ASME与TEMA标准U形管换热器管板计算方法的比较

U形管换热器是石油化工、能源等行业常用的管壳式换热器结构型式之一。本文通过对ASME和TEMA两大标准中U形管换热器管板设计计算方法进行细致的分析比较,介绍了ASME及TEMA中U形管换热器管板设计计算的背景及具体应用。     

双管板换热器的结构设计

双管板换热器为管壳式换热器的一种特殊结构。对一台固定双管板式换热器的结构设计和强度计算进行了阐述,其中包括选材、布管、管板的结构和间距、胀管和开槽尺寸等方面的设计和计算。     

△t_壁≠△T_物(列管式换热器壁温差计算)

列管式换热器的管子与壳体的壁温差大小,将直接影响到换热器的结构。膨胀节是否需要?特别在压力较高的情况下,因膨胀节的结构困难,而要采用结构较复杂的浮头式换热器。我们在设计小品(一)中,介绍了是否需要膨胀节的计算,就需要求得正确的壁温差。壁温差的大小还影响到管板厚度的计算。如采用物料温差作壁温差,则势必增加管板厚度,因此将增加设备材料的消耗,加工工时和投资费用。     

Aspen HTFS+在U型管式换热器设计中的应用

U型管式换热器的结构特点决定了其具有良好的热补偿性能和较强的承压能力,在能源、化工和医药等行业得到广泛应用。以某2万t/a苯胺装置节能技改项目的循环物料换热器为例,根据现场空间较小,换热器管、壳程温差较大等现场特点及使用工况条件,选用U型管式换热器,运用Aspen HTFS+软件进行结构设计,得到了优化后的设计结果。基于Aspen HTFS+软件,通过Design模式和Rating模式的设计,对压力降、流速、传热系数等关键参数进行了校核优化及流路分析,得到了U型管式换热器的合理结构,同时得到了换热器的管板分布及壳程、管程的温度分布。该U型管式换热器自2013年投入使用以来,运行稳定,完全达到设计指标,满足生产要求。     

H-L型螺纹锁紧环换热器管板计算方法的分析与比较

螺纹锁紧环换热器因其在高温、高压环境下具有运行可靠、操作方便、内外圈螺栓可以带压拧紧,实现再次密封等优点,一直是加氢高压换热器的首选型式。H-L型螺纹锁紧环换热器管板结构较为特殊,相关标准没有给出该类管板的计算方法,该管板的设计计算一直困扰着设计人员。本文在对管板进行结构与受力分析的基础上,提出了b型演变法和平盖变通法两种计算方法。实践证明,上述两种计算方法是可行的,可直接应用于管板的工程设计。     

非对称管壳式换热器结构分析及改进中的问题研究

换热器主要是用于热交换的通用设备。在这里主要针对非对称管壳式换热器结构分析及改进中的问题研究进行具体的分析。对于管板上管柬非对称布置的换热器，无法采用通用的计算方法进行强度校核，只能采用数值求解的方法进行计算。本文即对这种带有异型管板的管壳式换热器．采用有限元数值求解的方法，进行了结构应力分析和设计改进方面的研究，另外，还对相关的强度计算公式进行了理论推导。介绍了结构温度场有限元分析的基本理论，合理地建立了固定管板式换热器温度场分析有限元模型，计算得到温度场，总结其分布规律，发现结构的各部分之间存在着较大的温差，可能产生较高的温差应力，同时还将该结果同其它边界条件下的计算结果进行了比较。     

兼做试验压环的U型管换热器的管板设计

从国外引进的U型管换热器管板兼做法兰的结构转变成按GB151-1999进行设计这种兼做法兰的U型管换热器管板,既经济又方便使用很有参考价值.     

转化系统气体换热器的简捷计算法

介绍一种转化系统常用的管壳式气体换热器的简捷工艺计算方法。这种换热器具有圆缺形折流板，换热管束在管板上为双圆缺形排列。讨论了换热器各参数的选取原则，并作了设计示例，该计算方法为设计型，可快速确定总传热系数和计算出能满足详细设计要求的换热器结构参数。     

U型管束釜式换热器设计浅析

介绍了釜式换热器的结构和设计原则.以U型管束釜式换热器设计为例,在换热器材料的选择、管程及壳程试验压力值的确定、换热管与管板连接形式、壳程过渡锥体的设计、管壳程连接结构设计及管束稳定结构设计等方面进行了探讨,指出了设计中需注意的关键点,在考虑安全性的同时兼顾经济性.     

浅谈U型管换热器

文章通过对U型管换热器的结构特点和发展状况的一些介绍,并参考国内最新的研究成果,介绍了U型管换热器泄漏失效,U形管伸出管板的变形失效、换热管管束固有频率和换热器工作时产生的振动等等问题的分析及处理对策。从而为U型管换热器的设计、制造和使用,提供了依据和注意的事项。     

U型管式换热器进口截面流场数值模拟

建立了U型管式换热器进口截面的三维稳态流动数学模型,求得了U型管式换热器内部的压力场、速度场和温度场分布;在此基础上对U型管式换热器内部的温度场、压力场和速度场进行了讨论。研究结果表明,一方面,增大U型管式换热器进口热流体速度,可以增加U型管式换热器的换热量,增大出口截面的速度,增大内部压强,提高内部温度;另一方面,运行时间越长,U型管式换热器内部温度越低、出口截面速度越大,总传热率越低,压力损失先减小后趋于稳定;同时,离U型管换热器越近的外导流筒冲刷腐蚀越严重。     

转化过程气体换热器的副线调节性能——温度的影响

对转化过程采用圆缺形折流板和双圆缺形管束排列的气体换热器 ,推导出操作气量负荷率、管壳程副线率以及换热面积富裕系数与换热器管壳程进出口温度变化值之间的定量解析关系式 ,它们仅是换热器管壳程进出口温度设计值的函数。管壳程进出口温度变化共有 58种组合形式。最小换热面积富裕系数为温度变化引起换热量变化及换热器平均温差变化两部分的乘积。     

表面处理槽液蒸汽加温装置设计

研究了表面处理槽液中蒸汽加热换热器的设计方法,讨论了热负荷、传热系数、传热平均温度差等数据的获取方式以及计算换热面积的数学模型.以氧化磷化槽为例,介绍了列管式蒸汽换热器的制作方法.实践证明,新设计的列管式蒸汽加温装置使加温时间从原来的4.5 h减少到96 min,能源利用效率从原来的2.2%提高到87.4%.     

螺旋扭曲管用于燃气轮机进气温度调节换热器的可行性研究

对将螺旋扭曲管用于燃机进气温度调节换热器进行可行性分析,模拟燃机进气加热器实际运行的工况条件进行综合传热性能实验研究,得到了传热与流阻准则关系式;引入综合评价因子概念并与传统钢铝翅片管换热器进行对比发现,螺旋扭曲管换热器是钢铝翅片管换热器的1.31~1.52倍。以某建设项目采用的E级PG9171E型机组为例,对采用螺旋扭曲管和钢铝翅片管的两种进气温度调节换热器进行对比发现：当采用螺旋扭曲管换热器时,在同样换热能力下,换热器风侧阻力增大了14.7%;在同等质量下,换热器换热能力提高9.9%左右。     

螺旋板式换热器传热计算探讨

讨论了螺旋板式换热器在传热计算中同单壳程单管程（１－１型）换热器在概念上的不同点。     

波形膨胀节对管壳式换热器固定管板的影响

针对固定管板管壳式换热器有时因管,壳间温度差大,引起轴向力太大;管板太厚,影响换热管与管板的连接质量等问题,分析了在其壳体上设置波形膨胀节后,温差轴向力可显著降低,明显改善了管板的受力情况,当出现固定管板太厚时,设计宜在换热器壳体上设置波形膨胀等。     

插入扰流元件换热管强化换热效果分析

设计了一种新型插入扰流元件管式换热器,并依据相关文献的模拟数据将其与波纹管、光管在不同流速下的管内壁面平均传热系数、换热量、平均Nusselt数以及摩擦阻力的变化特性进行了分析比较。结果表明:插入扰流元件换热管在强化换热能力的同时其压力损失也会很大,所以在实际应用过程中选取插入扰流元件换热管时一定要考虑其经济性;在泵功率消耗一定时,插入扰流元件换热管的热效率与波纹管的热效率很接近。但插入扰流元件换热管在制造工艺上具有加工方便、固定灵活等优点,比较适合对现有换热器的改造。所以,该种热管同样具有广泛的应用价值。     

乙烯裂解炉SLE废热锅炉失效原因

乙烯裂解炉线性套管式换热器内管发生变形失效,通过换热管宏观外貌和微观金属化学组织分析,确定该换热器内管的失效属于局部超温运行高温氧化腐蚀造成的。建议加强线性套管式换热器的监控,在裂解炉升降温时,尽量提高汽包压力,对汽包和SLE低点进行排放,通过间排排出部分垢污及杂质。保证SLE底部水质清洁度。     

粉状磷酸一铵装置液氨气化系统技术改进

随着粉状磷酸一铵装置产能的扩大,液氨气化系统出现热效率低、操作复杂等问题。对粉状磷酸一铵装置液氨气化系统从工艺、设备、理论消耗计算等方面就用蒸汽气化代替用热水气化进行可行性研究分析。通过对液氨气化系统进行改进,用U型管换热器替代固定管板式换热器,提高了蒸汽利用率,减少了热量损失,气化液氨的蒸汽消耗下降了9.15%。可以进一步降低生产成本。     

直管与波节管换热器热应力及阻力特性对比实验研究

为了研究波节管换热器的热应力和阻力特性,对具有相同管长和传热面积的波节管换热器和直管换热器进行了对比实验,分析了不同温差下的轴向应力和不同雷诺数下的管程、壳程的阻力损失。结果发现:与直管换热器相比,波节管换热器具有很好的轴向热补偿性能,在相同的实验条件下,其轴向作用力和轴向热应力均比较小,适合应用于大传热温差场合;波节管换热器的阻力损失高于直管换热器,但在低雷诺数时阻力损失相差不大,且具有较高的传热系数。