海洋石油工藝設(shè)計手冊10-換熱和冷卻系統(tǒng)-預(yù)覽頁
【正文】 間接加熱型電加熱器 間接加熱型電加熱器為電熱元件加熱傳熱介質(zhì)（導(dǎo)熱油或水），再由導(dǎo)熱油來加熱被加熱介質(zhì)。 圖 2369 間接加熱型電加熱器 電水浴加熱器即為間接加熱型電加熱器。如在油艙等大艙中設(shè)獨立加熱盤管，一般布置在舷側(cè)壁和艙底部。 6 2．國產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)管殼式換熱器型號及表示方法 X X X X – X – X –X/X – X I（ II） 換熱管級別： I 較高級冷拔換熱管 II 普通級冷拔換熱管 管程數(shù) 換熱管長度， m / 換熱管外徑， mm 公稱換熱面積， m2 公稱壓力， MPa 公稱直徑， mm 鉤圈式浮頭 殼體型式： E單程殼體（換熱器或冷凝器） J無隔板分流殼體（或冷凝器殼體） 管箱型式： A平蓋管箱， B封頭管箱 例如： BES–600––55–3/19–2II 即為： 封頭管箱，公稱直徑 600mm，管、殼程壓力均為 ，公稱面積 55m2，普通級冷拔換熱管，外徑 19mm，管長 3m， 2 管程，單殼程的浮頭式換熱器?！妫? t t2：冷（熱）流體進、出換熱 器的溫度，℃； 2．確定換熱器的換熱面積 A A = Q （ 2332） K 3．關(guān)于 K 值 1）基本公式 總傳熱系數(shù) K 值為各項熱阻的倒數(shù)，即： K = 1 （ 2333） Ao （ 1 + ri） + rs + ( 1 + ro) Ai α i α o 式中： Ao： 管外表面積， m2； Ai： 管內(nèi)表面積 m2； α i：管內(nèi)流體的膜傳熱系數(shù)， kcal/m2℃ /kcal； rs： 管壁材料的熱阻（一般金屬管子可忽略不計）， m2℃； ro： 管外流體的結(jié)垢熱阻， m2為了傳遞一定的熱量， 當(dāng)所要求的溫差一定時，為節(jié)省傳熱面積，即降低設(shè)備尺寸，節(jié)省投資，就是通過提高總傳熱系數(shù) K 值來實現(xiàn)。 影響 K 值的另一個因素是結(jié)垢熱阻。 3）總傳熱系數(shù)參考值 在估算時，總傳熱系數(shù) K 值可參考表 2332。 4．平均溫差的確定 1）恒溫傳熱 如果換熱器的一側(cè)的流體的溫度保持恒定，另一側(cè)流體的溫度隨著流體的位置而改變。 平均溫差還可以用圖查得，見圖2370。 F 值不得小于 ，否則一方面在經(jīng)濟上不合理；另一方面當(dāng) F 值在 左右時，如果操作溫度略有變化， F 值就可能急劇降低，這樣將影響操作的穩(wěn)定性。 h對冷卻過程，管排數(shù)為 8，一般來講比重越大管排數(shù)越多；煙氣、冷卻水建議為 4。選定后的設(shè)備條件一般要使液體流速在 ~1 m/s， 氣體重量流速在 5~10kg/m2 迎風(fēng)面空氣速度太低時，影響傳熱速度，從而影響傳熱面積；太高時影響空氣壓力降，15 從而影響功率消耗。 表 2335 推薦的迎風(fēng)面積及有關(guān)參數(shù) 項目 單位 翅片 種類 管排數(shù) 2 4 6 8 10 表準(zhǔn)迎風(fēng)面速 m/s 光管面積 /迎風(fēng)面積 m2/m2 高翅 低翅 單位迎風(fēng)面的風(fēng)量 m3/(h?m2) 10000 9000 8300 單位光管面積空氣每升高 1℃ 帶走的熱量 W/(m2?℃ ) 高翅 716 428 295 低翅 623 372 258 5）高低翅片的選用 翅片面積愈大，折合到光管的空氣膜傳熱系數(shù)也愈高?！? 采用高翅片 當(dāng)管內(nèi)傳熱膜系數(shù) 1000~1800 kcal/m2℃ 采 用低翅片 當(dāng)管內(nèi)傳熱膜系數(shù) 100 kcal/m2 空氣的出口溫度可按圖 237表 2335 及表 2336 每片管束光管面積簡表試算求得。 6．儲油艙及油罐的加熱維溫系統(tǒng) 儲油艙及油罐的原油、污油、污水等的儲存和輸送，一定要保持其流動性，也就是說要求儲存溫度必須維持在析蠟點或凝點以上。實際上計算時，一般都是將最大散熱量加上平均升溫加熱量作為總的耗熱量，來確定總加熱量。℃ N：凝結(jié)的石蠟在油品中的含量， %； K：油艙總傳熱系數(shù) W/ m2 kj/kg 油品凝固點 ℃ 230?！? 左右側(cè)面 Kb W/m2其計算方法與油艙一樣。℃ 海上油罐需對罐底傳熱系數(shù)根據(jù)實際情況進行調(diào)整?！?； 四、冷換設(shè)備計算實例 1．管殼式換熱器計算實例 1）已知設(shè)計參數(shù) 熱負荷： 3280 kW 體積流量： 380 m3/h 介質(zhì)密度： 813 kg/m3 (65 ℃ ) 介質(zhì)粘度： 原油 cp (65 ℃ ), cp (82 ℃ ) 操作壓力： MPa 操作溫度： 82 ℃ 管程介質(zhì)： 熱介質(zhì) 熱介質(zhì)溫度： T1 = 150 ℃； T2 = 100 ℃ 殼程介質(zhì)： 原油 原油溫度： t1 = 65 ℃； t2 = 82 ℃ 2）計算步驟 ⑴ 平均溫差Δ T： 選擇單殼程雙管程 換熱器，則有： Δ Tm = (T1 t2) (T2 t1) = 50 ℃ ln (T1 t2) (T2 t1) P = t2 t1 = T1 t1 22 R = T1 T2 = t2 t1 由 P 和 R 得： F = 則Δ T = F Δ Tm = 47 ℃ ⑵ 總傳 熱系數(shù)?。? K = 200 W/m2℃ 。 ② 光管傳熱面積 106 104 = m2。 ⑤ 核算光管熱強度 查表 2335，單位光管面積空氣每升高 1℃ 帶走熱量 372W/m2?℃ ，現(xiàn) 145m2，溫升 47℃ ，帶走熱量 = 372 145 47 = 2535180 W，大于熱負荷 106 W，光管熱強度為2535180/145 = 17484 W/m2，與由 圖 2376 查的光管熱強度 104 W/m2接近，可以 。℃ ）一點相聯(lián)并延長交于 ΔTm 線，再水平引線與接近溫度 20℃ 曲線相交，引垂直線向下得 Δ = 64℃
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