一种可拆板对式板壳换热器的设计与研究

对板式换热器、板壳式换热器及管壳式换热器的结构特点对比发现,三种换热器传热效果有很大差异。结合三者的优缺点,设计一种可拆板对式板壳换热器,使其具有管壳式换热器折流板结构、板壳式换热器壳体结构和可拆板式换热器可拆性的结构特点,满足了生产需要。     

换热器板管间隙对流动与传热的影响研究

折流板换热器中,由板壳间隙引起的漏流和由板管间隙引起的漏流均不利于壳程侧的传热。为此,通过数值模拟,以GB151—1999推荐尺寸为基准,对管壳式折流板换热器壳程内板管间隙对压降、传热系数以及综合性能的影响进行了研究与分析。计算中采用标准κ-ε方程,SIMPLE算法,压力方程为标准格式。分析结果表明,当换热器壳程流体流量较小,板管间隙在小于等于国家一级管束基准间隙时,可以取得较好的传热效果,但较小的间隙使得压降增大,综合性能指标较差;当换热器壳程流体流量较大时,可以在充分考虑制造安装精度的前提下,适当减小板管间隙,以取得较好的传热效果。     

国产板壳式换热器在连续重整装置中的应用

板壳式换热器采用波纹板作为传热元件,板束安装在壳体中．冷态的循环气体与进料混合后．自板束下端向上流动,和向下流动的热态反应油气均匀地在板程流道纯逆流换热．板壳式换热器板束装在压力壳内．提高了其安全可靠性．因此板壳式换热器既具有板壳式换热器传热效率高、结构紧凑、端部温差小、压降低、质量轻的优点．同时又继承了管壳式换热器承高压、耐高温．密封性能好、安全可靠等优点,采用板壳式换热器后,可节省占地面积、减少设备质量、降低设备造价、节约设备操作费用。     

螺旋折流板管壳式换热器壳程传热强化研究

对螺旋折流板换热器和传统的弓形折流板换热器进行了壳程传热性能和壳程的压力降的对比试验研究,测试了不同螺旋角的螺旋折流板换热器的壳程传热性能和壳程压力降,结果表明螺旋折流板换热器的螺旋流动强化了传热,且其壳程压力降比弓形折流板换热器小.     

结构和操作参数对螺旋折流板换热器性能影响

运用CFD数值模拟的方法对比了操作参数相同时弓形折流板换热器和螺旋折流板换热器工作性能特点 ,研究了螺旋折流板换热器壳程压力损失和螺旋角的关系。结果表明 ,螺旋折流板换热器和弓形折流板换热器壳程压力损失随流量的增大而增加 ,二者之间的差距呈上升趋势。同时 ,随着螺旋角的增大 ,螺旋折流板换热器的壳程压力损失呈下降趋势。     

不同螺旋角螺旋折流板换热器壳程传热性能

对螺旋角为18°、25°和30°的螺旋折流板换热器壳程传热性能进行了测定与研究,同时对螺旋角为18°、25°和30°的螺旋折流板换热器与传统的弓形折流板换热器壳程传热性能进行了比较。实验结果表明,螺旋角为30°的螺旋折流板换热器的传热效率最高,螺旋折流板换热器的壳程传热效率都比传统的弓形折流板换热器壳程传热效率高。     

单弓形折流板管桥开孔数量与布局

试验表明,在单弓形折流板适当部位的管桥上开适当数量的孔,可提高管壳式换热器的传热量并降低壳程压降。采用优化开孔方案,换热器传热量可增加3.16%~3.93%,壳程压降降低19.43%~21.65%,壳程综合性能指标0α/Δp提高20.96%~25.00%。     

螺旋形和单弓形折流板换热器的工程应用比较

总结了螺旋形和单弓形折流板换热器的工程应用情况,对比了操作参数和基本结构参数相同时单弓形和螺旋形折流板换热器的工作性能特点,并对壳程同一介质下两种不同形式折流板换热器壳程的流动阻力和传热效果进行分析比较.结果表明,螺旋形折流板换热器的传热性能明显比单弓形折流板换热器要好,而且能有效降低壳程压力损失.     

大型轧制焊接板壳式换热器的研制

新研制的大型轧制焊接板壳式换热器集板式换热器和管壳式换热器的优点于一体 ,既保留了前者高效传热的特点 ,又继承了后者压力壳承压能力高和密封性好的长处 ,增强了对炼油工艺的适用性。这种板壳式换热器的结构研究主要针对板程和壳程的结构形式 ,管板的分析计算以及板束与壳体热膨胀差的平衡。较长板片的连续压制成型和薄板片间的焊接是制造该换热器的关键技术。这种换热器比立管式换热器的传热效率高 2～ 4倍 ,占地面积减少 50 %以上 ,每年节省加热炉燃油费、电费等约 35万元 ,操作费约 76万元     

单弓形和螺旋形折流板换热器的数值模拟及性能分析

运用CFD数值模拟方法对比了相同操作参数单弓形折流板换热器和螺旋形折流板换热器的性能,并对不同介质下两种折流板换热器壳程的流动阻力和传热效果进行分析比较.结果表明,螺旋形折流板换热器的传热性能明显优于单弓形折流板换热器,而且壳程压力损失更小.     

管壳式换热器结构型式及经济性比较

管壳式换热器操作适应性广 ,坚固耐用 ,可处理壳程压力 30ＭＰａ、管程压力 6 5ＭＰａ以下以及温度为- 196～ + 6 0 0℃的物料 ,采用特殊设计或材料 ,其操作范围还可扩大。1　管壳式换热器基本类型(1)固定管板式换热器　结构简单紧凑 ,往往是管板兼法兰。适用于管、壳程温差不大或管、壳程温差大 ,但压力不高 ,壳程介质干净或虽结垢 ,但通过化学清洗能清除的场合。(2 )浮头式换热器　管束一端的管板可以自由浮动 ,不受温差应力的困扰 ,其结构复杂 ,内浮头密封困难 ,锻件多 ,造价高。维修时可只更换管束 ,适用于管、壳程温差大但工作压力不超…     

壳程偏锥对换热器固定管板设计影响的研究

在固定管板换热器的设计中,壳程带偏锥换热器管板的设计,一般采用与壳程不带偏锥的结构相同的方法,随着装置的不断大型化,换热器的尺寸也逐渐增大,壳程偏锥结构以及锥角给换热器管板的设计所带来的影响值得研究。作者对11种不同结构尺寸的壳程带偏锥的固定管板换热器进行了研究计算和总结对比,给类似结构的换热器的设计提供有效参考。     

一种高效壳程强化传热换热器及其工程应用

介绍了换热器壳程强化传热的研究现状;分析了弓形折流板换热器传热效率差的原因;阐述了螺旋折流板换热器壳程强化传热的原理;对螺旋折流板换热器与弓形折流板换热器的技术性能进行了对比和经济效益分析;列举了螺旋折流板换热器的工程应用实例,并指出,螺旋折流板换热器的出现使换热设备大型化成为可能。     

管壳式换热器壳程传热性能比较

采用标准k-ε湍流模型并辅以壁面函数法,对弓形折流板换热器、盘环形折流板换热器、折流栅换热器和螺旋扭曲扁管换热器壳程流动与传热情况进行了数值研究。根据数值计算结果比较分析了这4种管壳式换热器壳程传热系数、壳程压降和整体性能指标α/Δp随质量流量的变化情况,对管壳式换热器的优化选型具有一定的实际意义。     

螺旋折流板换热器在常减压蒸馏装置中的应用

换热器的选型不仅影响到换热网络的能量回收,还会对常减压装置的长周期稳定运行产生重要影响.通过对壳程介质分别为柴油、脱前原油、常压重油、减渣急冷油和减压渣油的工艺流体进行螺旋折流板换热器（采用HelixTool程序）和弓形折流板换热器（采用HTRI 6.0软件）的工艺计算,对比发现,螺旋折流板换热器壳程的单位压力降传热系数更高.同时结合螺旋折流板换热器能够降低壳程结垢和振动风险、延长设备运行时间等自身特点,考虑了油品性质及价格因素影响,可为常减压蒸馏装置在选择合适的部位采用螺旋折流板换热器提供参考.以某厂脱前原油-初顶油气换热器为例,计算结果显示采用螺旋折流板换热器可将换热器壳径减小200 mm,重量减少约28％.可见,螺旋折流板换热器具有明显优势,既保证了工艺性能,又降低了设备投资.     

不同螺旋折流板换热器壳侧流动的数值研究

采用数值模拟方法,运用大型CFD分析软件Fluent,研究了1/4椭圆螺旋折流板换热器、1/3扇形螺旋折流板换热器以及常见的1/4扇形螺旋折流板换热器壳程流体的流动特点,并与传统的弓形折流板换热器进行对比。采用Gambit软件建立模型和划分网格,采用分离变量法隐式求解,压力和速度耦合采用Simple算法。结果认为,螺旋折流板换热器的传热及阻力性能低于弓形折流板换热器,1/4椭圆螺旋折流板换热器的传热性能及压力损失最小,其次是1/4扇形螺旋折流板换热器,1/3扇形螺旋折流板换热器的壳程传热及阻力性能最高。     

板壳式换热器在甲醇装置中的应用

主要阐述了板壳式换热器的特点及其在甲醇装置中的应用情况,对板壳式换热器和管壳式换热器一次性投资进行了比较,说明在甲醇装置中应用板壳式换热器节能效果显著,具有非常明显的优势。     

管壳式换热器传热效率影响因素及数值模拟分析

多数管壳式换热器基于传统的经验设计方法,换热器质量大且能耗高。鉴于此,采用Fluent仿真模拟的方法,研究了换热管类型、折流板间距、折流板切率变化与换热器对流传热系数的关系,并用HTFS工程软件进行了模型验证。研究结果表明,采用特型管(如波节管和波纹管等)代替光管,可以增强管内流体扰动,提高湍流程度,增大管程对流传热系数,但同时也增大了压降;折流板间距越大,壳程对流传热系数越小,压降也越小,当折流板间距为330 mm时,换热器最高效,此时换热器在较小的压降下可以获得较大的对流传热系数;折流板切率越大,压降越小,当管束错流流速与折流窗口流速相等时,壳程对流传热系数最大,折流板切率35%为最优值,换热器效率最高。最后提出了管壳式换热器优化设计方法,将优化设计的换热器用于某化肥厂氮氢气压缩机级间冷却,同等热负荷条件下换热面积减小了21.37%。研究结果为换热器的结构参数优化提供了依据。     

连续型螺旋折流板式换热器的制造

连续型螺旋隔板是强化管壳式换热器传热的一种有效的壳程支撑结构型式。流体在换热器壳程以螺旋流的方式冲刷传热管束,具有良好的传热与流阻性能。非连续型螺旋折流板换热器技术是国内外比较成熟的技术,在石化行业中已经有一些应用。连续型螺旋折流板换热器有着比非连续型螺旋折流板换热器更好的传热性能。其应用有更好的前景,将在石化行业发挥更大的作用。     

大型轧制焊接板壳式换热器的研制

介绍了中石化北京设计院对板壳式换热器的研制，板壳式换热器与立管式换热器的对比及国外引进的板壳式换热器的对比，证明了国内自己研制的板壳式换热器的优点及经济性。