【《天然气净化工艺中再生塔塔顶冷凝器设计及校核案例》1600字】

1.41天然气净化工艺中再生塔塔顶冷凝器设计及校核案例目录TOC\o"1-3"\h\u27746天然气净化工艺中再生塔塔顶冷凝器设计及校核案例 1120661.1工艺设计条件 1102471.2空冷器的热负荷 259111.3空冷器初步选型 294991.4空冷器校核 4287141.4.1管内膜传热系数及压力降 4234531.4.2管外膜传热系数及阻力 7285591.4.3总传热系数 9154301.4.4传热面积 91.1工艺设计条件操作条件见表7-1。由表7-1的数据初步选定空冷器的结构形式为：水平管束、鼓风式、干式空冷器；采用L型绕片铝管，单管程4管排，基管采用铬钼钢[26]。表7-1空冷器操作条件序号类型项目名称单位数值1热流介质名称-再生塔塔顶酸气2流体质量流速kg/h9748.05383进口温度T1℃954出口温度T2℃955入口压力PMPa0.076结垢热阻rim2·K/W0.000177空气空气设计温度t1℃258标准迎风速度Unm/s2.759大气压力kPa91.3310海拔高度m5011空气侧结垢热阻rom2·K/W0.0001812设计最低气温℃-101.2空冷器的热负荷由4.2.3可知：空冷器的热负荷：QC=2.3976×107kJ/h。1.3空冷器初步选型⑴对数平均温差假设空气的出口温度为t2=35℃，则有：热流体：T1=95℃（饱和气体）T2=95℃（饱和液体）空气：t2=35℃t1=25℃60℃70℃64.87℃⑵有效传热温差温度校正系数按单壳程，单管程结构，查图7-1[10]得温度修正系数则有效传热温差64.87℃。图7-1温差校正系数（光管、单管程）⑶传热面积根据经验值取K值为800W·m-2·K-1即所需传热面积为：

由传热面积初选定：管束型号：GP3×3﹣4﹣45.2﹣16S﹣14.2/L﹣I；构架型号：GJP3×3K﹣18/1F；风机型号：G﹣ZF18B4﹣Vs17；百叶窗型号：SC3×3；空冷器的型号：GJP﹣3×3/1﹣ZF18/1﹣JP3×3﹣SC3×3，具体结构参数见表7-2。表7-2空气冷却器结构参数项目名称单位数值项目名称单位数值项目名称单位数值并联片数NP-1基管直径mm25构架宽度m2.5管排数Nr-4翅片管外径mm50引风形式-鼓风式管程数Ntp-1翅片高度hmm12.5风机叶片类型B4叶片管长Lm3.0翅片厚度mm0.4配套风机直径m1.8管束宽Bm3.0每片管束管子数-618每跨风机台数-1管心距Stmm60光管传热面积m245.2迎风面积比Bjr-0.488接管间距离m1.50翅片间距mm3.0翅根直径drmm26接管数量-2翅化比(At/Ao)-14.2迎风速度m/s2.7壳程管嘴直径m0.3管程管嘴直径dNm0.3壳程数Ns-11.4空冷器校核1.4.1管内膜传热系数及压力降定性温度下管内介质的物性参数见表7-3[11]。表7-3定性温度下的物性体系参数体系参数密度Kg/m3比热kJ/kg·℃粘度×10-6Pa·s导热系数W/m·℃液相968.16284.212532.80.6885汽相0.38682.13821.340.0245汽化潜热kJ/kg2286.74⑴光管管内膜传热系数①基础参数汽相分率：管程流通面积：管内质量流速：13.95kg/m2·s②流型参数<0.5为重力控制流动。③重力控制下的冷凝液膜传热系数液膜雷诺数：>200故重力控制区波动流修正因子重力控制下的冷凝液膜传热系数：=499.54W/（m2·K）由于该设计是在同温下操作，故无管内气相传热情况，因此：管内冷凝膜传热系数499.54W/（m2·K）⑵管程压力降①摩擦损失压力降由于管程数，所以回弯次数校正系数0.9因为该设计不存在温度变化，所以：均相的密度：1.6777kg/m3回弯压力降：雷诺数：>2000属于湍流，故以液相为基准进行水平管内直管段压力降计算。属于湍流，故常数Cb=20。Martinelli参数：0.3895以液相为基准的两相摩擦因子：58.9394由于，所以水平管内摩擦系数：0.0043故水平管内直管段压力降13.7925Pa摩擦损失压力降：Pa②动能损失压力降由于该设计中不存在温度不变化，汽相分率变化量为0，故动能损失压力降0。③位能损失压力降对于卧式冷凝器，此项一般忽略不计，即。④进出口管嘴压力降用定性温度下的相关参数代替进出口管嘴的相关参数，则有进出口出的汽液混相密度等于均相密度，即：1.6777kg/m3对于管内冷凝，进口管嘴数1进口管嘴流速：m/s出口管嘴流速：=4.9894m/s进口管嘴压力降：出口管嘴压力降：进出口管嘴压力降：⑤管程压力降1.4.2管外膜传热系数及阻力⑴管外膜传热系数①基础数据取空气的进出口温度的平均值作为定型温度：30℃，此时：密度：1.119kg/m3比热容：=1.0047kJ/(kg·℃)导热系数：=0.02389W/（m·K）粘度：mPa·s标准状态下的空气质量流速： 30.213kg/s式中NS—串联片数。窄隙流通截面积得空气质量流速：20.680kg/(m2·s)雷诺数：3.04×104普兰特准数：0.668②管外膜传热系数=4584.93W/（m2·K）⑵管外阻力摩擦系数：=0.668=