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化工制药乙烯列管换热器
一、核心结构特征 管束与管板连接 乙烯列管换热器的管束通过胀接或焊接方式固定于管板,形成刚性连接。管板作为关键承力部件,需承受管内外流体的压力差及温差应力。例如,在裂解气急冷过程中,管板需应对高温裂解气(约800℃)与冷却水(约30℃)的剧烈温差,其厚度设计需满足热应力分散要求。
折流板布局 壳程内设置弓形折流板,通过强制改变流体流向提升湍流度。典型设计采用缺口20%-25%的弓形挡板,间距根据流速优化,确保裂解气在壳程呈“S"形流动,传热系数较光管提升30%-50%。 分程与流道设计 采用多管程结构(如2程或4程),通过管箱内分程隔板实现流体分配。管程流体流速控制在1.5-3m/s,兼顾压降与传热效率。壳程则通过折流板形成错流,降低壳侧压降。
二、针对乙烯工艺的特殊设计
急冷段薄管板技术
在乙烯裂解气急冷换热器中,采用“薄-厚管板"组合结构。薄管板(厚度15-20mm)置于高温入口端,通过加强筋与厚管板连接,减少热应力集中。例如,USX型急冷换热器通过此设计将管板温差应力降低40%,避免横向断裂风险。
双套管与螺旋管结构
部分急冷换热器采用内管走裂解气、夹套产蒸汽的双套管结构,或螺旋形蒸发管设计。此类结构可提升传热面积利用率,如M-TLX型换热器通过螺旋管使换热效率提高20%,但制造成本增加30%。
防冲蚀与防结垢设计
在裂解气入口处设置防冲挡板,防止高速流体(流速可达50m/s)直接冲击管束。同时,管束表面采用抛光处理(粗糙度Ra≤0.8μm),减少焦炭沉积,延长运行周期。
化工制药乙烯列管换热器