应用导热胶泥的伴热优化系统传热特性及节能潜力数值研究

基于前期光滑外伴管伴热系统性能的研究,对应用导热胶泥进行伴热优化的系统,利用FLUENT软件对其传热特性与节能潜力进行了数值分析.伴管下置式系统中,优化前后均存在浮力诱导的层流自然对流.应用不同夹层模型的计算表明,优化后仍需保持空气夹层以减少热损失,但可将伴管上置而基本不影响伴热效果且易于施工.应用导热胶泥可使伴管与工艺管间的热阻降低50%以上,可得到更高的物料温度或降低伴热介质的需求温度及其(火用)损失,能量利用匹配程度提高,节能潜力较为显著.     

导热胶泥伴热传热特性及节能潜力研究

导热胶泥伴热是对传统伴热的一种优化,通过在伴热管与工艺管之间填充导热胶泥,把原来的线接触改变为面接触,一方面增大伴热面积,另一方面用高导热系数的导热胶泥代替低导热系数的空气,从而增大传热效率。利用FLUENT软件对导热胶泥蒸汽伴热系统的传热特性和节能潜力进行了数值模拟分析。结果表明,在伴热蒸汽温度相同时,导热胶泥伴热系统较传统伴热管伴热系统能提高工艺介质温度20~45℃左右,节能潜力较为显著。该研究结果为伴热过程的优化及工程应用提供了理论依据。     

伴热系统及外伴热管体系性能优化技术评述

伴热是抑制天然气水合物生成、油气结蜡和实现流体物料降黏储运的一种方法，其实质是通过外部热源（即伴热介质）提供热补偿从而控制物料的温度。简述了伴热技术在天然气工业等领域的应用，并根据国内外的研究发展状况，对伴热系统及外伴管体系性能优化技术进行了评述。首先对各种结构形式伴热系统的技术性能进行比较分析后发现，常用光滑外伴热管系统存在传热热阻大和调控不便等缺点。然后进一步从传热优化和控制优化角度，对外伴热管伴热系统性能优化技术进行了讨论，剖析了优化效果。结果表明，采用导热胶泥和设置智能温控装置等措施从传热和控制两方面优化了外伴热管体系的伴热性能，产生了节能潜力。基于以上分析结果，预计蒸气外伴热管伴热在未来较长时期内仍将是油气田和石化领域的主要伴热系统之一。     

把管式加热炉热效率提高到89～91%

采取扩大对流传热面积,将排烟温度降至200～250℃;利用装置内工艺废热,把炉用燃烧空气预热到100℃左右等简易措施,就有可能把管式加热炉的热效率提高到89～91%。     

提高管式加热炉处理能力的技术改造措施

针对早期建造的炼油厂和化工厂在役管式加热炉热负荷和热效率低的状况 ,提出了若干技术改造措施包括 ,增大对流管表面积以增大对流段的热负荷 ;增加辐射管的换热面积 ;修正烟囱高度 ;换用新型燃烧器 ,变自然通风为强制供风 ,以增大燃烧器的发热量 ,减小过剩空气系数 ,节省燃料 2 %～ 3% ;在对流段和烟囱之间增设空气预热器以提高空气入炉温度 ;采用高温辐射涂料增强辐射换热效果 ,从而增加热源对炉壁的辐射传热量和炉管的传热量等     

电伴热技术在原油输送中的应用与展望

电伴热是指用电能补充被伴热物体在输送工艺过程中的热损失，使流动介质温度维持在一定的工艺温度范围内。本文介绍了在原油管输过程中各种电伴热技术结构、机理及应用现状，并指出自限式电热带伴热和集肤效应伴热有着较为广阔的发展前景。     

对流与薄层蒸发对水平管束沸腾传热增强的贡献

本文采用极限扩散电流技术与传热测定相结合的方法，区分了对流与薄层蒸发对水平管束沸腾传热增强的贡献。试验结果表明，薄层蒸发传热的相对贡献随热负荷或操作压力的增大而降低，而对流传热的相对贡献则随热负荷或操作压力的增大呈增加趋势。管所处位置愈高，其薄层蒸发传热增强的相对贡献愈显著。     

氢气生产工艺、环境影响与成本（二）

<正>传统蒸汽转化炉中,主要传热机制是辐射,在对流段贡献较小（约10%）。由于辐射是效率最低的传热机制,因此可以通过增加对流在整个传热过程中的比例提高转化炉热效率。对流转化装置中,燃烧室为水平燃烧室,顶部是垂直催化管。燃烧室单燃烧器产生的热烟气沿管外壁向上流动,为反应提供对流热。反应物在充满催化剂的环形空间向下流动,反应产物在内管中向上流动进行聚集。对流传热机制份额高于传统SMR中份额,同时可显著减少二氧化碳排放。     

石油化工厂蒸汽伴热系统问题讨论

通过对鼠洛格、日挥、壳牌、埃索等国外公司与中国石化总公司关于蒸汽伴热管道规定的对比分析,提出要正确理解和执行规定。阐述了需要采用蒸汽伴热的管道,伴热管直径、根数、允许长度和袋形弯允许高度等的合理确定,以及传热胶泥的使用。还讨论了蒸汽伴热系统的配管设计中常年和冬季伴热、集中供汽与疏水、疏水阀组配管等问题。     

夹套间缩放管传热性能研究及场协同分析

利用FLUENT软件对光管和缩放管夹套间空气对流传热进行了数值模拟,结果表明:缩放管有较好的综合强化传热性能;还应用场协同理论分析了缩放管强化传热机理,发现缩放管由于收缩的变化导致空气流经凹槽前后时其速度场和温度梯度场之间的夹角较小而产生较好的协同作用,从而强化传热。最后,通过实验验证了数值模拟的可行性。     

重整加热炉非正常运行的原因分析及处理

某炼油厂的重整加热炉采用热管空气预热器预热空气,开车后空气预热器烟气温降不足原设计的三分之一,分析了烟气量、炉膛漏风量、O2含量、CO2含量等因素对加热炉效率的影响,结果表明:加热炉系统漏风是根本原因.采用(1)调整烟道挡板以调节炉膛内的负压;(2)修补炉膛的漏点;(3)控制烟气出口的氧质量分数在4%以下这三种措施后,热管空气预热器的性能得到了保证,加热炉的运行效率得到了提高.     

水热媒余热回收系统热平衡影响因素分析

水热媒余热回收装置平稳运行的关键是系统应处于热平衡状态。为分析影响系统热平衡的主要因素,以某延迟焦化加热炉水热媒系统为例,考察了热媒水流量、燃料单耗、空气用量和热媒水进烟气换热器温度等参数对系统热平衡的影响。结果表明,热媒水流量、燃料单耗及空气用量均是影响系统热平衡的重要因素,系统设计时应根据加热炉实际运行情况,确定合适的燃料单耗和空气用量作为设计基础。     

硫磺回收废热锅炉损坏原因及修复措施

通过对中国石油天然气股份有限公司独山子石化分公司炼油厂硫磺回收装置废热锅炉的设计和操作情况进行综合分析,发现该废热锅炉设计结构不合理,生产操作也有不当。当中心管末端调节阀开大时,中心管损坏原因主要为高温氧化;当中心管末端调节阀或开度较小或关闭时主要为硫酸露点腐蚀和湿硫化氢应力腐蚀开裂。针对不同的腐蚀原因采取了相应的改进措施,目前使用情况良好。     

分离式热管换热器最佳工作状态的研究

基于对分离式热管加热段管内流动传热的理论分析，建立了由加热段管内环膜烧干点位置确定分离式热管最小充液量的理论计算模型，并经实验证实了其正确性。通过对分离式热管管内汽水动力循环的分析，探讨了分离式热管的最佳工作状态及其最佳充液量，提出了逐排计算分离式热管换热器充液量的方法，为设计与应用提供了依据。     

加氢裂化空冷管束流动传热的耦合模拟

为研究加氢裂化空冷管道内流动场和温度场分布规律,在流动传热耦合分析的基础上,结合高雷诺数k-ε湍流模型和热对流传导模型,采用有限元方法数值模拟空冷管道内湍流流动与对流传热过程。研究结果表明:管道壁面处存在速度边界层和温度边界层,有着较大的速度梯度和温度梯度;衬管后存在回流区域,最大回流长度为4.8 mm;流体温度随管道长度呈近线性递减趋势,在同一截面处流体温差较小;流体出口温度随管径减小而减小,随流速的增大而增大。     

椭圆重力热管空气预热器的研究与应用

研制的椭圆重力热管空气预热器具有优良的传热与空气动力学特性，已应用于石油化工厂常减压加热炉的余热回收系统，使加热炉热效率达到９０％以上。     

环形掺热水集输系统优化设计及分析

针对单、双管环形掺热水集油流程,给出了系统的水力、热力参数,包括流量、含水率、压力、温度、比热等的计算方法,以系统的热耗、电耗及投资为目标,以压力、温度、管径取值范围为约束条件,建立了系统参数多目标优化数学模型,并给出了求解方法。结合实例分析,指出：双管环形集油流程的掺水管线较长,导致系统投资、系统电耗较大;单管环形集油流程在环上掺水较集中,导致系统热耗较大。按本文建立的目标函数,经优化得出,双管环形集油流程较优。