压缩机冷却器的工艺计算7[1]
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将各项工艺参数和结构参数输入程序 输入内容包括以下几项 :
收稿日期 : 2010 - 03 - 10
2010年第 3期
本实例输入汇总如图 2所示 。
杨树蕾 ,等 :压缩机冷却器的工艺计算
· 23·
(3)压降符合设定要求 ; (4)流路分析中 ,有效流所占比例合理 ; (5)无管束振动 、声振动 ;不会因卡门漩涡、紊流 抖动 、流体弹性不稳定等原因产生流体诱导振动等 。 本文实例计算报告如图 3所示 。
2010年第 3期 (总 221期 )
■辅机应用
文章编号 : 100622971 (2010) 0320022202
压缩机冷却器的工艺计算
杨树蕾 ,刘慕韬
(山东省潍坊生建集团 ,山东 潍坊 261011)
摘 要 :以一典型管壳式冷却器的工艺计算为例 ,介绍了应用国际通用传热软件进行压缩机冷却器工艺 计算的方法及推广价值 。 关键词 :压缩机 ;冷却器 ;工艺计算 中图分类号 : TH45; TQ05115 文献标识码 : B
因此应在软件程序中找到gb15关于换热器每一项结构尺寸规定的对话框按照gb151的要求输入这些数值比如布管圆到换热器壳侧内壁的间防冲挡板距壳侧进口的距离等方可设计出符合国家标准的换热器213调整参数完成参数输入后运行软件程序会给出计算报根据报告的提示需要对以下控制参数重点关注并作出相应调整修改参数重新运行以得出合理结果换热面积设计裕量总传热系数校正温差等参数符合要求实例计算报告214计算结果分析为上述实例的计算报告在计算报告信息没有给出任何异常信息并指明冷却器运行稳对比各控制参数符合良好
图 2 冷却器的传热量计算
在输入参数的过程中应注意以下几点 : (1)在工艺参数中工艺介质物性参数的输入非
常重要 :对于该实例单一介质可以从软件数据库中选 取。但对于压缩机冷却器来说 ,许多情况下介质的组 成为混合物 ,从数据库中难以选择合适的物质作为工 艺介质 ,这时可选择“用户自定义组成 ”,需要为其输 入以下关键工艺参数 :工艺介质的临界温度、临界压 力、平均潜热 、操作温度下的气 、液相密度、粘度、比 热、传热系数等。除了可利用 APSEN 程序选择合适 的状态方程模拟得到该混合物的物性参数外 ,最可靠 的方法还是要通过文献或专利商的工艺包文件获得 。
栏中 ,没有给出任何异常信息 ,并指明冷却器运行稳 定 ,对比各控制参数符合良好 。从使用单位反馈的 意见中也证明该台冷却器在实际生产过程中满足设 计要求 ,运行良好 。
3 结束语
应用国际通用商务软件进行压缩机冷却器的工 艺计算 ,能够做到 :
(1)准确计算出所需的换热面积和设计裕量 ; ( 2 )准确分析出工艺流体在换热器管内的物理 变化过程 ; (3)计算真实的循环量和气化率 ; (4)准确计算出管 、壳程介质的阻力损失 ; ( 5 )在运算信息栏中给出冷却器运行的各种报 告 ,包括振动报告 ,稳定运行报告以及流体流速和流 型报告 ,易于实现冷却器的优化设计 。因此 ,该方法 在压缩机冷却器工艺计算领域具有很强的实用性和 推广价值 。
参考文献 :
[ 1 ] 活塞压缩机设计. 活塞压缩机设计 [M ]. 第 2 版. 北京 :机械工 业出版社 , 1981.
[ 2 ] 钱颂文. 换热器设计手册 [M ]. 北京 :化学工业出版社 , 2002. [ 3 ] 朱巨贤. 热交换器概述 [ C ]. 压力容器设计教育班讲义 , 2009.
0105 M Pa;气 /水侧污垢系数 : 010002 /010008 m2. h. c / kcal;冷却器中气体压力 412 M Pa。
图 1 冷却器简图
初选换热器换热面积 85 m2 (含 45%裕量 ,用户
要求 ) ,结构简图如图 1 所示 。该冷却器为 U 形管 式冷却器 ,气走壳程 ,水走管程 。冷却器主要结构尺
( a) HTR I( Heat Transfer Research. Inc. ) - 美国 传热公司 ,采用会员制 ,只要交会费 ,会员便可以获 得全部工艺设计资料及软件 。也可参加其组织的会 议及学术交流活动 。
( b) HTFS (Heat Transfer and Fluid Flow service) - 英国传热与流动服务中心 ,采用了更为灵活的办 法 ,既可是会员 ,也可单独购买其软件 。
上述两家公司的软件 ,用作投标文件时 ,是被广 泛认可的 。
2 实例
本文参考的设计实例是适用于石化炼油领域所 需的大型往复式新氢压缩机组中的一级冷却器 。 211 冷却器的设计输入及初步结构确定
该冷却器原始数据为 :标态流量 30300 Nm3 / h, 进气温度 40℃,气体成分 :氢气 ,相对湿度 110;压缩 气体 由 110℃冷 却 至 40℃, 要 求 压 降 小 于 01015 M Pa; 冷却水温度由 30℃升至 38℃,允许最大压降
1 引言
压缩机冷却器对于压缩机组的经济和可靠运行 具有十分重要的意义 。而对于换热设备可以这样理 解 :工艺设计在换热设备中占有主导地位 ,机械设计 是为了保证实现工艺计算中的传热和压降的一种手 段 ,因此压缩机冷却器的工艺计算十分关键 。
20世纪 70 年代以前 ,我国换热器的工艺计算 往往限于自编程序和手工计算 ,但在这之后 ,国内一 些设计院所开始直接采用国际先进的传热软件进行 工艺设计 ,但在压缩机行业推广则并不普遍 。目前 , 国际通用的传热计算软件主要有 :
完成参数输入后 ,运行软件 ,程序会给出计算报 告 ,根据报告的提示需要对以下控制参数重点关注并 作出相应调整 ,修改参数重新运行 ,以得出合理结果 :
(1)换热面积 、设计裕量 、总传热系数 、校正温 差等参数符合要求 ;
(2)气侧 、水侧流速与雷诺数在合理的范围内 ;
图 3 实例计算报告
214 计算结果分析 图 3为上述实例的计算报告 ,在计算报告信息
寸如表 1所示 。
表 1 冷却器主要结构尺寸
参数 筒体公称直径 换热管规格 换热管中心距 换热管材质 换热管布置形式 折流板型式 折流板间距
数值 DN 500 <19x2 L = 5500
25 20无缝钢管 /碳钢
正三角形布管 单弓型200单位 mm mm mm
mm
212 根 据 已 知 设 计 参 数 进 行 冷 却 器 的 工 艺 校 核 ( Ra ting)计算
(2)在输入工艺参数中 ,多级压缩机前几级应 考虑饱和水蒸气冷却和部分冷凝的影响 。这部分不 同于常规的换热器计算 ,往往经常被忽略 ,造成计算 冷却面积不够 。
(3) 结 构 参 数 的 输 入 中 应 注 意 : 国 家 标 准 GB151《管壳式换热器 》对换热器结构尺寸作了明确 规定 ,但一般国际通用商务传热软件都是根据 TE2 MA 等国外标准来设计换热器的 ,两者有一定的区 别 。因此 ,应在软件程序中找到 GB15 关于换热器 每一项结构尺寸规定的对话框 ,按照 GB151的要求 输入这些数值 ,比如布管圆到换热器壳侧内壁的间 距 、防冲挡板距壳侧进口的距离等 ,方可设计出符合 国家标准的换热器 。 213 调整参数
收稿日期 : 2010 - 03 - 10
2010年第 3期
本实例输入汇总如图 2所示 。
杨树蕾 ,等 :压缩机冷却器的工艺计算
· 23·
(3)压降符合设定要求 ; (4)流路分析中 ,有效流所占比例合理 ; (5)无管束振动 、声振动 ;不会因卡门漩涡、紊流 抖动 、流体弹性不稳定等原因产生流体诱导振动等 。 本文实例计算报告如图 3所示 。
2010年第 3期 (总 221期 )
■辅机应用
文章编号 : 100622971 (2010) 0320022202
压缩机冷却器的工艺计算
杨树蕾 ,刘慕韬
(山东省潍坊生建集团 ,山东 潍坊 261011)
摘 要 :以一典型管壳式冷却器的工艺计算为例 ,介绍了应用国际通用传热软件进行压缩机冷却器工艺 计算的方法及推广价值 。 关键词 :压缩机 ;冷却器 ;工艺计算 中图分类号 : TH45; TQ05115 文献标识码 : B
因此应在软件程序中找到gb15关于换热器每一项结构尺寸规定的对话框按照gb151的要求输入这些数值比如布管圆到换热器壳侧内壁的间防冲挡板距壳侧进口的距离等方可设计出符合国家标准的换热器213调整参数完成参数输入后运行软件程序会给出计算报根据报告的提示需要对以下控制参数重点关注并作出相应调整修改参数重新运行以得出合理结果换热面积设计裕量总传热系数校正温差等参数符合要求实例计算报告214计算结果分析为上述实例的计算报告在计算报告信息没有给出任何异常信息并指明冷却器运行稳对比各控制参数符合良好
图 2 冷却器的传热量计算
在输入参数的过程中应注意以下几点 : (1)在工艺参数中工艺介质物性参数的输入非
常重要 :对于该实例单一介质可以从软件数据库中选 取。但对于压缩机冷却器来说 ,许多情况下介质的组 成为混合物 ,从数据库中难以选择合适的物质作为工 艺介质 ,这时可选择“用户自定义组成 ”,需要为其输 入以下关键工艺参数 :工艺介质的临界温度、临界压 力、平均潜热 、操作温度下的气 、液相密度、粘度、比 热、传热系数等。除了可利用 APSEN 程序选择合适 的状态方程模拟得到该混合物的物性参数外 ,最可靠 的方法还是要通过文献或专利商的工艺包文件获得 。
栏中 ,没有给出任何异常信息 ,并指明冷却器运行稳 定 ,对比各控制参数符合良好 。从使用单位反馈的 意见中也证明该台冷却器在实际生产过程中满足设 计要求 ,运行良好 。
3 结束语
应用国际通用商务软件进行压缩机冷却器的工 艺计算 ,能够做到 :
(1)准确计算出所需的换热面积和设计裕量 ; ( 2 )准确分析出工艺流体在换热器管内的物理 变化过程 ; (3)计算真实的循环量和气化率 ; (4)准确计算出管 、壳程介质的阻力损失 ; ( 5 )在运算信息栏中给出冷却器运行的各种报 告 ,包括振动报告 ,稳定运行报告以及流体流速和流 型报告 ,易于实现冷却器的优化设计 。因此 ,该方法 在压缩机冷却器工艺计算领域具有很强的实用性和 推广价值 。
参考文献 :
[ 1 ] 活塞压缩机设计. 活塞压缩机设计 [M ]. 第 2 版. 北京 :机械工 业出版社 , 1981.
[ 2 ] 钱颂文. 换热器设计手册 [M ]. 北京 :化学工业出版社 , 2002. [ 3 ] 朱巨贤. 热交换器概述 [ C ]. 压力容器设计教育班讲义 , 2009.
0105 M Pa;气 /水侧污垢系数 : 010002 /010008 m2. h. c / kcal;冷却器中气体压力 412 M Pa。
图 1 冷却器简图
初选换热器换热面积 85 m2 (含 45%裕量 ,用户
要求 ) ,结构简图如图 1 所示 。该冷却器为 U 形管 式冷却器 ,气走壳程 ,水走管程 。冷却器主要结构尺
( a) HTR I( Heat Transfer Research. Inc. ) - 美国 传热公司 ,采用会员制 ,只要交会费 ,会员便可以获 得全部工艺设计资料及软件 。也可参加其组织的会 议及学术交流活动 。
( b) HTFS (Heat Transfer and Fluid Flow service) - 英国传热与流动服务中心 ,采用了更为灵活的办 法 ,既可是会员 ,也可单独购买其软件 。
上述两家公司的软件 ,用作投标文件时 ,是被广 泛认可的 。
2 实例
本文参考的设计实例是适用于石化炼油领域所 需的大型往复式新氢压缩机组中的一级冷却器 。 211 冷却器的设计输入及初步结构确定
该冷却器原始数据为 :标态流量 30300 Nm3 / h, 进气温度 40℃,气体成分 :氢气 ,相对湿度 110;压缩 气体 由 110℃冷 却 至 40℃, 要 求 压 降 小 于 01015 M Pa; 冷却水温度由 30℃升至 38℃,允许最大压降
1 引言
压缩机冷却器对于压缩机组的经济和可靠运行 具有十分重要的意义 。而对于换热设备可以这样理 解 :工艺设计在换热设备中占有主导地位 ,机械设计 是为了保证实现工艺计算中的传热和压降的一种手 段 ,因此压缩机冷却器的工艺计算十分关键 。
20世纪 70 年代以前 ,我国换热器的工艺计算 往往限于自编程序和手工计算 ,但在这之后 ,国内一 些设计院所开始直接采用国际先进的传热软件进行 工艺设计 ,但在压缩机行业推广则并不普遍 。目前 , 国际通用的传热计算软件主要有 :
完成参数输入后 ,运行软件 ,程序会给出计算报 告 ,根据报告的提示需要对以下控制参数重点关注并 作出相应调整 ,修改参数重新运行 ,以得出合理结果 :
(1)换热面积 、设计裕量 、总传热系数 、校正温 差等参数符合要求 ;
(2)气侧 、水侧流速与雷诺数在合理的范围内 ;
图 3 实例计算报告
214 计算结果分析 图 3为上述实例的计算报告 ,在计算报告信息
寸如表 1所示 。
表 1 冷却器主要结构尺寸
参数 筒体公称直径 换热管规格 换热管中心距 换热管材质 换热管布置形式 折流板型式 折流板间距
数值 DN 500 <19x2 L = 5500
25 20无缝钢管 /碳钢
正三角形布管 单弓型200单位 mm mm mm
mm
212 根 据 已 知 设 计 参 数 进 行 冷 却 器 的 工 艺 校 核 ( Ra ting)计算
(2)在输入工艺参数中 ,多级压缩机前几级应 考虑饱和水蒸气冷却和部分冷凝的影响 。这部分不 同于常规的换热器计算 ,往往经常被忽略 ,造成计算 冷却面积不够 。
(3) 结 构 参 数 的 输 入 中 应 注 意 : 国 家 标 准 GB151《管壳式换热器 》对换热器结构尺寸作了明确 规定 ,但一般国际通用商务传热软件都是根据 TE2 MA 等国外标准来设计换热器的 ,两者有一定的区 别 。因此 ,应在软件程序中找到 GB15 关于换热器 每一项结构尺寸规定的对话框 ,按照 GB151的要求 输入这些数值 ,比如布管圆到换热器壳侧内壁的间 距 、防冲挡板距壳侧进口的距离等 ,方可设计出符合 国家标准的换热器 。 213 调整参数