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邻位二钾盐换热器设计任务书

时间:2017-05-18 23:29来源:毕业论文
随着现代工业的迅速发展,以能源为中心的环境、生态等问题日益加剧。世界各国在寻找新能源的同时,也更加注重了节能新途径的研发。强化传热技术的应用不但能节约能源、保护环
随着现代工业的迅速发展,以能源为中心的环境、生态等问题日益加剧。世界各国在寻找新能源的同时,也更加注重了节能新途径的研发。强化传热技术的应用不但能节约能源、保护环境,而且能大大节约投资成本。换热器由于其在化工、石油、动力和原子能等工业部门的广泛应用,使得换热器的强化传热技术一直以来受到研究人员的重视,各种研究成果不断涌现。随着经济的发展,各种不同结构和种类的换热器发展很快,新结构、新材料的换热器不断涌现。换热器又称热交换器,是一种将热流体的部分热量传递给冷流体的设备,也是实现化工生产过程中热量交换和传递不可缺少的设备。换热器既可是一种单独的设备,如加热器、冷却器和凝汽器等;也可是某一工艺设备的组成部分,如石化、煤炭工业中的余热回收装置等[1-4]。本课题主要研究对象是邻位二钾盐换热器的设计,主要以列管式换热器的设计为主了,同时也希望对列管式换热器的特点工作原理及应用情况进行设计,对目前列管式换热器的存在问题和发展趋势进行分析。8882
2 课题研究的意义
邻位二钾盐作为一种介质,而其换热器的主要形式是列管式换热器,列管式换热器又称为管壳式换热器,是以封闭在壳体中管束的壁面作为传热面的间壁式换热器,结构一般由壳体、传热管束、管板、折流板(挡板)和管箱等部件组成。目前,国内外工业生产中所用的换热设备中,管壳式换热器仍占主导地位,虽然它在换热效率、结构紧凑性和金属材料消耗等方面,不如其它新型换热设备,但它具有结构坚固,操作弹性大,适应性强,可靠程度高,选材范围广,处理能力大,能承受高温高压等特点,所以在工程中仍得到广泛应用[5-8]。
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3 国内外列管式换热器的研究进展与主要成果
3.1 国内外新型换热器的研究进展
随着新工艺、新技术、新材料的不断发展和日益严重的能源问题,开发新型、高效换热器成为工业生产领域的当务之急。这是因为换热器在国民经济和工业生产领域中对产品质量、能量利用率以及系统的经济性和可靠性起着举足轻重的作用。目前在发达的工业国家热回收率已达96%,换热设备在炼油厂中约占全部工艺设备投资的35%~40%,其中30%为各类高效紧凑式换热器、新型热管等设备。随着工业装置的大型化和高效率化,换热器也趋于大型化,并向低温差设计和低压力损失设计的方向发展。当今换热器的发展以计算流体力学CFD (Computational Fluid Dynamics )、模型化技术、传热促进技术的发展及新型换热器开发等形成了一个高技术系统[9]。其中最具有特点的新型高效换热器有3种。
第一种是焊接式板式换热器[10-11],焊接式板式换热器是利用焊接结构替代橡胶垫密封,全焊式和半焊式板式换热器的出现,消除了由于垫片材料耐温、耐腐蚀、耐压方面的限制。对于腐蚀介质使用板式换热器,近年来得到很大发展。德国与日本合作的千代田BAVARIA混合焊接板式换热器,操作压力可从真空到6MPa,操作温度200~900℃,单台换热面积F 为32000平方米。可用于气-气、气一液、液一液的换热和蒸气的冷凝。美国VICARB公司在1989年开发COMP-B LOC焊接式板式换热器,其耐压耐温达3.2MPa和300℃, 单台F为1.5~300平方米,单台板片数为25~500,冷热介质错流排列。由于克服了因垫片材料而受到温度、压力和介质的限制,同时操作参数及密封可靠性的提高,在炼油化工中得到推广应用。
其二就是Packinox换热器[12],Packinox换热器是一种所有部件都焊接且无密封圈的板式换热器。它由压力容器外壳和传热板束两部分组成,压力容器外壳承受操作介质压力,板束由数百个板片焊接而成,板片的流道设计成波纹状人字形排列,相邻板片走向相反,板片间相互交叉的波纹顶端形成接触点,用以支承冷热介质的压差。这些接触点使各流体在板间交错流动或完全逆向流动,处于湍流状态,这既保持高的传热效率又产生高剪切力,抑制了板面上污垢的形成。板束的流道截面可以根据介质性质和操作要求设计成各种当量直径和形状,板片较薄,一般选用0.3~1.2mm不锈钢(如SU5321,347SU5304L) 或有色金属板片材质。单板片面积通常在10平方米以上,单台F 一般大于800平方米时,最大已达到15000平方米。采用水下爆炸成型,其面积几乎不受限制, 爆炸成型的板片表面光滑,板壁厚度均匀,同时,由于爆炸冲击波的作用消除了相当部分的残余应力,增强了板片的抗腐蚀性能。由板片焊接组装而成的板束,固定于压力容器壳体内部的支架上,并用波纹膨胀节与壳体接管连接。Packinox 换热器具有如下特点:1、传热效率高,这是因为冷热两侧流体均有很高的膜传热系数,一般为管壳式换热器的2~3倍。流速分布均匀,既无死角,又无旁路,属纯逆流换热。2、重量轻,结构紧凑,占地少。3、压力降小,操作弹性大,无振动。4、由于换热过程中处于湍流状态,高剪切力抑制了板面上污垢的形成,结垢倾向远低于管壳换热器。5、受压外壳承受介质的压力,即使用于高温高压下操作也非常安全,壳体上没有设备法兰和管板,消除了连接失效而产生的内外泄漏。6、壳体上开有人孔,清洗维修方便。7、节省了空间,降低了制造成本,减小了企业投资。Packinox换热器自1980年由Nouvelles应用技术公司发明以来,已于1982年在法国ELF石油公司Donges炼油厂的催化重整装置投入运行,一台Pac kinox换热器可以取代四台管式换热器,其直径为1.8m,长13m,提供表面积30 0平方米,重达到45t,设计压力和温度分别为4.4MPa和535℃,其压力差为1.55MPa。Packinox换热器经过近年来的发展,结构多种多样,应用范围也从催化重整延伸到常减压蒸馏、加氢脱硫、苯乙烯及合成氨等装置,已适用于低压力损失和对于厚浆进料必须具备高度的二相流均一分散要求的场合。由于Packinox 换热器横向温差小,热回收量增加,从而能解决以前的佛瑟法和机器故障的发生、化学洗涤法的选择等问题,增加了热回收的经济性和完全逆流,从且满足了现代石油化工企业对高性能换热设备的要求。 邻位二钾盐换热器设计任务书:http://www.lwfree.cn/renwushu/20170518/7407.html
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