新型间接火加热器设计.pdf

第39卷第4期
油化工设备
Vol 39 No 4
2010年7月
PETRO-CHEMICAL EQUIPMENT
July 2010
ー-+
设计计算
文章编号:1000-7466(2010)04-0017-03
新型间接火加热器设计
舒建军,侍婷婷,鲁国荣2,文晓龙,张尚文1,庞锦灵
(1.甘肃蓝科石化高新装备股份有限公同,甘肃兰州730070;
2.中国石油集团工程设计有限责任公司,河北任丘062552)
摘要:通过与传统设备的对比,介绍了新型间接火加热器设计、工艺流程和技术特点,可为同类设
备设计及实际应用提供一定的借鉴。
关键词:加热器;间接火;设计
中图分类号:TE965;TQ050.2
文献标志码:B
New Type Design of Skid-mounted Indirect-fired Heater
SHU Jian-jun, SHI Ting-ting, LU Guo-rong
WEN Xiao-long, ZHANG Shang-wen", PANG Jin-ling
(1. Lanpec Technologies Limited, Lanzhou 730070, China 2. China Petroleum
Engineering Construction Corporation, Renqiu 062552, China)
Abstract Making the comparison with the conventional skid-mounted indirect-fired heater, a new type
ones is presented with detailed introduction of process, research and development procedure, technical fea-
tures, It is useful to the heater design and application in similar working condition
Key words heater; indirect-fire; design
为了防止由井口出来的油气结蜡或形成水化立可拆式管束的新型间接火加热器进行简单介绍。
物,通常需要对油气加热。此外,加热油气还可以
间接火加热器简介
达到阻止天然气在集输管内积液、降低流体粘度
以及避免影响后续设备分离操作等目的。间接火
新型间接火加热器用于伊拉克哈穆林
加热器属于此类加热设备,其工作原理是:在一个( HAMRIN)油田,热负荷达5000kW/台。为了满
充满水的密闭容器中设置相互独立盘管、火管及足热负荷大、高粘度以及压降小的要求,需要通过改
其相连的排烟管,燃烧的油或气在火管内燃烧加变传统间接火加热器的结构形式,达到提高传热效
热容器中的水,形成了通常所说的水浴,然后将热率、降低设备质量以及制造成本的目的。传统间接
水作为热源(将水温控制在沸点以下)加热在盘管火加热器结构示意图见图1,新型间接火加热器结
内流动的介质。
构示意图见图2
目前,传统的间接火加热器存在传热面积小、传1.1工艺条件
热效率低及盘管布置困难等问题,一般适用于热负
被加热介质由3股物流组成,主要参数见表1。
荷小于300kW的工况。文中对一种大负荷、独加热方式采用水浴,工作温度90~95℃。
收稿日期:2010-01-31
作者简介:舒建军(1974-),男,甘肃靖远人,工程师,学士,从事石油化工设备和压力容器设讦工作
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石油化工设备
2010年第39卷
8500mm,撬块总质量约145t。③罐体制造成本
形筒体
290万。
烟囱
上述计算结果存在问题:①在如此大的容器内
3组盘管和火管都很难较合理地布置,且流体对流
加热盘管
效果差。②3个管束的压降值远远超出要求的数
值。③管東总质量太大,极大地提高了制造成本和
运输困难。
1.3新型间接火加热器计算结果1
针对传统间接火加热器计算存在的问题,提出
了将管壳式换热器和水浴加热特点相互结合的方
案,计算过程见图3。
用HTFS进行」「求得所需的管束
采用 HYSYS进行
准确的物性模拟
换热器换热管{」尺寸(程数、长度
内部传热计算
和面积)
图1传统间接火加热器结构示图
加热管束Ⅰ
加热管東Ⅱ
在HTFS内部,强迫狠制管
外水浴自然对流膜传热系数
火管和加热
依据AP12K利し」求得加热火管尺寸(直径
盘管布置方
C- E Nator进行
长度)和布置方案
案设计
加热火管计算
最終确定加热器外形尺寸
如热器制遗、加工和安装可行性研
管束
图3新型间接火加热器工艺设计示图
新型间接火加热器工艺计算的结果见表2。此
外,加热火管工艺计算表面平均热通量
形
37.9kW/m2,横截面平均热通量6814kW/m
设备规格计算结果如下:①管束1规格为
IU1200-2.0/0.1-1336-13/19-2I,质量18.86t;管
图2新型间接火加热器结构示图
束2规格为BIU400-1.6/0.1-100-12/19-2I,质量
表1加热介质主要参数
2.67t;管束3规格为BIU325-1.6/0.1-29-6/19-2I,
香東』介质质量流量工作温度热负看充许压降质量1.67t。3组管東总质量为23:2。②计算换
编号名称
℃
热面积为1465.2m2。③方形罐体规格(长X宽
1乳化油29900057.0/82.04224.035.0
高)14230mmX2972mmメ2972mm血。④撬块规
新鮮水1587046.0
格(长×宽X高)16824mmX3958mm
3燃料气1667
18
35,0
7500mm,撬块总质量约88.81t。⑤罐体制造成
1.2传统闫接火加热器计算结果及讨论
本178万。⑥加热火管直径900mm,长度
依据API12K等相关文献进行了间接火加热
36000mmo
器工艺计算?,结果如下:①盘管1管内压降为
表2新型间接火加热器工艺计算结果
789kPa,盘管2管内压降为692kPa,盘管3管内压膜传热传热対数平污瑶
降为51kPa。の盘管1直径约为304.8mm
束系数
系数
均温差
热阻
(12in),总长度998m;盘管2直径约为76mm
W?(m2?℃)-1W?(m2?℃)-1/C
rR2C?W1
149.9
16.9819.210.000352
3in),总长度239m;盘管3直径约为127mm
24201,0
19,2728、260.000352
(5in),总长度39m。③计算换热面积为
283.0
77.0
28.2913.380.000176
1022.8m2,3组盘管总质量为69.3t。④设备规格
从表2的计算结果可知:①3组管東总质量比传
(直径X长度)为の40