开架式气化器换热管束损伤机理及最优更换周期分析

换热管束是开架式气化器(ORV)设备的关键部件。换热管束内的LNG和外表面呈水幕状流动的海水进行热交换,完成LNG的气化过程。文章对换热管束的损伤机理进行了分析,并提供了一种依据换热管束失效和周期性计划停机更换管束产生所有费用的总和最小原则计算换热管束最优更换周期的方法。由分析结果可知,换热管束损伤失效的因素主要有电化学腐蚀、微生物腐蚀、海水水质、海水冲蚀和开裂等。文章以某LNG接收站举例,采用文中所述方法计算得到该站ORV换热管束的最优更换周期。该研究结果可为ORV换热管束的维护保养和更换提供理论依据。

基于RBI计算的热交换器换热管束检验策略的制定

根据API 581—2016《基于风险的检验方法》和GB/T 26610.2—2022《承压设备系统基于风险的检验实施导则第2部分:基于风险的检验策略》,介绍了基于RBI计算的热交换器管束检验策略制定的原理,采用DNV挪威船级社Synergi Plant RBI Onshore 5.7风险评估软件,对某化工企业一台热交换器的换热管束进行了工程应用计算,为换热管束定期检验策略的制定提供了依据。

换热管束壁面颗粒沉积状况的数值模拟

随着计算流体力学的不断发展,许多学者提出了受热面结渣沾污状况的预测模型,然而,由于灰颗粒的沉积过程较为复杂,为了简化计算,很多因素在现有模型中并未考虑。本研究在现有模型的基础上,综合考虑了还原性气氛对灰颗粒黏度的影响以及灰中碱金属对颗粒黏结概率的影响,基于数值模拟研究了不同模型下换热管束颗粒沉积状况,并探究了纵向节距和壁面温度对管束壁面颗粒沉积状况的影响。结果表明:考虑不同的修正模型后,颗粒沉积效率均有一定程度的增加,且同时考虑还原性气氛及碱金属对沉积过程的影响时,其颗粒沉积效率相对于基础模型颗粒沉积效率的变化率为22.24%。颗粒在同列管束壁面上沉积质量的分布并不一致,对于第一排管束,颗粒主要沉积在30°~150°位置上,且90°附近区域颗粒沉积质量最大;而随着管排数的增大,颗粒沉积质量分布越来越均匀。随着纵向节距的增加,第一排管束颗粒沉积质量基本不变,而后排管束的颗粒沉积质量逐渐增加;随着温度的升高,各管束颗粒沉积质量略有增加,但变化并不明显,这是因为沉积过程受到多种机理耦合作用。

基于流固耦合的换热管束振动分析

阐述了换热器管束振动的机理、破坏形式以及换热管共振特性的研究方法。突破传统研究方法的局限性,运用有限元分析软件,采用流固耦合的方法对换热管共振特性进行了研究。结合某油田项目中一台管壳式换热器,对单根换热管共振特性、换热管束共振特性影响因素以及动态响应特性进行了全面研究,得出了调整换热管束共振频率、避免共振的有效方法,结论具备一定的工程应用参考价值。

换热管束防腐效果研究

研究20、304、316L换热管束材料在不同服役工况下的腐蚀速率和腐蚀形貌,测试其抗电化学腐蚀性能;同时在20钢基体上进行渗铝、有机硅荃和耐高温涂层表面处理,分析其抗腐蚀性能.分析认为:3种管束材料的抗点蚀能力随着温度的升高而降低,316L的抗点蚀能力更强;耐高温涂层表面处理较渗铝和有机硅荃涂层处理具有更好的耐高温和抗腐蚀性能.

波纹管换热管束的工业应用

介绍了波纹管换热管束在洛阳石化总厂炼油厂一催化车间轻柴油 -除盐水换热器上的首次应用情况。结果表明 ,在换热器壳体尺寸不变时 ,选用波纹管换热管束 ,每台换热器能够多回收能量 9852 MJ,加大了运行可靠度 ,降低了设备维修成本。

换热管束高压头强力轮替冲洗工艺研究

针对壳管式换热器提出采用换热管束高压头强力轮替冲洗工艺除污。介绍了新型强力自冲污换热器的结构及原理,分析了污水换热器强力自冲污的可行性,通过设计计算及经济性分析给出了技术经济可行的冲洗方案——单次冲洗10～20根换热管。

循环流化床换热管束的防磨措施——加翅防磨法防磨性能的研究

本文对循环流化床换热管束的磨损及防磨措施——加翅防磨法作了实验研究和数值计算。研究结果表明,加翅防磨法是一种简单实用的有效防磨措施。

高压给水加热器换热管束的涡流检验对策

针对高加管束出现损坏的原因,介绍高加钢管束的远场涡流检测原理及所使用的远场涡流检测用仪器及探头,探讨远场涡流检测的质量评定标准及现场应用。

弯头带支承的U型换热管束固有频率的研究

本文对U型弯头带中间支承的U型管换热器管束的固有频率进行了理论分析和实验研究,建立了U型管自由振动微分方程,通过计算机程序计算了无中间支承和有一个或两个中间支承的半圆弧管的前几阶频率参数;引入“等效长度”和“U型形状系数”,提出了两种有工程意义的计算方法。

内波纹外螺纹换热管束在工业中的应用

介绍了内波纹外螺纹换热管束在扬子石化炼油厂常减压中的应用 ,该换热管束传热系数大、性能独特 。

卧式换热器换热管束对壳体的加强作用

卧式换热器的换热管束对壳体起着加强作用,其加强作用的程度与换热管束的材料、管子根数、截面积及布管情况有关,通过理论计算和分析,如适当考虑换热管的加强作用,将使管壳式换热器的设计更合理、更经济。

冷凝器钛材换热管束开裂失效原因分析

某厂精对苯二甲酸装置氧化反应单元反应器一级冷凝器的钛材(TA2)换热管束发生失效泄漏,通过宏观及微观形貌分析、垢样成分分析、金相组织分析等分析手段,结合换热管束工况条件和介质组成,对换热管束失效原因进行了分析,结果表明:钛材换热管束在含溴醋酸介质、190℃高温环境下吸氢,产生大量的氢化钛,发生了氢脆。溴离子的存在加剧了钛材的腐蚀,在残余应力的作用下,钛材容易在焊缝处出现开裂失效。

多排密集翅片替换热管束制造过程中焊接变形的分析和控制

对多排密集翅片管换热管束制造过程中普遍存在的翅片管与管箱的焊接变形问题进行了分析，编制了适用于这一类型焊接变形问题分析的计算程序，提出了焊接变形控制措施，并成功地应用于生产实际过程中。

列管式换热器中管板与换热管束胀焊结合连接工艺探讨

列管式换热器是化工生产中热量交换的关键设备,管板与换热管的连接是这类化工容器的关键部位,通常情况下换热器管子与管板连接都采用胀焊结合的加工工艺,究竟是先焊后胀还是先胀后焊的好,在实际使用中存在争论。笔者详细分析了两种连接加工方法,各自的优劣性及适用范围,并以实际生产当中的设备为例进行了说明,目的在于为实际生产选择合理的制造工艺,保证管子与管板连接接头的质量提供参考。

IRIS技术在在役换热管束检测中的应用

介绍IRIS(旋转超声检测)基本原理及适用范围。通过分析现场检测案例,对IRIS在役换热管束的现场检测可行性、准确性及适用性进行研究及分析,最终证明,该检测方法适用于在役换热管束缺陷的检测及管束的任何部位检测,并且实时得出具体的测厚数值以及壁厚趋势分布图。该技术不受材料电导率或磁导率的影响,能精确测量管子的内径及壁厚,能提供管子腐蚀减薄的准确位置,可以直观地显示出管束内部的腐蚀情况,适用性较为广泛,检测效率较高,检测结果可信度以及准确性较高。指出该技术在役换热管束检测中的注意事项和一些缺陷。

电厂换热管束冲蚀磨损数值模拟分析

电厂锅炉高温换热器受热面在含尘烟气长时间磨损的作用下,会出现吹蚀减薄迹象,导致换热器爆管,使得机组被迫停机。为了揭示飞灰颗粒对换热管束冲蚀磨损的影响,采用欧拉-拉格朗日方法以及Oka模型分别模拟颗粒运动和管壁冲蚀磨损情况,通过用户自定义函数描述颗粒物与壁面的反弹效果,对不同粒径和不同管排下的磨损情况进行了分析。结果表明,管排布置方式会对换热管束冲蚀磨损产生影响,具体表现:第一排换热管受颗粒的冲击磨损影响较显著,面平均磨损量随颗粒粒径的增大而增大;横向间隙减小时,换热面平均磨损速率减弱,换热管纵向间距对磨损的影响不大,管束叉排布置时,磨损量增加。数值模拟结果加深了电厂高温换热器磨损规律的认识,通过换热管束的合理布置,有助于减少磨损,提高系统运行的可靠性。

换热管束排列对换热器壳程流动与传热影响的研究

利用CFD方法,计算出管壳式换热器换热管不同排列方式的三维压力场、速度场和温度场,并对不同排列方式下的压力损失、速度分布和换热效果进行了对比,为换热器的理论设计提供了一定的参考。

换热管束材料选择

为了研究某换热管束服役过程中的腐蚀机理,保证其运行的可靠性,根据换热管束工况条件,将20钢、304和316L不锈钢试样置于壳程原料水、换热蒸汽、塔底混合液中160天,检测不同试样的均匀腐蚀速率,观察其形貌,并对腐蚀产物进行XRD分析。结果表明:换热管束腐蚀机理为氧腐蚀;316L不锈钢在试验中表现出良好的耐腐蚀性,建议换热管束材质选择316L,定期清垢并配合阻垢剂使用,以满足管束防腐要求。

一种具有U型换热管束的水浴式汽化器的设计

水浴式汽化器作为一种热交换的设备在低温液体汽化和空气设备中得到广泛应用。根据水浴式汽化器的工作原理及分类,以及现有水浴式汽化器存在的设计结构缺陷、换热管易泄露、维修困难、只能实现单种液体的汽化等缺点,本文论述了一种新型的具有U型换热管束结构的水浴式汽化器,该水浴式汽化器可以对不同类的液体进行汽化;即便当U型换热管出现泄露问题时,可将密封头及U型换热管从筒体上拆卸下来,从而方便检修,并且能够同时更换备用的U型换热管,从而达到不影响生产的目的。