低温甲醇洗螺旋缠绕绕管式换热器的设计

绕管式换热器的主要优点:󰀂管程可采用多股物流与壳程的单股物流进行传热,可同时实现多个普通管式换热器的功能; 适用于大负荷物流传热;!适用于高压物流的传热。其缺点主要为检修、清理困难,所以一般用于较清洁的工艺介质。

绕管式换热器按其结构特点分为两类:管程单股物流流道型(称为单股流绕管式换热器),管程多股物流流道型(称为多股流绕管式换热器)。

中国石化集团公司曾于八.五期间进行了单股流绕管式换热器的研究开发,并在镇海炼化股份有限公司的化肥装置中进行了实验模拟件的侧线并网试验,获得成功。在此基础上根据研究成果,进行了进一步工业应用试验,并根据宁夏化工厂化肥装置增产的要求进行了新换热器的设计和制造,通过工业应用考核新换热器完全满足宁夏化工厂化肥装置工艺和增产要求。

目前,经过国内科研、设计和制造单位许多年的研究和开发,已基本掌握了绕管式换热器的工艺计算、设备设计和制造,实现了国产化。

2、工艺研究 采用工艺模拟试验和计算机对比模拟计算是开展绕管式换热器工艺研究的一种手段,通过试验和计算建立物流传热和流动模型,为设备的设计奠定基础,并通过工业应用试验验证和修正所建立的计算模型,使其工艺计算更加完善和优化。低温甲醇洗装置内绕管式换热器的工艺研究主要包括以下几部分内容:

1)低温甲醇洗多组分物料物性数据收集和计算,建立物性数据库,解决物性数据计算方法。

2)进行物流传热和阻力特性的研究和试验,提供设计依据。

3)进行传热计算,确定不同结构、几何参数对传热的影响。提供传热计算基础数据及公式,确定传热系数和传热面积。进行热∃温分析和温层分析。

4)阻力计算,确定流动阻力和压力损失。

5)进行结构数据计算,确定绕管束特性数据。包括各层管数、螺旋升角等。

6)管束振动分析,确定防止管束振动的措施。

绕管式换热器的结构尺寸主要取决于绕管束的结构尺寸,绕管束中心筒在制造中起支承作用,因而要求有一定的强度和刚度,中心筒的外径由换热管的弯曲半径决定。管束由多层螺旋缠绕的换热管组构成,每层换热管以相反的方向缠绕,每层换热管用垫条隔开,垫条厚度由工艺计算 的流体通道要求确定,并采用异型垫条控制换热 管的螺旋升角。在设计盘管时同一层使用相同长度的管子绕制,在同一管程的流道上管子应均匀布置。在多股物流时,各个通道本身应有相同的管长,同时可根据工艺要求选择各通道管子的长度,这样就大大地增加了调整各股物流传热面积的适应性和灵活性。