全焊接板式热交换器在较高犖犜犝场合的设计及应用.pdf

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1、第４２卷第６期石油化工设备Ｖｏｌ．４２Ｎｏ．６２０１３年１１月ＰＥＴＲＯＣＨＥＭＩＣＡＬＥＱＵＩＰＭＥＮＴＮｏｖ．２０１３文章编号：１０００７４６６（２０１３）０６００７８０３全焊接板式热交换器在较高犖犜犝场合的设计及应用常春梅，唐海，姚立影，姚炜莹（甘肃蓝科石化高新装备股份有限公司，甘肃兰州７３００７０）摘要：结合石化装置典型工位传热工程设计实例，对全焊接板式热交换器在传热单元数犖犜犝较高场合中的应用进行了介绍和分析。工业标定结果表明，全焊接板式热交换器是一种特别适用于较高犖犜犝场合的高效节能设备。关键词：全焊接板式热交换器；传热单元数；设计；性能测试中图分类号：ＴＥ９６５；Ｔ

2、Ｑ０５１．５文献标志码：Ｂ犱狅犻：１０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．１０００７４６６．２０１３．０６．０１９犇犲狊犻犵狀犪狀犱犃狆狆犾犻犮犪狋犻狅狀狅犳犠犲犾犱犲犱犘犾犪狋犲犎犲犪狋犈狓犮犺犪狀犵犲狉犻狀犔犪狉犵犲犖狌犿犫犲狉狅犳犎犲犪狋犜狉犪狀狊犳犲狉犝狀犻狋犲狊犆犎犃犖犌犆犺狌狀犿犲犻，犜犃犖犌犎犪犻，犢犃犗犔犻狔犻狀犵，犢犃犗犠犲犻狔犻狀犵（ＬａｎｐｅｃＴｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓＬｉｍｉｔｅｄ，Ｌａｎｚｈｏｕ７３００７０，Ｃｈｉｎａ）犃犫狊狋狉犪犮狋：Ｃｏｍｂｉｎｅｄｗｉｔｈｓｐｅｃｉｆｉｃｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，ｔｈｅａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｏｆｗｅｌｄｅｄｐｌａｔｅｈｅａｔｅｘ

3、ｃｈａｎｇｅｒｉｎｔｈｅｌａｒｇｅｐｒｏｃｅｓｓｎｕｍｂｅｒｏｆｈｅａｔｔｒａｎｓｆｅｒｕｎｉｔｅｓｗａｓｉｎｔｒｏｄｕｃｅｄａｎｄａｎａｌｙｚｅｄ．Ｔｈｅｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅｔｅｓｔｒｅｓｕｌｔｓｓｈｏｗｓｔｈａｔｔｈｅｗｅｌｄｅｄｐｌａｔｅｈｅａｔｅｘｃｈａｎｇｅｒｉｓａｎｅｎｅｒｇｙｓａｖｉｎｇｅｑｕｉｐｍｅｎｔｔｏｍｅｅｔｔｈｅｈｅａｔｔｒａｎｓｆｅｒｒｅｑｕｉｒｅｍｅｎｔｓｉｎｔｈｅｌａｒｇｅｎｕｍｂｅｒｏｆｔｒａｎｓｆｅｒｕｎｉｔｅｓ．犓犲狔狑狅狉犱狊：ｗｅｌｄｅｄｐｌａｔｅｈｅａｔｅｘｃｈａｎｇｅｒ；ｎｕｍｂｅｒｏｆｈｅａｔｔｒａｎｓｆｅｒｕｎｉｔｅｓ；ｄｅｓｉｇｎ；ｐｅ

4、ｒｆｏｒｍａｎｃｅｔｅｓｔ热交换器中的热介质的传热单元数犖犜犝ｈ为１设计条件热介质温降与对数平均温差的比值，冷介质的传热工艺冷凝液热交换器工艺参数见表１。单元数犖犜犝为冷介质温升与对数平均温差的比ｃ表１工艺冷凝液热交换器工艺设计参数［１３］值。介质传热单元数越大，说明换热介质温度变参数热侧冷侧化较大，实现换热要求的难度越大。如何进行设备介质冷凝液循环水选型，确定合理的结构、尺寸、换热流程和流动方式质量流量／ｋｇ·ｓ－１２．４１２２．５６２是实现设计要求的关键［２］。热交换器的介质传热单进口温度／℃１９１．６５６．０出口温度／℃５６．０１７８．０元数一般小于７，但是在石油化工行业、制冷空

5、调等进口压力／ＭＰａ１．３０１．３５行业中，存在较多的介质传热单元数大于１０的场允许压降／ＭＰａ０．１０．１合［１］。文中以中海壳牌石油化工有限公司南海石化污垢热阻／ｍ２·Ｋ·Ｗ－１０．０００１７０．０００１７项目的丙二醇装置工艺冷凝液热交换器为例，对全从表１可以计算得出，热侧介质犖犜犝ｈ达焊接板式热交换器在介质传热单元数较高场合中的１４．６，冷侧介质犖犜犝ｃ达１３．８，对数平均温差仅为应用进行了介绍和分析。９．３℃。冷、热介质的传热单元数均较高，且冷、热收稿日期：２０１３０７０９作者简介：常春梅（１９６７），女，陕西米脂人，教授级高级工程师，主要从事传热设备研制开发工作。第６期常

6、春梅，等：全焊接板式热交换器在较高ＮＴＵ场合的设计及应用·９７·介质间的换热推动力较小。对于可拆卸垫片式板式热交换器，一般单流程的设备犖犜犝值为５～７，通过采用２～３流程设计，２设备选型及设计可使设备犖犜犝满足表１中的介质犖犜犝设计要求，２．１设备选型但可拆卸垫片式板式热交换器设计温度一般不超过根据传热速率方程和热平衡方程可知，冷、热介１５０℃、设计压力一般不超过２．０ＭＰａ。焊接板式质一侧的设备犖犜犝定义为［１］：热交换器具有耐高压、耐高温、结构紧凑等特点，通犖犜犝ｅ，ｃ＝犓犃／（狇犿ｃ犮狆ｃ）（１）过优化设计波纹板型及合理布置流程，可在满足压［８１０］犖犜犝ｅ，ｈ＝犓犃／（狇犿ｈ犮

7、狆ｈ）（２）降要求前提条件下使其具有较高的犖犜犝。式中，犖犜犝ｅ，ｃ为冷介质一侧的设备传热单元数，２．２流程选取和设计犖犜犝ｅ，ｈ为热介质一侧的设备传热单元数；犓为热交国外设备制造商针对表１工艺条件提供的方案换器的总传热系数，Ｗ／（ｍ２·℃）；犃为总传热面是串联３台焊接板式热交换器，单台设备的冷、热侧积，ｍ２；狇为冷介质质量流量，狇为热介质质量流介质均为９个流程。但实际应用中，工艺出口温度犿ｃ犿ｈ量，ｋｇ／ｓ；犮为冷介质比定压热容，