輕烴類石化冷卻系統(tǒng)的空冷器散熱性能及優(yōu)化技術研究.pdf

1、空冷器是石油、化工、能源等行業(yè)中輕烴類煉化裝置廣泛使用的冷卻設備。但許多空冷器結構設計存在不足,對使用環(huán)境要求苛刻。本課題對吐哈油田輕烴煉化裝置所使用的濕式空冷器腐蝕、結垢嚴重等問題展開了研究,通過校核該設備的散熱能力,得出了空冷器散熱負荷分配比例不當是產生問題的根源,并提出了空冷器以干濕結合冷卻為主的結構優(yōu)化方案及最小散熱裕量。同時結合優(yōu)化前后的溫度場和流場分析,為輕烴類冷卻系統(tǒng)的空冷器在類似環(huán)境中的合理選型和結構優(yōu)化提供了依據(jù),具有

2、較大的工程應用價值。本課題主要完成的工作如下:根據(jù)空冷器傳熱原理,建立了干式空冷器、濕式空冷器和干濕聯(lián)合空冷器的數(shù)學模型。并通過MATLAB軟件設計出了四套空冷器分析及設計程序:干式空冷器散熱能力計算程序、干式空冷器設計程序、干濕聯(lián)合空冷器散熱能力計算程序和干濕聯(lián)合空冷器設計程序。通過干濕聯(lián)合空冷器散熱能力計算程序對吐哈油田濕式空冷器進行校核與分析,找出了吐哈油田濕式空冷器產生腐蝕的原因。根據(jù)空冷器設計理論和相關設計程序,完成了干式空冷

3、器、濕式空冷器和干濕聯(lián)合空冷器的設計。針對吐哈油田濕式空冷器設計了四套方案,并對四套方案進行了評估,提出了目前吐哈油田濕式空冷器以干濕結合冷卻為主的最佳結構優(yōu)化方案。應用有限元分析軟件ANSYS,對翅片管管體熱應力進行了計算,給出了提高換熱效率的可靠途徑。并對設計方案中確定的干濕結合空冷器整體管路進行了溫度場有限元分析,獲得了整體溫度場分布云圖,為空冷器的優(yōu)化設計提供了理論支持。應用流場分析軟件FLUENT,對新舊方案空冷器內流場進行了