大型立式换热器是目前国内石油化工行业中最常用的设备之一,被广泛地应用于连续重整、重整加氢装置中。根据大型立式换热器的结构特点和技术原理,针对设备在使用过程中可能出现的问题,在制造过程中对设备的焊接等一些关键部位予以控制,使设备在制造完毕后能够正常运行。

通过对换热器中析晶垢结垢过程的传热特点与结垢机理的分析,证明了要正确描述结垢行为,必须考虑结垢过程与温度场的耦合问题。提出了考虑这一耦合作用的描述结垢过程的预测模型,通过数值积分方法可以得到换热器不同位置处在任意结垢时间的污垢热阻,与实验数据比较表明,模型预测是可靠的。

根据双管板换热器的特殊结构,介绍了用模拟管板进行胀接工艺评定的方法以及管板加工、强度胀接、管板组装、压力试验等方面的制造要点,确定了影响双管板强度胀接致密性的关键因素在于管板管孔、胀槽的同心度和槽的粗糙度以及合适的胀接参数。

胜利油田石化总厂重油催化车间气压机BJS1000冷却器接连发生小浮头螺栓断裂故障进行分析,对螺栓化学成分、断口进行了检测,综合分析了螺栓失效的原因,并进行了改进。

由于550m3/h空分设备污氮回热器通道内漏,未经冷却的高压空气在回热器中窜入低压端复热的污氮气中,造成分子筛加温污氮气中水含量严重超标,使分子筛再生不彻底,吸附效果降低,使水分进入主换热器中并冻结堵塞空气通道。通过整改,使加温污氮气直接进入电加热器加热后再对分子筛进行加温再生,以保证空分设备正常运行。

说明主换热器氮气通道被珠光砂堵塞的经过和大加温后空分设备的运行情况,介绍采用分子筛吸附器出口的干燥空气吹扫氮气通道排除故障的方法。

介绍28000m3/h内压缩流程空分设备高压板翅式换热器堵塞后的运行工况,对堵塞原因进行分析。通过单独加温高压换热器和增设便携式露点分析仪,消除了因空气增压机段间冷却器泄漏对空分设备稳定运行造成的影响。

列举换热器设计中遇到的一些问题,对如何选择换热管排列方式,如何理解管箱的热处理进行了阐述,并提出了设计膨胀节和提高壳程试验压力后中需要注意的问题。

介绍了某船用柴油机配套淡水冷却器的改进设计,对光管及两种不同型式的内插件进行了热工性能对比试验,得出了各种型式换热器的换热系数曲线和阻力曲线,并证明新型螺旋内插件在相同换热器体积下可大幅提高换热效率,解决了原有淡水冷却器体积大造价高的难题。为该淡水冷却器的改进设计开辟了新的发展方向。

阐述了管壳式换热器常见的失效形式,分析了各种失效的原因,提出了预防措施,在线检测,为生产提供了有益的借鉴。

对催化装置折流杆换热器的腐蚀状况进行了分析,指出应力腐蚀和孔蚀是破坏换热器的主要原因,并探讨了防止换热器腐蚀的一些措施。

针对U形管换热器尾部无支撑跨距大于GB 151规定的最大无支撑跨距时,U形管尾部如何支撑问题,介绍了石化装置建设工程中常用的2种结构形式,并对不同结构形式的制作过程进行了介绍,对其优缺点进行了比较。

本文通过理论分析和计算,论证了在燃气锅炉尾气利用中安装换热器的必要性和可行性。

管壳式换热器作为一种传统的标准换热设备在很多工业部门大量使用,特别在化工、石油、能源等部门占有主导地位。本文在了解管壳式换热器工作原理的基础上,提出管壳式换热器的工艺设计,同时,进一步阐述了管壳式换热器的工艺设计原理及方法研究。

为了研究纵向多螺旋流管壳式换热器壳程流体湍流流动与换热的工作机理,文中利用FLUENT软件,在壳程流体流速设定值不断改变的情况下,对纵向多螺旋流管壳式换热器壳程湍流流动与换热进行了三维数值模拟。得到了多螺旋流管壳式换热器在不同的壳程流体流速下的温度场、速度场、质点迹线图、壳程传热膜系数分布图等。根据模拟得到的结果,从多个方面对纵向多螺旋流管壳式换热器壳程湍流流动与强化传热进行了探讨。模拟结果与实验结果进行了比较,二者误差约在±11%以内,吻合良好。

结合管壳换热器的制造对现有胀管率公式进行了分析,并根据单管模型试胀实验分析了影响胀管率公式的主要因素,并在胀接概念中明确了胀接的实质,指出了胀接公式中应考虑由于金属轴向流动造成的管壁减薄量ΔS和凸台变化量ΔSW的影响。

乙烯装置TS-212粗苯反应换热器发生腐蚀失效泄漏,通过采取X射线衍射、能谱分析和扫描电镜检测等手段,全面地对换热器管束进行了失效鉴定分析,指出了TS-212发生腐蚀的主要原因是由于CO2+H2O腐蚀体系所引起的,而系统中存在氧气更加剧了这种腐蚀。其次是CO2腐蚀速率受CO2的分压、流速、温度、保护膜和溶液成分等诸多因素的影响,尤其是壳程的空泡腐蚀产生的冲刷和冲击作用也加剧了腐蚀。并提出了一系列的防治措施。

应用有限差分法对顺流及逆流管壳式换热器动态特性进行了数值预测,计算模型考虑了壳侧流动不均匀性、流体轴向扩散效应及固壁轴向导热对动态特性的影响。采用隐式差分格式进行计算,研究了当进口流量及温度同时发生扰动时换热器温度等参数的动态响应以及换热器壁面比热容和导热系数对其动态响应的影响规律。结果表明,增大比热容能够增加温度响应的上升时间,增大换热器壁面的导热系数能够提高管侧出口的平均温度。

在以锯木屑为原料进行热解过程中,冷凝用换热器经常发生严重的堵塞现象,影响生物油的收集。本文通过分析研究生物油黏度的变化特性以及冷凝用换热器列管内堵塞物质的性质,发现造成冷凝用换热器堵塞的物质是沸点在250℃左右的重组分物质俘获热解气中未分离出去的炭粒所形成的堵塞物;冷凝用换热器堵塞的原因是冷凝下来的液体物在重力作用下沿列管内壁面下落时,由于壁面冷凝作用,使生物油黏度增大同时同近壁面的堵塞物质进一步黏结在一起,使污垢层厚不断增加,最终导致列管堵塞。

分析了翅片管换热器传热及流动阻力性能的影响因素;叙述了场协同理论的基本机理,并与等流速排列方式联系起来加以分析讨论;概述了翅片管换热器研究中管间距对传热及流动阻力影响的国内外研究现状;讨论了不同翅片及基管类型结构尺寸下管间距对换热器传热及流动阻力影响的规律。在此基础上,对管束排列的研究前景进行了展望。

从工艺流程、现场结垢情况以及工艺防腐蚀措施等方面对蒸馏装置常顶系统换热器结垢的情况进行了调查和分析,并用实验室内试验模拟了换热器的工作环境,查找出了换热器结垢的原因,提出了避免频繁更换注剂和增大常顶注水量等措施与建议。

对某炼油厂柴油加氢装置高压换热器管束腐蚀泄漏的发现经过和设备状况进行了描述。对管束泄漏的原因进行了分析,认为主要是铵盐结晶造成的冲刷腐蚀。对泄漏管束进行了修复,并提出了优化生产、避免铵盐结晶的改进措施。

利用光学显微镜、扫描电镜等测试手段,从微观组织、断口形貌、应力分析等角度,分析了板式换热器开裂失效的原因。结果表明,设备的失效是在焊接时受到敏化处理,在一定条件下所产生的晶间型应力腐蚀裂纹而导致的。

复合板制螺旋折流板换热器具有结构新颖、材料特殊、制造难度大、技术要求高等特点,分析制造中出现的问题,并采取合理的制造工艺,最终解决了制造难点,各项指标均满足设计要求,通过了压力容器检验部门的检验和第三方监督的检验。

螺旋折流板式螺旋槽纹管换热器是螺旋折流板换热器的换代产品。本文对该型换热器的结构及特点进行了系统介绍。

阐述了冷却水换热器结垢和腐蚀的原因,并对其危害进行了介绍;探讨了结垢和腐蚀的处理措施,为解决冷却水换热器结垢和腐蚀问题提供了借鉴和指导。

利用商业软件FLUENT所提供的多相流模型、UDF(用户自定义函数)以及相关的数值方法,对壳管式换热器内部的汽水两相流场进行了数值模拟。结果表明,汽相主要集中在换热器上部,尤其是接近上端封头处壳侧内高温蒸气聚积严重,在顶部高温段加绝热套管后,可显著改善顶部流动,减少高温蒸气集聚,其热流率增加达13.04%,流量增加5.18%,出口蒸气体积分数降低4.34%,换热性能明显提高。研究结果将有助于对壳管式换热器内部流动的认识,并作为设计与结构优化的参考。

实验研究了水泥型号、骨料类型、骨料粒径、膨润土含量对回填材料导热系数的影响,以及膨润土含量对回填材料稠度的影响。研究发现:PO42.5水泥的导热系数稍大于PO32.5的导热系数,回填材料导热系数随砂子粒径的增大而增大,骨料为石英砂的回填材料导热系数要明显大于骨料为河砂的导热系数;同时回填材料的导热系数随膨润土含量的增加先增加后减小,回填材料的流动性随膨润土含量的增加有所降低。

对哈氏合金U形管换热器频繁出现的腐蚀断裂问题,从材质、运行工况等方面进行了分析,采取了更换材质等防腐技术措施,收到了很好效果。

考虑换热器管板胀接接头和高温拉伸实验机结构,设计了试件和实验方案,对液压胀接接头在高温条件下的拉脱力变化规律进行了实验研究。当温度在100℃内,拉脱力随温度升高显著增大、受胀管率影响较大;当温度在100℃～300℃时,拉脱力随温度升高略有降低,胀管率影响逐步变小。实验结果可为换热器管板胀接接头设计和拉脱力计算提供理论依据。