1、文库专用 1 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 文库专用 2 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 文库专用 3 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 文库专用 4 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 文库专用 5 釜式再沸器 可靠性高 维护 清理
2、方便 传热系数小 壳体容积大 占地面积大 造价高 易结垢 文库专用 6 内置式再沸器 结构简单 传热面积小 传热效果不理想 文库专用 7 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 文库专用 8 文库专用 9 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 文库专用 10 估算设备尺寸 1 计算传热速率 不计热损
3、 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 condensation 文库专用 11 3 假定传热系数K查表3 15 p 91 有机液体 水蒸汽570 1140W 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 文库专用 12 管规格 38 3 38 2 5 25 2 5 25 2 19 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
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 文库专用 13 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 sWt 釜液循环质量流量 kg s S0 管内流通截面积 m2di 传热管内径 mNT 传热管数 2 计算显热段管内传热膜系数 i 文库专用 14 Re 104 0 650 管内Re和Pr数 文库专用 15 3 壳程冷凝传热膜系数计算 O m 蒸汽冷凝液质量流量 kg sQ 冷凝热流量 W c 蒸汽冷凝热 kJ kg 文库专用 16 4 计算显热段传热
5、系数KL 污垢热阻R p74 表3 9 文库专用 17 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 v 管内沸腾表面传热系数 tp 两相对流表面传热系数P94 95 nb 泡核沸腾表面传热系数a 泡核沸腾压抑因数 文库专用 18 3 显热段及蒸发段长度 根据饱和蒸汽压和温度关系计算 文库专用 19 5 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KC 文库专用 20 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P9
6、8 表3 19 文库专用 21 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 文库专用 22 2 循环阻力 Pf Pf P1 P2 P3 P4 P5 管程进出口阻力 P1 传热管显热段阻力 P2 传热管蒸发段阻力 P3 管内动能变化产生阻力 P4 管程出口段阻力 P5 文库专用 23 管程进出口阻力 P1 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 m2s 文库专用 24 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 m2s 文库专用 25 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 mx 该段平均气含率 文库专用 26 液相阻力 蒸发段阻力 P3 文库专用 27 管内动量变化产生阻力 P4 M 动量变化引起的阻力系数 文库专用 28 管程出口段阻力 P5 汽相阻力 文库专用 29 液相阻力 管程出口段阻力 P5 文库专用 30 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