换热器的管束支撑结构发展概况

综述了管壳式换热器壳程内换热管束支撑结构的发展概况.管束支撑由传统的弓形折流板发展为多种结构形式的折流杆、整圆形孔板和螺旋折流板等,不但提高了换热器整体传热性能,而且还大大降低了壳程流动阻力.可为换热器的结构优化和性能完善提供参考.     

大管孔导流板管壳式换热器及其计算

管壳式换热器的折流板有圆缺形、碟环形等,使气体折流横过换热管流动,有其缺点。大管孔导流板是将这种板制作成一块整版,板上的管孔开大,叫大管孔导流板,即管孔直径比换热管直径大10%以上,让管隙流体全部导流从换热管外壁与大管孔的环隙间流过,使流体更趋向于紧贴换热管壁内外逆流传热。实践证明传热效果很好。还介绍了这种换热器传热系数和压力降的计算公式,很有实用价值。     

高压换热器U型换热管变形规律仿真分析

针对目前国内外U型管、壳式高压换热器管束在弯曲部分变形量大的问题,研究管、壳式高压换热器中U型换热管的变形分布规律。通过有限单元法的静力学理论分析并建立三维几何模型进行ANSYS仿真模拟计算。结果表明:管板与折流板之间、折流板与折流板之间的变形量比较小,中间变形量较大;靠近弯曲部分的折流板附近换热管的变形量指向弯曲部分呈类指数型增长;在整个U型换热管中,弯曲部位是变形量最大的部分,且变形量呈指数型增长。以上变形规律与工程实际相符合,特别是靠近弯曲部分及弯曲部分的变形量很大,已经影响到换热管的质量和使用寿命,建议在管束弯曲部分做有效支撑,防止管束弯曲部分的大变形,这对延长U换热管及其管束的使用寿命具有重要的意义。     

基于ANSYS的换热器管束振动模态分析

根据固定管板式换热器的结构特点,采用有限元法对该结构进行有限元离散,壳体、固定管板、折流板采用空问壳单元模拟、换热管采用空问梁单元模拟,分别建立了精细的有限模型和常规的简化有限元模型,对管束动态特性进行了计算。其结果对于预测换热器的振动具有十分重要的现实意义。     

换热器折流板的改进和使用

我厂在1986年大修期间,变换岗位新换上一台主热交换器。该换热器在制作过程中参照折流杆气-气换热器的优点(将壳程变换气由对流变成湍流),在折流板的死角区部份,钻31个ф6的孔,使2％的气体走近路形成强制湍流。一、改造前结构简述列管换热器内径ф1000毫米,H7320毫米,换热面积250米~2,575根ф25×2.5换热钢管,七块圆缺形折流板,折流板间距767毫米,δ=8毫米,ф994毫米。二、改造部份先将折流板与管板的管孔一次进行加工,     

管式氟塑换热器设计参数电算数模及FORTRAN程序探讨

氟塑换热器中采用聚四氟乙烯为材质的换热管束,在设计中除了要进行一般管式换热器的常规计算外,还要考虑到为数众多的管子在管板上的排列及F-4管板限胀施压加热焊接的工艺要求。为此设计了这一数模及计算程序,主要解决管数、换热面、管束内总流截面、F-4管板最小直径等相互关系的繁琐数据计算,最终得到所需的某一范围内的函数表,大大简化了设计工作。     

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。     

浮头式换热器管束的组装

从管板与折流板定位、管子的准备和穿管以及管子与管板的连接三个方面阐述了浮头式换热器管束的制造过程，并针对每一道工序提出了相应的要求。     

较薄管板换热器拉杆连接结构的设计

管壳式换热器的形式主要有固定管板式、U形管式、浮头式等,为增加换热效果,通常要设置折流板。有时为防止换热管产生过大的挠度,还要设置支持板。为了使折流板、支持板的位置得到固定,就必须采用拉杆、定距管和螺母等连接件。GB151－89第3．10．1规定了拉杆的两种形式：（1）拉杆定距管结构适用于换热管外径大于或等于19mm的管束,如图1所示;（2）拉杆与折流板点焊结构适用于换热管外径小于或等于风turn的管束,如图2所示。对第一种情况,用于拉杆固定的管板的螺孔深度L为拉杆螺纹公称直径人的1．5倍;对第二种情况,管板的拉杆孔直…     

大型三管板反应器制造工艺

对于三管板反应器,控制管板、折流板管孔加工同心和管束部分的组装顺序和质量是制造设备的关键问题.通过解决这些问题,解决了整个反应器的制造难点,顺利完成了反应器的制造任务.     

奥氏体不锈钢换热器管束裂纹分析及返修措施

管束是换热器的核心组成部件,换热管与管板的焊接是管束加工的关键工序。在奥氏体不锈钢换热器加工过程中,换热管与管板焊接时会出现裂纹,降低产品质量,缩短使用寿命。本文对不锈钢换热管管口裂纹原因进行分析,并结合分析结果给出合理的返修措施。     

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陷形折流板和双圆缺陷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。管过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衡温差变化两部分的乘积。     

花板换热器与单弓形折流板换热器对比实验研究

折流板壳程流体横向冲刷换热管时存在振动大、压力损失大和易结垢的缺点,折流杆换热器用作冷油器时壳程Re偏低,为了克服上述缺陷,研制出一种新型的花板换热器。花板换热器中壳程流体的流动方式与单弓形折流板换热器不同,壳程流体纵向冲刷换热管,具有壳程阻力较小、换热器内管子振动噪声小等特点。本文通过对花板与单弓形折流板换热器的换热和流阻性能的实验比较,得到在相同的雷诺数下,花板换热器的壳程压降仅为单弓形折流板换热器的70%—80%,以单弓形折流板换热器为参照时的花板换热器综合效益比为110%—140%。     

螺旋折流板与弓形折流板换热器性能的数值模拟

针对弓形折流板、连续螺旋折流板换热器,采用FLUENT软件,k-ε湍流模型,通过数值模拟的方法比较了4块挡板的弓形折流板换热器和4个螺旋的螺旋折流板换热器的壳程流动与换热性能。结果表明:弓形折流板换热器流动湍动程度强,换热系数更大;螺旋折流板换热器壳程流动呈螺旋状,流动阻力更小;比较单位压降换热系数,螺旋折流板换热器综合性能优于弓形折流板换热器。     

关于延长碳钢换热管束使用寿命的探讨

管壳式换热器长期作为石油化工装置中最为常见的换热器形式,但换热管的使用寿命制约了换热器整体的使用期限。大多数换热器在主要受压部件正常使用期间就已出现泄漏,导致需要堵塞部分换热管,甚至更换整个换热管束或设备。而管束一般又是换热器中重量比最大的部件。换热管束出现损坏后,不仅造成一定的经济损失,而且存在一定的质量和安全隐患。通过实践总结,分析管束的主要泄漏原因,提出优化方案和改进措施。例如,碳钢换热管经过钝化处理后,可以有效的延长换热管的使用寿命,提高设备整体的可靠性和经济性。     

螺旋折流板换热器阻力及换热性能数值模拟

为研究连续螺旋折流板换热器阻力及换热性能,采用CFD数值模拟方法,选用k-ε湍流模型,比较了螺旋折流板换热器壳程流动与换热性能,进一步研究了不同螺旋角在不同入口速度下的阻力及换热性能。结果表明:不同螺旋角的螺旋折流板换热器,随着螺旋角增大,进出口压降逐渐减小,换热系数也减小;比较螺旋折流板换热器的单位压降换热系数,为了保证换热效率,螺旋角为40°时换热器的综合性能最优。计算结果为螺旋折流板换热器的螺旋角选择提供了理论依据。     

列管式换热器管束防振问题探讨

列管式换热器管束的流体振动问题普遍存在于生产中,振动可能会造成换热器被破坏,进而影响装置的安全运行。对列管式换热器管束振动产生的原因、机理、研究现状进行了归纳和总结,讨论了旋涡脱落、湍流抖振、流体弹性不稳定性以及声共振等诱发列管式换热器振动的原因,并提出了预防振动的措施。以某煤化工项目的硫回收装置列管式换热器为实例,利用HTRI 7.0软件对管束振动进行了计算与分析,采用调整折流板间距、窗口不布管和折流板中间加支撑板等防振措施,消除了换热器的振动问题。装置投入运行后,列管式换热器无异常振动,达到了防振设计的目的。     

典型汽油加氢流程中管壳式换热器局部腐蚀的分析研究

针对某石化公司在大检修期间换热器中存在的腐蚀问题,特别是发生严重腐蚀的换热器进行宏观检测,超声波检测分析。发现换热器发生腐蚀失效的主要原因是原油中富含了氯、氮、硫等离子,形成HCl+H2S+NH3+H2O等腐蚀体系,从而导致换热管束、管板发生了严重的局部腐蚀,包括换热管束的孔蚀、管束与折流板处以及管板接口处的缝隙腐蚀。针对上述现象,本文依据现场腐蚀情况以及工艺流程,探讨了腐蚀机理以及防腐措施。     

三螺旋折流板换热器多流路通道流动与传热数值模拟

为了增加大螺旋角下单位长度换热管上螺旋折流板数量提高换热,提出三螺旋折流板导流结构,对设置三螺旋折流板后壳程流体的流动与传热进行了数值模拟,重点考察了Reynolds数Re=1391～4174时的壳程压降及对流传热系数,与设置单螺旋折流板的对比结果表明：三螺旋折流板换热器壳程对流传热系数高27.9%,JF因子高13.67%,综合传热性能更好。在此基础上运用耗散理论分析了三螺旋折流板采取不同螺旋角时对换热效率的影响,发现由传热引起的耗散率随Reynolds数变化规律与壳程对流传热系数随Reynolds数的变化规律类似,相同流量条件下螺旋角为64.8°的换热器耗散率最小。另外,中心换热管与壳壁附近换热管的传热系数比较结果显示,中心管热交换量均低于壳壁附近换热管热交换量。     

换热器各种管束支撑的结构与传热性能

管柬支撑是管壳式换热器的重要元件,改变管束支撑的的形状和结构是强化传热的重要手段,文中详细描述和分析了弓形折流板、整圆形折流板、折流杆、螺旋隔板、空心圆环、管子自支撑结构、抗振折流杆和旋流片的结构特点和传热特性,并对各种管柬支撑的传热性能比较.每一种管束支撑都有自己的特点和工作环境,其优缺点是相对的,但总的发展趋势是管束支撑物的结构加工工艺趋于简单化,传热强化和抗振功能明显提高.