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[原创] 缩放管换热器壳程的气流分布特点

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10多年前弹指在工厂时遇到缩放管换热器传热不达标,转化中间冷热交,设计总传热系数31.5,开车初期近25,后来掉到12!上述缩放管换热器的设计者当时也来了2趟,排查了中间冷热交的SO2旁路(未发现有问题)。后来发现缩放管换热器的壳程气流分布不均匀,靠近中央的管束换热负荷低,靠近换热器筒体的管束换热负荷较高。

一个重要的细节是当时的缩放管换热器的花板上全部布管,壳程无折流板设计(故壳程阻力较低),壳程进、出气均采用环向。

1、气体是流体,倾向于走最短的路径。壳程SO2气体走靠近换热器筒体的管束路途较短,若走到靠近中央的管束路径较长。因此,靠近换热器筒体的管束的壳程烟气流量较大。
2、气体要流经中央的管束需要横向冲刷管束,横向冲刷管束的阻力较大,因此壳程气体不容易走到中央管束。
3、当气体通过横向冲刷靠近筒体的管束到达中央的管束的过程也是被加热的过程,因此中央管束的传热温差下降。

综上3方面因素,花板全布管的缩放管换热器其中央管束换热负荷较之靠近换热器筒体的管束的换热负荷要低得多,中央管束的壁温也相对高一些。当缩放管换热器用作冷换时,由于靠近下管板的管程内的壁温低于烟气露点,会在管内壁上析出冷凝酸。当上述冷凝酸遇到触媒粉时就会粘结,时间一长会堵塞管道。中央管束由于壁温相对高不容易堵塞,而靠近换热器筒体的管束壁温较低容易堵塞。当上述管束堵塞时,壳程没有同时堵塞,但仍然在走SO2气体,相当于旁路。这就是发生堵塞后缩放管换热器传热效率大幅下降的主要原因。

弹指当时就给换热器设计者提过建议:要去掉部分管束,开一个通道以改善中央管束在壳程的气流分布。当时若干年后弹指参加了一个硫酸年会,会上这位设计者大谈多通道绽放管换热器。

 

发表于 2018-8-25 18:50:26

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学习了,很好!

 

发表于 2018-8-28 13:26:57

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弹指楼主 VIP会员 永久VIP | 显示全部楼层       最后访问IP浙江省
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这是工厂交了很多“学费”才学到的。

 

发表于 2018-8-30 08:51:30

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