NB/T 11026-2022《板壳式热交换器》简介

板壳式热交换器是适用于大型化、高参数苛刻环境的高效换热设备,但一直缺乏产品标准对其设计、制造、检验、验收和使用等进行统一规范。从编制的角度对NB/T 11026-2022《板壳式热交换器》的编制背景、编制原则、适用范围、设计理念、设计准则及关键技术要点等进行了简要介绍。

分体式自清洗工业废气余热回收装置设计

为解决化纤生产废气余热回收装置运行一段时间后因污垢层积而换热效率下降的问题,提出一种分体式自清洗工业废气余热回收装置。设计了分体式换热器,采用PLC控制刷洗机构、拉板小车和高压喷头,实现了换热翅片管排的自动分合和清洗功能。测试结果显示,分体式自清洗工业废气余热回收装置能维持较高的换热效率,较原有整体式装置效率提升大约5%,清洗时间由10h缩短为2.5h。该余热回收装置可提高能源利用效率,降低生产成本,减少维护时间,为低品位热能回收利用提供了参考。

TiO_(2)纳米颗粒形貌对热管工作性能的影响

为了研究介质形貌对热管工作过程的影响,利用水热法制备棒状、片状、菱状3种形貌的TiO_(2)纳米颗粒,采用两步法制备3种形貌TiO_(2)-水纳米流体,对热管内不同形貌工作介质的导热性能、热管工作过程的启动性能、等温性能和热阻进行试验研究,分析TiO_(2)纳米颗粒形貌对热管工作性能的影响。结果表明:热管内片状TiO_(2)-水纳米流体的导热系数大于菱状、棒状TiO_(2)-水纳米流体和基液水的;当加热功率相同时,片状TiO_(2)-水纳米流体热管启动温度最低,为(38.2±0.5)℃,并且相对于棒状、菱状TiO_(2)-水纳米流体热管,片状TiO_(2)-水纳米流体热管稳定工作时蒸发段与冷凝段的平均温度差减小2~3℃,总热阻减小4.4%~28.3%。

基于Aspen EDR的管壳式换热器工艺选型设计教学实践

管壳式换热器工艺选型设计是化工过程中设备设计的重要环节之一。为了避免手工计算中繁琐的计算和复杂的校核问题,以无相变的乙醇冷却器为例,探讨Aspen EDR软件在管壳式换热器工艺选型设计中的实践应用。通过Aspen EDR软件的教学示范,激发学生学习积极性和主动性,提升学生运用理论知识分析和解决复杂化学工程问题的能力,强化专业软件应用能力。

导流型高温板式换热器的流动与传热特性分析

以一种用于固体氧化物燃料电池(SOFC)热电联产的高温板式换热器为研究对象,通过数值模拟的方法,对其传热特性和阻力性能进行分析,探究波纹倾角的变化对高温板式换热器冷侧流道的流体流动、传热特性的影响,并搭建了粒子图像测速(PIV)实验平台,对其流场分布和流速进行试验,验证了数值模拟结果的正确性和可行性;采用单位压降的换热系数评价换热器的综合性能。结果表明,PIV试验与数值模拟得到的冷侧流道速度矢量分布大致相同,模拟结果与试验结果相比误差在10%以内;当β=70°时,换热器的压降损失最大,当β=30°时,换热器的压降损失较小且换热能力最强。在研究范围内,不同β下的综合性能随着Re的增加而减小,当β=10°时整体的综合性能最好,β=80°时最差,研究结果可为板式换热器工业设计选择提供参考。

常减压蒸馏装置换热网络评价

以多流股换热网络综合方法为基础,利用ASPEN软件建立全流程模型,采用扩充的总组合曲线等用能诊断方法获得常减压蒸馏装置系统能量利用总图,诊断出能量利用不合理单元及用能瓶颈,分析装置的节能潜力。

多元耦合低氮燃烧技术在蒸汽锅炉中的应用

采用低氮燃烧器、烟气外循环、分级分区燃烧多元耦合低氮燃烧技术,将两台75 t/h蒸汽锅炉进行技术改造措施。改造后烟气中NO x浓度由改造前的104.2 mg/m^(3)降至40.6 mg/m^(3),烟尘浓度由改造前的5.6 mg/m^(3)降至4.1 mg/m^(3),SO_(2)浓度为9.6 mg/m^(3),年均减少NO x排放50.9 t/a,年均减少颗粒物排放0.7 t/a,烟气中SO_(2)、NO x及颗粒物含量均满足《锅炉大气污染物排放标准》(DB61/1226—2018)排放浓度限值。

板壳式热交换器内制冷剂R410A蒸发传热性能研究

通过实验研究了板壳式热交换器内制冷剂R410A的蒸发传热特性,分析了饱和温度、质量流率和平均干度对蒸发传热系数及两相摩擦压降的影响。将实验数据与现有的蒸发传热预测模型进行比较,拟合得到了板壳式热交换器内R410A蒸发传热努塞尔数和摩擦因数的关联式。研究结果表明,R410A的蒸发传热系数随平均干度的增大先增大后减小,随质量流率的增大而增大,随饱和温度的升高而减小。两相摩擦压降随平均干度、质量流率的增大而增大,随饱和温度的升高而减小。R410A努塞尔数、摩擦因数的关联式计算值与实验值的平均误差绝对值分别为3.78%、4.08%。

液化天然气气化用低温印刷板式热交换器换热面积计算分析

针对液化天然气(LNG)气化用低温印刷板式热交换器在LNG气化流程中用于蒸发气冷却和LNG气化功能的换热模块,根据工况工艺参数进行印刷板式热交换器传热计算,并与换热芯体应力有限元分析结合,增加有限元分析结果与传热复核计算结果相互验证,保证了印刷板式热交换器换热面积的合理性,能够覆盖设计工况的工艺参数要求,并可满足换热模型计算要求和分析设计标准规范要求,创新了印刷板式热交换器结构设计思路。

内置多叶扭带的碳化硅换热管强化传热特性研究

为了研究碳化硅换热管的流动和传热特性,达到增强综合换热能力的目的。采用数值模拟方法对内置4种不同结构扭带的换热管进行分析,确定四叶扭带模型作为后续研究对象,对比了在4种自定义的节距和宽度两种结构参数下,不同入口风速工况的换热管的热力性能。结果表明:扭带宽度对换热管的换热能力相较于节距具有更显著的强化作用,四叶扭带节距为360 mm、宽度为45 mm时换热管的综合换热能力最强,为1.59,此时换热管的努塞尔数相较光管提升了244.37%。

高温烟气水冷换热管的数值模拟及结构优化

由于烟气水冷热交换器烟气侧温度很高,能快速提升换热管的温度,如果此时冷却水吸收的热量不足以冷却换热管则会造成换热管超温爆管。采用FLUENT软件对某新型烟气急冷器换热管进行数值模拟,并进行结构优化。结果显示,由于烟气入口侧的温度较高,流速较快,造成换热管壁面温度也较高,从而导致换热管外的冷却水形成膜状沸腾。对异形换热管进行数值模拟,发现与圆形换热管相比冷却水侧产生的水蒸气分布更均匀,在壁面处不会形成局部水蒸气含量过多的情况,同时能使换热管壁面最高温度降低约265 K,使换热管壁面平均温度降低4.8%~8.3%。并且研究了烟气处理量对换热管的影响,发现随着烟气处理量的增加,烟气出口温度和换热管壁面温度也随之升高;在相同的烟气处理量下,异形管外冷却水吸收的热量多于圆形管外冷却水吸收的热量。

管壳式换热器弓形折流板的结构优化

为研究某高温烟气急冷器空气二次冷却系统的流动与传热特性,建立了管壳式换热器简化模型,运用ANSYS软件进行数值模拟,分析了折流板数量、相对缺口高度、折流板间距和换热器进出口管布置方式对换热器性能的影响。结果表明:折流板数量越多,相对缺口高度越小,换热器压降越大,换热系数越大,综合性能指标越小;高温区域折流板间距小、低温区域折流板间距大的换热器比等间距折流板换热器平均换热系数提高了4.3%,平均综合性能指标提高了2.3%;空气出口管布置在热流体进口侧比布置在热流体出口侧平均换热系数提高了6.5%,平均综合性能指标提高了4.3%。

多级余热回收空气能热泵系统效能的实验研究

针对热风干燥用空气能热泵系统废热回收不充分,造成热泵系统换热效率低下、低温环境工作适应性差等问题,基于空气源热风系统自由热回收和自由热分配的技术方法,设计开发了多级余热回收空气能热泵系统。实验测试结果表明:余热回收可以有效提升热风干燥用空气能热泵系统的热效率,最高可达无回热运行模式下热泵能效比COP的1.51倍;环境温度对余热回收模式的选择有决定性影响;当环境温度一定时,制热温度上升则热泵系统COP下降,但是不同余热回收模式提升热泵系统效能的优劣性不随制热温度变化;当实验工况及余热回收模式一定时,热泵系统COP与新风量存在极值关系。

基于fluent的电加热沥青罐温度场分析

电加热沥青罐是未来沥青搅拌站主要配置设备之一,为沥青混凝土提供一定温度的沥青。为研究电加热管布局方式对沥青温升的影响,本文首先利用fluent软件对电加热沥青罐的温度场进行瞬态分析,仿真结果表明:对于卧式电加热沥青罐,罐体中部沥青温升最快,顶部温升次之,靠近罐体底部的沥青温度最低;进一步对沥青的流场分析,发现沥青流速越快,沥青温度越高;同时,沥青温度场和流场以罐体垂直中分面呈现对称分布的特点。最后对三种电加热管的布局方式进行了研究,研究结果表明:在加热初期,T型布局的电加热管能够显著提高沥青温升速度,相比较矩型和半圆型的布局方式,温度分布也更加均匀;在整个加热过程中,T型布局形式下罐内沥青温升最大,半圆型布局形式下罐内沥青温升变化较小,温度易于控制。

空分装置循环水系统冷却塔选型对比分析

安阳化学工业集团有限责任公司新建空分循环水站(正常用水量4 500 m^(3)/h)在厂区原址上建设,需从初期投资、运行成本、占地面积等方面考虑循环水系统中冷却塔的选型。结合安阳地区工业水价和电价情况,在同等循环水处理量6 000 m^(3)/h条件下,从运行参数、系统能耗、投资、占地面积等方面对普通开式冷却塔、闭式冷却塔、消雾冷却塔进行对比分析。结果表明,就安化公司目前的情况而言,选用普通开式冷却塔更具优势。目前,已将空分循环水站建设普通开式逆流冷却塔列入新建300 kt/a合成氨项目整体工艺设计计划,预期可取得较好的经济效益。

基于新型热管理集成架构的余热回收特性研究

基于R134a冷媒提出了一种新的热管理集成架构,利用9通阀模式切换实现回收电池电机余热,主要通过压缩机能耗和COP两项指标评估其低温行车工况下的余热回收效果。本文进行了AMESIM系统模型搭建,并基于基础工况试验数据进行了仿真模型标定,保证了模型可信度;同时本架构和其他架构进行了仿真对比。仿真结果表明:本文研究的集成架构在寒冷低温环境下,热泵模式可回收利用电池电机两大废热,余热回收量高达到3.412 kW;系统能量消耗减少至0.62 kW,相对传统热泵系统降低了50.34%;系统COP最高可达4.465,相对传统热泵系统大幅度提升了50.39%,为增加新能源车低温续航能力提供了有力保障。

螺旋折流板换热器的研究进展

螺旋折流板换热器是管壳式换热器的一种,相比弓形折流板换热器具有诸多优势。本文介绍了螺旋折流板换热器的研究进展,总结了螺旋折流板换热器的结构(如螺旋角、螺距等)与换热器的性能(如压降、传热系数等)之间关系的研究成果,提出了可提高换热器性能的新型结构及设计方法。

管壳式换热器折流板开孔流场特征及场协同分析

折流板是管壳式换热器最主要的结构之一,但流体介质容易在折流板背风侧产生一个相对静止的“流动死区”,影响换热器壳程的换热效果。因此,本文利用Fluent对换热器壳程折流板进行开孔研究,分析流体流动特征,同时利用场协同分析的方法对其进行了验证分析。结果表明:折流板开孔可有效减小换热器壳程背风区的“流动死区”,达到强化传热的效果。

高原环境下除雾凉水塔的节水应用

青海五彩碱业有限公司为氨碱法纯碱企业,循环水凉水塔作为重要的冷却装置,日循环量23000~25000 m^(3),循环冷却过程中蒸发水雾损失大,本文主要从高原环境下凉水塔建设及效果查定方面进行研究,对比现有凉水塔进行节水计算,项目投用后实现年节水约8.27万m^(3)。

某挠性管板列管式换热器制造工艺技术简介

某项目中的换热器为新型挠性管板列管式换热器,该换热器采用挠性管板结构,换热管为大直径厚壁管。本文介绍了该换热器的结构特点、制造难点,并提出了相应的工艺措施,完成了产品制造,为同类产品积累了制造经验。