高温热管换热器局部强化传热数值模拟

高温热管换热器由管内充有不同工作介质的热管组成.在不同温度区域,具有不同工作介质的热管通过管内介质蒸汽温度的可调性安全衔接在一起,管内蒸汽温度受管外流体温度场及热管内传热性能的影响很大,而热管内的传热性能又影响着管外流体温度分布.为协调管内外流体温度分布,对高温热管换热器进行局部强化传热研究,借助SINDA/FLUINT热分析计算软件合理准确预测管内外流体温度场分布,为高温热管换热器提供经济可靠的设计依据.     

2015年第7期导读

<正>本期论文广场栏目中,高度毒性介质负压操作容器制造技术要求的确定一文,分析了正压与负压操作对容器所受压力载荷及壳体承受应力的区别,指出对于高度毒性介质且负压操作的容器,应按给容器施加压力载荷的介质(即容器外的大气)确定,而不是按容器内的高度毒性介质确定。Cr-Mo钢复合管板U形管换热器的合理化设计、级间冷却     

介绍三种压力表专用接头

一、FZ-Ⅰ型防震减冲压力表接头1.结构该压力表接头由接介质头、上水(或油)嘴及密封头、上密封套、整体护罩、螺旋减振管、缓冲胶垫组、压盖、下密封套、下水(或油)嘴及密封头、接压力表头等10部分组成(见图1)。水嘴及密封头由不锈钢制成,其作用是:①控制通过介质量;②使接介质头与螺旋减振管保持密封连接。缓冲胶垫组的作用是保护螺旋减振管腔内不进灰尘、水等杂物,避免腐蚀并起到对压力表头的扶正作用。     

延迟焦化装置焦炭塔顶油气线的管道设计

在延迟焦化装置中,焦炭塔顶油气管线是典型的多工况复杂管道系统,其特点是管径大、温度高且操作温度和操作介质变化频繁,焦炭塔顶油气管线布置的优劣直接影响到焦炭塔管嘴的受力和泄露问题。结合设计及装置现场运行的实际情况,从设备平面布置、管道布置、管道选材和应力及振动等方面对大型焦化装置的焦炭塔顶油气管线进行了全面分析,并对管线布置改进前后两种方案的管系二次应力、设备管嘴受力及管系稳定性三个方面进行了分析比较。改进后的方案在没有明显增加管线长度的基础上,大大降低了管道的二次应力及焦炭塔管嘴的受力并且增加了管系的稳定性。改进后方案的二次应力与许用应力值的百分比从传统方案的84.7%降低到17.5%。在进行管系柔性设计时,高温及复杂工况都会对管系柔性设计产生重大影响。提出了焦炭塔顶油气管道设计中需要注意的一些问题。     

氧氯化反应器设计制造要点分析

气体分布器、冷却蛇管、旋风分离器是氧氯化反应器的关键核心部件。气体分布器的合理分布和加工精度直接影响原料气的对流效果和对催化剂的推动效果,冷却蛇管是反应器散热的核心部件,其材料、焊接和检试验等方面有着很高要求,旋风分离器的安装精度对后期催化剂的回收效率有着重大影响。本文根据设计制造经验,对其设计制造要点进行了阐述,可为氧氯化反应器的设计制造提供参考。     

压缩空气冷却催化裂化装置烟机机轴

国内催化裂化装置烟机机轴冷却介质均用蒸汽,无用压缩空气的先例.介绍了压缩空气作冷却介质的具体要求,优点、工艺可行性和设计特点等.     

催化裂化装置反应系统磨损问题及对策

分析了催化裂化装置反应系统汽提蒸汽盘管及其管嘴、提升管底部流化蒸汽盘管和其管嘴、待生催化剂分配器上的穿管及其耐磨管套、主风分布管管嘴、外取热器管束等部位易被催化剂磨损的原因，针对不同情况提出了相应的改造措施，取得了明显效果，为催化裂化装置的长周期安全生产创造丁有利条件。     

乙烯环氧化制备环氧乙烷的S系统模拟

采用S系统模拟研究固定床反应器中乙烯环氧化制备环氧乙烷的过程,讨论分析不同进料温度、操作压力、冷却介质温度以及原料气空速对固定床反应器的床层轴向温度分布、乙烯转化率以及环氧乙烷选择性的影响。研究结果表明,原料气进料温度与进口空速对热点温度和环氧乙烷选择性的影响较小,乙烯转化率随原料气进口空速的增大而降低;热点温度对操作压力与冷却介质温度的变化比较敏感;乙烯转化率随操作压力及冷却介质温度的升高而增大,环氧乙烷的选择性则随冷却介质温度的升高而降低。     

冷却器浮头密封失效分析及改进

在石油化工装置中有大量的浮头式冷却器 ,其浮头处于管程和壳程 2种介质中 ,且此处是流体流动的死角。为充分利用管板空间 ,其密封面往往设计得很窄 ,见图 1a。实际工作中密封时有失效 ,导致壳程介质进入管程冷却水系统 ,使生产装置局部停车 ,影响装置的安全运行。而泄漏的介质进入冷却循环水系统后 ,又造成循环水的污染 ,加大了循环水的处理量。图 1　改进前后浮头密封结构1　浮头密封失效原因(1)工艺流程不合理　常用冷却器管口流程见图 2a。循环水沿管程流动 ,下进上出。介质沿壳程流动 ,上进下出 ,入口在浮头一侧。循环水流动至上台冷却…     

管道特殊部位设计数值模拟研究

针对输油管道中砂粒堆积问题,运用FLUENT软件对管道中管嘴排砂过程进行瞬态数值模拟与仿真,研究弯管处管嘴出流对主管道内含砂质量分数和流动参数的影响规律。模拟结果表明:在斜管道上改变管嘴的形式、高度和安装角度,砂粒可以从管嘴流出;在其他条件相同的情况下,不同时刻从不同形式管嘴流出砂粒质量分数差异不大,但带有扩张管嘴和收缩管嘴的管道中流出的砂粒相对较多,管道管嘴的高度越高,从管嘴流出总砂粒质量分数就越大;管嘴水平安装角度越大,从管嘴中流出的砂粒质量分数越大,90°时从管嘴中流出砂粒质量分数最大;当砂粒粒径为10~(-4)m时,从管嘴中流出的砂粒质量分数比粒径为10~(-5)和10~(-6)m时砂粒质量分数大。所得结论可为输油管道的砂粒排放及取样检测提供理论指导。     

关于采用下进下出的辐射管介质走向的研究

本文根据目前克拉玛依石化厂30万吨延迟焦化炉运行的情况，管壁温度的分布，炉膛温度的分布，进行分析后，提出新设计的延迟焦化炉应采用下进下出的辐射管介质走向方案。并预测该方案将减少辐射管结焦速度和提高延迟焦化炉的热效率。     

油气分离器出口气体采样方法的研究

针对油气分离器出气体的特性，研究从该气体中采集气样的方法。研究表明，采用“等动态”采样方法可使采出气样的带液浓度能较真实地代表分离器出口气体的带液浓度。在确定采样位置时，必须考虑管截面上气速分布规律和管段内液滴沉淀的影响。理论分析认为，气中粒子横和路确定采样嘴尺寸的依据，但在实际应用中可以气体介质的混合长度作为采样嘴的尺寸。采样点的设置有单点和多点两种，应视集气管的大小来定，但对于直径小于１００ｍ     

含砂介质对异径管的冲蚀磨损分析

为探究含砂介质对异径管的冲蚀磨损规律,建立了异径管物理模型,使用Fluent软件进行数值模拟,分别以介质进口速度、介质含砂质量流量、管口径比(小口管径与大口管径之比)和过渡段倾角为变量进行仿真分析。分析结果表明:异径管的冲蚀速率随进口速度的增大而增大,并且其增长速率也随着进口速度的增大而增大;异径管冲蚀速率与流体介质含砂质量流量呈正相关关系;随着管口径比的增大,介质对异径管的冲蚀速率逐渐减小;冲蚀部位在管口径比发生变化时也会发生改变,当管口径比较小时,冲蚀部位分布在过渡段靠近小口端一侧,管口径比增大,冲蚀部位发生偏移,并在管口径比达到0.7时,变成了靠近大口端一侧;过渡段倾角增大,含砂介质对异径管的冲蚀速率逐渐增大,其增长速率也随着过渡段倾角的增大而增大。研究结果可为异径管的设计和使用提供指导。     

汽轮机管道安全布置

蒸汽轮机属于高转速设备,受力敏感,管道设计应满足蒸汽轮机进出口管嘴所允许承受的力和力矩。     

蒸汽发生器换热管壁温的计算

利用两种方法计算了蒸汽发生器换热管的管壁温度,得到了蒸汽发生器换热管壁温沿轴向和径向的分布规律。管壁温度接近导热系数较大-侧介质的温度,且内外壁温差较小。沿换热管轴向的管壁温度分布基本一致,沿壁厚方向的壁温由高温侧到低温侧介质呈直线分布。     

催化裂化装置烟气管道的设计

介绍了烟气管道系统各段管道的设计方法，特别是减小烟气轮机进出口管嘴受力的方法。     

乙烯裂解炉急冷废热锅炉失效分析

针对急冷废热锅炉连接件内管失效问题,通过化学成分、断口的宏观与微观形貌、微观组织及能谱分析等各种分析研究表明,断口位于内管上冷却介质的出口侧管正对的位置,内管外表面环向存在明显的腐蚀与冲刷痕迹。外管流道尺寸突变,冷却介质在侧管正对的内管上产生一定的流体反向压力,是导致断口开裂的主要力学因素。其次,断口局部长期高温导致管材珠光体中的碳化物球化并渗碳,材料性能劣化。另外,内管外壁断口部位发生冲刷腐蚀,造成环向冲刷腐蚀凹槽,降低了该部位的结构强度,导致该部位优先开裂。建议加强对急冷废热锅炉高压部分的监控,定期排污,防止堵塞引起局部长时间超温导致渗碳;同时调整流体流动布局,减低冲刷腐蚀带来的影响。     

闭式冷却塔蒸发冷却盘管传热传质性能研究

蒸发冷却盘管在闭式冷却系统中广泛应用,基于Poppe法构建了新型闭式冷却塔蒸发冷却盘管模块的传热传质模型,给出了冷却盘管管内无相变、管内冷凝传热系数、管外膜传热系数、管外喷淋水膜到空气的传质系数以及管内流体和管外空气压降的计算方法和经验公式。采用MATLAB和Aspen HYSYS软件编写了多种工况下的蒸发冷却盘管设计和校核计算程序,将水气逆流模块程序计算结果与Hasan实验台试验结果进行比较,管内冷却水、管外喷淋水膜沿管程的温度分布高度吻合,误差均低于5%。在此基础上分析了管内冷却介质质量流量、喷淋水质量流量、风量和空气湿球温度对蒸发冷却盘管热力性能的影响,得到各运行参数对蒸发冷却盘管总传热系数、冷却效率、运行压降及热负荷的影响规律,可为闭式冷却塔运行优化提供理论依据。     

重油外输双螺杆泵油散系统

对输油泵进行冷却的基本设计方法是对原敞口式冷却循环水系统进行改造,改造成为以煤油或热媒油为循环介质的密闭式加装散热器冷却系统。双螺杆输油泵油散系统主要由双螺杆输油泵、板翅式散热器、缓冲油箱及油散循环泵4部分组成。整个油散系统为密封设计,适合在沙漠多风的地区使用,可有效防止风沙、粉尘等污染介质油;油散系统导热介质采用煤油或热媒油,消除了管线结垢、堵死等问题,避免了对冷却系统造成的腐蚀;缓冲油箱为透明设计,可观察到介质油损耗和变质情况,以便对介质油进行补充和更换。整个油散系统的缺点是其造价比水散热系统高。     

原油常压蒸馏塔顶部系统工艺防腐流程技术探讨

对原油常压蒸馏塔顶部防腐流程技术进行探讨。常压塔顶部采用两段冷凝冷却流程时,可以在空冷器之前设置油气换热器,以避免多台并联空冷器注水分布不均匀引起的露点消除困难,也可以在常压塔塔顶空冷器入口分支管嘴增加注水点,以及选择恰当流程排出常压塔塔顶回流罐中酸性水等措施减轻常压塔顶部系统腐蚀;塔顶采用一段冷凝系统时取消塔顶冷回流的流程,有利于缓解塔顶系统腐蚀。生产中控制常压塔顶回流罐操作温度或常压塔顶操作温度,皆能满足石脑油产品质量要求。