基于CFX的换热器热工及流场优化设计

采用管壳式换热器为研究对象,基于ANSYS-CFX软件,重点分析管程、壳程流体介质的流动方式、压力和温度变化,在保证换热器基本结构尺寸不变的前提下,对壳程出口位置改变进行数值模拟和分析比较,两种结构对换热器换热效果相差不大,但改变壳程出口位置换热效果较好一点。     

大型立式换热器的制造

立式重整换热器是重整加氢联合装置中不可缺少的热交换设备。我公司在制造立式换热器的实践中 ,积累了丰富的制造经验 ,由于立式换热器结构复杂、制造难度大 ,现将主要部件的制造过程介绍如下 (结构简图见图 1)。　　该立式换热器是服役于 6 0万吨 /年连续重整装置。设计压力 :管程 0 71ＭＰａ、壳程 0 5ＭＰａ ;设计温度 :管程 4 93～ 2 88℃ ,壳程 549～ 2 88℃ ;操作介质管、壳程均为油气 氢气 ;设备规格为 2 10 0 / 190 5× 2 980 2 ;换热面积 :3952ｍ2 ;设备总重 :11184 7ｋｇ。由于立式换热器结构复杂 ,材料特殊 ,并对管板折流板…     

低变气／锅炉给水换热器的焊接修复

1998年初,大庆石油化工总厂化肥厂一台低变气/锅炉给水换热器的换热管发生渗漏,需要停车修复。该换热器设计压力:管程11.5MPa、壳程3.2MPa;设计温度:管程180℃、壳程280℃;管程介质:锅炉给水;壳程介质:低变气。经研究决定将发生渗漏的换热管打楔焊死。为此需将设备两端的管箱割开(见图1),待换热管焊死后,再进行焊接修复。由于管程壁厚大,设计压力高,因此其焊     

加氢精制装置换热器管板裂纹分析及改型分析

加氢精制装置换热器是加氢精制装置中的重要设备 ,长期在高温、高压和临氢介质工况条件下运行 ,对选材、制造工艺及操作等要求较高 ,还应进行定期检验并重点检查管板密封凹槽有无表面裂纹。图 1　换热器结构型式示意图长岭炼油厂化工总厂 9台从意大利进口的加氢精制装置换热器 (见图 1) ,在 1998年检验时发现Ｈ10 1/ 1- 2等换热器管板密封槽根部有长约 10 0～2 0 0ｍｍ、深 5～ 10ｍｍ的裂纹 (最深的已沿管板堆焊层界面穿至筒体外壁 ) (见图 2 ) ,且凹槽至管板边缘外壁有局部塑性变形 (见图 3)。其它换热器概况及主要技术参数见表 1。图 2　…     

重整装置双相不锈钢换热器腐蚀泄漏原因分析

某石化企业重整装置再生循环干燥系统S22053双相钢换热器换热管发生泄漏，堵管率达到64%,导致换热器失效。通过对泄漏换热器宏观观察，并对取样采用化学成分分析、金相分析、腐蚀坑形貌观察、能谱分析等表征手段，结合壳程入口处再生气露点温度计算、温度场数值模拟进行失效分析。结果表明：重整装置双相不锈钢换热器的失效原因为壳程侧的盐酸腐蚀。产生盐酸腐蚀的主要原因是壳程介质中水蒸气含量大于1.1%和氯化物含量偏高，在操作工况具有水蒸气结露的条件，继而形成盐酸液滴。双相钢换热管在pH值小于5的盐酸中发生严重的选择性腐蚀，最终导致换热管腐蚀穿孔泄漏。     

换热器泄漏的修复

1　前言我厂为某厂维修的一台固定管板式铜管换热器 ,根据对方提供的资料 ,该换热器的壳程压力为1 1ＭＰａ ,管程压力为 1 5ＭＰａ ,换热管材质为ＴＰ2 Ｙ(磷脱氧铜 ) ,规格为 19× 2ｍｍ ,管板的材质为16ＭｎＲ ,厚度为 50ｍｍ ,其余部份均采用碳钢制作 ,如图 1所示。该换热管的管板与换热管之间采用胀接的联接方式。经检测发现管束多处泄漏。图 1　换热器示意图1　管板 ;2　折流板 ;3　换热管 ;4　定距管 ;5　拉杆　　 2　泄漏原因分析该换热器管束产生泄漏的原因主要有 :( 1)管板区域介质循环不良 ,易结垢 ,从而使受热面传热性能下降…     

溶剂气冷却器振动原因及对策

介绍了溶剂气冷却器振动原因是进口区域的横流速度大于临界速度,以及壳程结构不合理.其对策是改单壳程壳体为分流壳体并将两壳程的折流板在同一截面内左右180°错排;将进口管改为锥形管,并在进口处安装了防冲板;增加折流板厚度;将Ⅱ级换热器改为Ⅰ级换热器.经过改进,取得了良好效果.     

管壳式换热器的数值模拟和管束支撑分析

以某固定管板换热器为例，对数值模拟方法和管束支撑进行了研究。通过建立不同单元类型的换热器有限元模型，以换热器壳体轴向应力为指标，对比换热器筒体和管子中的轴向应力及管板挠度，研究了不同换热器有限元分析方法的合理性，考察了管板横向变形和换热管外侧及筒体内侧施加的壳程压力对筒体轴向应力的影响，以及换热管对换热器管板的支撑作用。     

折流板管壳换热器运行中换热管振动相关因素的系统分析

折流板管壳换热器运行中换热管振动的频繁发生,显示出换热管振动问题的研究重视不够,使得换热管振动相关因素的系统分析很有必要。针对折流板管壳换热器运行中换热管振动的教训和经验,系统分析了折流板管壳换热器运行中换热管振动的的壳程流体因素、导流结构因素、换热管选材因素、换热管本身结构的因素、换热管支撑结构的因素、与管板有关的因素。结果有利于折流板管壳换热器的设计、制造和维护人员从源头上控制换热管的振动。     

煤柴油加氢装置热高分系统腐蚀机理与失效分析

以某石化企业煤柴油加氢装置换热器腐蚀失效为研究对象,采用PENG-ROB物性方法构建腐蚀失效预测模型,通过分析系统内铵盐结晶温度、腐蚀介质含量、液态水含量等分布规律,明确了该系统内主要是以NH 4Cl结晶沉积堵塞为主的失效模式。此外,研究结果表明,该系统内无NH 4HS结晶风险,管、壳程NH 4Cl结晶温度分别为164~170℃,161~171℃,温度段位置位于E104换热器尾端出口以后的低温区。由液态水含量可知,该温度下换热器无充足液态水溶解NH 4Cl,极易发生NH 4Cl堵塞、穿孔、泄漏等问题。结合对E104内部温度分布预测以及现场垢物化验,得知热高分系统内存在NH 4Cl结晶沉积问题,其位于管束出口端向内3.94 m区域,与模拟分析结果相吻合,验证了预测方法的准确性。该研究成果可为加氢反应流出物换热系统的抗腐蚀优化设计提供理论支撑。     

高压给水加热器厚管板的有限元分析(一)--考虑管箱、壳体和换热管影响的管板有限元实体模型的建立及稳态温度场分析

应用ANSYS通用有限元分析软件 ,对某大型电站 6 0 0MW锅炉高压给水加热器的管板建立了考虑管箱、壳体和换热管影响的管板有限元实体模型 ,分析了管板的温度场分布 ,得出了管板上温度的分布规律 :在管板的布管区 ,管板的大部分厚度上温度接近流经该处换热管时的管程流体温度 ,只在靠近壳程流体一侧很薄的区域内管板温度接近该处附近壳体流体温度     

摇臂钻床镗孔装置

管壳式换热器的管板与换热 管的连接常采用强度胀接。强度胀接适用于无剧烈振动,无过大温度变化及无严重的应力腐蚀的场合。GB151—89《钢制管壳式换热器》规定了强度胀管孔的结构和尺寸,如图1所示。符合要求的管孔是获得良好胀接接头的前提,而管孔内两条宽3mm,深0.5mm槽的加工是关键。下面介绍一种     

煤化工大型缠绕管式换热器的设计与制造

大型缠绕管式换热器不仅具有较好的传热性能,还同时具有对装置变负荷的适应性和运行可靠的操作特性,在我国煤炭深加工、炼油、天然气等领域的应用呈现出良好的发展前景。从煤化工大型多股流缠绕管式换热器出发,对缠绕管式换热器设计和制造的技术难点进行分析。在多股流缠绕管式换热器方面,论述了管板的不同结构形式、管板设计计算的特殊性、各管程在同一壳体内的协调性、组合式大型原料气冷却器等内容;同时对管束与管板之间的引出结构进行了讨论;结合奥氏体不锈钢材料的应变时效分析结果,给出了缠绕过程换热管正常变形率的范围;对大型缠绕管式换热器管子与管板焊接接头的射线检测,给出了可以参考的操作准则。我国已能生产换热面积超过10000 m2的大型缠绕管式换热器,在设计和制造方面积累了很多的经验,但是在缠绕管式换热器材料的多样性、大型主低温换热器的工艺设计、数值模拟技术在设计上的应用以及换热管与管板连接质量检测的量化技术等方面,我国和欧美先进国家还有一定的差距。     

废热锅炉的结构设计

介绍了依照国外工程标准设计、制造的高温高压立式废热锅炉的结构特点,结合废热锅炉所用材料以及介质在设备内的流程,在管、壳程介质入口和出口的防热冲击和防磨损的装置方面,壳体内的高密度耐热水泥防护层,管束布管方式,管板表面堆焊低硬度碳钢隔离层,以及管箱法兰和管板密封面堆焊镍基合金的O形环密封形式等方面,做出了详细的分析,为类似设备的结构设计提供了借鉴。     

蒸汽两效溴化锂吸收式制冷机之三——设计计算

溴化锂吸收式制冷机系换热器的聚合体,设计时一般应进行热力、传热、结构等方面的计算,以便确定各换热设备的结构尺寸。一、热力计算热力计算的任务在于根据设计任务书所提出的对制冷量、冷媒水温度、冷却水温度和加热蒸汽压力等方面的要求,进行制冷循环的计算,以确定机组的运转参数,从而求出各换热设备的热负荷及各工作介质的流量,为传热和结构计算提供必要的数据。两效溴化锂吸收式制冷机的热力计算,由于目前国内没有高温区溴化锂溶液的i—ξ图,因此状态点的确定,除了借助于现有的i—ξ图,还必须应用溴化锂溶液的P—t图和一些计算的方法。     

焦化1~#加热炉炉管失效原因分析

1　概述1 1　焦化 1#炉概况及基本运行参数焦化 1#炉是某炼油厂焦化装置主要设备。加热炉结构如图 1所示。焦化 1#加热炉炉管材质Ｃｒ5Ｍｏ ,炉管外径10 2ｍｍ ,厚度 10ｍｍ ,总长 12 0 0 0ｍｍ。正常操作时 ,该炉管处炉膛温度为 830℃ ,炉管内介质为循环油 ,主要成分为渣油以及少量的除氧水、焦碳。压力 :1 6～ 2 8ＭＰａ ,温度 :390℃ ;燃料介质 :装置自产瓦斯。烧焦时 ,炉管炉膛温度为 60 0℃ ,炉管内介质温度 :52 0～ 550℃ ,介质为空气、蒸汽的混合物。　　 1 2　焦化 1#炉失效情况焦化 1#炉西第一根炉管于 1994年元月在烧焦操作中因…     

两种型式绕管式换热器传热性能试验研究

Y型和K型绕管式换热器是管侧与壳侧的进出口结构不同的两种换热器,用试验方法对两种型式绕管式换热器进行了水和水蒸气的换热性能对比研究。试验中保持管侧蒸汽的体积流量不变,调节壳侧水的Re变化范围为2800~13000。试验结果表明,在试验范围内和相同Re条件下,Y型换热器具有更大的总传热系数、更低的壳侧压降、更高的壳侧对流换热系数,其最大值分别比K型大17.9%、低61%、高11.6%;以K型绕管式换热器为基准,Y型绕管式换热器的综合传热评价因子PEC在试验Re范围内均大于1,说明Y型绕管式换热器的综合传热性能始终优于K型绕管式换热器。     

双管板换热器的设计、制造及应用

换热器是一种实现物料之间热量交换的节能设备,它广泛应用于国民经济的各个领域。在生产中为了防止腐蚀和污染,以及满足工艺流程、劳动保护、安全生产等方面的要求,通常采用双管板换热器来解决。论述了双管板换热器的用途、结构、设计等方面需注意的问题,并把它与单管板换热器进行了对比,指出双管板换热器的管程壳程间泄漏量变得很小,受力状况也更好。同时也论述了双管板换热器的壳体、管板、折流板等的制造工艺方法、管板预装、管板与换热管的连接方法、以及压力试验等方面的技术问题。     

一种用摇臂钻床镗孔装置

管壳式换热器的管极与换热管的连接常采用强度胀。强度胀接适用于无剧烈振动，无过大温度变化无严重的应力腐蚀的场合。GB151—89《钢制管壳式换热器》规定了强度胀管孔的结构和尺寸，如图1所示。符合要求的管孔是获得良好胀接接头的前提，而管孔内两条宽3mm深0．5mm的槽的加工是关键。下面介绍一种在摇臂钻床上镗这种槽的装置。1结构如图2所示，锥柄上端为莫氏锥度与钻床主轴连接，下端有180°螺旋槽。偏心轴内孔偏心1mm，在上端开约180°水平缺口，在导向螺钉的作用下锥柄相对于偏心轴上下运动。偏心轮下端装两轴承，单向推力球轴承承受…     

换热器密封条引起的流体诱导振动研究

一、前言管壳式换热器通常制成管束相对外壳沿轴向可移动的结构,以满足热膨胀及拆除管束清洗的需要。由于简支管板为外密封环固定、水室与管板直接相连的结构,因此管束直径通常比壳体直径小得多。采用密封条可以防止壳程介质短路和改善传热效果,但同时也引起了局