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高能效SHEER加氢成套技术开发及工业应用

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石油学报（石油加工） 2015年第3期31卷 657-662页

作者：彭冲方向晨曾榕辉刘涛孙士可韩龙年中国石化抚顺石油化工研究院辽宁抚顺113001

介绍高能效SHEER加氢成套技术。该技术实现了高温高压逆流传热技术、微旋流脱烃脱胺技术、非直接接触在线防除垢技术和新型反应器内构件技术的高效集成应用;开发了"部分自供热"加氢装置新型开工方法;开发了"只设反应开工炉"的加氢裂化(... 详细信息

介绍高能效SHEER加氢成套技术。该技术实现了高温高压逆流传热技术、微旋流脱烃脱胺技术、非直接接触在线防除垢技术和新型反应器内构件技术的高效集成应用;开发了"部分自供热"加氢装置新型开工方法;开发了"只设反应开工炉"的加氢裂化(改质)技术,并在某炼化公司建成一套2.0 Mt/a加氢改质装置,工程投资降低4.56%和燃料消耗降低44.85%,可为用户带来很好的经济效益和社会效益,具有很好的应用前景。

关键词：加氢裂化节能加热炉反应器内构件缠绕管换热器微旋流分离防垢除垢

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缠绕管换热器壳侧性能研究进展

化学工程 2021年第7期49卷 37-41,55页

作者：沃阳江国和顾骁勇上海海事大学商船学院上海201306

近年来缠绕管换热器在LNG气液化领域得到大量使用,文中在缠绕管换热器壳侧性能研究现状的基础上,讨论了几何结构参数对壳侧换热的影响,发现壳侧努塞尔数和压降随管外径缠绕管换热器管外径、层数增加而增大,随管间距与管径比、垫条厚度... 详细信息

近年来缠绕管换热器在LNG气液化领域得到大量使用,文中在缠绕管换热器壳侧性能研究现状的基础上,讨论了几何结构参数对壳侧换热的影响,发现壳侧努塞尔数和压降随管外径缠绕管换热器管外径、层数增加而增大,随管间距与管径比、垫条厚度增大而减小。阐述了当前缠绕管换热器数值模拟的简化方法,一方面由于缠绕管内部结构比较复杂,整体模型建模计算量大,将模型简化为最小周期性能够极大地减少模拟运算成本,另一方面采用恒壁温边界条件也能够提高计算效率,并且误差在10%以内,总结了改善换热效果的措施。目前FLNG、FSPO平台使用缠绕管换热器较多,分析了海上浮动不同工况对换热的影响。文中旨在当前的研究基础上,预测未来的发展现状,为缠绕管换热器的进一步发展提供一定的借鉴。

关键词：缠绕管换热器壳侧性能结构参数数值模拟简化方法

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无菌水机组中螺旋缠绕管换热器的特点与优势

中国食品工业 2022年第13期 74-75页

作者：张冠坤山东密友机械有限公司

工业无菌化低温灌装技术作为一种先进的饮料生产灌装技术,已被业内大型饮品生产企业所使用。生产中所采用的无菌水生产设备,几乎全部采用薄板式热交换器作为升热、预热、降温三个生产段的工艺设备,能耗较高。超大温差的流体流经设备时,... 详细信息

工业无菌化低温灌装技术作为一种先进的饮料生产灌装技术,已被业内大型饮品生产企业所使用。生产中所采用的无菌水生产设备,几乎全部采用薄板式热交换器作为升热、预热、降温三个生产段的工艺设备,能耗较高。超大温差的流体流经设备时,会产生剧烈的冷热应力冲击,使得薄板式换热器的板片发生变形、密封胶垫泄露,甚至发生严重的泄漏,无菌环境遭到破坏。螺旋缠绕管换热器是一种换热管螺旋缠绕结构的间壁式换热器,此种类型的换热器具有换热高效、耐高温、耐高压、耐冷热应力冲击的特点,不仅能够节约能耗,而且能够耐受冷热应力的破坏,可以作为薄板式换热器在无菌水灭菌机组中的有效替代者。

关键词：板式换热器间壁式换热器板式热交换器无菌环境缠绕管换热器螺旋缠绕无菌水饮料生产

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缠绕管换热器在歧化装置的应用

炼油技术与工程 2019年第2期49卷 50-53页

作者：章棋峰中国石油化工股份有限公司镇海炼化分公司浙江省宁波市315200

中国石油化工股份有限公司镇海炼化分公司1 Mt/a歧化装置在生产过程中出现了板式换热器换热效率持续下降的情况,引起加热炉炉膛温度超设计值,影响装置安全生产。为缓解加热炉生产工况,实施了一系列措施,并于2014年11月将板式换热器更换... 详细信息

中国石油化工股份有限公司镇海炼化分公司1 Mt/a歧化装置在生产过程中出现了板式换热器换热效率持续下降的情况,引起加热炉炉膛温度超设计值,影响装置安全生产。为缓解加热炉生产工况,实施了一系列措施,并于2014年11月将板式换热器更换为缠绕管换热器,缠绕管式换热器具有结构紧凑、换热效率高、泄漏点少、易清洗等优点,而且使用方便,开停工期间升温、降温速率要求比板式换热器低。

关键词：板式换热器缠绕管换热器换热效率结焦节能

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二甲苯装置能效提升优化措施及效果

石油炼制与化工 2022年第2期53卷 23-29页

作者：胡珺厉勇陈建兵高明中国石化大连石油化工研究院辽宁大连116045

芳烃联合装置的二甲苯装置主要以对二甲苯为目标产品,主要不足是装置能耗较高。以制约二甲苯装置能效提升的共性问题为切入点,优化了二甲苯装置换热流程,降低二甲苯塔再沸炉燃料气消耗;建立了新型缠绕管换热器设计计算模型,提升换热器... 详细信息

芳烃联合装置的二甲苯装置主要以对二甲苯为目标产品,主要不足是装置能耗较高。以制约二甲苯装置能效提升的共性问题为切入点,优化了二甲苯装置换热流程,降低二甲苯塔再沸炉燃料气消耗;建立了新型缠绕管换热器设计计算模型,提升换热器设计精度;同时设计了二甲苯装置低温热高效回收网络系统,显著降低了装置能耗。工业应用结果表明,改造后装置燃料气消耗量总计降低0.87 t/h,回收低温热29.56 MW,综合能耗累积降低3118.6 MJ/t,大幅提升了二甲苯装置能效,对二甲苯装置节能改造具有指导意义。

关键词：二甲苯装置热集成缠绕管换热器低温热

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缠绕管换热器在重整装置中的应用

辽宁化工 2022年第7期51卷 969-971页

作者：章磊中石油云南石化公司有限公司云南昆明653000

某石化公司连续重整装置重整进料换热器建厂时采用国产全焊接板式换热器,投用后一段时间发现板束内漏,经过两次维修均未解决板换泄漏问题,经过调研最终决定更为高效单旋缠绕管换热器,更换后运行效果良好,降低了总压差,为今后装置的平稳... 详细信息

某石化公司连续重整装置重整进料换热器建厂时采用国产全焊接板式换热器,投用后一段时间发现板束内漏,经过两次维修均未解决板换泄漏问题,经过调研最终决定更为高效单旋缠绕管换热器,更换后运行效果良好,降低了总压差,为今后装置的平稳运行提供了保障,同时降低了能耗。

关键词：重整进料换热器缠绕管换热器压降节能

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缠绕管换热器内流体流动规律及结垢特性研究

缠绕管换热器内流体流动规律及结垢特性研究

作者：郭燕妮浙江大学

学位级别：硕士

缠绕管换热器具有结构紧凑、换热效率高等特点,近年来被广泛应用于石油、空分、化工等领域。然而,由于其结构复杂、制造手段特殊、管内微观流动状态难以检测等特性,使得国内外对其研究尚未深入。为了实现高效缠绕管式换热器的设计,需要... 详细信息

缠绕管换热器具有结构紧凑、换热效率高等特点,近年来被广泛应用于石油、空分、化工等领域。然而,由于其结构复杂、制造手段特殊、管内微观流动状态难以检测等特性,使得国内外对其研究尚未深入。为了实现高效缠绕管式换热器的设计,需要对缠绕管内的流动规律及结垢规律进行深入研究。因此,本文从实验研究和数值模拟两方面入手,重点研究了缠绕管的结构参数和操作参数对管内压降、二次流及结垢的影响规律,以期为缠绕管换热器的设计优化提供指导。主要的研究内容及结果如下:1.以水为介质,实验考察了缠绕直径、缠绕角度、管径等缠绕管结构参数对压降的影响。结果表明,在流速及其他结构参数相同的情况下,缠绕直径或管径越小,缠绕管的单位长度的压降越大;不同流速区间缠绕直径和管径对压降的影响程度不同。低流速下（小于0.6 m/s时）,缠绕直径和管径对压降的影响较小;高流速下（大于0.6m/s时）,缠绕直径和管径对压降的影响显著。在本文实验条件下缠绕角度对压降的影响较小。研究发现采用统一的模型参数会使得缠绕管压降的预测模型在高压降区失准,由此提出由流动参数和缠绕管几何参数组合而成的分段特征参数ξ=（1/Re）0.5（d）0.4（D）0.2,并构建了分段式压降预测模型:△P/△L=mRe"（d/D）l（pu2/d）,当ξ＞0.001 时,m=2.8,n=-0.41,l=0.42,当ξ＜0.001时,m=3.88,n=-0.38,l=0.60。其计算值与实验值的相对偏差小于±10%。2.基于停留时间分布实验,提出了缠绕管内二次流强度的两种定量表征方法,液体停留时间分布的方差σ2越大,或缠绕管出口处轴向速度与总速度的比值S越小,表明二次流越强。利用该方法考察了缠绕直径、缠绕角度、管径等缠绕管结构参数对二次流的影响,研究发现,缠绕直径或管径越小,二次流强度越大,缠绕角度对缠绕管内流体流动无显著影响;随着流速的增加,σ2先减小、后增大再趋于平稳,对应缠绕管内依次出现的边界层作用区、二次流作用区、二次流极限区;缠绕直径或管径越小,从边界层作用区到二次流作用区的转变速度越小;在小管径的缠绕管中更易出现二次流极限区。CFD模拟结果表明,在边界层作用区S值约为1,在二次流作用区S值随管内流速增大而急剧减小。3.基于硫酸钙溶液在加热时溶解度降低会发生结晶结垢的原理,建立了缠绕管内结晶结垢过程的CFD模拟方法,考察了缠绕管结构参数和操作参数对管内结垢程度的影响。结果表明,在相同的传热面积下,缠绕直径和管径越小,越容易结垢,缠绕角度对管内结垢的影响较小;流速越大,流体对垢层的剥蚀作用越强,可以有效减少缠绕管内污垢的沉积。与直管相比,当换热面积相同且恒定壁温或恒定热流时,缠绕管内流体温度较高,结垢率更大;当换热面积和换热量相同时,缠绕管内结垢率更小。

关键词：缠绕管换热器压降停留时间分布二次流结垢

同方学位论文库评论

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同方学位论文库

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垫条对缠绕管换热器壳侧性能的影响研究

西安交通大学学报 2016年第11期50卷 14-20页

作者：文键童欣杨辉王斯民厉彦忠西安交通大学能源与动力学院西安710049 西安交通大学化学工程与技术学院西安710049

目前针对缠绕管换热器的数值模拟研究中,大多为了简化模型而省略了管层间的垫条,造成模拟结果偏离实际情况。通过CFD数值模拟,着重研究了缠绕管换热器中垫条的存在及不同的排布方式和数量对换热器壳侧的流动、传热性能的影响。计算结果... 详细信息

目前针对缠绕管换热器的数值模拟研究中,大多为了简化模型而省略了管层间的垫条,造成模拟结果偏离实际情况。通过CFD数值模拟,着重研究了缠绕管换热器中垫条的存在及不同的排布方式和数量对换热器壳侧的流动、传热性能的影响。计算结果表明,垫条的存在不仅影响流体轴向流速,并且在径向截面上更易形成涡旋而加强流体扰动。在相同进口工况下,相比无垫条模型,垫条对齐排布时Nu下降了1.6%-2.5%,换热器单位长度压降ΔPl增加了14.5%-17.0%,强化传热性能指标FP减小了5.7%-5.9%;错开排布时Nu上升了17.0%-18.1%,ΔPl增加了38.4%-39.9%,FP增加了13.7%-15.4%。两种垫条排布方式中错开排布能够在更大程度上强化壳侧的湍流,从而强化传热。当垫条数量多于12,依次为13、14、15时,对换热器壳侧的性能影响不大。所做研究为缠绕管换热器的数值模拟提供了新的思路,也为缠绕管换热器的性能优化提供了理论参考。

关键词：缠绕管换热器垫条湍流强化压降

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新型缠绕管换热器在芳烃装置的应用

科技风 2014年第9期 101-101,107页

作者：许卫东中石化股份天津分公司化工部芳烃车间天津市300271

原装置歧化反应器进出料换热器更换为新型缠绕管换热器,根据新型换热器换热能力强的特性,充分利用反应温升对进料加热,节约燃料消耗,从而达到降低装置能耗的目的。

关键词：缠绕管换热器芳烃装置能耗