【《天然气净化装置工艺中的再生塔塔底重沸器设计及校核计算》1500字】

天然气净化装置工艺中的再生塔塔底重沸器设计及校核计算目录TOC\o"1-3"\h\u17886天然气净化装置工艺中的再生塔塔底重沸器设计及校核计算 1210381.1工艺设计条件 2317651.2重沸器初选型 2164551.3重沸器校核 3252651.4壳程压力降及安装高度 71.1工艺设计条件重沸器工艺设计原始数据见表6-1。表6-1工艺设计原始数据表序号类型项目名称单位管程壳程1操作条件介质名称-水蒸气富MDEA溶液2流体质量流率Wkg/s2.25Wo=12.493入口温度℃1481214出口温度℃1601325操作压力P0kPa400706气化率y--0.057结垢热阻m2·K/Wri=0.0001ro=0.000188热负荷W--9物理性质液体比热J/(kg·℃)4181.83861.910液体粘度Pa·s0.1×10-30.5398×10-311液体密度kg/m3921.55981.612液体表面张力mN/m49.6539.413213液体平均气化潜热kJ/kg2129.5519.1614气体密度kg/m32.2404.22515气体粘度Pa·s0.01426×10-30.0245×10-316临界压力PCkPa-45001.2重沸器初选型由5.2.3可知重沸器的热负荷：kJ/h取经验热强度，则重沸器的总传热面积为：从表7-1介质的物性参数及换热面积综合考虑，该设计中拟采用卧式热虹吸重沸器，加热管取mm×2.5mm[25]。初选重沸器型号为：：AES2200-2.5-1254.87-6/25-4I，具体参数见下表：表6-2初选换热器相关参数项目数据项目数据壳径Ds(DN)2200mm管尺寸管程数NP(N)4管长L6m管数nt1874管心距Pt32mm中心排管数Nr26管排列方式正方形斜转45°管程流通面积Si0.0936m2传热面积A1254.9m2壳程流通面积So0.144m2板间距B200mm1.3重沸器校核临界最大热通量：对比压力：0.0156因为管束采用正方形斜转45°排列，故：16972.4333W/m2取安全系数为0.7，则11880.7033W/m2。按照选用面积求实际热强度：11263.3W/m2，小于临界最大热强度，所以选型合理。参照图7-1[10]，可知设计点处于泡核沸腾区，满足要求。图6-1压力对临界最大热通量和临界温差的影响沸腾传热系数：1）蒸汽覆盖参数管束直径：0.857m单位管长的外表面：0.0785m2/m1.728×10-40.3619则蒸汽覆盖参数：=0.21972）压力函数Z=3.2713）管内膜传热系数hio由表7-1可知：进出口气体流率2.25kg/s进出口液体流率kg/s当量质量流率：23.9435kg/s当量质量流速：255.8066kg/m2·s当量雷诺数：51161.3248>5×104故Co=0.0265；n=0.8；m=1/3普兰特准数：0.61173603.12154）变量Hi计算因为该设计选用的时φ25mm×2.5mm，所以m2·K/W。1.4754×10-41544.3130W/m2·K5）有效平均温差27℃6）设定壁温差△t初值13.5℃7）进行△Tm1的迭代计算11.64℃式中Co—设备型式校核系数，卧式热虹吸重沸器取1.0；Φ—泡核沸腾传热系数校正系数，对纯组分或窄馏分取1.0，对于宽馏分。℃，令14.536℃带入上式继续计算。经过迭代得：18.3℃。8）计算泡核沸腾传热系数730.4683W/(m2·K)总传热系数：495.9W/(m2·K)换热面积： m2 换热面积余量：按计算换热面积计算热强度：W/m2小于最大临界热强度，设计可行。1.4壳程压力降及安装高度重沸器管壳程管道的相关参数见表6-3。表6-3重沸器管壳程管道的相关参数项目名称单位公式、表号带入值结果1.管程进出口管直径m进口-0.15出口-0.152.壳程进出口管直径m进口-0.2出口-0.253.入口管线当量长度m壳程根据设备安装位置估算，包括大小头、直管段、弯头等304.出口管线当量长度m壳程根据设备安装位置估算，包括大小头、直管段、弯头等401）重沸器入口管线的摩擦损失入口管嘴流通面积：0.03142m2入口管质量流速：397.5175kg/m2·s入口管雷诺数：147283.2531>4000入口管线摩擦系数：0.02342入口管流速：0.4029m/s入口管线的摩擦损失：9.6884×10-4(30＋HX)2）重沸器出口管线的摩擦损失气液混合物平均密度：78.1420kg/m3气液相混合物平均粘度：0.2631×10-3Pa·s出口管流通面积：0.04906m2出口管流速：3.2580m/s出口管雷诺数：241190.5245>4000出口管线摩擦系数：0.02094出口管线的摩擦损失：3）重沸器壳程流体的静压头平均密度：532.371kg/m3静压头：0.7554m液柱4）重沸器出口管线内流体的静压头取H1=0m，H2=3m，则静压头：5）重沸器壳程摩擦压力降已知管子当量直径：de=0.027m壳程折流板数：=29壳程流通面积：m2壳程的质量流速：43.37kg/m2·s雷诺数：2169.3034>1.5×103壳程摩擦系数：0.3409壳程压力降0.0761m液柱