不锈钢板翘式换热器在化工装置中的应用

点击：1865 日期：[ 2014-04-26 22:06:26 ]

不锈钢板翘式换热器在化工装置中的应用１.齐加升２.孙国（１．兰州石化公司烯烃事业部，甘肃兰州７３００６０；２．兰州石化公司橡胶厂，甘肃兰州７３００６０）摘要：板翘式换热器在碳四抽提装置脱重单元塔顶应用后，实践证明具有传热效率高、结构紧凑、经济性好、安全可靠性高等优点，建议在化工装置上推广应用。关键词：板翘式换热器化工装置节水量１板翘式换热器特征换热器是石油化工和炼油等生产中最重要的设备之一。板翘式换热器兼顾了管壳式换热器和板式换热器的优点，主要有：ａ、传热效率高。由于板翘式换热器的特殊结构，使流体在通道中形成强烈的湍流，使传热边界层不断被破坏，从而有效的降低了热阻提高了传热效率。ｂ、结构紧凑。单位体积的传热面积，通常比列管式换热器大五倍以上。如列管式换热器一般为１６０ｍ２／ｍ３左右，而板翘式换热器一般都达到１５００ｍ２／ｍ３。ｃ、经济性好。由于结构紧凑、体积小，故安装成本大为降低。ｄ、安全可靠性高。板翘式换热器采用全焊结构杜绝了泄漏，可靠性高。ｅ、板翘式换热器因流道狭小，容易引起堵塞。应选用在介质比较清洁或容易进行在线化学清洗的工位。传统板翘式换热器材料主要是铝合金，由于铝的耐腐蚀性能差、强度低、不耐高温，铝制板翅式换热器所能承受的最高压力仅为９ＭＰａ，承受最高温度３００℃。在石油化工领域的应用受到限制，主要用在一些急冷或低温工况下。进一步提高板翅式换热器使用压力、使用温度和耐腐蚀性能，较好的办法是开发不锈钢板翅式换热器。根据国外文献报道，现在钎焊工艺生产的不锈钢板翅式换热器产品的耐热极限已达到８５０℃，耐压最高达１４．０ＭＰａ。随着先进的真空钎焊技术发展，为不锈钢板翘式换热器的开发、应用创造了条件，本项目就是在传统板翘式换热器研究理论和应用成果的基础上，开发不锈钢板翘式换热器，并在兰州石化公司橡胶厂进行工业应用。２应用情况２．１确定应用工位板翅式换热器应用工位的确定应坚持两个原则，一是介质要相对清洁或所含杂质为机械杂质，管道前加过滤器就可以除去，或介质可以进行化学清洗；二是能够体现板翅式换热器的优点．基于以上两项原则，我们在对橡胶厂各生产装置进行充分分析的基础上，选定抽提装置脱重单元塔顶冷凝器为应用工位。９６年３．５×１０４ｔ改造时如果采用管壳式换热器，据当时初步设计，需要两台设备规格为￠１４００×６０００，单台设备重量在４０ｔ的换热器，设备安装平台需要重新加固，两台设备的总值将达到１００万元。故采用板式换热器，但由于板式换热器大型化会进一步降低设备的安全可靠性，且检修时板片很难紧固。故在３．５×１０４ｔ改造时上了五台板式换热器并联使用，占据了大量的安装空间，增加了安装费用，且物相介质流动是靠内部推动力，这种并联使用，因各部阻力的差别，使介质在设备内部分布不均匀，从而影响设备的整体换热效率。板式换热器在使用中的不可靠性在２００６年的大检修后的开车中，在该装置表现的更为突出，脱重六台板式换热器在开车后不到一周时间，有三台设备的板片密封垫刺开泄漏，而且反复多次。所以从上面的介绍可以知道在该工位上进行板翅式换热器的应用，能够比较好的对比出板翅式换热器高效、可靠和设备较高的性价比。２．２确定设备的结构２．２．１板翘式换热器的基本结构板翅式换热器是由翅片、隔板、封条组成，是在金属平板（隔板）上放一翅片，然后再在其上放一金属平板，两边以封条密封而组成一个通道。对每个通道进行不同方式的叠置和排列，钎焊成整体，就可得到板翅式换热器的板束。为使流体分布更加均匀，在流道的两端设置导流片，并在板束两端配置适当流体出入口封头和接管，组成完整的板翅式换热器。２．２．２确定设备结构根据确定的工位，设备的介质是两相流，物相通过冷凝发生相变，故采用逆流换热。２．３确定工艺参数板翅式换热器应用工位确定后，设备出入口的基本工艺参数，如相应温度压力下的比热、导热系数、焓、密度、黏度等，通过化工基础数据手册得到．由于本次设计的板翅式换热器所选工艺点，设备出入口物性变化较小，按照设备出入口的物性数据进行设计计算，能够满足设备的换热要求，故不再进行相应的物性计算．２．４板翅式换热器设计计算２．４．１翘片选择根据设备使用的工况条件，选平直形翘片，翘片基本尺寸见表１：３板翅式换热器的应用效果评价３．１应用情况分析板翅式换热器投用前，应用工位使用六台板式换热器，投用后效果明显，先后切出两台板式换热器．目前由于受原料的影响，该装置负荷降到７．５ｔ／ｈ，现仅有两台板式换热器和板翅式换热器一起使用，现在的这个负荷量相当于３．５×１０４ｔ／ｙ的负荷，前面我们介绍过，在这个负荷下至少需要四台板式换热器。板式换热器物相仅发生了相变，出入口温度变化很小，而板翅式换热器出入口温差平均在５℃左右，物料有过冷情况，说明设备的换热能力还有富裕。从前后考察对比的各二十天水耗量情况来看，板翅式换热器投用前二十天共消耗水量为３６９２７５ｔ，投用后２０ｄ消耗水量为３４７３４８ｔ，前后相比共节水２１９２７ｔ（２０ｄ）。这个量是以整个抽提装置计量的，在这４０ｄ中，抽提装置的负荷，工艺操作情况总体上保持稳定，所以这个节约量能够反应板翅式换热器的节能效果，考虑到这个节水量是从整个抽提装置两个时间段的耗水总量中对比出来的，我们对这个量进行了修正，７０％的节水量是板翅式换热器产生的，其余的节水量是由其他因素产生。以次计算，使用板翅式换热器后平均节水量在３２ｔ／ｈ，节水效果明显。４结束语板翅式换热器是目前在用的各类换热类设备中，换热效率最高的换热设备，随着真空钎焊技术的发展，不锈钢板翅式换热器的开发和应用得到了发展，从而使这类换热器的应用得到了进一步的扩展．就两兰目前的各类装置，也有着良好的应用前景，如碳四抽提装置、８×１０４ｔ／ｙＭＴＢＥ装置、乙烯分离装置、苯乙烯装置等都有着很好的应用前景。由此，建议在石化系统进行推广。

上一篇：空冷换热器水质诊断及腐蚀控制对策

下一篇：换热器管-----板的全位置自动氩弧焊

不锈钢板翘式换热器在化工装置中的应用

相关资讯