翅片管式换热器
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板壳式换热器在重整装置的应用情况点击：1946 日期：[ 2014-04-26 22:14:07 ] |
| 板壳式换热器在重整装置的应用情况 庄 皓 (炼油二部) 摘要：分别介绍了管壳式换热器和板壳式换热器的结构及其使用特点，以及这两种换热器在广州石化重整装置中的应用情况。使用板壳式换热器后，降低了装置能耗，减少了操作费用，效果良好。 关键词：重整装置 管壳式 换热器板壳式 换热器 应用 广州石化重整装置采用美国UOP公司连续重整的专利技术，包括石脑油加氢、重整、催化剂再生、液氮和贮氢五个工艺过程。在整个重整装置中，重整反应一再生系统是工艺最复杂，也是最重要的系统。而作为系统中的关键设备——重整进料／反应馏出物换热器30一E一1关系到重整装置的“安、稳、长”运行和节能增效工作的开展。本文分别介绍了管壳式换热器和板壳式换热器在重整装置中的应用，并对两种换热器的使用进行了对比。 l 管壳式换热器的结构及应用 重整装置30一E一1于1990年投用，结构形式为管壳式，共2 176根无缝管，管长12．19 m，规格为619．4 mm×2．1 mm，材质A213T11，筒体外径61 448 mm，材质ASTM A387—11CL-2，换热面积1 565．7 m 。设备高16 000 mm，重47 t，为意大利进口。 30一E一1为单边固定管板式结构，其结构见图1。固定管板与管箱1、上壳体13焊接为一体；浮动管板通过钩圈4与浮头锥体5相连，由局部视图Ⅱ可知：钩圈外径大于下壳体内径。所以只有在拆除外部的管件、法兰等活连接后，再从钩圈处去掉浮头锥体，管束才可以和管箱、上壳体一起从下壳体2中抽出，从而完成上下壳体的分离。 管壳式换热器具有承高压及耐高温、密封性能好、安全可靠等优点，在20世纪80年代和90年代初为重整装置进料／反应馏出物换热器的标准配备产品。但经过l0多年的使用，至2002年重整装置大检修时30一E一1堵管达20余根，管束胀口平面出现大面积微漏。换热效率已逐年下降，在重整进料性质未发生太大变化的情况下，30一E一1换热能力明显下降，冷流出口温度只有378℃，迫使热负荷向重整进料加热炉30一H一1转移，使30一H一1超负荷运行，对安全生产造成严重影响。 而且，由于管束胀口平面大面积微漏，使少量重整进料直接进入重整汽油中，影响重整汽油辛烷值及氢气产率。而随着国内外石油化学工业技术的发展以及对装置增效节能要求的提高，管壳式换热器占地面积大、重量大、投资大及能耗高、换热效率低、压降大的缺点越来越不适应炼油化工企业的需要，换热器的更新换代迫在眉睫。 2 板壳式换热器的结构及应用 2．1 结构及特点 板壳式换热器具有换热效率高、端部温差小、压降低、节省占地面积、节约工程及设备安装费用、节省装置操作费用等优点，适合炼油、化工等领域大型化生产装置的使用要求。板壳式换热器有以下几个特点： a．采用波纹板片作为传热元件，板束板片间采用先进的专用程控自动氩弧焊焊机进行焊接，全焊接式板束装在压力壳内。板束结构见图2。波纹板片具有静搅拌作用，能在很低的雷诺数下形成湍流，且污垢系数低，传热效率是管壳式换热器的2～3倍。在气、液两相(两相流)的应用场合当中，克服了管壳式换热器由于介质折流“翻转”造成的气、液两相分离的缺点。静搅拌作用还大大降低了结垢，从而使设备的维护和清扫(如果需要的话)非常方便。 b．板壳式换热器板束装在压力壳内，提高了板壳式换热器的安全可靠性。 C．纯逆流换热，与管壳式换热器相比，冷端及热端温差小，可以多回收热量，从而可大大节约装置的操作费用。 d．与管壳式换热器相比结构紧凑，大大节约设备安装空间及安装成本。 2．2 重整装置板壳式换热器的特性 广州石化重整装置板壳式换热器30．E．1于2004年立项，根据30．E一1的工艺参数(见表1)、进料组成及性质，选用了兰州石油机械研究所与中国石化北京设计院共同研制开发的大型板壳式换热器。 重整装置板壳式换热器的结构见图3。 该换热器高13 500 mm，外径l 500 mm，重32 t，换热面积l 520 m ，板束板宽l 000 mm，总长12 000 mm。板束是由0．8 mm不锈钢薄板压制成型后的板片叠合而成。首先组焊两块成型好的板片两侧纵向长焊缝(长度一般为6～10 m)，称为板管。再将板管叠合组成板束，在板束的两端焊接板管与板管间的横焊缝。最后将板束与分隔连接板焊接安装在壳体中，冷流由设备底部进入板束板程，由设备顶部流出；热流由设备上侧开口进入板束壳程，由设备下侧开口流出，两流体在板束中呈全逆流换热。同时，为解决热膨胀问题，在板束上下两端设置膨胀节。设备筒体、管板、膨胀节以及接管的材质均为0Crl8Nil0Ti，封头材质为20R，板片材质为321。 2．3 应用情况 重整进料／反应馏出物换热器3O．E—l于2005年6月装置大修时实施，7月装置开工时投用，于2005年8月15日至19日9：00时对3O—E—l进行了96 h的标定，标定数据见表2。标定结果达到设计要求，改造达预期效果。 投用至今，3O．E．1设备运行情况良好，各操作参数符合工艺指标要求，3O．E—l的出口温度较改造前提高5O多度，降低了3O．H．1的热负荷，消除了3O—H—l超负荷运行的安全隐患，满足了装置满负荷安全生产的需要，保证了重整高标号汽油组分的生产，同时可适当提高重整单元处理量，增加重整汽油产量，并且可减少燃料气(3O—H一1)消耗，降低装置能耗。 3 结语 板壳式换热器在广州石化重整装置的使用，大大降低了装置能耗、减少了操作费用，效果良好，是目前国际上先进的高效、节能型换热设备。在国外，2O世纪8O年代就开始使用板壳式换热器，目前更是成为炼油厂催化重整、加氢及芳烃装置的标准设备，并在亚洲、美洲及欧洲的炼油装置中得以广泛使用。 参考文献 1 潘卫锋，李怀亮．重整装置立式换热器的检修．石油化工设备技术，2005，26(2)：53～55 |
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