汽水换热器管束泄漏原因分析及预防措施

针对制氢装置出现的汽水波纹管换热器泄漏情况,结合具体操作工况,对换热器管束泄漏原因进行成因分析,根据波纹管在含氯介质环境下腐蚀机理,结合实际检验报告,得出可信的分析结果,且根据原因分析制定相应的具体预防措施。通过换热管改造彻底消除腐蚀隐患,延长换热器运行周期,确保换热器长周期运行。

酒钢中压蒸汽换热器替代管式炉在粗苯工序上的应用

采用中压蒸汽换热器替代管式炉作为粗苯工序的加热设备,从应用效果来看,不论是安全生产水平,还是经济、环保效益,结果表明中压蒸汽换热器加热蒸馏粗苯明显优于管式炉,值得在同行业粗苯蒸馏工序上广泛应用。

连续重整装置汽包系统蒸汽换热管泄漏原因分析

中国石化扬子石油化工有限公司2号连续重整装置采用国产超低压顺流连续重整技术,在生产运行过程中,加热炉对流段汽包系统蒸汽换热管出现泄漏现象,装置被迫停工检修。对失效换热管开展了穿孔分析、材质化学成分分析、能谱分析等研究。通过穿孔分析判断:腐蚀穿孔在内壁产生并向外壁扩展。通过能谱分析和X射线衍射分析得知:换热管内壁垢样的腐蚀产物主要是Fe_(2)O_(3)和Fe_(3)O_(4),结合除氧水的氧含量数据,判断换热管存在氧腐蚀。对垢样进行清洗得知:沉积物质量浓度超过600 g/m^(3),垢污沉积量超标。综合判断泄漏原因:汽包系统换热管在氧腐蚀与垢下腐蚀的综合作用下,发生了由管内向管外扩展的腐蚀穿孔。针对泄漏原因,从水质监控、停炉保护、定期抽检等方面提出了预防措施。

分段式蒸汽控制在再造烟叶涂布液温度控制环节中的应用

以再造烟叶涂布液温度控制中常见的问题与原因为出发点,来探讨解决此类问题的方法。主要以分段式蒸汽控制的方式,通过对各控制阀门之间的蒸汽管道进行分段,并逐次、逐段进汽对热交换器进行保温和补温,逐次、逐段卸空蒸汽来冷却热交换器,使热交换器在补温、保温、冷却再到补温的稳定循环过程中,实现涂布液温度在生产控制过程中稳定常态化。对涂布液温度的控制逻辑、控制措施与控制效果进行较详细论述,但本领域技术人员应当理解,实际运用中可以将此控制思路作为参考,在控制形式和细节上作出多样性变化,实现涂布液温度平稳性控制并满足工艺要求。

焦化厂上升管余热回收利用技术研究

传统焦炉生产工艺荒煤气余热没有加以利用,造成能源浪费。针对120万t/a焦化项目5.5 m捣固焦炉的结构特点,提出了一种“上升管余热回收利用”的改造方案,安装余热回收设备重新回收余热用于生产低压饱及蒸汽及过热蒸汽,并利用蒸汽完全替代粗苯管式炉。研究结果表明:改造方案可以节省大量煤气,减少冷却水消耗,同时解决了燃烧排放问题和明火燃烧的安全隐患。用蒸汽替代粗苯管式炉后,不再向空气直接排放氮氧化物和粉尘颗粒物,既是节能项目,又是安全环保项目,可为同类焦化行业提供参考。

百千瓦级天然气制氢质子交换膜燃料电池热电联产系统稳态特性模拟分析

依托Aspen Plus平台建立了百千瓦级质子交换膜燃料电池(proton exchange membrane fuel cell,PEMFC)热电联产系统模型,该模型由燃料处理单元、热回收单元与PEMFC单元构成。燃料处理单元关键设备模型依据反应动力学参数搭建,PEMFC电堆采用Aspen Custom Modeler自定义模型。验证了关键设备模型的准确性,并分析了稳态条件下设备运行参数对系统性能的影响,结果表明:在以电定热运行模式下,可适当减少燃烧天然气进料或者降低重整原料水碳比,以提高系统的电效率与㶲效率。此外,可调节变压吸附(pressure swing adsorption,PSA)至PEMFC管路阀门,增大电堆阳极进气压力以提高发电量,但不建议增大电堆阴极进气压力,这会导致系统辅助设备耗电量上升、净电效率下降。以热定电时,可采取相反的调节方式,降低燃烧烟气与PEMFC尾气的排放温度,提高系统热效率。研究结果可为调整PEMFC热电联产系统工作参数以实现热电输出合理配比提供参考。

熔盐与亚临界汽/水在管壳换热器中传热特性实验研究

以太阳盐(Solar Salt)为工质,实验研究熔盐与过热蒸汽/亚临界水在管壳式换热器中的流动传热特性,并开展管侧及壳侧流量、入口温度、压强等参数对熔盐流动传热的敏感性研究。实验结果表明,熔盐入口温度对其传热规律影响较大。根据传热相似原理,获得熔盐与单相汽、水传热的修正关联式,其与实验值的最大偏差分别为±10%,-15%。

蒸汽加热熔盐换热试验研究

电力系统新形势要求火电机组实施灵活性改造,其中一种有效方式是增加储热装置。为提高系统效率,研究了利用蒸汽直接加热熔盐的储热方案,通过熔盐储换热试验平台,对不同工况下的系统充热流程、蒸汽加热熔盐的传热特性和能量转换效率进行了试验研究。结果表明:蒸汽加热熔盐储热方案是可行的,单向循环模式和连续循环模式都可以稳定地加热各个温度段的熔盐;低温时熔盐泵功耗比中高温时增加约6%;高温时换热器的总传热系数比低温时增加约15%。

海洋核动力平台PRHR HX管内蒸汽冷凝换热特性分析

[目的]旨在探究非能动余热排出换热器(PRHR HX)管内饱和蒸汽冷凝传热特性,为海洋核动力平台非能动安全系统设计提供支撑。[方法]通过搭建的功率比1∶50的试验装置,使用分离热阻法处理试验结果,对PRHR HX管内饱和蒸汽冷凝换热特性进行分析。[结果]在试验参数范围内,PRHR HX管内主要以分层流或波状流-环状流-波状流流型存在,该管内凝液流动存在由层流到湍流的转捩过程;管内饱和蒸汽冷凝换热系数随压力升高而增大;在压力为0.52 MPa时,换热器内蒸汽流速最大值约为6.72 m/s,当压力大于0.52 MPa后,蒸汽流速反而逐渐减小;所提PRHR HX管内饱和蒸汽冷凝换热系数计算关系式与试验结果吻合良好,其计算值与试验值的相对误差在±8%以内。[结论]研究结果可为海洋核动力平台及类似应用对象非能动安全系统PRHR HX设计和优化提供参考。

非能动安全壳热量导出蒸汽排放装置实验研究

为了解决“华龙一号”非能动安全壳热量导出系统运行时水箱内蒸汽排放的问题,本文通过研究“华龙一号”的非能动安全壳热量导出系统的蒸汽排放装置,在理论分析的基础上,设计并开展了蒸汽排放装置的性能实验,提出蒸汽排放装置设计的关键要求,以指导工程项目中非能动安全壳热量导出系统蒸汽排放装置的设计。本文可为华龙系列后续工程中蒸汽排放装置的研究和设计提供指导和支持。

水平管内过热水蒸气冷凝换热特性的试验研究

为了研究管内过热水蒸气的冷凝换热特性及影响因素,以控制计算结果和实际结果的偏差。以玻璃管为套管中内管,亚克力管为外管,在水蒸气入口流速为0.50~3.00 m/s,水蒸气入口过热度为10~50℃,风速为10~25 m/s的条件下,对可视化水平套管内过热水蒸气的冷凝换热特性进行试验研究。研究结果表明:流速加快,过热蒸气冷凝换热系数会增大;入口过热度升高,换热系数会随之减小;风速增加,在水蒸气流速较低时过热水蒸气换热系数会减小,而水蒸气流速较高时过热水蒸气换热系数则会增加。试验拟合的关系式误差为-15%~15%,对过热水蒸气的换热情况有较好的预测能力。

高温气冷堆蒸汽发生器换热管电磁超声导波检测方法研究

高温气冷堆蒸汽发生器螺旋换热管是压力边界相对薄弱的部分,若出现降质破损,可能引起放射性介质泄漏并造成堆芯损伤。针对该类换热管由于管路复杂缺乏无损检测方法的现状,提出了适用于高温气冷堆蒸汽发生器复杂结构换热管的电磁超声导波检测方法,开发了专用电磁超声导波检测仪及检测探头,建立了1∶1的高温气冷堆蒸汽发生器换热管全尺寸模拟体试验平台,开展了灵敏度测试优化试验及换热管全长缺陷检测试验。试验结果表明,该电磁超声导波检测方法能够有效解决高温气冷堆蒸汽发生器换热管在役无损检测难题,所开发的电磁超声导波检测仪和检测探头能够在单点位置实现换热管长距离全覆盖检测,可有效识别模拟体上换热管异种钢焊缝薄弱处与远端约60.2 m处截面损伤率为16.8%的刻槽缺陷,验证了高温气冷堆蒸汽发生器换热管电磁超声导波在役检测的可行性。

蒸汽换热站装置仪表选型方法

介绍了蒸汽换热站装置中的仪表选型方法和选型原则。根据换热站高温、高压工况并结合实际项目经验,重点对温度、流量、液位和阀门类仪表的选型进行了分析。合理的选型可以提高仪表使用寿命,保证装置的稳定运行。

原油含水率增加对海上油田注汽锅炉运行的影响

受原油含水率增加的影响,海上油田注汽锅炉经常出现排烟温度升高、燃烧器结焦和换热管路腐蚀加剧等问题。为了保障海上油田注汽锅炉的运行性能,本文对锅炉积灰物和原油含水率进行了化验分析,本文以详细的计算和运行数据为依据,揭示了原油含水率升高对锅炉运行性能的影响规律。研究发现原油含水率增大后,Na^(+)离子和Cl^(-)离子含量增多。盐分在换热管路上凝结后,加速了换热管道的腐蚀过程,并降低了换热管道的换热效率,进一步引起注汽锅炉排烟温度升高。当原油含水率增加至10%时,其低位发热量降低了9.7%,粘度增加了1.39倍,注汽锅炉排烟热损失增加了16.9%。

板壳式换热器在啤酒糖化热能回收的应用

板壳式换热器兼具板式和管壳式换热器的优点,是一种新型、高效的换热设备。本文通过与板式和管壳式换热器对比,分析了板壳式换热器的结构特点和工作原理,并针对啤酒糖化产生的高温冷凝水和二次蒸汽的热能回收现状,提供一种以板壳式换热器为核心的热能回收方案,实现了高温冷凝水和二次蒸汽的热能回收。

塑料换热管外表面的疏水改性及编织强化蒸汽冷凝传热研究

针对蒸汽冷凝采用列管式塑料换热器传热系数低等问题,通过非溶剂致相分离法(non-solvent induced phase separation,NIPS)制备出具有多孔支撑体结构的聚偏氟乙烯(polyvinylidene fluoride,PVDF)换热管,对其进行表面改性;将两根相同的改性换热管编织制备成列管式换热器后,通过改变其外表面疏水性与管两侧流体流动产生的周期性改变等方法,提高了换热管在蒸汽冷凝时的传热系数。研究表明:蒸汽在接触角为(118.3±1.5)°的改性换热管外表面上冷凝时,与改性前与编织前相比,蒸汽冷凝总传热系数分别提高了14.8%和12.9%;与未编织的实壁换热管相比,蒸汽冷凝总传热系数提高107%。可见,多孔换热管经表面疏水改性与编织后,显著提升了蒸汽冷凝传热性能。

工业萘长周期高负荷运行的技术改造

山西焦化股份有限公司焦油加工厂工业萘装置原设计加工负荷低,不能满足焦油蒸馏装置满负荷运行,经过前期扩容改造后,换热器的换热效率仍达不到指标要求,且工业萘装置的现状严重制约了焦油加工负荷的进一步提升。基于工业萘原料入塔温度低、蒸汽发生器堵塞频繁等,认为对换热系统进行改造,以提高工业萘原料入塔温度和解决蒸汽发生器堵塞频繁的问题,且技改后初馏塔的脱酚萘油进料温度由原来的120℃稳定提升至160℃,解决了初馏塔因原料入塔温度低造成的初馏管式炉煤气消耗大的问题,蒸汽发生器堵塞现象明显减少,提高了系统运行的稳定性,可为企业带来良好的经济效益和社会效益。

钠冷快堆蒸汽发生器换热管在役检查验收和堵管准则探讨

蒸汽发生器是快堆主热传输系统的关键设备之一,而换热管作为钠/水介质热交换边界,其破损将造成严重的钠水反应事故。为了确保蒸汽发生器的安全稳定运行,有必要对含缺陷换热管建立验收准则和确定堵管条件。本文通过有限元计算和高温爆破试验,对蒸汽发生器换热管建立验收和堵管准则,确保CFR600蒸汽发生器的安全运行。

余热锅炉单相受热面动态数学模型及仿真

采用集总参数法建立了三压再热余热锅炉中单相工质受热管的动态数学模型,并开发了通用化的仿真算法。基于一体化模型开发平台建立了余热锅炉单相介质受热面系统的工程模块化的仿真模型。对低压省煤器的运行特性进行了仿真实验研究,结果表明该模型具有较高的静态计算精度和较好的动态响应特性,且模型运行稳定。