乙烯裂解炉扭曲片管强化传热技术

技术简介：乙烯裂解炉是石油化工龙头装置的龙头设备,主要用于对乙烯原料进行加热以实现裂解反应。因此,乙烯裂解炉的传热效率对节约能源有至关重要的作用。以往生产过程中因裂解炉管壁易结焦不仅影响到炉子的传热效率,而且还需要定期停下来进行清焦处理,缩短裂解炉运转周期。     

燕山石化研发乙烯裂解炉扭曲片管强化传热技术

在乙烯裂解生产过程中，裂解炉炉管管壁易结焦，这不仅影响到裂解炉的传热效率，而且还需要定期停下来进行清焦处理，缩短裂解炉运转周期。为提高裂解炉传热效率，延长其运行周期，中国石化燕山石化与中国石化北京化工研究院、沈阳金属研究所共同研发乙烯裂解炉扭曲片管强化传热技术。     

北化院等开发的裂解炉强化传热技术在燕山工业应用突破100天

随着原料重质化，裂解炉的结焦加速，运行周期也明显缩短。燕化石化公司裂解炉的运行周期一般为40天左右，运行周期短致使裂解炉切换频繁，不仅造成生产负荷安排困难，还使装置能耗上升。     

乙烯裂解炉管强化传热

在试验装置裂解炉辐射段加入几段扭曲片管进行强化传热研究。结果表明 ,加入扭曲片管可以起到强化传热的作用 ,加入两个、三个、四个扭曲片管时 ,裂解产物中乙烯的收率和空白试验相比分别提高 1 42 %、5 49%、6 2 5 % ;在收率不变时处理量可以增加 10 % ,加入扭曲片管对裂解过程的结焦量减少也有一定的好处。     

燕山石化等单位合作发明的裂解炉管强化传热技术获中国石化科技进步一等奖

由燕山石化、北京化工研究院与中科院金属所合作发明的“乙烯裂解炉管强化传热技术”获得中国石油化工集团公司2006年度科技进步一等奖。[第一段]     

乙烯裂解炉管强化传热研究进展

综述了国内外乙烯裂解炉管强化传热技术的最新研究状况。从实验和数值模拟两方面,分析了不同强化传热技术的传热效果和实际应用情况,并且比较了各技术的优缺点。设计新型强化传热构件,并利用先进的CFD技术模拟优化设计过程是目前乙烯裂解炉管强化传热研究的主要方向。计算机技术带动CFD技术的迅速发展为其在乙烯裂解炉管强化传热研究上的应用展示了广阔的前景。     

含扭曲片乙烯裂解炉管内流场的数值模拟

 基于网格生成法，采用计算流体力学对含扭曲片的乙烯裂解炉管内强化传热的流场(流速、压降和阻力损失)进行了数值模拟，并分析了扭曲片扭曲比对流场的影响。结果表明流体流经扭曲片，切向速度迅速增大；流出构件后，切向流速沿轴向逐渐变小，而沿径向逐渐增大。在管径方向存在一个轴向速度等于整个截面平均轴向速度的点。管内总压降及扭曲片局部压降均随雷诺数增大而增大，不随管径变化而变化。管内平均阻力系数与雷诺数呈线性关系，随雷诺数增大而变小；扭曲片局部阻力损失随雷诺数的增大而迅速增大，随管径减小而增加。扭曲比对管内流场有影响，较佳的取值范围为2.4~2.6。     

强化传热技术在乙烯裂解炉中的应用

概述了强化传热技术在乙烯裂解炉中的应用，并以扭曲片管为例分析了强化传热的原理。通过天津石化和燕山石化乙烯装置裂解炉的实际运行数据，展示了国产强化传热技术的优势和强劲的国际竞争力。     

扭曲片在SRT—IV型裂解炉上的工业运行

对SRT—IV型乙烯裂解炉进行扭曲片管工业运行试验。扭曲片将炉管内物料的流动形态从柱塞流改变为旋转流，从而减薄了近管壁处的层流底层，强化了炉管与物料间的传热，降低了管壁温度，延缓了辐射段炉管内焦的生成。试验结果表明，在乙烯收率没有降低的情况下，增加裂解炉的处理量，大幅度延长了裂解炉的运转周期。     

扭曲片在SRT-Ⅳ型裂解炉上的工业运行

对SRT-Ⅳ型乙烯裂解炉进行扭曲片管工业运行试验.扭曲片将炉管内物料的流动形态从柱塞流改变为旋转流,从而减薄了近管壁处的层流底层,强化了炉管与物料问的传热,降低了管壁温度,延缓了辐射段炉管内焦的生成.试验结果表明,在乙烯收率没有降低的情况下,增加裂解炉的处理量,大幅度延长了裂解炉的运转周期.     

含有扭曲片的裂解炉线性废热锅炉的数值模拟和工艺计算

利用数值模拟技术对纽带和扭曲片强化传热管进行了模拟,将模拟结果应用于商业传热软件中,对含有扭曲片的裂解炉线性废热锅炉进行了工艺计算。计算了两种强化传热管的速度场、压降场和温度场,给出了不同雷诺数下的压降、努赛尔数、强化传热因子、压降比和努塞尔数比。数值模拟结果表明,扭曲片强化传热管的强化传热性能优于纽带强化传热管,前者的压降和努塞尔数均小于后者,前者的强化传热因子大于后者。工艺计算结果表明,裂解原料分别为加氢尾油、石脑油及乙烷时,具有扭曲片强化传热管的线性废热锅炉的传热量比普通线性废热锅炉的传热量增加了8.2%,6.1%,2.4%。     

扭曲管管内强化传热模拟分析

为了研究扭曲管管内强化传热表现,通过建立不同结构形式的扭曲管和椭圆管物理模型,利用数值模拟的方法对扭曲管及相应的椭圆管传热传质表现进行了对比分析。研究了扭曲管和椭圆管管内流体N_u、△P和η在Re为200～20 000范围内的变化情况,并分析了结构形式对扭曲管传热表现的影响。结果显示扭曲管可以很好地加剧管内流体湍流、强化管内传热,特别适用于管内流体在低Re数范围内的传热。扭曲比对扭曲管传热有重要影响,当扭曲比S/d_(ei)在15到25的时候,其传热表现最好。     

新型扭曲片管在乙烯裂解炉中的数值模拟研究

利用数值模拟的方法研究了新型扭曲片管(在原扭曲片管的基础上,对结构进行了优化和改进)在乙烯裂解炉上的应用,计算得到了炉管内流体速度、油气温度和烃类热裂解反应主产物收率的分布情况,并将模拟结果与原扭曲片管进行了对比。模拟结果表明,沿径向方向,在扭曲片管的管壁附近存在较大的速度梯度,管壁附近温度较高,有利于热裂解反应的发生,乙烯收率较高;沿炉管长度方向,扭曲片管结构的改变对炉管内速度场、压力场和温度场的影响逐渐降低,对烃类热裂解反应主要产物乙烯、丙烯和丁二烯收率的影响不大。     

LGH管劫口热炉强化传热技术

技术简介：LGH强化传热型燃烧器是一种既强化燃烧又强化传热,节约动力又节约燃料的强化节能型燃烧器,能有效的降低炉管热强度的不均匀性,提高炉管表面热强度和热效率,强化传热,提高炉管平均热强度,可提高热负荷15％~50％或提高热效率2％～5％,通过调节燃气喷枪的燃气量调节环的大小来对燃烧工况进行微调。它改变了传统燃烧器环形燃火的形式,变中心燃火,火焰收敛,刚劲有力。     

管式裂解炉辐射室管外传热模型的研究进展

阐述了管式裂解炉辐射室管外传热模型在管式工业裂解炉设计中的重要意义,对管式裂解炉管外传热模型的发展历程和现状进行了综述,对目前应用的管式裂解炉辐射室管外传热模型进行了详细的介绍(如区域法、蒙特卡洛法、热通量法和流体力学计算法),总结了各类模型的优缺点,对各类模型的计算精度进行了比较,指出多维模型与流体力学计算法相结合用于工业裂解炉的设计,是管式裂解炉辐射室管外传热模型的重要发展方向。     

强化传热技术及其应用

本文说明了采用强化传热技术的意义 ,介绍了强化传热的途径 ,强化传热的分类、原理、使用的范围 ,评价强化传热方法的基本原则 ,以及在推广使用过程中存在的问题。     

中国石化老旧乙烯裂解炉改造达到国际先进水平

正中国石油化工股份有限公司(简称中国石化)对扬子石化、茂名石化公司2台老旧裂解炉进行改造,使运行周期、热效率等主要经济技术指标达到国际先进水平,为老旧裂解炉进行以节能为主要目标的提效改造树立了"样板"。2013年7月18日,受国家发改委委托,中国石油     

3种强化传热炉管的流动和传热特性的数值模拟研究

利用数值模拟方法对梅花管、MERT管和扭曲片管3种强化传热炉管进行了流动和传热特性的研究。采用RNGk-ε湍流模型求解了动量方程和能量方程,给出了3种强化传热炉管的流动和传热特性,包括速度场、湍动强度场和温度场的分布;计算了3种强化传热炉管的压降、摩擦系数、努塞尔数(Nu)和强化传热综合因子。研究结果表明,梅花管主体为活塞流,MERT管和扭曲片管为旋转流;管内湍动强度在强化传热构件附近相对较大;管内流体温度场比较均匀。由强化传热元件产生的压降和摩擦系数的大小顺序为:MERT管>梅花管>扭曲片管;Nu的大小顺序为:MERT管>梅花管>扭曲片管;强化传热效果的优劣顺序为:扭曲片管>梅花管>MERT管。     

乙烯裂解炉辐射炉管施工技术

乙烯裂解炉辐射炉管的施工比较复杂,文章结合吉林石化分公司15万t／a乙烯装置节能改造项目的施工实践,介绍了辐射盘管系统施工的准备工作、辐射盘管组装顺序、集管箱开孔及组焊、猪尾管预制安装、辐射盘管吊装等方面的施工经验。     

对二甲苯装置中高通量管强化传热技术

介绍了对二甲苯装置中引进的高通量管的特点和使用情况,分析了高通量管多孔表面核态沸腾强化传热机理及高通量管表面平行纵槽强化冷凝传热机理,从高通量管物理特性及传热介质条件两方面探讨了影响传热效果的各种因素,介绍了高通量管及其设备的制造技术和维护要求。