再沸器设计课件.ppt
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再沸器工艺设计一一. . 再沸器的再沸器的类型和型和选择立式： 立式热虹吸式 立式强制循环式卧式：卧式热虹吸式 卧式强制循环式 釜式再沸器内置式再沸器1A 立式立式热虹吸：虹吸：▲循循环推推动力力：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，不适宜高粘度或较脏的传热介质▲塔釜提供气液分离空间和缓冲区2A 卧式卧式热虹吸式：虹吸式：▲循环推动力：釜液和换热器传热管外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 3A 强制循制循环式式：：▲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4A 釜式再沸器釜式再沸器：：▲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5A 内置式再沸器：内置式再沸器：▲结构构简单传热面面积小，小，传热效果不理想效果不理想6A l釜内液位与再沸釜内液位与再沸器上管板平器上管板平齐l管内分两段：lLBC——显热段lLCD——蒸发段二、二、 立式立式热虹吸虹吸式再沸器管内流式再沸器管内流体的受体的受热分析分析7A I I ————单相相对流流传热；；IIII ————两相两相对流和流和饱和泡核沸和泡核沸腾传热；；IIIIII ————块状流沸状流沸腾传热；； IVIV ————环状流沸状流沸腾传热；； V V ————雾状流沸状流沸腾传热。
图１ 管内沸１ 管内沸腾传热的流的流动流型流型及其表面及其表面传热系数系数8A 三三.立式立式热虹吸式再沸器虹吸式再沸器设计条件条件l流体 管程—塔内釜液：蒸发量； 温度；压力 壳程—加热蒸汽：冷凝量（热衡 算）；温度；压力 —加热流体：流体流量、 进出口温度l物性参数确定 蒸汽压曲线斜率的确定9A 四四. .设计步步骤l估算传热面积：根据热负荷、两侧流体温度变化，l进行再沸器的工艺结构设计l核算热流量：假设再沸器的出口气含率xel计算釜液循环过程的推动力和流动阻力→核算出口气含率xe10A （一）估算（一）估算设备尺寸尺寸1.计算算传热速率速率（不计热损） 2. 计算算传热温差温差T：壳程水蒸气冷凝温度Td：混合蒸汽露点(壳程) 或加热介质入口温度Tb：混合蒸汽泡点(壳程) 或加热介质出口温度tb：釜液泡点：物流相变热，kJ/kg,V:相变质量流量，kg/s,b-boiling, c-condensation11A 3. 假定假定总传热系数系数K 查表3-15（设计p.91）或手册 有机液体-水蒸汽 570-1140 W/（m2·K）4. 估算估算传热面面积5.工工艺结构构设计 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l管规格：φ38×3、φ38×2.5、φ25×2.5、φ25×2、φ19×2 ，参见p61表3-2l管长L：2000、3000、4500、6000mm等12A l计算传热管数目（取整数）：l正三角形排列：l壳径DSl计算出的Ds应取整。
卷制壳体内径以400mm为基数，以100mm为进档级lL/DS应合理—约4~6，不合理时要调整l 最大接管尺寸，参照p92页表3-1613A ６６.传热能力核算能力核算６.1显热段总传热系数的计算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/sWt:釜液循釜液循环质量流量，量流量，kg/ssi:管内流通截面积，m2di:传热管内径，mNT:传热管数（2) 计算显热段管内表面传热系数αi14A Re >104, 0.6
鼓泡流、鼓泡流、块状流、状流、环状流（避免状流（避免雾状流）状流）18A l设计思路：一般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 ：管内沸管内沸腾表面表面传热系数系数αt p: 两相对流表面传热系数 P94-95αn b: 泡核沸腾表面传热系数 式（3-69) a: 泡核沸腾压抑因数 式（3-70)19A ６６.3 显热段及蒸发段长度lP97 表3-18查取l根据饱和蒸汽压和温度关系计算20A ６６.5.5 面积裕度核算 应30%，若不合适要进行调整６６.4 .4 计算平均传热系数KC21A 7.循循环流量的校核流量的校核（1）计算循环推动力△PD ，Ｐa 液体气化后产生密度差为推动力（p.97-98）ll 的参考值 见P98， 表3-1922A l蒸发段两相流平均密度以出口气含率的1/3计算:l管程出口管内两相流密度tp以出口气含率、用以上公式计算：23A （（2 2）循）循环阻力阻力△△P Pf f△Pf=△P1 + △P2 + △P3 + △P4 + △P5 ①管程进口管阻力△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 24A ①①管程管程进口管阻力口管阻力△△P P1 1 Li：进口管长度和当量长度之和，mDi ：进口管内径， mG：釜液在进口管内质量流速，kg/m2s25A ②传热管显热段阻力△P2 LBC：显热管长度，mdi：传热管内径， mG：釜液在传热管质量流速，kg/m2s26A ③③传热管蒸管蒸发段阻力段阻力△△P3 分别计算传热管蒸发段气液两相流动阻力，再进行加和汽相阻力：LCD：蒸发段长度，mx:该段平均气含率。
27A 液相阻力：l蒸蒸发段阻力段阻力△△P328A ④④管内管内动量量变化化产生阻力生阻力△△P4M：动量变化引起的阻力系数29A ⑤⑤管程出口段阻力管程出口段阻力△△P P5 5汽相阻力：30A 液相阻力：l管程出口段阻力管程出口段阻力△△P531A （（3）循）循环推推动力力△△PD与循与循环阻力阻力△△Pf的比的比值计算算l 正常工作时，两项数值相等l 设计时，推动力应略大于阻力（安全设计）l比值太大，应降低xe ；比值太小，则应升高xeu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32A 。
