螺旋折流板列管式换热器的适用条件

1 前言 自1997年中国石油抚顺石化分公司石油二厂在国内首次应用螺旋折流板列管式换热器以来,螺旋折流板列管式换热器迅速的推广到化工炼油装置,先后二十几家炼油厂,几十套装置应用了上百台螺旋折流板列管式换热器。实践证明,这是一种比传统垂直弓板折流和杆折流列管式换热器有相当优势的换代产品。但是由于螺旋折流板列管式换热器有不同的种类,因此不同使用条件应选用不同形式的螺旋折流板列管式换热器。否则会导致换热器换热效果反而不如传统垂直弓板折流列管式换热器的被动局面。     

国内外信息

经华南工学院冷、热模试验,由洛阳石化工程公司设计,抚顺市机械厂制造和荆门炼油厂进行生产试验的我国第一台炼油厂用折流杆换热器,于1987年11月7日在广州华南工学院通过了中国石化总公司和国家机械委的部级鉴定。经全国各地50余名代表鉴定后认为,该设备是成功的,一台折流杆换热器可以顶替两台原用的单弓形折流板换热器。     

高效纵向流折流板换热器

综合分析了弓形折流板换热器、折流杆换热器的优点和不足之处,在试验的基础上,提出了纵向流折流板换热器。该类型换热器既具有折流杆换热器壳程压降低、换热效率高、抗振性能好、抗结垢性能强等优点,又具有弓形折流板换热器适应性强、工作可靠、制造与组装简易等优点,是一种新型纵向流折流板结构的高效能量转换设备。     

折流杆换热器的研制

大庆石化总厂化工厂顺丁橡胶装置的E-408换热器,由于原来设计没有考虑流体流动带来的管束震动的影响,导致有的换热管被折流板剪切而减薄或者断裂。笔者建议采用折流杆换热器,消除管束震动的影响。1·折流杆换热器管束折流杆换热器也是管壳式换热器,就是换热器管束形式不一样,折     

内导流筒折流杆浮头式换热器冷凝效果研究

对内导流筒折流杆浮头式换热器中不同结构管束的冷凝传热试验研究表明 ,在适宜的气速下 ,折流杆换热器比折流板换热器壳程传热系数提高 1倍以上 ,压降降低 5 0 %左右 ,综合性能指标αo/Δps 提高 2倍以上 ,且气速愈高冷凝效果愈好 ,说明将GB 15 1所规定的内导流筒浮头式换热器的折流板管束改为折流杆管束是行之有效的。     

折流杆式双管板换热器的制造

根据双管板换热器的特殊结构(双管板+折流杆支撑板),介绍了此台换热器在制造过程中存在的工艺难点,确定影响双管板胀接强度和致密性的关键因素,利用胀接试件验证方案的可行性,进一步确定胀接参数,为管板的胀接打下基础。本台换热器为折流杆形式与一般换热器折流板形式不同,通过合理的工艺安排,克服了制造中存在的困难。     

国外动态

低压降折流杆换热器的应用折流杆换热器是一种改进的节能型管壳式换热器.它是美国菲利浦斯石油公司开发的专利技术,其设计的关键特征是由折流杆来支撑管子(见图),使壳程流体形成均匀的不受约束的湍流流动,可使整根管子表面充分传热,有效地避免死区.与弓形折流板管壳式换热器相比,具有压降小、无振动破坏问题和结垢少等特点,无需频繁地停工清洗和维修.     

美国菲利普折流杆换热器技术的评述

与传统的折流板换热器相比,菲利普折流杆换热器在结构上有所突破,它不仅彻底解决了振动问题,而且还具有压降低、效率高等许多优点,笔者就菲利普公司折流杆换热器的开发背景、试验研究、结构特点及工程应用等作了介绍和评述。     

厚壁波纹管换热器传热与阻力性能研究

论述了波纹管弓形板换热器、波纹管折流杆换热器和双壳程波纹管折流杆换热器的传热与阻力性能研究和工业应用结果,介绍了主要的管内外传热与阻力计算关联式和误差范围。     

折流杆换热器振动特性和壳程传热强化的研究

本文简述了折流杆换热器的管子振动与壳程传热强化试验。试验结果证明,杆式折流圈结构可大大减弱管子的振动磨损,同时可提高壳程给热系数和降低压力降。试验比较得出,在相同条件下,折流杆换热器的传热速率与压力降之比值(α/△p)要比普通折流板换热器的大1.5～1.7倍。     

单弓形和螺旋形折流板换热器的数值模拟及性能分析

运用CFD数值模拟方法对比了相同操作参数单弓形折流板换热器和螺旋形折流板换热器的性能,并对不同介质下两种折流板换热器壳程的流动阻力和传热效果进行分析比较.结果表明,螺旋形折流板换热器的传热性能明显优于单弓形折流板换热器,而且壳程压力损失更小.     

弓形区不排管换热器的传热强化及振动研究

本文简要介绍了弓形区不布管的单弓形折流板换热器的试验研究,试验发现其传热效率高、防振性能好、阻力降小、结构简单、成本低等特点。如单位阻力降的壳程给热系数比折流杆、盘—环折流板中央区不布管的换热器要高,比普通单弓形折流板换热器要高三倍多,特别适用于象压缩机往复脉动排气的冷却场合。     

螺旋折流板管壳式换热器壳程传热强化研究

对螺旋折流板换热器和传统的弓形折流板换热器进行了壳程传热性能和壳程的压力降的对比试验研究,测试了不同螺旋角的螺旋折流板换热器的壳程传热性能和壳程压力降,结果表明螺旋折流板换热器的螺旋流动强化了传热,且其壳程压力降比弓形折流板换热器小.     

螺旋形和单弓形折流板换热器的工程应用比较

总结了螺旋形和单弓形折流板换热器的工程应用情况,对比了操作参数和基本结构参数相同时单弓形和螺旋形折流板换热器的工作性能特点,并对壳程同一介质下两种不同形式折流板换热器壳程的流动阻力和传热效果进行分析比较.结果表明,螺旋形折流板换热器的传热性能明显比单弓形折流板换热器要好,而且能有效降低壳程压力损失.     

螺旋折流板换热器管束及管板的结构设计

文中介绍了螺旋折流板的几何形状及螺旋折流板换热器管束的结构型式,并据此说明了螺旋折流板换热器管束的设计方法.通过图示证明螺旋折流板的曲线边是一条椭圆曲线,给出螺旋折流板几何尺寸的计算方法.     

螺旋折流板换热器的发展及其结构的特点和尺寸的计算

介绍了螺旋折流板换热器的起源与发展,叙述了螺旋折流板的结构特点和尺寸的计算,用实例对弓形折流板换热器和螺旋折流板换热器进行了对比,阐述了螺旋折流板换热器的优异性能以及螺旋折流板的主要制造方法。     

一种高效壳程强化传热换热器及其工程应用

介绍了换热器壳程强化传热的研究现状;分析了弓形折流板换热器传热效率差的原因;阐述了螺旋折流板换热器壳程强化传热的原理;对螺旋折流板换热器与弓形折流板换热器的技术性能进行了对比和经济效益分析;列举了螺旋折流板换热器的工程应用实例,并指出,螺旋折流板换热器的出现使换热设备大型化成为可能。     

螺旋折流板换热器在常减压蒸馏装置中的应用

换热器的选型不仅影响到换热网络的能量回收,还会对常减压装置的长周期稳定运行产生重要影响.通过对壳程介质分别为柴油、脱前原油、常压重油、减渣急冷油和减压渣油的工艺流体进行螺旋折流板换热器（采用HelixTool程序）和弓形折流板换热器（采用HTRI 6.0软件）的工艺计算,对比发现,螺旋折流板换热器壳程的单位压力降传热系数更高.同时结合螺旋折流板换热器能够降低壳程结垢和振动风险、延长设备运行时间等自身特点,考虑了油品性质及价格因素影响,可为常减压蒸馏装置在选择合适的部位采用螺旋折流板换热器提供参考.以某厂脱前原油-初顶油气换热器为例,计算结果显示采用螺旋折流板换热器可将换热器壳径减小200 mm,重量减少约28％.可见,螺旋折流板换热器具有明显优势,既保证了工艺性能,又降低了设备投资.     

螺旋折流板换热器的研究进展

简述了螺旋折流板换热器的强化传热机理，介绍了近年来螺旋折流板换热器的发展，及几种不同螺旋折流板换热器的性能和螺旋折流板的制造工艺，简述了数值模拟技术在其研究中的应用，并对螺旋折流板换热器在工业中的应用作了简单介绍。     

不同螺旋折流板换热器壳侧流动的数值研究

采用数值模拟方法,运用大型CFD分析软件Fluent,研究了1/4椭圆螺旋折流板换热器、1/3扇形螺旋折流板换热器以及常见的1/4扇形螺旋折流板换热器壳程流体的流动特点,并与传统的弓形折流板换热器进行对比。采用Gambit软件建立模型和划分网格,采用分离变量法隐式求解,压力和速度耦合采用Simple算法。结果认为,螺旋折流板换热器的传热及阻力性能低于弓形折流板换热器,1/4椭圆螺旋折流板换热器的传热性能及压力损失最小,其次是1/4扇形螺旋折流板换热器,1/3扇形螺旋折流板换热器的壳程传热及阻力性能最高。