T型翅片管重沸器传热性能研究与工业应用.docxVIP

机械设备T 型翅片管重沸器传热性能研究与工业应用梁龙虎洛阳石油化工工程公司 (河南省洛阳市 471003)摘要 :介绍了 T 型翅片管重沸器的传热性能试验结果及其工业应用情况 。T 型翅片管重沸器与普通光管重沸器相比 ,其传热系数可提高 30 %～50 % ,而且还具有占地面积小 、投资省 、操作平稳等优点 。T 型翅片管代替光管用 于蒸汽发生器 ,也取得了较好的效果 。主题词 :重沸器 T 型 翅片管 传热 应用沸腾传热设备 (简称重沸器) 在石油化工生产装置中广泛使用 ,是生产过程中的关键设备之一 。 多年来 ,强化沸腾传热技术的研究一直是一个比 较活跃的领域 ,并且取得了一定的成果 ,有的已经在工业上应用 ,获得了较高的评价 。从 20 世纪 80 年代中期开始 ,国内外学者开始对 T 型翅片管进 行机械加工成型和强化传热性能的研究1 ,2 ,并首 先在氨空调器上进行了应用3 。近几年来 , 随着 对钢质 T 型翅片管传热性能的深入研究 , 已将 T型翅片管拓展到炼油和石油化工领域中应用 , 取 得了较好效果 ,日益受到用户青睐 。不过 ,我国目 前大多数石油化工企业所用的重沸器结构仍比较 落后 ,不仅设备庞大 ,传热效率低 , 而且操作波动 较大 ,常常成为生产中的瓶颈部位 。因此 ,开展对T 型翅片管重沸器传热性能的应用研究 , 具有现 实意义 。图 1 试验装置流程1 —蒸发器 ; 2 —试 验 管 ; 3 —热 电 偶 ; 4 —蒸 发 器 压 盖 ; 5 , 11 —压 力 表 ;6 —填料 ; 7 —顶视视镜 ; 7′—立面视镜 ; 8 —冷凝器 ; 9 —冷凝管 ;10 —冷凝器水盖 ; 12 ,12′—冷凝器视镜 ; 13 —计量罐 ; 14 —液位计 ;15 —功率表 ;16 —调压器 ;17 —转子流量计 ;18 —离心水泵试验中通过调节电压来调节热负荷 , 调节冷凝器的用水量使蒸发器处于常压蒸发 。在蒸发管 上蒸发的蒸汽经填料除去雾沫后进入冷凝器 , 冷却后变成液体 ,收集在计量罐中进行计量 ,然后回流到蒸发器 。在某一负荷下 , 数字电压表指示的 池温达到稳定时即可视为整个工况达到稳定 , 这 时记录 下 各 测 量 数 据 , 然 后 进 入 下 一 工 况 试 验 。试验介质为乙醇 。1 . 2 试验用管型结构参数试验用 T 型翅片管的管壁剖面示意图如图 2 所示 。试验用的各样管是由 Φ25 mm ×2 . 5 mm 的 普通钢管加工而成的 ,各管的几何参数见表 1 。 1 钢质 T 型翅片管的传热性能试验研究1 . 1 试验装置和方法试验装置由蒸发器 、冷凝器 、计量罐 、水泵以 及调压器 、功率表等组成 , 试验装置流程见图 1 。 试验采用电加热方式 。为了使蒸发器既能进行单 管试验又能进行管束试验 ,在蒸发器两端的管板 设计成了可堵式管孔 ,管孔按正三角形排列 ,孔间距按普通管壳式换热器的管束参数设计 , 这样就 可随意进行单管和管束试验以及 T 型翅片管与光 管的对比试验 。蒸发器的前面和顶部设计有观察 视窗 ,可以观察到试验过程中的沸腾情况和气泡 的运行轨迹 ,必要时 ,还可拍照 。收稿日期 :2000 - 12 - 13 。作者简介 :高级工程师 ,1982 年毕业于华东化工学院化学工 程专业 ,长期从事化工单元设备开发与科研管理工作 ,现任该 公司副总工程师 。第 4 期梁龙虎. T 型翅片管重沸器传热性能研究与工业应用— 21 —表 2 试验用各管壁温过热度和传热性能对比热流密度/ W·m - 215 15275 758121 212壁温过热度2 号 T 型翅片管3 号 T 型翅片管4 号 T 型翅片管1 号光管沸腾传热系数/ W·(m2·K) - 12 号 T 型翅片管3 号 T 型翅片管4 号 T 型翅片管1 号光管2 . 53 . 414 . 8511 . 056 . 385 . 859 . 4616 . 57 . 96 . 4911 . 0718 . 2图 2 T 型管的管壁剖面示意表 1 试验用各管的几何参数光管T 型翅片管管 型 1 号2 号3 号4 号有效传热长度 ( L ) / mm传热面积 ( A) / cm2 翅片间距 ( t ) / mm 平均开口度 ( a) / mm 翅片高度 ( h) / mm 隧道宽度 (2 a) / mm178 . 1137174. 81321. 00. 2151. 10. 4175 . 21331 . 30 . 3841 . 10 . 5174 . 91321 . 60 . 2711 . 10 . 76 061 . 04 443 . 43 124 . 11 371 . 211 874 .