煤化工大型缠绕管式换热器的设计与制造

大型缠绕管式换热器不仅具有较好的传热性能,还同时具有对装置变负荷的适应性和运行可靠的操作特性,在我国煤炭深加工、炼油、天然气等领域的应用呈现出良好的发展前景。从煤化工大型多股流缠绕管式换热器出发,对缠绕管式换热器设计和制造的技术难点进行分析。在多股流缠绕管式换热器方面,论述了管板的不同结构形式、管板设计计算的特殊性、各管程在同一壳体内的协调性、组合式大型原料气冷却器等内容;同时对管束与管板之间的引出结构进行了讨论;结合奥氏体不锈钢材料的应变时效分析结果,给出了缠绕过程换热管正常变形率的范围;对大型缠绕管式换热器管子与管板焊接接头的射线检测,给出了可以参考的操作准则。我国已能生产换热面积超过10000 m2的大型缠绕管式换热器,在设计和制造方面积累了很多的经验,但是在缠绕管式换热器材料的多样性、大型主低温换热器的工艺设计、数值模拟技术在设计上的应用以及换热管与管板连接质量检测的量化技术等方面,我国和欧美先进国家还有一定的差距。     

多股流换热器的通道分配设计方法

通过分析板翅式换热器的传热与流动的原理,推导并获得了多股流板翅式换热器的换热及压降的计算公式。介绍了多股流换热器的传热计算数学模型,并在程序中实现了换热器的设计计算。在分析比较前人研究成果的基础上,提出了通道分配与排布的原则和相应的设计计算方法。提供了换热器横向导热控制的新思路,利用通道排布的周期性改善隔板温度的分布,再采用手段控制隔板温度的波动幅值,在一定程度下可以趋近等壁温的效果,可以有效减少横向导热。设计了用于实验的换热器试件并验证了设计的合理性。     

高效缠绕管式换热器的节能分析与工业应用

介绍了缠绕管式换热器的节能原理，利用工业应用实例对缠绕管式换热器的节能进行了分析，并根据工业实际情况，提出了采用缠绕管式换热器，可使工艺流程简洁、操作条件优化、大幅度降低能耗的观点。     

缠绕管式换热器的研究与开发

提出一种适用于逆流型缠绕管式换热器的换热工艺计算方法;应用数值模拟方法确定缠绕管束基本物理参数;通过控制进口流体速度的变化按照单股流缠绕管式换热器计算流程进行编程迭代计算;对比分析计算数据并建立低温缠绕管式换热器管束模型。研究表明:引入数值模拟方法可简化缠绕管式换热器管束的缠绕工艺过程的计算并获得换热器结构总体设计参数;可应用于建模过程并将所建模型及相应三维物理模型应用于传热工艺计算过程;可通过编程计算改变流速等参数并优化整体设计计算过程。     

多股流绕管换热器管板结构分析

多股流绕管式换热器结构特殊,目前国内外尚无这种结构的管板计算标准。分别按照GB 151和ANSYS对此管板结构进行了规范计算与有限元应力分析,利用ANSYS建立了管板结构分析有限元模型,分析了管板的应力场,明确了管板的应力分布及最大应力部位,根据应力分析结果对管板厚度进行了优化,达到了既减轻设备重量,又节约材料、降低成本的目的。     

连续重整缠绕管式换热器的研制及工业应用

过去连续重整装置的混合进料换热器都是采用全焊接板壳式或直管立式换热器,由于结构原因,一直存在传热效率低或易损坏的问题,使得装置操作费用高、影响长周期运行。介绍了一种兼具板壳式换热器和管壳式换热器优点的,在连续重整装置中首次采用的缠绕管式换热器,作为新型的混合进料换热器的设计、研制和应用情况。该设备具有优良的传热工艺性能,又具有耐高温高压、抗操作波动的特点,是连续重整装置中较为理想的高效、高可靠性的设备。     

管壳式换热器数值模拟与斜向流换热器研究

笔者从理论的角度出发,在实验的基础上,对管壳式换热器的数值模拟进行了分析,并对它的传热强化进行了阐述。     

大型管壳式换热器的设计与制造

对中国一重在大型管壳式换热器材料、结构设计、应力分析、换热管接头焊-胀技术、管板堆焊、现场组焊以及无损检测等关键技术所取得的科研成果进行了着重阐述。这些成果表明,中国一重已经发展为拥有大型换热器材料生产、设计、制造、无损检测等技术的生产企业之一。     

井字式折流环换热器制造工艺

本文主要介绍了该台设备壳体长、内径小、壁厚、折流环制造复杂及装配精度高的工艺技术,并介绍了该设备在整体热处理过程中怎样避免由于温差应力过大而使管子管板的角焊缝产生裂纹的方法。     

大型管壳式换热器设计制造技术

介绍首台国产化大型管壳式换热器的设计和制造过程,并对主要技术难点和创新点进行阐述.     

螺纹锁紧环换热器制造技术

阐述螺纹锁紧环换热器制造过程中的技术问题及加工方法.     

绕管式换热器的结构形式分析及应用前景

介绍绕管式换热器的基本结构和性能特点,综述国内外绕管式换热器中绕管的结构发展状况,重点阐述了绕管的表面形态和缠绕方式,结合国内外学者的试验和模拟研究结果,说明不同绕管换热器的技术特性,并展望绕管式换热器的应用前景。     

带夹套换热器的制造和检验

为某公司制造的带夹套固定管板换热器 ,是生产聚酯成套设备中的关键设备 ,经过对不同规格同类产品的多次制造 ,总结出了一套成熟的制造和检验工艺 ,本文以其中一台为例 ,结合产品的特点 ,重点阐述了该产品的制造工艺和检验方法     

高温高压U型折流杆换热器的制造技术

折流杆式换热器是一种壳体内的折流元件由一系列细小的折流杆组成的管壳式换热器,是为了改善常规的板式折流板换热器的流体诱导振动而设计的。折流杆与换热管之间的配合是否精密,决定了换热器管束是否能够满足设计技术要求。而对于高温高压工况下的U型折流杆换热器,在制造技术上需克服折流圈的装配、换热管消应力处理、装配精度高等相应难题。在某石化公司第二转换炉废热锅炉(E-8)制造过程中,针对以上制造难点进行了攻关,通过提高换热管的精度要求、采用模具组装法保证折流圈组对间隙、对每个规格的U型管在弯制中进行预估,并采用整体入炉热处理方法控制变形量,解决了制造过程中的加工工艺以及制造上的难题。     

苯乙烯装置中的高温换热器设计

苯乙烯装置的中间换热器在800℃以上高温下工作，介绍了引进设备的选材和结构设计，分析了引进设备结构上的缺点，同时说明国产设备在结构设计上所做的改进，提高了换热效率，简化了制造工艺，并增加了设备的整体安全性。     

几何参数对绕管式换热器传热特性影响的数值研究

通过数值模拟的方法对绕管式换热器壳侧传热进行研究,重点研究了管径、径向比、缠绕角度、轴向比、盘绕圈数对传热性能的影响。结果表明:小的管径、小的径向比、大的轴向比对传热是有利的;缠绕角度、每层不同的圈数对传热的影响很小。     

大型空分板翅换热器性能强化的逐流段设计方法

板翅式换热器是空气分离系统中实现冷凝、液化、蒸发等热量交换的关键装备,具有小温差不稳定传热、二次传热、允许阻力小、多股流物性变化激烈的显著特点。已有设计方法难以解决大型化引起的通道负荷不均、通道偏流失匀、工质流阻增加、换热效率下降问题。为此,提出了一种大型空分板翅换热器性能强化的逐流段设计方法。根据空分工艺流程,按多股流质量流速确定其流道数,沿外侧隔板正向逐通道选择可排流体,通过标准正态分布概率随机预设定初始排列,对反向有限个通道重排实现排列回溯,以累积换热负荷峰值、方差和范数为综合判据,在全通道可行排列集合中,确定多股流通道最优排列,满足了换热器大型化对通道多股流换热高均匀性的要求。在纵向传热与横向传热方向建立热平衡方程组,实现换热器多股流间单叠与复叠传热的逐流段设计,提高了长流道换热器参数的设计精度。进行换热器芯体传热与流阻性能的物理试验,比较不同翅片、不同排列的换热器芯体性能,对冷热流间相互传热的逐流段校核设计方法进行验证。所提出的方法已应用于八万等级大型化空分换热器研制。