空气预热器壳程流场模拟与振动分析

针对中国石化某分公司空气预热器在实际操作过程中经常产生振动、噪音的情况,利用Fluent1 4.0软件对空气预热器的壳程进行流场模拟和振动分析,分析产生振动的原因并提出解决措施。结果表明,空气预热器壳程管束的背面形成卡门涡流,底部空腔产生两个较大的涡流,当卡门涡流频率与箱体固有频率接近时,空气预热器会产生振动和噪音。结合现场布置及装置实际情况,确定改造方案,即在搪瓷管段沿管束方向增加隔板、底部空腔添加导流板以及烟道系统内部增加"井"字形隔墙。改造后,空气预热器未产生明显的振动和噪音。     

组合式空气预热器振动原因分析及解决措施

某组合式空气预热器试运行时产生强烈振动,文章对空气预热器产生震动的原因进行了分析,指出卡门涡流是预热器产生振动的主要原因,因为当气流横向绕流管束时,卡门涡流的交替脱落会引起空气预热器中气柱的振动。当漩涡的脱落频率（fK）与管箱的声学驻波振动频率接近或一致时,会诱发强烈的管箱声学驻波振动,造成空气预热器管箱的共振。为了消除振动,对预热器进行了改造：沿换热管方向安装消振隔板,将预热器从上至下贯通均等分成3个气室（相当于减小气室宽度）,以提高气室固有频率及振风量。改造后预热器的卡门涡流频率和气室固有频率不会重合,也就不会产生声学共振。通过改造,该预热器消除了振动,恢复了正常的运行,确保炼化加热炉高效、长周期安全稳定运转。     

空气预热器管程流场分析与结构优化

利用FLUENT软件,对中国石化某分公司空气预热器的管程流场和管束流量进行了详细的模拟分析,并对转向室及导流板的结构进行优化设计.结果表明:对于空气预热器管程,空气在同一管段和转向室内流动十分不均匀,虽然转向室内设置了导流板,但是受气体流动惯性力作用,流动仍然不均匀,局部区域出现了涡流.通过改变转向室尺寸、导流板的位置和偏转角度,改善流体在转向室的流场分布等结构优化改造后,流体在空气预热器转向室分布的均匀程度明显提高,从而减少了涡流和振动的产生,提高了空气预热温度.     

轻烃装置纯对流式加热炉特点分析及性能优化

从加热炉的工作原理、内部炉管材质及结构、再循环风机的使用等方面对纯对流式加热炉进行优缺点分析,针对热效率偏低问题,结合送风机性能以及曲线最佳工作点对应的燃料气量及配风量,从燃料气量及负荷、送风量、循环风量及烟道温度、炉体表面温度这四个方面进行了优化,提出了具体的解决措施。通过减小进风量从而降低空气过剩系数,增大循环风门开度从而降低烟道温度,减小漏风量从而降低炉体表面温度这三项措施,增加了加热炉的热效率。     

电厂5^#炉送风系统改造及振动消除

为解决国产非标６３０ｔ／ｈ煤粉锅炉送风系统振动，根据现场测试和计算结果，提出了按“气流空气动力特性”要求，改造不符合气流特性的送风和吸风道剖份元件结构以及为消了作低温段空气预热器振动和低频噪音和具体实施方案，通过从工艺上对该炉的冷，热态调试，较好 地解决了困扰近半年的送风系统振动顽症，为确保接带高负荷奠定了基础。     

板式空气预热器在制氢转化炉低温段应用

板式空气预热器在实际应用过程中由于各装置不同的情况产生了不同的问题。板式空气预热器在制氢转化炉低温段的应用过程中发生烟气侧堵塞,烟气侧前后压力差达到2.4 kPa,导致炉膛负压不足,转化炉负荷被迫降至50%,后因堵塞情况加剧,被迫停工拆卸空气预热器清洗。在2011年出现了烟气侧出口板片腐蚀穿孔,导致鼓风机空气短路,热风道风压力下降到0.38 kPa,只能满足60%转化炉负荷需要。就烟气侧堵塞和烟气侧板片腐蚀穿孔等实际问题进行了原因分析,并提出了在转化炉鼓风机出口设置前置预热器;改变低温空气预热器烟气出口型式;在低温空气预热器烟气出口板片增加热电偶测温点的数量等改进措施。     

钻井液对钻柱固有振动特性的影响

钻柱在钻井过程中主要进行旋转向下的运动，同时伴随纵向、横向、扭转和耦合振动。振动是导致钻柱失效的主要原因，而钻井液又是影响钻柱振动的关键。利用ANSYS软件建立钻柱整体有限元模型，采用Block Lanczos法进行固有振动特性分析，得出钻井液密度对钻柱纵向、横向和扭转振动固有频率及振幅的影响规律。钻井液密度降低，导致钻柱固有振动频率升高，振幅增大；钻井液的阻尼作用导致钻柱横向振动从钻头处开始向上逐渐减弱，直到井口处完全消失；当外界激振频率达到某种程度时，钻柱发生纵向和横向、横向和扭转耦合振动，导致振动更加剧烈。     

150万吨延迟焦化加热炉空气预热器现存问题分析及改造措施

分析总结了150万吨/年延迟焦化装置加热炉空气预热器在使用过程中出现的问题,介绍了空气预热器的改造方案和改造后的使用效果。通过对改造前后加热炉的相关参数进行对比,针对燃料性质对露点腐蚀温度进行计算,分析了热管腐蚀的原因,提出了提高热管材质等级和改造风道的建议,由此为加热炉空气预热器进一步改进提供了理论依据。     

热媒自循环空气预热器热态试验

根据相变高效传热原理,开发了热媒自循环空气预热器。它具有负荷调节灵活、体积小、没有辅助能耗等特点,通过精确控制热媒自循环空气预热器的排烟温度,解决了烟气露点腐蚀及积灰结垢问题。利用遗传算法对热媒自循环空气预热器进行了优化设计,优化的空气预热器比常规空气预热器初始投资减少30%,年经济收益增加6%。通过热态试验研究了热媒自循环空气预热器的循环和调节特性。试验表明,充液率在40%~60%时,空气预热器传热效率最高;通过调节循环热媒阀门开度,排烟温度调节范围可达30℃,实现排烟温度的自动精确控制,避免烟气露点腐蚀。     

管式加热炉的通风及其对热效率的影响(下)

二、寻求最佳操作工况炉内压力对排烟温度、过剩空气系数和燃料耗量影响很大。应根据不同炉型和烟气余热回收系统,恰当地控制烟道和风道挡板、每个喷嘴的风门、风机开度等。保证加热炉在热效率最高、燃料油耗量最低的最佳工况下操作。1.管式加热炉为什么设计成负压炉?又为什么要求辐射室顶按负压2毫米水柱操作?管式加热炉按负压设计和操作,主要目的是防止炉内高温烟气经过各种缝隙窜出炉     

加热炉空气预热器预热管壁温度的计算及防露点腐蚀的方法

通过对空气预热器预热管壁温度的计算，分析了预热器产生露点腐蚀的原因，并通过增加热空气返回旁路，防止了预热器积灰及露点腐蚀。     

大型制氢炉热回收风道的设计优化

以一套产量（标准状态）为50000m^3／h的制氢装置为例，就烟气余热回收系统中风道设计提出了新的设计思路——解决小空间大流量的矛盾，将急速转弯的空气在进入传热面之前快速重新分布，从而满足空气预热器传热的要求。利用CFX计算流体力学软件及ICEM CFD配套软件针对空气预热器入口冷风道的大型化结构进行了多次模型建立和模拟计算，分析比较不同设计方案，实现了结构设计的优化，改善了风道内介质的流动分布状况，并为类似结构的大型化设计提供了借鉴。     

管道清管器发球装置振动特性分析

为研究清管器发球装置在导流工况下的振动特性,以P6. 3 MPa DN800/DN700型清管器发球装置为例,建立了流固耦合数学模型,并基于ANSYS Workbench-Fluent软件,对输送介质分别为天然气和液体时的发球装置进行了流固耦合分析,探究结构参数和流体参数对其影响规律。研究结果表明:在气固耦合工况下,发球装置的固有频率比液固耦合时要高,在流固耦合工况下,低阶模态对应的固有频率比无耦合工况时低;对低阶模态振型分析发现,在发球装置的平衡管法兰连接处、放空管法兰连接处与L弯管段以及旁通U形管位置振动剧烈;壁厚、旁通管直径和工作压力对两种耦合工况下发球装置的固有频率影响较大,但流速对其影响很小,且两种耦合工况下固有频率的变化规律相似;随着壁厚和工作压力的增加,固有频率增大;随着旁通管直径的增加,前6阶固有频率变化很小,但在6～15阶,固有频率先减小后增大。研究结果对避免共振和管道强烈振动以及结构减振优化设计均具有重要意义。     

影响润滑油加氢装置加热炉热效率的因素分析及对策

石蜡基高压加氢润滑油装置共4台加热炉,通过反平衡法计算出的3台加热炉热效率较低。从设计与运行情况、排烟温度、氧含量、燃料燃烧、负压及保温情况6个方面分析了影响加热炉热效率的因素,并提出了在辐射室增加炉管或在集烟室增加其他低温介质管线;控制好油门、气门、风门及烟道挡板(三门一板),保证燃料充分燃烧,降低过剩空气系数;优化4台加热炉烟道挡板开度;对所有漏风和超温部位的保温衬里及时修复等优化措施,以达到节能环保、安全生产的目的。     

船用阀门振动谐响应分析及阀盖结构优化

对船用截止阀进行模态分析,计算其固有频率与模态振型。在模态分析的基础上,施加激振载荷对阀门进行谐响应分析。结果显示,分析曲线与理论振动响应函数曲线吻合。探讨了阀门在正常工作状态下结构振动剧烈的区域并对其进行优化。研究结果表明,增大支架横截面尺寸易于改变截止阀的振动响应。     

锅炉过剩空气系数的自动控制

目前锅炉的送风系统普遍采用闸门或挡板手动控制，难以准确控制空气系数的范围。大量的热工测试也表明，锅炉运行的过剩空气系数普遍偏高。这是造成锅炉热效率较低的主要原因。由于空气系数与烟气中的含氧量呈单值函数关系，这样可根据监测烟气的含氧量来自动控制送风量，使过剩空气系数始终在标准规定的范围内。为此将送风系统的手动控制改为送风机采用变频调速电机自动控制。１．自控系统该系统由氧传感器、调节器、单片机和变频调速器等部分组成，控制框图见图ｌ。由氧传感器将烟气氧含量的输出信号（氧差电势）传给单片机，单片机内有存…     

DJ型塔板上液体流动分布特性的研究

以空气-水为物系,采用热水示踪技术和计算机温度测量系统测试了设置有导流板的D J型塔板上的液体等停留时间分布,研究了导流板对液体流动的作用。讨论了喷淋密度、气相动能因子和导流板方位等因素对液体等停留时间分布的影响。实验结果表明,喷淋密度增加,液体停留时间由5.0s降为4.5s;气相动能因子增大,液体停留时间由5.5s降为4.5s;喷淋密度和气相动能因子同时增加,液体停留时间由6.0s降为4.5s,液体等停留时间分布曲线趋于与出口堰平行。导流板对液体流动有导向作用,可改善液体的流动状态,导流板的较佳方位是d-0(+)。     

井下温度对钻柱轴向振动固有频率的影响分析

钻柱共振是引起深井钻具失效的主要原因之一，钻柱工作在井下一个高温的环境下，温度的升高必然使钻柱的固有频率发生变化。分析了井下温度对钻柱轴向振动固有频率的影响，推导出了井下任意温度时钻柱轴向振动固有频率的计算公式。通过实际算例，分析了井下温度对钻柱轴向振动固有频率的影响。计算结果表明：钻柱轴向振动固有频率随着温度的升高而降低，其降低的幅度随着钻杆长度的增大而增大；当井下温度不超过200℃时，钻柱轴向固有频率的变化幅度不会超过常温下计算值的6．7％。任意温度时钻柱轴向振动固有频率与温度成近似线性关系，可以根据常温下的计算值和温度值通过一个简单的一次函数来计算。     

空气预热器的故障分析及改造

通过对兰州石化助剂厂1万t／a顺酐装置所用空气预热器的主要参数进行核算后发现,该设备存在蒸汽流量及传热面积过小,且迎风速过大等设计缺陷。重新设计制造空气预热器,采用新型的插件管排式结构,蒸汽进出预热器管线由原来的4路改为1路,并采用增加换热盘管,增大长径比的方式,延长了空气在预热器内的停留时间,使加热空气的出口温度提高了20℃,取得了良好的换热效果。     

浅论工业锅炉的热效率及锅炉节煤的现实性

综述了国内工业锅炉的现状，运用锅炉热平衡理论，论述了影响锅炉热效率的因素。介绍了采用均匀送风、二次风、热管空气预热器等节能新技术改造低效运行锅炉的新方法及提高锅炉热效率、节能降耗的现实性。