海洋石油工藝設計手冊10-換熱和冷卻系統(tǒng)(編輯修改稿)
2024-12-09 15:51 本頁面
【文章內容簡介】 2332。 8 表 2332 管式換熱器總傳熱系數參考值 換熱介質 總傳熱系數 （ kcal/m2 h℃） 原油 / 原油 原油 / 熱油 原油 / 冷卻水 低壓氣體（ ） / 冷卻水 高壓氣體（ 2 MPa） / 冷卻水 200 ~ 270 250 ~ 300 50 ~ 240 85 410 一般來講，比重越大，換熱系數越低；定性溫度越高，換熱系數越高。 4．平均溫差的確定 1）恒溫傳熱 如果換熱器的一側的流體的溫度保持恒定，另一側流體的溫度隨著流體的位置而改變。例如，蓄熱式加熱器可以看作是這種傳熱方式。則平均溫差為： Δ Tm = t2 – t1 （ 2334） 2）逆流傳熱 逆流傳熱是冷熱流體的流向相反，以最簡單的套管式換熱器為例，平均溫差為： Δ Tm = (T1 t2) (T2 t1) （ 2335） ln (T1 t2) (T2 t1) T T2和 t t2分別為熱、冷 流體進、出換熱器的溫度。 3）順流傳熱 順流傳熱是冷熱流體的流向相同，平均溫差為： Δ Tm = (T1 – t1) (T2 – t2) （ 2336） ln (T1 – t1) (T2 – t2) T T2和 t t2分別為熱、冷流體進、出換熱器的溫度。 平均溫差還可以用圖查得，見圖2370。 9 圖 2370 對數平均溫度差計算圖 4）平 均溫度修正系數 F 上述各式對特定的換熱器所求出的總傳熱量有一定的誤差，因此，每一種特定的換熱器都需要一個特定修正系數進行修正，即： Δ T = FΔ Tm （ 2337） F 為平均溫 度修正系數，這些校正系數是通過查圖來得到。具體作法見圖 237 圖237 圖 237圖 2374。 F 值不得小于 ，否則一方面在經濟上不合理；另一方面當 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。因此，當 F 值小于 時，應該增加管程數或殼程數，或者用幾個換熱器串聯；必要時亦可調整溫度條件。 10 圖 2371 單殼程雙或多管程換熱器的平均溫差校正系數 F 11 圖 2372 兩殼程四或四以上管程換熱器的平均溫差校正系數 F 12 圖 2373 三殼程六或六以上管程換熱器的平均溫差校正系數 F 13 圖 2374 單通 道多平行管程換熱器的平均溫差校正系數 F 14 5．空冷器設計中的幾個基本參數 1）空冷氣總傳熱系數 在估算時，空冷器總傳熱系數 K 值可參考表 2333。 表 2333 空冷器總傳熱系數參考值 換熱介質 總傳熱系數（ kcal/m2 h℃） 用于油類冷卻：輕油 用于氣體冷卻：空氣或煙道氣 0~2atg， Δ P = 14 kPa 2~7atg， Δ P = 35 kPa 烴類氣體 0~， Δ P = 7 kPa ~14atg，Δ P = 21 kPa 14~100atg，Δ P = 7 kPa Δ P = 20 kPa Δ P = 34 kPa Δ P = 70 kPa 250 ~ 350 100 150 170 250 300 350 420 460 2）管排數 國產系列現有 8 三種。 管子排數對經濟效果影響很大。排數太少，單位傳熱面積的造價就高，同時空氣的溫升較小，需要的風量就大；反之如果排數太多，空氣 的壓降就大。對冷卻過程，管排數為 8，一般來講比重越大管排數越多；煙氣、冷卻水建議為 4。對冷凝過程，管排數為 6，同樣比重越大管排數越多；水蒸汽為 4。參見表 2334。 表 2334 建議采用關排數表 類別 管排數 類別 管排數 冷卻過程 輕質油品 輕柴油 煙氣 4 或 6 4 或 6 4 冷凝過程 水蒸汽 輕質油 塔頂冷凝器 4 4 或 6 4 或 6 3）管程數 當冷卻液體或氣體時，所選用的程數要結合空冷器的型號、片數與采用的流速一起來考慮。選定后的設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 s；對冷凝過程，如果對數平均溫差的校正系數大于 ，可采用一管程，否則應考慮采用兩管程；對于含不凝氣的部分冷凝過程，為了提高管內膜傳熱系數，應采用兩管程或多管程。 管內流率、流速與單程管數及管束規(guī)格的關系圖見圖 2375。 4）迎風面空氣速度 空氣通過迎風面的速度簡稱為迎風速；當空氣為標準狀態(tài)時，迎風面的速度簡稱為標準迎風速 UNF。 迎風面空氣速度太低時，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。因此，對迎風面速度需要規(guī)定一定的范圍，最大不 超過 ，最小不低于 m/s。管排數少時，偏其上限，管排數多時，偏其下限。 參見表 2335。 表 2335 推薦的迎風面積及有關參數 項目 單位 翅片 種類 管排數 2 4 6 8 10 表準迎風面速 m/s 光管面積 /迎風面積 m2/m2 高翅 低翅 單位迎風面的風量 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也愈高。因此，當管內膜傳熱系數較高時，采用高翅片對提高總傳熱系數的效果也愈顯著。 建議：當管內傳熱膜系數 1800 kcal/m2 h℃ 采用高翅片 當管內傳熱膜系數 1000~1800 kcal/m2 h℃ 采用高低翅片均可 當管內傳熱膜系數 100~1000 kcal/m2 h℃ 采 用低翅片 當管內傳熱膜系數 100 kcal/m2 h℃ 采用光管 6）對數平均溫差及其校正系數 對數平均溫差按一般的方法計算。在計算對數平均溫差之前，需要先知道空氣的出口溫度。
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