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1、<p><b> 摘要</b></p><p> 某三甘醇天然氣脫水工藝流程中,根據(jù)提供的資料,對(duì)該工藝流程中的干氣/貧甘醇換熱器,貧甘醇/富甘醇換熱器的計(jì)算與選型。</p><p> 關(guān)鍵詞:干氣 貧甘醇 富甘醇 換熱器 溫度</p><p> 此三甘醇天然氣脫水工藝流程中,干氣/貧甘醇換熱器選用固定管板式
2、換熱器, 貧/富甘醇換熱器選用板式換熱器。</p><p><b> 干氣/貧甘醇換熱器</b></p><p><b> 一.設(shè)計(jì)意義</b></p><p> 在油氣集輸工業(yè)過(guò)程中的加熱、冷卻、蒸發(fā)和干燥的單元操作中,經(jīng)常見(jiàn)到食品物料與加熱或冷卻介質(zhì)間的熱交換,而用于進(jìn)行熱交換的設(shè)備稱為換熱器。換熱器還廣泛應(yīng)用于
3、化工、石油化工、動(dòng)力、醫(yī)藥、冶金、制冷、輕工等行業(yè)。在眾多類型的換熱器結(jié)構(gòu)中,管殼式換熱器應(yīng)用最為廣泛,因此要根據(jù)特定的工藝要求,設(shè)計(jì)合理的換熱器,以滿足不同場(chǎng)所的需求。</p><p><b> 二、設(shè)計(jì)計(jì)算</b></p><p><b> 1、確定設(shè)計(jì)方案</b></p><p> 兩流體溫度變化情況:熱流體進(jìn)
4、口溫度88℃,出口溫度38℃。冷流體進(jìn)口溫度30℃,出口溫度40℃。該換熱器用貧三甘醇與脫水干氣進(jìn)行換熱,熱流體為貧三甘醇,冷流體為干氣。由此可見(jiàn),管束和殼體之間的溫差不大,熱膨脹不大,并且其殼程結(jié)垢不嚴(yán)重。所以選取固定管板式換熱器。對(duì)于環(huán)境溫差較大的地區(qū),可增添膨脹節(jié)。</p><p><b> 2、確定物性數(shù)據(jù)</b></p><p><b> 管程
5、(干氣)</b></p><p> 進(jìn)/出口溫度/℃:33/37 ;</p><p> 進(jìn)/出口壓力/MPa:2.15/2.0</p><p> 管程天然氣流體的定性溫度為 (℃)</p><p> ?。ǘㄐ詼囟龋喝×黧w進(jìn)口與出口溫度的平均值。)</p><p><b> 殼程(貧甘醇)&
6、lt;/b></p><p> 進(jìn)/出口溫度/℃:33/37 ;</p><p> 殼程貧甘醇的定性溫度為 (℃)</p><p><b> 計(jì)算總傳熱</b></p><p><b> ?。?)貧甘醇負(fù)荷</b></p><p> 貧甘醇進(jìn)口溫度為88,出口溫
7、度為38</p><p> 貧甘醇在平均溫度為63時(shí)的比熱容為,</p><p><b> 貧甘醇熱負(fù)荷為:w</b></p><p><b> ?。?)氣體溫降</b></p><p> 由于出吸收塔的干氣質(zhì)量流量遠(yuǎn)大于貧甘醇質(zhì)量循環(huán)流量,故干氣經(jīng)過(guò)氣體/貧甘醇換熱器后的降溫較小,其值可由熱
8、量平衡來(lái)確定。</p><p><b> 干氣摩爾流量為:</b></p><p> 干氣的摩爾熱容為,由熱量平衡確定干氣溫降為:</p><p><b> 所以,</b></p><p><b> ?。?)平均傳熱溫差</b></p><p>
9、 天然氣與有機(jī)溶劑間的傳熱系數(shù)經(jīng)驗(yàn)值為,熱負(fù)荷考慮10%的裕量,即氣體/貧甘醇換熱器熱負(fù)荷為:</p><p><b> 其中, </b></p><p><b> 4、計(jì)算傳熱面積</b></p><p> 考慮 10%的面積裕度,A=1.1×A′=1.1×11.44=12.58(m2) .&l
10、t;/p><p><b> 5、工藝結(jié)構(gòu)尺寸</b></p><p> (1)、管徑和管內(nèi)流速</p><p> 三甘醇體積流量:0.319m/h 質(zhì)量流量:355.78kg/h</p><p> 選用ф25×2.5傳熱管(碳鋼),取管內(nèi)流速u=8.7m/s。 </p><p>&l
11、t;b> 管長(zhǎng) 選用管長(zhǎng)6m</b></p><p><b> 管程數(shù)和傳熱管數(shù)</b></p><p> 依據(jù)傳熱管內(nèi)徑和流速確定單程傳熱管數(shù) (根)按單程管計(jì)算,所需的傳熱管長(zhǎng)度為 (3)平均傳熱溫差校正及殼程數(shù) 平均傳熱溫差校正系數(shù) </p><p> 傳熱管排列和分程方法 采用組合排列法,即
12、每程內(nèi)均按正三角形排列,隔板兩側(cè)采用正方形排列。</p><p> 殼體內(nèi)徑 采用多管程結(jié)構(gòu),取管板利用率η=0.7,則殼體內(nèi)徑為</p><p> 圓整可取D=380mm </p><p> ?。?)折流板 采用弓形折流板,取弓形折流板圓缺高度為殼體內(nèi)徑的25%,則切去的圓缺高度為h=0.25×380=95(mm),故可取h=90 mm。
13、取折流板間距B=0.25D,則B=0.25×380=95mm),可取B為100。 折流板數(shù) NB=傳熱管長(zhǎng)/折流板間距-1=6000/100=60(塊)折流板圓缺面水平裝配。 </p><p> 干氣/貧甘醇換熱器數(shù)據(jù)</p><p> 貧/富甘醇換熱器(儲(chǔ)罐與閃蒸罐間)</p><p> 貧/富甘醇進(jìn)口與出口溫度:貧甘醇進(jìn)口溫度t℃,出口溫
14、度為88℃;富甘醇進(jìn)口溫度為45℃,出口溫度為65℃。貧甘醇的比熱容為2.86 ,富甘醇的比熱容為2.6157 。</p><p> 1.貧/富液換熱器熱負(fù)荷為: </p><p> 2.計(jì)算貧甘醇進(jìn)口溫度:</p><p> 由熱量平衡確定貧甘醇的進(jìn)口溫度,經(jīng)迭代計(jì)算得</p><p> 3.計(jì)算對(duì)數(shù)平均溫差: 熱負(fù)
15、荷考慮10%的裕量,即貧/富甘醇換熱器熱負(fù)荷為:</p><p> 其中取傳熱系數(shù)取經(jīng)驗(yàn)值為: </p><p><b> 計(jì)算傳熱面積: </b></p><p> 貧/富甘醇換熱器(儲(chǔ)罐與閃蒸罐間)數(shù)據(jù)</p><p> 貧/富甘醇換熱器(閃蒸罐與再生塔間)</p><p> 貧/富
16、甘醇進(jìn)口與出口溫度:貧甘醇進(jìn)口溫度193℃,出口溫度為t℃;富甘醇進(jìn)口溫度為65℃,出口溫度為149℃。貧甘醇的比熱容為2.86 ,富甘醇的比熱容為2.6157 </p><p> 貧/富液換熱器熱負(fù)荷為: </p><p> 計(jì)算貧甘醇出口溫度:</p><p> 由熱量平衡確定貧甘醇的出口溫度,經(jīng)迭代計(jì)算得:</p><p><
17、;b> ?。?lt;/b></p><p> 計(jì)算對(duì)數(shù)平均溫差: = </p><p> 熱負(fù)荷考慮10%的裕量,即貧/富甘醇換熱器熱負(fù)荷為:</p><p><b> 傳熱系數(shù)取值為: </b></p><p><b> 計(jì)算傳熱面積: </b></p><
18、;p> 貧/富甘醇換熱器(閃蒸罐與再生塔間)數(shù)據(jù)</p><p><b> 總結(jié)</b></p><p> 此次課程設(shè)計(jì)過(guò)程中,大部分?jǐn)?shù)據(jù)取自于小組成員和文獻(xiàn)數(shù)據(jù),其基礎(chǔ)值需要量較多,換熱器計(jì)算的部分?jǐn)?shù)據(jù)較為復(fù)雜。由于我們小組努力查詢計(jì)算部分基礎(chǔ)數(shù)據(jù)無(wú)果,換熱器的部分細(xì)節(jié)設(shè)計(jì)便因此省略。</p><p><b> 參考文
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