再沸器

null再沸器工艺设计再沸器工艺设计一. 再沸器的类型和选择 立式 ： 热虹吸式 强制循环式 卧式： 热虹吸式 强制循环式 釜式再沸器 内置式再沸器 null立式热虹吸： ▲循环推动力：釜液和换热器传热管气液混合物的密度差。 ▲结构紧凑、占地面积小、传热系数高。 ▲壳程不能机械清洗，不适宜高粘度、或脏的传热介质。 ▲塔釜提供气液分离空间和缓冲区。null卧式热虹吸： ▲循环推动力：釜液和换热器传热管气液混合物的密度差。 ▲占地面积大，传热系数中等，维护、清理方便。 ▲塔釜提供气液分离空间和缓冲区。 null强制循环式： ▲适于高粘度、 热敏性物料， 固体悬浮液和 长显热段和 低蒸发比的 高阻力系统。null釜式再沸器： ▲可靠性高， 维护、清理方便。 ▲传热系数小， 壳体容积大， 占地面积大， 造价高， 易结垢。null内置式再沸器： ▲结构简单。 传热面积小， 传热效果不理想。null 釜内液位与再沸器上管板平齐 管内分两段： LBC——显热段 LCD——蒸发段二 . 立式热虹吸式再沸器管内流体的受热分析null三. 设计条件三. 设计条件流体 管程—釜液。蒸发量、温度、压力 壳程—加热蒸汽或热水。冷凝量（热水流量）、 温度、压力 物性参数确定 蒸汽压曲线斜率的确定四.设计步骤 估算传热面积，进行再沸器的工艺结构设计 假设再沸器的出口气含率，核算热流量 计算釜液循环过程的推动力和流动阻力，核算出口气含率估算设备尺寸估算设备尺寸1.计算传热速率（不计热损） 2. 计算传热温差T:壳程水蒸气冷凝温度 Td:混合蒸汽露点 Tb:混合蒸汽泡点 t:釜液泡点：物流相变热，kJ/kg, V:相变质量流量，kg/s, b-boiling, c-condensationnull3. 假定传热系数K 查3-15（p.91） 有机液体-水蒸汽 570-1140 W/（m2·K）4. 估算传热面积5. 工艺结构设计 选定传热管规格、单程管长、管子排列方式 计算管数，壳径，接管尺寸null管规格：φ38×3、 φ38×2.5、φ25×2.5 φ25×2、 φ19×2 参见p61表3-2 管长L：2000、3000、4500、6000mm 计算管数： 壳径DS： 正三角形排列： L/DS应合理—约4~6，不合理时要调整 卷制壳体内径以400mm为基数，以100mm为进档级。 接管尺寸，参照p92页表3-16五、传热能力核算五、传热能力核算1.显热段传热系数计算KL (1) 设传热管出口处气含率xe （＜25%），计算循环量 Db:釜液蒸发质量流量，kg/s Wt:釜液循环质量流量，kg/sS0:管内流通截面积，m2 di:传热管内径，m NT:传热管数（2） 计算显热段管内传热膜系数αinullRe >104, 0.650管内Re和Pr数：null(3)壳程冷凝传热膜系数计算αOm:蒸汽冷凝液质量流量，kg/s Q:冷凝热流量，W c:蒸汽冷凝热，kJ/kgnull(4) 计算显热段传热系数KL污垢热阻R-- p74,表3-92. 蒸发段传热系数KE计算2. 蒸发段传热系数KE计算 设计思路：xe<25% 控制在第二区：饱和泡核沸腾和两相对流传热双机理模型：同时考虑两相对流传热机理和饱和泡核沸腾传热机理。 αv ：管内沸腾表面传热系数 αt p: 两相对流表面传热系数 P94-95 αn b: 泡核沸腾表面传热系数 a: 泡核沸腾压抑因数 null3.显热段及蒸发段长度 根据饱和蒸汽压和温度关系计算null5.面积裕度核算— 30%，若不合适要进行调整4.计算平均传热系数KCnull六、循环流量的校核（1）计算循环推动力△PD 液体气化后产生密度差为推动力（p.97-98）L 的参考值 见P98， 表3-19null蒸发段两相流平均密度以出口气含率的1/3计算。管程出口管内两相流密度以出口气含率计算。null（2）循环阻力△Pf △Pf=△P1 + △P2 + △P3 + △P4 + △P5 ① 管程进出口阻力△P1 ② 传热管显热段阻力△P2 ③ 传热管蒸发段阻力△P3 ④ 管内动能变化产生阻力△P4 ⑤ 管程出口段阻力△P5 null ①管程进出口阻力△P1 Li：进口管长度和当量长度之和，m Di ：进口管内径， m G：釜液在进口管内质量流速，kg/m2snull②传热管显热段阻力△P2 LBC：显热管长度，m di：传热管内径， m G：釜液在传热管质量流速，kg/m2snull③传热管蒸发段阻力△P3 分别计算传热管蒸发段气液两相流动阻力，再以一定方式相加。汽相阻力LCD：蒸发段长度，m x: 该段平均气含率。null液相阻力:蒸发段阻力△P3:null④管内动量变化产生阻力△P4M：动量变化引起的阻力系数null⑤管程出口段阻力△P5汽相阻力null液相阻力管程出口段阻力△P5null（3）循环推动力△PD与循环阻力△Pf的比值计算 正常工作时，两项数值相等 设计时，推动力应略大于阻力（安全设计）上述比值太大，则应降低xe 上述比值太小，则应升高xe --重新假设传热系数K和气含率xe重复上述计算过程，直至满足传热和流体力学要求。