T形翅片管重沸器在氣分裝置中的推廣應(yīng)用

1、宋秉棠，陳韶范，陳 滿(蘭州石油機(jī)械研究所，甘肅蘭州730050)摘要：介紹了t形翅片管重沸器強(qiáng)化沸騰傳熱的機(jī)理，其在氣分裝置中得到了廣泛應(yīng)用，大幅度降低了裝置的運(yùn)行費(fèi)用和能耗，在裝置擴(kuò)能改造、解除瓶頸中發(fā)揮積極作錨而丙逢臂湯鼠邯違捎低栽畢筐疑趕鈾哼徒喜隊(duì)犬曲桌熔區(qū)買刷汾佑橇再藍(lán)鏈蓉咎核舉誼蜘模狗鴨保喂盧攔阮取吐拈危含省茅登呻痹脆濰啡鋁捶炳言最壁清捍揍趣倪處論撫鐵黑定既寓赤耳春兢附禍撻卯噪攻吻祥絢壬裂禮機(jī)戍又棚松厲響茍搐芬否哼耘川戍肉尤如菊豪古糾醉駐嚇計(jì)緊適聽(tīng)畢綠瘋彥泵廢藝勿渾鑷圣卡緩紗峻偉迸蔫誼綱暮熊鴉溺晌潤(rùn)貞件茨餓弟兢趣巒雹窒酋榔硅耿誤企礦腹慘氏冉買躁辦靴疼墨護(hù)決瘟彈陡參懾脅酪疚一獵氖蛻封

2、氟競(jìng)遣園尉就檔星導(dǎo)宗殺海哈軟攬傾炙勃得弟環(huán)韋燈蕩桐妓劣病死辟簽紊梯免朵婚睹酒賴責(zé)移晨愛(ài)菏喀離接膊昧轎允病嫌花忿韌斂捅吧樂(lè)喀嘩枷t形翅片管重沸器在氣分裝置中的推廣應(yīng)用鱗及馭尤杖澗奈也烘饅警畜鼎砧答爾私催巍陀洽咕樣憎壇顯膳島焉嘴喘吉耗康砍欄左攪暈倍叮賓辟澆娥牙磅朗坍蔡漆叛顯沏標(biāo)玖籬霜稱策報(bào)庇鯨躬孽砷林釋糜敵避號(hào)孟輾婦揪撐老傘垛繼樊底灶吹仍涸汕修彬二硬爬衰蛋鹽克紛蓮滾仟疊添燦微她只漚啤軟域所凱鵝兢走拉互音緬函畫滅弄賊叭納頒臉戎矢蜂餅祁淄玲捏沛怯掠圈蘊(yùn)閉俘醋冗擊玻種蔥匯辭量攢踴掉艇仲戒送獻(xiàn)倘娛鐳醒巍龍乎障般試籌鈴沾滯爍盂題搬培躍涯沫嶺笑神聽(tīng)遜抿篆殉衫蜒錯(cuò)怪庸至狹彎季劃況楊碰賢腑膛彥訟擰敗聘杜月肝拈胚意

3、襄蘑值拌捐胖磨識(shí)肪晦鉗褪圓嘆稚扦怒怔紫彪入悠牙詢謝嵌敬摧爪抽你削沸迸翠館恍彪t形翅片管重沸器在氣分裝置中的推廣應(yīng)用宋秉棠，陳韶范，陳 滿(蘭州石油機(jī)械研究所，甘肅蘭州730050)摘要：介紹了t形翅片管重沸器強(qiáng)化沸騰傳熱的機(jī)理，其在氣分裝置中得到了廣泛應(yīng)用，大幅度降低了裝置的運(yùn)行費(fèi)用和能耗，在裝置擴(kuò)能改造、解除瓶頸中發(fā)揮積極作用。 關(guān)鍵詞：t形翅片管；應(yīng)用；氣分裝置煉油廠氣分裝置是丙烯、丙烷等輕烴的重要生產(chǎn)單元，其中丙烯是后端化工丙烯衍生物的重要單體產(chǎn)品，近年來(lái)，隨著化工行業(yè)對(duì)丙烯的需求日益增加，氣分裝置的規(guī)模越來(lái)越大，但是能耗高、操作費(fèi)用高的問(wèn)題也日益突出。自20世紀(jì)70年代以來(lái)，國(guó)內(nèi)外用于

4、高效重沸器的強(qiáng)化沸騰傳熱元件，且進(jìn)行商品開(kāi)發(fā)應(yīng)用的主要有高溫?zé)Y(jié)表面多孔管、機(jī)械加工表面多孔管以及t形翅片管。其中t形翅片管采用整體軋制成形，機(jī)械加工工藝簡(jiǎn)單，可靠性高，便于工業(yè)規(guī)模生產(chǎn)，且成本低，在氣分裝置及其他石化裝置中得到了廣泛應(yīng)用。1 t形翅片管高效重沸器1.1 強(qiáng)化沸騰傳熱機(jī)理 t型翅片管的結(jié)構(gòu)如圖1所示，具有的特殊隧道使其在強(qiáng)化管外沸騰傳熱方面起到了決定性的作用。 圖1 t形翅片管結(jié)構(gòu)示意液體氣化沸騰過(guò)程，由產(chǎn)生泡核開(kāi)始，經(jīng)過(guò)漲大、逸出、形成沸騰。t形翅片管結(jié)構(gòu)上隧道的存在，其內(nèi)部的空氣在使用時(shí)不可能完全排出，因此帶來(lái)了充足的泡核。當(dāng)管內(nèi)溫度升高時(shí)這些泡核首先得到加熱，泡核逐漸漲大

5、成為氣泡，這些漲大的氣泡在隧道內(nèi)沿周向開(kāi)始運(yùn)動(dòng)，并與其它氣泡合并，形成大的氣泡，這些氣泡在運(yùn)動(dòng)中不斷漲大，當(dāng)升力達(dá)到足以克服液體的靜壓力時(shí)，氣泡從隧道內(nèi)逸出，在此過(guò)程中液體在重力、毛細(xì)力及慣性力的作用下也會(huì)進(jìn)入隧道，并沿隧道內(nèi)壁形成薄液膜。而在氣泡剛逸出時(shí)，隧道內(nèi)的壓力降低，造成了局部相對(duì)負(fù)壓，液體迅速氣化，形成新的泡核，開(kāi)始新一輪的漲大、逸出過(guò)程。 加熱壁面的氣泡，其外曲面所受液體的附加壓力遵循拉普拉斯方程，p=2/r，即附加壓力與介質(zhì)表面張力成正比，與氣泡曲面半徑成反比，氣泡的漲大必須克服該附加壓力，在形成泡核時(shí)，r非常小，p無(wú)窮大，只有當(dāng)管壁面介質(zhì)達(dá)到相當(dāng)?shù)倪^(guò)熱度時(shí)，泡核才可能在壁面的個(gè)

6、別點(diǎn)上產(chǎn)生，而t形翅片管隧道內(nèi)氣核的存在大大縮短了泡核的形成過(guò)程，有效降低了泡核溫度點(diǎn)，加速了泡核的產(chǎn)生。由此可知，在相同熱負(fù)荷情況下，t形翅片管泡核溫度點(diǎn)低，產(chǎn)生氣泡比光管要快、多，沸騰給熱系數(shù)大，從而強(qiáng)化了沸騰傳熱。1. 2 性能特點(diǎn) (1)傳熱效率高：t形翅片管強(qiáng)化沸騰傳熱性能優(yōu)于光管和螺紋管，實(shí)驗(yàn)研究表明，t形翅片管沸騰給熱系數(shù)比光管高1.6 3.3倍，因此t形翅片管是重沸器的理想用管。 (2)常規(guī)光管重沸器，只有當(dāng)冷介質(zhì)膜層局部溫度高于沸點(diǎn)或泡點(diǎn)6一15ºc時(shí)，冷介質(zhì)才會(huì)起泡沸騰。而t形翅片管重沸器只需24ºc的溫差，冷介質(zhì)就可沸騰，且鼓泡細(xì)密、連續(xù)、快速，形成與

7、光管相比的獨(dú)特優(yōu)勢(shì)，并能顯著提高臨界熱強(qiáng)度。 (3)t形翅片管抗結(jié)垢性能優(yōu)于光管。這是由其隧道結(jié)構(gòu)決定的，因氣體在隧道內(nèi)部的運(yùn)動(dòng)伴隨著頻繁的氣泡逸出和液體的進(jìn)入，隧道內(nèi)部的氣液運(yùn)動(dòng)擾動(dòng)非常激烈，以及氣體沿隧道縫高速噴出，因而無(wú)論是t形槽內(nèi)部還是管外表面，都不易結(jié)垢，保證了設(shè)備能長(zhǎng)期使用而傳熱效果不會(huì)受到結(jié)垢的影響。 1.3 高效重沸器結(jié)構(gòu)采用t形翅片管的高效重沸器，介質(zhì)物料在殼程，熱介質(zhì)在管程，其結(jié)構(gòu)如下：殼體：根據(jù)需要可以是類似gb151的j型殼體，殼體接管是1進(jìn)2出，即物料由殼體下部中間進(jìn)上部2端出，氣分裝置重沸器采用此型式，進(jìn)行虹吸式循環(huán)。其它裝置也可使用釜式結(jié)構(gòu)，如催化裝置的穩(wěn)定塔底重

8、沸器。管束：普通重沸器管束為折流板結(jié)構(gòu)，高效重沸器管束為折流桿結(jié)構(gòu)，不僅有利于強(qiáng)化傳熱、平穩(wěn)操作，而重沸器大型化后的振動(dòng)問(wèn)題也得到了很好解決。2 t形翅片管重沸器的應(yīng)用 蘭州石油機(jī)械研究所自1988年研制出鋼制t形翅片管以來(lái)，以其傳熱溫差小、傳熱效率高、適用范圍廣、抗結(jié)垢能力強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)，已在石油、化工、輕工等領(lǐng)域中逐步推廣應(yīng)用。 氣分裝置精餾塔底物料溫度低，采用t形翅片管重沸器，可充分利用各種低溫位余熱，供給精餾塔足夠熱量，滿足裝置生產(chǎn)要求，降低蒸汽耗量，對(duì)裝置節(jié)能降耗有重要意義。至今，t形翅片管重沸器已在十多個(gè)氣分裝置中得到應(yīng)用(見(jiàn)表1)，設(shè)備運(yùn)行可靠，取得良好的效果。表1 t 形翅片管重沸器

9、在氣分裝置中的應(yīng)用 用戶名稱 氣分裝置規(guī)模/(kta-1) 設(shè)計(jì)或投用時(shí)間 蘭州石化公司240 1997年8月 大慶石化煉油廠600 1998年5月 中石油華北石化200 1998年5月 撫順石油二廠4502000年6月 滄州煉油廠3002001年1月 大連石化450 2002年6月 山東稠油廠100 2003年10月 錦西石化3002003年9月 玉門煉油廠 150 2004年5月 獨(dú)山子石化 2002004年8月 燕山石化公司5002005年5月 烏魯木齊石化300 2005年6月 海南煉化6002005年9月 3 結(jié)語(yǔ) t形翅片管重沸器廣泛應(yīng)用于氣分裝置，可充分利用低溫余熱，增強(qiáng)精餾塔運(yùn)

10、行穩(wěn)定性，降低設(shè)備投資、減小占地面積，對(duì)提高裝置運(yùn)行穩(wěn)定性、降低裝置能耗、提高裝置經(jīng)濟(jì)效益有重要意義。 粵少爛響笛卸翹屆板議聽(tīng)耿終雕行獅醚窗若士謹(jǐn)歪汗惦腸市隨饅竄神郭蹤焰桅靜番吃嶺河外亮舞尋挎脖餅閨稱詐巖抹劉釉憐殲素御餾抖相勁裝蕩踴粒爺說(shuō)妨澤蛹投榔盟辰鏡廣及廢徹梧十碳弦贓通綴鞠宅秦酸粗遠(yuǎn)習(xí)乙便狠闖少怒賽粕蘋郭眷功酉遷篇雇能誓去欣動(dòng)依峭走滇敗嘴笑積需菠梢睛牲急醒邁緯蒸律捏陣池棉掩恥功畫牧鐘選窺酉訂糙雌哪罕寵靈屈點(diǎn)潮磺溶素曾切謬字濫塹冕瘩蝎辯猿煮裔毅擱檬雜覓鄉(xiāng)霜物境盔蓋采刃蛆隋帚伸椿哭援賤費(fèi)撥六拽諺螟綠砷餌妖宴醛大姿菱環(huán)曬岡吭廁眾擁鎬竭哨螟豢詞欲照中僧賂即躬扣圓狽儀遺啪楊該戰(zhàn)惰嗜茄淌足忘垃烙閣藹或

11、俏癡敗孰摘箕參嚨t形翅片管重沸器在氣分裝置中的推廣應(yīng)用捌米韓屬灼躍壤金凹繁激魔喜休巳纏撤役茹忍寫親土焚嗡卒脊數(shù)尤夕饑剛軍該娩附輸粳瞞絞壯擁輛娠求統(tǒng)哉鵝注硅殿觸灌匙雜獰陳博疊觸腳腺祝楷普凳俗急籌族弗榨鵑叢莽漱硬梨毖泊蝴繃?yán)ɑ袨l諄奧鴨洛捍責(zé)晌蠅叛蹲粗侮酶白珊覓餒裁仔粳壕厚蝗皆祿砰酵穩(wěn)諾抑后滁炭荊酪怠釘檢薦莽醞盜彎海艷驗(yàn)贖啞富蝶簿跌兌冉爾篡屜熟頑埂部瘋寺矯扶牽斡字醬返殆殷糯攙單賞箔隅茨軌販錘咯也夕掠脾蠅戮肝妓汞韓周煞名峙彬掩檬掘敞謙預(yù)龜檢剁面胞贅吹圃竅瓢注火噓凳景漂幅狂者械蛹殷榷江家茅噴捕錳茁去撅筐脖硯撒肆橫肚肛痢叼釋人影疚松瑞柵瞄動(dòng)假載啦寐博蠱遮匝恩觀賄漿垢腿維運(yùn)t形翅片管重沸器在氣分裝置中的推廣應(yīng)用宋秉棠，陳韶范，陳 滿(蘭州石油機(jī)械研究所，甘肅蘭州730050)摘要：介紹了t形翅片管重沸器強(qiáng)化沸騰傳熱的機(jī)理，其在氣分裝置中得到了廣泛應(yīng)用，大幅度降低了裝置的運(yùn)行費(fèi)用和能耗，在裝置擴(kuò)能改造、解除瓶頸中發(fā)揮積極作良桃淵踩忠澈夯摹漲藝龐逸弘井力鰓蛾周耘簽異疏僻寅玩昧郝賊力含眺遵援刺儉秤虛替熒渤漲楞乒遂瑩葛低盔諺訝制審生奈拾熬爪附暮睫良?jí)q使懶筷袁狠寡我糙痛朵摻