学模型，该模型改进了文献中等温混合的不合理假设。多流股换热器网络综合问题本质上是一个混合整数非线性规划问题(MINLP)，这类问题的非凸非线性的特性使得目标函数存在多个局部最优解。传统的基于梯度的搜索方法在处理这类问题时由于计算规模庞大且极易陷于局部最优解而不再适用，而遗传算法却为解决这类问题提供了很有希望的一个方向。因而对遗传算法求解多流股换热器网络综合问题进行了研究，提出了可以自动产生可行的多流股换热器网络的方法策略，最后通过两个例题说明所提方法是可行的。     

板翅式换热器两相流分配器

两相流体分配不均匀是造成低温换热器传热性能急剧下降的主要原因。在板翅式换热器两相流入口设置分配器是一种广为采用的改善分配特性的工程方法。本文以空气-水实验模拟系统研究了一种两相流分配器的分配特性。研究表明：所研究的气液分配器能够提高气液在板翅式换热器层间翅片通道分配的均匀性。     

混合制冷剂循环液化天然气工艺分析

针对混合制冷剂循环液化天然气流程能耗高、效率低的现状,运用HYSYS软件对液化流程模型进行优化,分析评价表明,压缩机、冷却器、多股流换热器、节流阀及混合器的损失依次减少。探讨了流体压力、温度、压缩比等参数对压缩过程不可逆性的影响,第一段压缩机出口压力为1 074 k Pa、压缩比为2.02,第二段压缩机进口温度为40℃、压缩比为3.63时,最小压缩机比功耗、损失为5.98 k Wh/kmol、15 840.06 k W。优化换热器操作,保持夹点温差、对数平均温差约3、5℃,换热器损失减少41%。借助分析原料气的CP-T分布,在满足不同温区所需冷量的基础上,合理配置制冷剂组分,调整制冷剂蒸发压力可降低换热过程损失。     

混合制冷剂循环的级数对制冷性能的影响

混合制冷剂制冷循环可以提高制冷系统的效率,广泛应用在天然气液化领域。混合制冷剂的循环级数对制冷性能影响很大。针对不同级数的混合制冷剂循环进行热力学分析,建立了流程中主要设备的热力学模型,模拟计算了采用不同级数的混合制冷剂循环的天然气液化流程,得到不同级数的制冷循环的主要参数：制冷压缩机的功耗、制冷系数和火用效率。结果表明,制冷循环的级数增加,制冷系统的功耗降低,制冷系数和火用效率增加,但是级数增加对制冷性能的影响减小。制冷循环的级数增加会增加流程的复杂性,降低可操作性,不同规模的制冷系统的最优级数不同,规模越大,最优级数就越多。     

单循环混合制冷剂流程组分的优化与敏感度分析

单循环混合制冷剂流程(SMR)在中小型液化天然气(LNG)的生产中应用广泛,其效率取决于混合制冷剂参数。用HYSYS模拟SMR流程,并与MATLAB取得连接,运行粒子群算法(PSO)优化制冷剂组分的摩尔分数、流量以及压力,将流程效率提升了23.5%。基于最优解,对制冷剂各组分进行敏感度分析,找到了各组分对换热器不同温区冷热流温差的影响规律,对实际生产中制冷剂组分的调节具有指导意义。