輕烴類石化冷卻系統(tǒng)的空冷器散熱性能及優(yōu)化技術(shù)研究.pdf

1、空冷器是石油、化工、能源等行業(yè)中輕烴類煉化裝置廣泛使用的冷卻設(shè)備。但許多空冷器結(jié)構(gòu)設(shè)計存在不足,對使用環(huán)境要求苛刻。本課題對吐哈油田輕烴煉化裝置所使用的濕式空冷器腐蝕、結(jié)垢嚴重等問題展開了研究,通過校核該設(shè)備的散熱能力,得出了空冷器散熱負荷分配比例不當(dāng)是產(chǎn)生問題的根源,并提出了空冷器以干濕結(jié)合冷卻為主的結(jié)構(gòu)優(yōu)化方案及最小散熱裕量。同時結(jié)合優(yōu)化前后的溫度場和流場分析,為輕烴類冷卻系統(tǒng)的空冷器在類似環(huán)境中的合理選型和結(jié)構(gòu)優(yōu)化提供了依據(jù),具有

2、較大的工程應(yīng)用價值。本課題主要完成的工作如下:根據(jù)空冷器傳熱原理,建立了干式空冷器、濕式空冷器和干濕聯(lián)合空冷器的數(shù)學(xué)模型。并通過MATLAB軟件設(shè)計出了四套空冷器分析及設(shè)計程序:干式空冷器散熱能力計算程序、干式空冷器設(shè)計程序、干濕聯(lián)合空冷器散熱能力計算程序和干濕聯(lián)合空冷器設(shè)計程序。通過干濕聯(lián)合空冷器散熱能力計算程序?qū)ν鹿吞餄袷娇绽淦鬟M行校核與分析,找出了吐哈油田濕式空冷器產(chǎn)生腐蝕的原因。根據(jù)空冷器設(shè)計理論和相關(guān)設(shè)計程序,完成了干式空冷

3、器、濕式空冷器和干濕聯(lián)合空冷器的設(shè)計。針對吐哈油田濕式空冷器設(shè)計了四套方案,并對四套方案進行了評估,提出了目前吐哈油田濕式空冷器以干濕結(jié)合冷卻為主的最佳結(jié)構(gòu)優(yōu)化方案。應(yīng)用有限元分析軟件ANSYS,對翅片管管體熱應(yīng)力進行了計算,給出了提高換熱效率的可靠途徑。并對設(shè)計方案中確定的干濕結(jié)合空冷器整體管路進行了溫度場有限元分析,獲得了整體溫度場分布云圖,為空冷器的優(yōu)化設(shè)計提供了理論支持。應(yīng)用流場分析軟件FLUENT,對新舊方案空冷器內(nèi)流場進行了