2017年第6期导读

<正>本期论文广场栏目中,U形管式换热器换热管排列形式选择一文,分析了换热管不同的排列形式对换热器制造成本及换热效率的影响,指出当换热管采用正三角形布管时,选择30°正三角形排列形式的结构,可以降低换热器制造成本,提高换热效率;当换热管采用正方形布管时,为了提高换热效率,应选择45°转角正方形排列形式的结构。海洋平台间接电加热器控制系统设计、基于气柱声学模     

适合于正三角形排列布管的螺旋折流板换热器

螺旋折流板换热器中流体以螺旋运动方式冲刷管束,克服了弓形折流板换热器中蛇形流动存在的局部压力损失、流动死角以及弓形缺口处部分管束支撑跨距过大易产生共振而造成振动破坏等缺点.针对绝大多数管壳式换热器都是正三角形排列布管的特点,在1/4椭圆-扇形螺旋折流板基础上改进设计出三分椭圆螺旋折流板.三分椭圆螺旋折流板可按特定布管方式的自然间隔来分块,也可以采用1/3分区布管.此方案可以应用于几乎所有目前采用弓形折流板的正三角形排列布管的换热器场合,且管孔的定位划线和制造加工工艺容易实现.     

U形管换热器管板隔板槽面积计算

常用U形管换热器多为双管程或四管程,GB 151～1999《管壳式换热器》中给出了U形管换热器双管程管予正三角形排列和正方形排列隔板槽面积的计算公式。补充了双管程管子的另外两种排列方式以及四管程管子不同排列方式下隔板槽面积的计算公式。     

新型油气集输系统换热器设计

本文所述换热器是涉及石油工程技术领域的一种油气集输系统用换热器,它主要由耐压容器、保温填充材料、水平挡板、45°斜挡板、气体进口、气体出口、液体出口、液体进口和工型管组成,它结构简单、使用方便快捷。通过在耐压容器的内部填充保温材料,用于防止热量的损失;换热器内部换热管采用工型设计有效的提高换热效率。     

釜式蒸发器的优化设计

本文结合釜式蒸发器进行的优化设计,提出了提高换热效率的方法,通过调整换热管规格,换热面积与初步设计相比减少了77.08%,有效地降低了设备的制造成本。     

基于CFD的圆肋翅片管结构优化

应用数值模拟的方法对不同翅片角度、不同翅片间距的伞形翅片管通道的流动与换热特性进行了研究,以正方形布管时4根管所包围区域为单元流道进行计算。结果表明。在文中尺寸条件下,壳侧流体的换热性能随伞形翅片角度α的增加而增大,其中α=120°时的换热性能在几种伞形翅片管中最优,阻力损失相对较小;α=120°时,不同翅片间距的伞形翅片管中,翅片间距为16 mm的伞形翅片管的换热性能因子j较翅片间距为8 mm的伞形翅片管提高12.3%,阻力特性因子f较翅片间距为8 mm的伞形翅片管增大27.8%。对不同角度以及不同翅片间距的伞形翅片管通道换热与流动阻力特性的研究,对优化现有翅片管的结构、提高换热性能具有重要意义,并对管型选取提供依据。     

流体相对流动对套管式换热器效率的影响分析

采用效率传热单元法（ε-NTU）分析了顺流和逆流2种形式套管式换热器效率的影响因素,给出了效率计算公式和线算图。分析认为,当采用单管式换热器时,逆流连接方式的换热效率较高,当采用双程套管换热器时,顺流连接方式的换热效率较高。     

缠绕管式换热器壳程流体特性分析

缠绕管式换热器具有结构紧凑、换热效率高等优点,主要应用于食品、石油、天然气和化工行业。本文运用计算流体动力学CFD软件FLUENT对缠绕管式换热器壳程流体特性进行了计算,并对壳程流体的典型区域和截面进行了详细的分析。结果表明:在接管入口处和芯体的头部存在流动"死区",这不利于换热效率和使用寿命;入口处外层换热管上存在较大的压力,会导致流体对换热管冲蚀,缩短换热管的寿命。     

准椭圆截面折流杆式换热器及管束制造工艺

折流杆式换热器自1970年问世以来,经30多年的研究开发和工程实际应用,被认为是有前途的高效换热设备。良好的抗震性能和低的壳程阻力和高的换热效率是其显著特点。由于其管束组装难度相对较大,折流杆式及管子的外径偏差要求较严,致使制造成本较高,且因制造误差使折流杆式换热器的抗震性和换热效率降低,从而阻碍了推广应用。该文提出的准椭圆截面折流杆及管束组装工艺可有效地弥补上述不足,以促进折流杆式换热器在我国的广泛应用。     

加氢高压换热器换热效率降低的分析及措施

某加氢装置原料油与反应产物高压换热器(E1103AB)换热效率下降,导致反应加热炉负荷偏高,严重制约装置加工负荷的提高,影响物料平衡以及成品柴油调和。针对该问题,从换热器换热面积核算、换热器管程隔板脱焊、铵盐结晶等方面进行分析,采取相应措施,减缓了高压换热系统结垢,避免换热器热效率下降。     

换热器螺旋导片成形工艺试验

一、问题的提出 在化工生产过程中,设计者提出采用一种新型的换热器。它与普通换热器的主要区别是在换热管内装入螺旋导片(如图1所示),以增强换热效率。 这种换热器的制造难点是螺旋导片的成形。以兰化化工机械厂为某化工厂设计制造的螺旋导片为例(见图2),螺旋导片的结构尺寸较小,厚度薄。用材为2mm厚的1Cr18Ni9Ti钢,其导热系数大。如果     

从换热管轴向应力分析换热器布管结构

一台浮头式换热器的设计计算,由软件计算显示换热管轴向应力不合格。经过分析换热管轴向应力计算公式,找出了轴向应力不合格的原因,进而分析出换热管轴向应力与换热器布管结构间的关系,为实际工作提供基础借鉴。     

管壳式换热器壳方传热及压力降计算方法的综合评述

从很早以前就知道横过管排的流动星最有效地提高换热器中传热的方法之一。因为从物理结构来考虑,横过管排的流道反复扩大和收缩,管子下游侧(即管子的背后)边界层的分离和形成强烈的涡流,使得俊热效率较高。特别对于三角形和错列正方形排列的管束,这种效果更加明显。同样,为了这个目的,在工业换热器的设计中,经常在壳方加入折流板,用以增加流体的流动速度和湍动程度。     

凝析油处理系统能量利用方案优化研究

为了充分利用压力能,国内凝析油处理系统普遍采用多级降压闪蒸+提馏的稳定工艺,凝析油稳定会耗费大量热源,且凝析油处理系统换热形式均较为简单,换热网络不够优化,导致较多的余热资源被浪费。为了节能降耗,实现经济、绿色生产的目的,有必要对凝析油处理系统能耗进行优化,提出改造方案。以YM凝析油处理系统为例,通过对凝析油处理系统的能量利用方案进行优化研究,采用顺序换热和宽通道换热器优化后,凝析油处理系统换热效率提升较大,每年可节省燃料气成本95.4万元,1年即可收回改造成本,提高了天然气处理厂的经济效益,降低了单位产品的综合能耗。     

双管板蒸汽加热器的工程设计

以蒸汽加热器为例，介绍双管板换热器结构设计、材料选择，并对蒸汽加热器进行了管板厚度和板间距、相关零部件的连接、换热管排列方式等相关工程设计，最后对双管板蒸汽加热器的制造、检验提出要求。     

最大热效率时蛇管尺寸的确定

蛇管是最常使用的换热设备之一。当换热空间有限或换热介质呈滞流状态(此时管壳式换热器的换热系数较低)时,采用蛇管结构的优点尤为突出。蛇管结构虽然简单,但要设计出具有最大热效率时的最佳尺寸,常需经过较复杂的计算,给设计人员带来诸多不便。本文根据文献[1～3],整理出一种简便实用的计算方法。即只要已知管内流体的流速或雷诺数Re(一般根据经验数据按工况选取),就能方便地求出蛇管尺寸(D/d_i)的最佳值。     

管壳式换热器的强化传热和设计

工业生产中所用换热器的种类很多,其中管壳式换热器是目前应用最为广泛的一种。因其操作弹性大,结构坚固,能在高温、高压条件下使用,而且可供选择的结构材料范围广,适用性较强等原因,故它在工业生产中占据着主导地位。据资料表明,所有换热设备中,管壳式占整个换热器投资的50％～70％[1]。但它与一些新型高效紧凑型换热器相比,有换热效率低、设备结构不紧凑和金属消耗量大等缺点。因此,如何发挥这种换热器的优势,而又克服其缺点,是众多研究者的一个研究课题,即在换热器的设计和操作中,如何提高设备的换热能力、降低设备投资和运转费用等问题。     

聚丙烯循环气冷却器的制造与检验

换热管与管板深孔焊是换热器制造的技术难点之一。随着设备性能的逐渐提升,开始出现了要求换热管与管板深孔焊以及焊后管口倒流筒形圆角加工的换热器,这种结构制造加工困难,需要对现有设备进行改造才能够满足要求。通过管对板深孔焊机及圆角加工机的设计改造,解决了换热器制造的技术难题。     

天然气水合物钻井泥浆冷却系统研究及优化

在天然气水合物钻探中,低温泥浆可以抑制水合物分解,对钻获水合物样品十分重要。吉林大学研制的泥浆冷却系统换热器选择同轴套管式对流换热的冷却方式,载冷剂与泥浆全程逆流。在青海祁连冻土带天然气水合物科学钻探项目中,泥浆冷却系统能够快速冷却泥浆,并将泥浆温度动态维持在低温范围内,达到了设计要求,对钻获天然气水合物样品起到重要的作用。为今后能够为水合物勘探提供更加有力的技术支持,对传热机理与换热器结构进行了进一步研究,设计了三层套管式换热器,换热面积和对流换热系数均大幅度提高,经理论计算与数值模拟,新型换热器换热效率显著提高,满足设计要求所需换热长度明显降低,同时降低了泥浆冷却系统的能量消耗和设备体积。     

绕管式换热器在天然气处理装置中的应用

绕管式换热器的结构特殊,具有如下特点:能承受高压;有较高的换热效率;热补偿能力强;可同时进行多种介质的换热;容易实现大型化;结构紧凑;对管径8～12毫米的传热管,每立方米容积的传热面可达100～170 m2;对于一定数量的传热管,通过选择一定的缠绕层数,可以比较容易地分配管程和壳程流通面积;采用橇装化结构设计.由现场应用情况可知,绕管式换热器特别适用于高温、高压、宽温度范围、低换热温差的气体换热场合.