1、-18-化工裝備1概述換熱器廣泛應用在石油化工企業,設法提高 其效率是節能工作的一個重要課題。以我公司氨合成系統為例:通過對氨合成的平衡表損失的統計分析可知,整個合成系統的效率為22.1%,由換熱器造成的損失占總損失的20.3%。該系統造成換熱器損失的原因主要有水冷器帶走的熱量和氨冷凝過程中放出的潛熱,以及換熱不可逆損失。冷凝潛熱是分離過程中必不可少的損失。水冷目前也無法用其它手段代替來經濟地回收低溫余熱1。換熱不可逆主要是由于傳熱溫差過大產生的。下面對其影響因素進行分析探討。2換熱器效率分析換熱器損失=T o(_Q 式中:T 1熱流體平均溫度T 2-冷流體平均溫度換熱器效率EX =E xQ2

2、/E xQ1式中E xQ1為換熱器輸入,E xQ2為換熱器輸出。E xQ1=Q(1-E xQ2=Q(1-當換熱量Q 與環境溫度T o 一定時,則有:EX =(1-T o /T 2/(1-T o /T 1=T 1(T 2-T o /T 2(T 1-T o =1-式中T 1-T 2即傳熱溫差,由T 1、T 2、T 3三部分組成,即:T 1-T 2=T 1+T 2+T 3如圖1所示:換熱管直徑對換熱器效率影響的探討劉耀霞(中國化工滄州大化股份公司機動部,滄州061000米斌(滄州天淼化工機械有限公司,滄州061026摘要:本文通過換熱管直徑對換熱器效率影響的分析,提出了換熱器設計及改造時,減小損失的

3、一條途徑。關鍵詞:換熱管直徑效率傳熱1T 21T 1T o T 1T o T 2T 1-熱流體與換熱管內壁溫差T 2-換管內壁與外壁溫差T 3-換管外壁與冷流體溫差T 1:因熱流體與換熱管內壁為對流換熱,按傳熱學關聯式:T 1=T 1-T W1=C 1Q 1W 1-0.8L -1n -1(d-2s-0.8式中:C 1-物性參數,C 1=43.5-0.6-0.4(Cp-0.4-11-熱流體導熱系數;-粘度系數;-密度;圖1T 1-T 2T 1T 2(-1T 01T 1技術應用與發展-19-化工裝備Cp -定壓比熱;W 1-熱流體流速;L管長d-管徑;n-根數;s-壁厚。T 2:導熱所存在的溫差,

4、把換熱管視為圓筒體,則:T 2=T W1-T W2=C 2QL -1n -11n式中:C 2=2-筒體材料導熱系數=1-據上式,可繪出對于某一換熱量Q 及換熱管直徑d 對換熱管效率的影響,如圖2。由圖2可看出,當換熱量Q一定時,效率隨d 增大而增大,但當d>30mm 時,EX 受d 影響不明顯,且考慮到d增大將使換熱器的容積加大,故換熱管直徑以2530mm 為宜。3換熱管設計及在用現狀目前,我國試行的系列標準規定采用25×2.5和19×2兩種規格的換熱管。具體選擇一般只考慮換熱器單位容積的傳熱面積和介質的粘度及結垢情況2。對于在用換熱器的直徑,仍以我公司氨合成為例,在

5、總計18臺換熱器中有16臺的直徑為19mm,一臺為15.9mm,一臺為22.2mm。可見,換熱管直徑對換熱器效率的影響的分析及結論對于換熱器的設計及在用換熱器的改造很有意義。4結論4.1換熱管直徑影響到換熱器的效率;4.2在換熱器的設計及在用換熱器改造時,應充分考慮換熱管直徑對效率的影響,以減少換熱不可逆引起的損失。參考文獻1趙家風等:擁理論及其工程應用,重慶大學出版社2徐文熙、穆文俊:化工原理(上冊,中國石化出版社。d d-2s 12 2 圖2T 3:亦為對流換熱溫差,冷流體在管外流動,其值與換熱管排列方式有關,因目前多采用差排,故只考慮換熱管差排的情況:T 3=C 3W -0.62L -1

6、Qd -0.6n -12-1式中:C 3=2.80.24-0.64(Cp-0.36-12-修正系數。由上分析不難得到:ex =1-T 1-T 2T 1T 2(-1T 01T 1C 1Q 1W 1-0.8L -1n -1(d-2s-0.8+C 2QL -1n -11n+C 3W 2-0.6L -1Qd n -1-12d d-2s101T 1T 1T 2(-Discuss about the Impact of "Yong" Efficiency of Heat ExchangerLiuYao-xia(ChinaChemicalCangzhouChemicalIndustrialCo.,Ltd.,Cangzhou,061000MiBin(CangzhouTianmiaoChemicalIndustrialMachineryCo.,Ltd.,Cangzhou,061026Abstract:ThistextanalyzestheImpactof"Y ong"efficiencyofheatexchangerwhichcausesbythediameteroftheheatexchangingtube,andgivesarecommendationwhichcanreduces"Y ong"losswhendesi