油氣集輸課程設(shè)計(jì)---干氣貧甘醇換熱器

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>　　（1）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