海洋石油工藝設(shè)計(jì)手冊(cè)10-換熱和冷卻系統(tǒng)-在線瀏覽
2025-01-06 15:51本頁(yè)面
【正文】 拔換熱管 II 普通級(jí)冷拔換熱管 管程數(shù) 換熱管長(zhǎng)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(wú)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(jí)冷拔換熱管，外徑 19mm，管長(zhǎng) 3m， 2 管程，單殼程的浮頭式換熱器。 三、 換熱器和冷卻器的工藝計(jì)算 冷換設(shè)備種類很多，海上一般為管殼式換熱器、板式換熱器和空氣冷卻器，其中以管殼式換熱器最為普遍，以下對(duì)管殼式換熱器的計(jì)算做簡(jiǎn)單介紹?！?； t t2：冷（熱）流體進(jìn)、出換熱 器的溫度，℃； 2．確定換熱器的換熱面積 A A = Q （ 2332） K h 3．關(guān)于 K 值 1）基本公式 總傳熱系數(shù) K 值為各項(xiàng)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℃； ri： 管內(nèi)流體的結(jié)垢熱阻， m2℃ /kcal； rs： 管壁材料的熱阻（一般金屬管子可忽略不計(jì)）， m2℃ /kcal； α o：管外流體的膜傳熱系數(shù)， kcal/m2℃； ro： 管外流體的結(jié)垢熱阻， m2℃ /kcal； 如果 α o及 ro以管外表面為基準(zhǔn)可省略 Ao/Ai 項(xiàng)。為了傳遞一定的熱量， 當(dāng)所要求的溫差一定時(shí)，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(guò)提高總傳熱系數(shù) K 值來(lái)實(shí)現(xiàn)。當(dāng)介質(zhì)及其操作溫度確定后，提高膜傳熱系數(shù)的唯一手段就是增加流速，但增加了流速就意味著增大壓力降，即節(jié)省了傳熱面積，卻需要花費(fèi)更多的功率。 影響 K 值的另一個(gè)因素是結(jié)垢熱阻。介質(zhì)情況、操作條件和設(shè)備情況等因素，決定結(jié)垢的快 慢、厚度與牢度。 3）總傳熱系數(shù)參考值 在估算時(shí)，總傳熱系數(shù) K 值可參考表 2332。 h 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。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(jiǎn)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(jìn)、出換熱器的溫度。 平均溫差還可以用圖查得，見(jiàn)圖2370。Δ Tm （ 2337） F 為平均溫 度修正系數(shù)，這些校正系數(shù)是通過(guò)查圖來(lái)得到。 F 值不得小于 ，否則一方面在經(jīng)濟(jì)上不合理；另一方面當(dāng) F 值在 左右時(shí)，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。 10 圖 2371 單殼程雙或多管程換熱器的平均溫差校正系數(shù) 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(shù) 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(shù) F 13 圖 2374 單通 道多平行管程換熱器的平均溫差校正系數(shù) F 14 5．空冷器設(shè)計(jì)中的幾個(gè)基本參數(shù) 1）空冷氣總傳熱系數(shù) 在估算時(shí)，空冷器總傳熱系數(shù) K 值可參考表 2333。 h 管子排數(shù)對(duì)經(jīng)濟(jì)效果影響很大。對(duì)冷卻過(guò)程，管排數(shù)為 8，一般來(lái)講比重越大管排數(shù)越多；煙氣、冷卻水建議為 4。參見(jiàn)表 2334。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 管內(nèi)流率、流速與單程管數(shù)及管束規(guī)格的關(guān)系圖見(jiàn)圖 2375。 迎風(fēng)面空氣速度太低時(shí)，影響傳熱速度，從而影響傳熱面積；太高時(shí)影響空氣壓力降，15 從而影響功率消耗。管排數(shù)少時(shí)，偏其上限，管排數(shù)多時(shí)，偏其下限。 表 2335 推薦的迎風(fēng)面積及有關(guān)參數(shù) 項(xiàng)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。 建議：當(dāng)管內(nèi)傳熱膜系數(shù) 1800 kcal/m2℃ 采用高翅片 當(dāng)管內(nèi)傳熱膜系數(shù) 1000~1800 kcal/m2℃ 采用高低翅片均可 當(dāng)管內(nèi)傳熱膜系數(shù) 100~1000 kcal/m2℃ 采 用低翅片 當(dāng)管內(nèi)傳熱膜系數(shù) 100 kcal/m2℃ 采用光管 6）對(duì)數(shù)平均溫差及其校正系數(shù) 對(duì)數(shù)平均溫差按一般的方法計(jì)算。 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(jiǎn)表試算求得。錯(cuò)流的對(duì)數(shù)平均溫差，其校正系數(shù) F 的求法如圖 2377 和圖 2378。 6．儲(chǔ)油艙及油罐的加熱維溫系統(tǒng) 儲(chǔ)油艙及油罐的原油、污油、污水等的儲(chǔ)存和輸送，一定要保持其流動(dòng)性，也就是說(shuō)要求儲(chǔ)存溫度必須維持在析蠟點(diǎn)或凝點(diǎn)以上。 油品加熱或維溫的計(jì)算，通常要考慮以下 2 個(gè)因素： ① 保持油品溫度在析蠟點(diǎn)以上的正常儲(chǔ)存溫度時(shí)所需要的熱量，也就是油品向外的散熱損失； ② 將油品從“冷態(tài)”的環(huán)境溫度加熱升溫帶析蠟點(diǎn)以上的正常儲(chǔ)存溫度所需要的 熱量，
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