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高热通量换热器在炼厂的工业应用点击：1955 日期：[ 2014-04-26 22:43:01 ] |
| 许日 摘要:叙述了高热通量换热器的工作原理和性能特点及其在沧州炼油厂2 套催化裂化装置上应用,结果表明,热通量约为普通光管换热器的2 倍,具有传热效率高、设备投资少、占地面积小、适用范围广的优点。 关键词:换热器;节能;效益 高热通量换热器是一种高效节能设备,这种换热器已在美国、日本等国家进行了开发和应用。由北京实化传热设备技术开发公司研制的换热器在国内是首次进行工业性开发和应用的,采用了国内自行研制的高热通量管(或高热流沸腾管) ,采用烧结金属涂层法生产。该换热器于1997 年10 月在沧州炼油厂2 套催化裂化装置油浆发汽系统上进行了工业应用,经过近5 个月的运行,取得了较理想的效果。 1 高热通量换热器的原理及性能特点 该高热通量换热器管束为φ25 ×2. 5 mm ×6 000 mm 普通20 号碳钢管表面烧结多孔金属涂层,厚度约为0. 4 mm ,用铁粉和镍粉在高温真空炉中烧结而成,空隙率达40 %。由于管束表面凹凸不平,且有大量的小孔,加速液体汽化生成气泡,高热通量换热器的换热管就是充分利用了这个特点。另外,被加热介质在管表面吸热汽化生成的气泡很快进入液体介质中,由于液体介质的温度稍低于气泡的温度,气泡很快被冷凝成液体。因此,气泡生成中所吸收的热量又以冷凝热的形式传给了液体介质,因这种潜热的量大,而且传递速率又快,从而大大提高了传热速率。 高热通量换热器的特点: (1) 可大大提高沸腾给热系数,大幅度提高换热器的效率。(2) 能在较小的传热温差下强化沸腾传热过程,随着温差增大,热通量急剧上升。而光管需要在相当大的温差下才能开始沸腾传热。(3) 壳程宜用洁净介质,如软水、液态烃等。 2 高热通量换热器的应用 根据该换热器的高热通管的结构特点,要求用于洁净的重沸器、冷凝器等设备,用来强化沸腾传热,同时要求给热介质的温位较高,因此,选择了油浆换热器进行实验,该换热器的安装位置见图1 ,给受热介质的性能见表1。 产汽用水为经过软化和反渗透处理的除氧水,H - 207 为高热通管换热器,型号为:FLB700 -120 - 25 - 2 ;H - 206/ 4 为普通光管换热器,型号为:FLB700 - 135 - 40 - 2。 用入口温度较高的普通换热器同高热通量换热器比较,在使用期间做了不同负荷下的操作调整,可以看出:在同样的入口温度和流量情况下,H - 207 的热通量是H - 206/ 4 的1. 6～2. 2 倍;从H - 207 高热通量换热器使用期间的几组数据可以看出,随换热器入口温度的升高,其传热系数上升速率较快,而H - 206/ 4 普通管换热器则上升不明显;在H - 206/ 4 入口温度高,换热面积大的情况下,取热比从原来的1. 63降低到1. 00 左右,这说明其传热效率高于普通换热器。 3 技术分析 由于该高热通量换热器换热管外介质是水,管内介质为催化油浆,此时,水的导热系数为油浆的7 倍。另外,管外侧为沸腾传热,管内侧为对流传热,整个传热过程由换热管内侧控制,即热阻几乎集中在管内侧。因此,尽管管外侧采用了可提高传热系数6～7 倍于光管的微孔金属涂层技术,但传热系数因受换热管内侧控制,只提高了2 倍左右。 |
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