蒸氨螺旋板换热器的设计-赵焕栋

第19卷增刊7199年12月山东冶金hSandongYeiinVol.19,uSPlement〔陀ce们n庆r1997蒸氨螺旋板换热器的设计赵焕栋(莱芜钢铁总厂焦化厂)摘要莱钢焦化厂根据具体工艺条件对蒸氨螺旋板换热器进行设计,使富氨水出口温度由85℃提高到95℃,减少了大量汽耗、废水量以及分缩器的压力,年节汽可达16万元以上.关镇词螺旋板换热器,富氨水,汽耗,设计DesignofVaPouringAmmoniaSPiralPlateHeatExehangerZhaoHuandong(TheOCikgnlPant城切wuIronandst曰GeneralWorks)AbsatrdA二。ridn宫otpacrictalp~5oenid如nhtevaopiurgna~sPir以目atehaetxechanger肠.9田们deisgnedandreofrmedinco拓雌lPantofl元wu而nandstelgeneralowrks.Theout】ettemePratureoficrhammoina15elevatedfrom85℃ot95℃.T场5deslgncandeeraeseinalotofva,urcosunmpdonquiantty,wastewaterquanittyandthepersureofdivkler泊ndhteeconomcrer刻tinsavingva卯ureaneomeupto0.16甘己ilon翔an/a.Keywo川5spiralplateheatexehanger,icrhammoma,vapourconsumPtlon,de幼,1目IJ西螺旋板换热器是一种高效的传热设备,近几年在焦化行业中推广应用甚快。莱芜钢铁总厂焦化厂(简称莱钢焦化厂)在学习外厂经验的基础上,已用于洗氨水、洗苯半富油、溶脱水的冷却、余热采暖以及蒸氨工艺中的换热,均取得了较好的效果。用于蒸氨中废水与富氨水的换热,在国内尚属首例。用一台螺旋板代替列管换热和加热两组设备,列管的寿命仅120d,而螺旋板可达a1以上,年减少设备投入和操作费用(汽以10元t/计)达25万元以上,经济效益显著。但是,目前采用的螺旋板,一般是根据制造厂的产品系列选用,因此很难与工艺条件相匹配。如蒸氨选用的55250一10型螺旋板(性能见表1),现场使用情况表明,换热后的富氨水出口温度为85℃,而工艺上希望达到95~98℃进料。依表2条件计算K值仅为693W/mZ·℃,而按表1说明书条件计算,K值可达1707w/mZ·`C。据对应于水—水换热的螺旋板的资料介绍,K值达4187kJ/m“·h·℃以上是比较正常的,说明螺旋板的高效率没有得到充分发挥。表15250一10型蛾旋板换热器使用性能一次水(130℃~80℃)二次水(70℃~95℃)换热量QkJ/h设计压力尸aP换热面积Fm2流速WIm/s流量Vlm3/h阻力降乙尸,Pa流速WZm/s流量VZm3/h阻力降△几aP104798066538246102.7863743收稿日期:1997年一月10日102DOI:10.16727/j.cnki.issn1004-4620.1997.s1.041赵焕栋蒸氨螺旋板换热器的设计2设计计算2.1工艺计算2.1.1传热量表2蒸氮用螺旋板换热器计算用值表项目流量,m3/h入口温度,℃考虑到今后的情况,富氨水流量取30m3/h,出口温度,℃废水富氨水3025100254585V、=0.0083m3/s,入口温度t、=25℃,出口温度tZ=95℃,定性温度t=(tl+tZ)/2=60℃。此温度下富氨水物理参数:粘度u,一0.61X10一’Pa·s(实测值);密度p、一983.Zkg/m,;比容C,,一4187)/kg·℃;导热系数几l=0.66W/m,·℃。计算QI=W,·C户1(tZ一tl)一V,·夕,·C,1(tZ一tl)一2391775.5(W)(1).2L2废水出口温度Q一八~~Q~I,=11—;;二一~~一:二丁.一一1、—W2.七户2C,2(2)已知:T,=looC;C,:=4187)/kg·℃;VZ=0.oo97m3/s(取35m3/h);夕2=l000kg/m3。贝,1:TZ=100一2391778.50.0097X1000X4187=41(rC)定性温度T=(100+41)/2=70·5(℃)此温度下的物理参数:产2=0.406x10一’Pa·s,产2=977.skg/m3,C’.2=4187)/kg·℃,又2=0.667W/mZ·C。2.1.3螺旋通道与当量直径de对于富氨水:取流速w;~0.sm/s,则通道截面积Fl=Vl/W,一0.0104(m,),选螺旋板宽H一lm,则通道宽b,一Fl/H一0.01(m),当量直径del=Zllbl/(1+bl)一0.0