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波纹管热交换器在合成碱生产中的应用情况

* 来源: * 作者: * 发表时间: 2020-06-27 0:51:32 * 浏览: 6
lt,DIVgt,lt,FONTnbspface = Verdanagt,nbsp摘要:从华昌化工有限公司生产开始,制冰机超压跳闸导致冷凝器的热交换效果差,循环水浪费严重,各个换热器各方面的性能经过比较和计算,确定选用波纹管换热器进行节能改造,达到安全,增产,节能,节水的目的。 lt,/ FONTgt,lt,/ DIVgt,lt,DIVgt,lt,/ DIVgt,lt,DIVgt,lt,FONTnbspface = Verdanagt,nbsp关键字:波纹管换热器nbsp氨制冷nbsp节能lt,/ FONTgt,lt,/ DIVgt ,lt,DIVgt,lt,/ DIVgt,lt,DIVgt,lt,FONTnbspface = Verdanagt,nbsp江苏华昌化工有限公司。氨厂的制冷系统原为管式热交换器,其冷凝面积为nbsp6nbsp单位为nbsp410m2 / unit,nbsp4nbsp单位的冷凝面积为nbsp295m2 / unit。由于换热器内水分布不均匀,水侧结垢严重,进出水温差仅为nbsp1-2.5℃。在2000年扩展到120kt / anbsp后,完全打开了10nbsp的氨冷凝器。在夏季,制冰机压力通常过高,行程严重,影响了碱生产的正常运行。因此,必须对氨冷凝器进行改造。 lt,/ FONTgt,lt,/ DIVgt,lt,DIVgt,lt,/ DIVgt,lt,DIVgt,lt,FONTnbspface = Verdanagt,nbsp1nbsp换热器修改计划确定lt,/ FONTgt,lt,/ DIVgt,lt,DIVgt,Lt / DIVgt,lt,DIVgt,lt,FONTnbspface = Verdanagt,nbsp,涉及管,板,波纹管换热器等的传热效率,结构,节能,节水,污垢清洁和输入等方面。在对三种类型的热交换器进行全面比较之后,决定选择波纹管卧式热交换器。 lt,/ FONTgt,lt,/ DIVgt,lt,DIVgt,lt,/ DIVgt,lt,DIVgt,lt,FONTnbspface = Verdanagt,nbsp波纹管换热器特征如下:lt,/ FONTgt,lt,/ DIVgt,lt, DIVgt,lt,/ DIVgt,lt,DIVgt,lt,FONTnbspface = Verdanagt,nbsp(1)强大的传热能力lt,/ FONTgt,lt,/ DIVgt,lt,DIVgt,lt,/ DIVgt,lt,DIVgt,lt, FONTnbspface = Verdanagt,由于传热的波纹形状,管的内部和外部流动通道的横截面连续突然变化,从而导致流体流动,该流动始终处于高度湍流状态,从而难以形成层状底层,有效克服了对流换热的主要热阻。同时加强了管内外的传热,因此传热系数高。同时,换热管壁非常薄(0.8nbspmm),大大降低了管壁的热阻,进一步加强了对流换热。 lt,/ FONTgt,lt,/ DIVgt,lt,DIVgt,lt,/ DIVgt,lt,DIVgt,lt,FONTnbspface = Verdanagt,nbsp气氨与水之间的热传递,一方面,湍流使对流热传热系数低加强了管内的传热。另一方面,由于波纹管曲率的连续变化,管外壁上的凝结水可以迅速形成液滴并掉落,消除了薄膜状的凝结耐热性,并增强了冷凝水的传热。管外的氨气,使总的传热系数大大提高。 lt,/ FONTgt,lt,/ DIVgt,lt,DIVgt,lt,/ DIVgt,lt,DIVgt,lt,FONTnbspface = Verdanagt,nbsp(2)具有自然的防垢,自然的除垢特性lt,/ FONTgt,lt,/ DIVgt ,lt,DIVgt,lt,/ DIVgt,lt,DIVgt,lt,FONTnbspface = Verdanagt,nbsp流动通道中流体的高度湍流特性使循环水中的颗粒难以沉积垢,即使很小由于波纹管,会产生大量的水垢。管壳的温差应力会导致应变。这种应变使具有弹性特性的波纹管的曲率在微观上发生变化,从而使附着在其上的水垢膜破裂并脱落。 lt,/ FONTgt,lt,/ DIVgt,lt,DIVgt,lt,/ DIVgt,lt,DIVgt,lt,FONTnbspface = Verdanagt,nbsp(3)阻力下降lt,/ FONTgt,lt,/ DIVgt,lt,DIVgt,Lt,/ DIVgt,lt,DIVgt,lt,FONTnbspface = Verdanagt,nbsp因为在波纹管的内部和外部流动的层状底层极薄,流体流动的剪切力很小。 lt,/ FONTgt,lt,/ DIVgt,lt,DIVgt,lt,/ DIVgt,lt,DIVgt,lt,FONTnbspface = Verdanagt,nbsp(4)强压力能力,高安全系数lt,/ FONTgt,lt,/ DIVgt, Lt,DIVgt,lt,/ DIVgt,lt,DIVgt,lt,FONTnbspface = Verdanagt,nbsp波纹管的壁厚很薄(0.8mm),但是承压能力很强,其爆破压力达到nbsp8MPa,工作压力允许为4MPa,制冰机氨冷却器的实际工作压力为nbsp1.6MPa。因此,安全系数非常高,因此可用于制冰机的氨冷却器。波纹管的材料为nbsp316L,对氯化物的腐蚀更耐,可以更好地解决循环水使用中不锈钢设备的腐蚀问题。 lt,/ FONTgt,lt,/ DIVgt,lt,DIVgt,lt,/ DIVgt,lt,DIVgt,lt,FONTnbspface = Verdanagt,nbsp2nbsp波纹管热交换器lt,/ FONTgt,lt,/ DIVgt,lt,DIVgt, lt,/ DIVgt,lt,DIVgt,lt,FONTnbspface = Verdanagt,nbsp2.1nbsp确定氨冷凝器热负荷lt,/ FONTgt,lt,/ DIVgt,lt,DIVgt,lt,/ DIVgt,lt,DIVgt,lt,FONTnbspface = Verdanagt,nbsp,我公司生产4台制冰机,其中1台大型(LC25A440Z)和3nbsp小型(LG20A200Z)全容量制冰机。现在我们可以计算出符合实际产量的氨气循环量。表1是制冰机氨冷凝器改造前后的10天随机运行条件。 lt,/ FONTgt,lt,/ DIVgt,lt,DIVgt,lt,/ DIVgt,lt,DIVgt,lt,FONTnbspface = Verdanagt,nbsp2.2测定氨循环量lt,/ FONTgt,lt,/ DIVgt,lt,DIVgt ,Lt,/ DIVgt,lt,DIVgt,lt,FONTnbspface = Verdanagt,nbsp公司的螺旋制冰机在工作条件下的吸力系数为0.817,大型制冰机的理论抽气量为nbsp2160m3 / h,小型制冰机的原理抽水能力为nbsp1086m3 / h。 lt,BRgt,nbsp氨循环:lt,/ FONTgt,lt,/ DIVgt,lt,DIVgt,lt,/ DIVgt,lt,DIVgt,lt,FONTnbspface = Verdanagt,nbspGnbsp =(2160 + 1086×3)×0.817 /0.28 lt,BRgt,nbsp = 15808.95nbspkg / hlt,/FONTgt,lt,/DIVgt,lt,DIVgt,lt,/DIVgt,lt,DIVgt,lt,FONTnbspface=Verdanagt,nbsp2.3nbsp lt,/ FONTgt,lt,/ DIVgt ,lt,DIVgt,lt,/ DIVgt,lt,DIVgt,lt,FONTnbspface = Verdanagt,nbsp(1)蒸发:t1 = 0°C nbspP1 = 0.34nbspMPalt,/ FONTgt,lt,/ DIVgt,lt,DIVgt,lt, /DIVgt、lt、DIVgt、lt、FONTnbspface=Verdanagt、nbsp:i1=1681.92nbspkJ/kglt、/FONTgt、lt、/DIVgt、lt、DIVgt、lt、/DIVgt、lt、DIVgt、lt、FONTnbspface=Verdanagt (2)制冰机入口:t1 = 0°C nbspP1 = 0.34nbspMPalt,/ FONTgt,lt,/ DIVgt,lt,DIVgt,lt,/ DIVgt,lt,DIVgt,lt,FONTnbspface = Verdanagt,nbsp检查nbspP1气氨nbspCp = 11.22nbspkcal / kmol·℃,然后:lt,BRgt,nbspi2 = 1681.92 + 1×11.22×4.18 / 17lt,BRgt,nbsp = 1684.68nbspkJ / kglt,/ FONTgt,lt,/ DIVgt,lt,DIVgt,lt,/ DIVgt,lt,DIVgt,lt,FONTnbspface = Verdanagt,nbsp(3)制冰机出口t:P3 = 1.46nbspMPalt,/ FONTgt,lt,/ DIVgt,lt,DIVgt,lt,/ DIVgt,Lt,DIVgt,lt,FONTnbspface = Verdanagt,nbsp根据nbspT3 = T2×(P3 / P2)计算出口温​​度nbspT3 (k-1)/ k,取lt,BRgt,nbsp气氨nbspK = 1.25。 lt,BRgt,nbspT3nbsp =(273 + 1)×(1.46 / 0.34)0.25 / 1.25lt,BRgt,nbsp = 93.6℃lt,BRgt,nbsp检查nbspP3气体氨nbspCp = 13.94nbspkcal / kmol·℃,温度nbsp35。气体在7°C时的焓为nbsp1707.1nbspkJ / kg,然后:lt,BRgt,nbspi3nbsp = 1707.1 +(93.6-35.7)×13.94×4.18 / 17lt,BRgt,nbsp = 1905.56nbspkJ / kglt,/ FONTgt,lt ,/ DIVgt,lt,DIVgt,lt,/ DIVgt,lt,DIVgt,lt,FONTnbspface = Verdanagt,nbsp(4)氨水冷凝器出口:t4 = 30℃nbspP4 = 1.46nbspMPalt,/ FONTgt,lt,/ DIVgt,lt, DIVgt,lt,/ DIVgt,lt,DIVgt,lt,FONTnbspface = Verdanagt,nbsp:i4 = 559.62nbspkJ / kglt,BRgt,nbsp2.4nbsp冷却能力,压缩功和冷凝热负荷冷却能力:lt,BRgt,nbspq = G (i2-i4)nbsp = 15808.95×(1684.68-559.62)lt,BRgt,nbsp = 17786017.29nbspkJ / hlt,BRgt,nbsp压缩功:lt,BRgt,nbspW = G(i3-i2)= 15808.95×(1905.56- 1684.68) )lt,BRgt,nbsp = 3491880.88nbspkJ / hlt,BRgt,nbsp冷凝热负荷:Q = q + W = 21277898.17nbspkJ / hlt,/ FONTgt,lt,/ DIVgt,lt,DIVgt,lt,/ DIVgt,lt,DIVgt ,lt,FONTnbspface = Verdanagt,nbsp2.5nbsp氨冷凝器的热交换面积lt,/ FONTgt,lt,/ DIVgt,lt,DIVgt,lt,/ DIVgt,lt,DIVgt,lt,FONTnbspface = Verdanagt,nbsp波纹当将管式热交换器用作在氨冷凝器中,应考虑到气相冷却和冷凝的两个热交换过程,它们比纯液相热交换过程的传热系数小得多,通常在nbsp400-1000nbspW / m2·范围内。 ℃,我们使用nbsp500W / m2·℃。 lt,/ FONTgt,lt,/ DIVgt,lt,DIVgt,lt,/ DIVgt,lt,DIVgt,lt,FONTnbspface = Verdanagt,nbsp平均温度:Δtm= [85-34-(30-29)] / [ln( 85-34)/(30-29)] = 12.7℃lt,BRgt,nbsp传热面积:A = Q /KΔtm= 21277898.17 /(500×3.6×12.7)= 930nbspm2lt,/ FONTgt,lt,/ DIVgt,lt ,DIVgt,lt,/ DIVgt,lt,DIVgt,lt,FONTnbspface = Verdanagt,nbsp考虑了诸如设备制造,设备布局以及气体和水的体积分布等因素,我们选择了直径为nbsp1400nbspmm的nbsp2nbsp和a波纹管氨冷凝器nbsp500nbspm2的热交换面积。 lt,BRgt,nbsp3nbsp应用程序效果lt,/ FONTgt,lt,/ DIVgt,lt,DIVgt,lt,/ DIVgt,lt,DIVgt,lt,FONTnbspface = Verdanagt,nbsp3.1 nbsp性能指标lt,/ FONTgt,lt,/ DIVgt,Lt,DIVgt,lt,/ DIVgt,lt,DIVgt,lt,FONTnbspface = Verdanagt,nbsp的计算结果如表2所示。lt,BRgt,nbsp表2改性前后lt,BRgt前后氨冷凝器性能指标的比较,nbsplt,BRgt,nbsp 3.2 nbsp增加了产量lt,/ FONTgt,lt,/ DIVgt,lt,DIVgt,lt,/ DIVgt,lt,DIVgt,lt,FONTnbspface = Verdanagt,冷却能力提高了nbsp228.6nbspMJ / h nbsp改造前后,需要冷却lt,BRgt的氯化铵吨,其数量按nbsp961.4nbspMJ / tnbsp计算,则增加的冷却能力可产生氯化铵nbsp1lt,BRgt,nbsp883nbspt / a。 lt,BRgt,nbsp氯化铵的计算方法为nbsp300nbsp元/ tnbsp,可增加收入565nbsp万元。 lt,BRgt,nbsp 3.3 nbsp的节水和节电lt,/ FONTgt,lt,/ DIVgt,lt,DIVgt,lt,/ DIVgt,lt,DIVgt,lt,FONTnbspface = Verdanagt,nbsp(1)节水lt,/ FONTgt ,lt,/ DIVgt,lt,DIVgt,lt,/ DIVgt,lt,DIVgt,lt,FONTnbspface = Verdanagt,nbsp冷水消耗量:lt,/ FONTgt,lt,/ DIVgt,lt,DIVgt,lt,/ DIVgt,lt ,DIVgt,lt,FONTnbspface = Verdanagt,nbspV = Q / [4186.8×(t2-t1)] lt,BRgt,nbspVnbsp转换前nbsp = 2032nbspm3 / h,Vnbsp转换后nbsp = 1018nbspm3 / hlt,BRgt,nbsp节水: ΔV= 2032-1018 = 1014nbspm3 / hlt,BRgt,nbsp循环水按nbsp0.07nbsp元/ m3计算,年节水费为nbsp56.2nbsp万元。 lt,BRgt,nbsp(2)节电lt,/ FONTgt,lt,/ DIVgt,lt,DIVgt,lt,/ DIVgt,lt,DIVgt,lt,FONTnbspface = Verdanagt,nbsp压缩功率降低:lt,/ FONTgt,lt ,/ DIVgt,lt,DIVgt,lt,/ DIVgt,lt,DIVgt,lt,FONTnbspface = Verdanagt,nbspΔW= 3674.3-3491.9lt,BRgt,nbsp = 182.4nbspMJ / h = 50.6nbspkW / hlt,BRgt,nbsp电到nbsp0 .32nbsp元/ kWhnbsp计,则节省电费nbsp12.8nbsp万元。 lt,/ FONTgt,lt,/ DIVgt,lt,DIVgt,lt,/ DIVgt,lt,DIVgt,lt,FONTnbspface = Verdanagt,nbsp波纹管换热器于2001年6月投入生产,各种生产过程指示器均符合设计要求。与原来的管式换热器相比,换热效果大大提高,系统的工作压力降低了0.09 MPa,投资增加,年节水,电和多产氯化铵的总价值为人民币12555万。它还保证了生产需要满负荷安全运行,并且综合效益明显。简而言之,波纹管换热器是化工生产中更好的节能设备。 lt,/ FONTgt,lt,/ DIVgt,lt,DIVgt,lt,/ DIVgt,lt,DIVgt,lt,FONTnbspface = Verdanagt,nbsp关于作者nbsp曲国忠,1967年出生,毕业于南京化工学院,工程师江苏华昌化工股份有限公司股份有限公司副总工程师。从事化肥和纯碱生产的技术管理和技术改造,主持完成了多项技术改造和扩能项目。 nbsplt,BRgt,lt,BRgt,nbsp文章来自:中国热交换网lt,/ FONTgt,lt,/ DIVgt,