小型LNG装置缠绕管换热器的设计 被引量：7

1

作者 李京瑶 公茂琼 +4 位作者 汤奇雄 孙兆虎 邹鑫 陈高飞 吴剑峰 《化工学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第S2期108-115,共8页

缠绕管换热器在天然气液化、空气分离、低温甲醇洗等低温领域有广泛的应用。提出一种可用于缠绕管换热器的设计方法,基于该方法采用分段微元法编写了缠绕管换热器设计程序;并运用该程序对已有换热器进行核算,验证了设计方法的可靠性;同... 缠绕管换热器在天然气液化、空气分离、低温甲醇洗等低温领域有广泛的应用。提出一种可用于缠绕管换热器的设计方法,基于该方法采用分段微元法编写了缠绕管换热器设计程序;并运用该程序对已有换热器进行核算,验证了设计方法的可靠性;同时设计了用于小型LNG装置的缠绕管换热器,为工程上设计用于LNG装置的多股流缠绕管式换热器提供参考。 展开更多

关键词 LNG 缠绕管换热器 程序设计

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LNG绕管式换热器用超长无缝铝合金管系列管研究与开发 被引量：2

2

作者 高玮 鹿来运 +3 位作者 花亦怀 陈杰 糜丽燕 史俊强 《当代化工研究》 2022年第4期165-167,共3页

超长无缝(300m以上)铝合金管作为大型绕管式换热器的核心部件,长期以来,全球仅由极少数厂家垄断生产并定向供货,成为大型绕管式换热器国产化的瓶颈。本文主要介绍LNG绕管式换热器用超长无缝铝合金管系列管研发关键技术,主要包括超长无... 超长无缝(300m以上)铝合金管作为大型绕管式换热器的核心部件,长期以来,全球仅由极少数厂家垄断生产并定向供货,成为大型绕管式换热器国产化的瓶颈。本文主要介绍LNG绕管式换热器用超长无缝铝合金管系列管研发关键技术,主要包括超长无缝铝合金管加工工艺研究、生产制造流程、关键控制指标、产品规格和精度等。结果表明,超长无缝铝合金管(单卷长度超700m)系列管国产化研制成功,铝管尺寸精度高于现有国家标准和欧盟标准。 展开更多

关键词 绕管式换热器 超长无缝铝合金管 开发

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中国南海FLNG液化技术与关键设备方案研究 被引量：20

3

作者 陈杰 《化工学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第S2期300-310,共11页

浮式液化天然气生产储卸装置(LNG-FPSO,简称FLNG)是集海上天然气的液化、储存、装卸和外运为一体的新型FPSO装置。近十年来随着深海油气开发的推进,国内外掀起了FLNG研究、设计的高潮,FLNG也成为中国开发南海深水天然气的重要技术手段... 浮式液化天然气生产储卸装置(LNG-FPSO,简称FLNG)是集海上天然气的液化、储存、装卸和外运为一体的新型FPSO装置。近十年来随着深海油气开发的推进,国内外掀起了FLNG研究、设计的高潮,FLNG也成为中国开发南海深水天然气的重要技术手段。本文针对我国南海深水天然气开发,研究并提出一套具有自主知识产权的200万吨级/年的FLNG上部液化技术与关键设备方案,包括:双塔双胺液循环新工艺;适用于FLNG的改进DMR液化工艺;冷剂压缩机驱动与发电采用定型航改燃机;预冷与液化深冷主换热器采用自行开发的FLNG铝制绕管换热器,具有安全可靠和高效易操作的技术优势。最后对推进我国南海FLNG工程化实施提出了两点建议:(1)加强FLNG铝制绕管换热器国产化研制和试验;(2)提高FLNG工程化实践能力。 展开更多

关键词 浮式LNG液化工艺 天然气 液化 DMR 化学过程 绕管换热器 航改燃机 南海

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缠绕管式换热器的研究与开发 被引量：14

4

作者 张周卫 薛佳幸 +1 位作者 汪雅红 李跃 《机械设计与制造》 北大核心 2015年第9期12-17,共6页

提出一种适用于逆流型缠绕管式换热器的换热工艺计算方法;应用数值模拟方法确定缠绕管束基本物理参数;通过控制进口流体速度的变化按照单股流缠绕管式换热器计算流程进行编程迭代计算;对比分析计算数据并建立低温缠绕管式换热器管束模... 提出一种适用于逆流型缠绕管式换热器的换热工艺计算方法;应用数值模拟方法确定缠绕管束基本物理参数;通过控制进口流体速度的变化按照单股流缠绕管式换热器计算流程进行编程迭代计算;对比分析计算数据并建立低温缠绕管式换热器管束模型。研究表明:引入数值模拟方法可简化缠绕管式换热器管束的缠绕工艺过程的计算并获得换热器结构总体设计参数;可应用于建模过程并将所建模型及相应三维物理模型应用于传热工艺计算过程;可通过编程计算改变流速等参数并优化整体设计计算过程。 展开更多

关键词 缠绕管式换热器 管束数值模拟 缠绕结构 三维数值模型

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绕管式换热器壳侧降膜流动和相变传热的数值模拟 被引量：12

5

作者 李剑锐 陈杰 +4 位作者 浦晖 李恩道 丁国良 庄大伟 胡海涛 《化工学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第S2期40-49,共10页

为了定量描述绕管式换热器壳侧降膜蒸发特性并进而优化换热器结构,建立了绕管式换热器壳侧降膜蒸发过程流动与传热的数值模型。首先对降膜流动过程中流型变化和传热传质机理进行分析;通过对降膜流动过程液膜所受表面张力、重力和剪切力... 为了定量描述绕管式换热器壳侧降膜蒸发特性并进而优化换热器结构,建立了绕管式换热器壳侧降膜蒸发过程流动与传热的数值模型。首先对降膜流动过程中流型变化和传热传质机理进行分析;通过对降膜流动过程液膜所受表面张力、重力和剪切力的计算,实现层状流、柱状流和滴状流等不同流型的模拟;通过管壁面和气液交界面的组分守恒建立降膜蒸发过程的传质子模型,并基于传质速率计算得出潜热传热速率。将数值模拟结果与已有文献中实验数据进行了对比,结果显示89%的模拟数据与实验数据偏差不超过25%;模拟结果与实验数据吻合较好。基于提出的模型,对不同工况下的绕管式换热器壳侧降膜蒸发传热传质规律进行了分析。 展开更多

关键词 绕管式换热器 两相流 液膜 相变 数值模拟

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LNG绕管式换热器壳侧单相传热模型的优化 被引量：10

6

作者 季鹏 李玉星 +1 位作者 朱建鲁 王武昌 《制冷学报》 CAS CSCD 北大核心 2015年第2期21-26,共6页

天然气液化工艺中绕管式换热器的壳侧热力计算是当前亟待解决的问题之一,针对低温工况下壳侧传热模型的研究尚不多见,需要选取出适用的传热模型准确计算传热系数,为天然气液化工艺中绕管式换热器的设计选型和热力校核提供依据。本文比... 天然气液化工艺中绕管式换热器的壳侧热力计算是当前亟待解决的问题之一,针对低温工况下壳侧传热模型的研究尚不多见,需要选取出适用的传热模型准确计算传热系数,为天然气液化工艺中绕管式换热器的设计选型和热力校核提供依据。本文比较分析了现有壳侧单相传热模型的优缺点,结合绕管式换热器壳侧低温实验数据,筛选出了适用于天然气液化预冷段的壳侧传热模型,并进行了优化。结果表明:对于天然气液化预冷段的壳侧传热系数计算,Abadzic传热模型计算精度最高、偏差范围最小、适用性最佳;Abadzic传热模型粘度修正后计算精度提高约50%,天然气液化预冷段的粘度修正系数可估算为1.05。 展开更多

关键词 传热系数 绕管式换热器 液化天然气 壳侧

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绕管式换热器管板的有限元应力分析与结构优化 被引量：10

7

作者 陈杰 纪博文 +3 位作者 庄大伟 鹿来运 张晓慧 丁国良 《化工学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第A02期128-134,共7页

绕管式换热器广泛应用于大型天然气液化装置,而管板是绕管式换热器的重要组成部件。由于管板处于管程、壳程交界处且布有密集的孔洞,降低了结构强度,使其成为LNG绕管式换热器的相对薄弱部位。利用Ansys有限元计算软件,对LNG绕管式换热... 绕管式换热器广泛应用于大型天然气液化装置,而管板是绕管式换热器的重要组成部件。由于管板处于管程、壳程交界处且布有密集的孔洞,降低了结构强度,使其成为LNG绕管式换热器的相对薄弱部位。利用Ansys有限元计算软件,对LNG绕管式换热器管板及其相连的管箱、换热器壳体进行整体建模和多工况下的有限元应力分析,并根据JB4732—1995进行强度校核。计算结果显示,换热器壳体对管箱短节部分的应力有较大影响;实例中换热器外壳的拉伸作用导致短节内侧局部薄膜应力过大,超出许用强度。增加短节厚度可以有效提高管箱强度;通过将原短节厚度由45 mm增加到57.5 mm,解决了局部薄膜应力过大的问题。 展开更多

关键词 管板 绕管式换热器 有限元 应力分析 固体力学 设计 优化

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结构参数对绕管式换热器传热特性的影响 被引量：9

8

作者 季鹏 李玉星 +1 位作者 王武昌 朱建鲁 《油气储运》 CAS 北大核心 2015年第8期886-891,共6页

绕管式换热器具有耐高压、运行平稳、流体适应性强等优点,研究绕管式换热器的传热特性对提高其设计制造能力具有重要意义。归纳总结了绕管式换热器的几何模型、壳侧传热模型和管侧传热模型,计算了不同雷诺数工况和不同结构特征换热器的... 绕管式换热器具有耐高压、运行平稳、流体适应性强等优点,研究绕管式换热器的传热特性对提高其设计制造能力具有重要意义。归纳总结了绕管式换热器的几何模型、壳侧传热模型和管侧传热模型,计算了不同雷诺数工况和不同结构特征换热器的壳侧结构因子和管侧传热系数,分析了传热特性随结构参数变化的规律,从而提出了设计制造过程中确定结构尺寸的指导性建议。结果表明:降低垫片厚度,减小绕管径向间距,能够显著增强壳侧传热效果;使用小口径绕管,减小芯体直径和缠绕直径,有利于管侧换热;减小缠绕角度和绕管轴向间距对换热的增强效果有限,但能降低换热器高度,便于运输和安装。 展开更多

关键词 绕管式换热器 结构 壳侧 管侧 传热

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LNG绕管式换热器管侧冷凝流型数值模拟 被引量：9

9

作者 鹿来运 陈杰 +4 位作者 浦晖 李书磊 邱国栋 蔡伟华 姜益强 《节能技术》 CAS 2016年第4期323-328,共6页

为了对液化天然气(LNG)用绕管式换热器管侧冷凝流型变化进行预测,本文用数值模拟的方法建立了基于VOF多相流、RSM湍流模型和Lee相变模型的冷凝计算模型,模拟了管侧三股流的冷凝流型,结果表明天然气在超临界压力下冷凝,气液物性接近,流... 为了对液化天然气(LNG)用绕管式换热器管侧冷凝流型变化进行预测,本文用数值模拟的方法建立了基于VOF多相流、RSM湍流模型和Lee相变模型的冷凝计算模型,模拟了管侧三股流的冷凝流型,结果表明天然气在超临界压力下冷凝,气液物性接近,流型均具有均匀混合的特性,可采用均相流方法来计算;预冷段和液化段轻烃混合冷剂的冷凝流型主要有雾状流、环状流和分层流,流速越大环状流占的比重越大。 展开更多

关键词 LNG 绕管式换热器 冷凝 流型 数值模拟

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双股流低温缠绕管式换热器设计计算方法 被引量：7

10

作者 张周卫 薛佳幸 汪雅红 《低温工程》 CAS CSCD 北大核心 2014年第6期17-23,27,共8页

提出一种适用于双股流逆流型缠绕管式换热器的换热工艺计算方法,应用数值模拟方法确定双股流缠绕管束基本物理参数。按照双股流甲醇-甲醇缠绕管式换热器计算流程进行编程迭代计算,对比分析计算数据并建立双股流低温缠绕管式换热器管束... 提出一种适用于双股流逆流型缠绕管式换热器的换热工艺计算方法,应用数值模拟方法确定双股流缠绕管束基本物理参数。按照双股流甲醇-甲醇缠绕管式换热器计算流程进行编程迭代计算,对比分析计算数据并建立双股流低温缠绕管式换热器管束模型。研究表明:引入数值模拟方法可简化双股流缠绕管式换热器管束的缠绕工艺,获得双股流缠绕管式换热器结构总体设计参数并应用于建模过程。将所建模型及相应三维物理模型应用于传热工艺计算过程,可通过编程计算并优化双股流换热整体设计计算过程。 展开更多

关键词 缠绕管式换热器 管束数值模拟 缠绕结构 三维数值模型

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天然气液化中两种主低温换热器的应用与对比 被引量：5

11

作者 韩永亮 《节能》 2020年第3期33-36,共4页

主低温换热器作为天然气液化工艺中的核心设备,其选型是否合理将直接影响整个液化工厂的安全、经济、可靠运行。对最常用的两种主低温换热器(板翅换热器和绕管换热器)在液化工艺中的应用进行对比,可为主低温换热器的合理选型提供参考。... 主低温换热器作为天然气液化工艺中的核心设备,其选型是否合理将直接影响整个液化工厂的安全、经济、可靠运行。对最常用的两种主低温换热器(板翅换热器和绕管换热器)在液化工艺中的应用进行对比,可为主低温换热器的合理选型提供参考。总结梳理了两种主低温换热器的结构、技术特点以及应用范围,并从应用范围、应用特点以及关键技术等3个方面,对两者在天然气液化工艺上的应用效果进行了对比分析。两者分别适用于不同工艺、不同规模,且分别具有不同的技术参数。主低温换热器的选型需综合考虑液化工厂的建设规模以及采用的液化制冷工艺技术。此外,对于液化工厂的工厂环境、投资方式,亦应作为主低温换热器选型中的重要参考。 展开更多

关键词 液化工艺 主低温换热器 板翅式换热器 绕管式换热器 应用对比

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中国大型LNG/FLNG绕管换热器研发进展与工业化应用 被引量：1

12

作者 陈杰 《中国海上油气》 CAS CSCD 北大核心 2023年第2期168-183,共16页

大型LNG/FLNG绕管换热器是FLNG和大型LNG生产建设的核心装备,技术门槛高,长期由美国APCI和德国Linde公司垄断。本文全面回顾了中国在大型LNG/FLNG绕管换热器研发和工业化应用方面的最新进展,主要包括:①构建了适用于烷烃工质冷凝与沸腾... 大型LNG/FLNG绕管换热器是FLNG和大型LNG生产建设的核心装备,技术门槛高,长期由美国APCI和德国Linde公司垄断。本文全面回顾了中国在大型LNG/FLNG绕管换热器研发和工业化应用方面的最新进展,主要包括:①构建了适用于烷烃工质冷凝与沸腾流动的高精度数值模拟方法,提升了数值计算的准确性和稳定性,数值模拟结果与实验数据相对误差在±20%以内;揭示了晃动及结构参数对烷烃工质复杂相变流动传热的影响机制,建立了烷烃工质复杂相变流型转换准则与分流型的流动换热关联式;开发了具有自主知识产权的大型LNG/FLNG绕管换热器仿真设计软件,其仿真结果与现场运行数据平均相对误差小于5%。②研制了300 m以上超长无缝换热铝合金管及3种适用于LNG/FLNG绕管换热器的新型均布器,形成了基于铝换热管的大型LNG/FLNG绕管换热器结构优化设计技术,开发出了中国首套全铝制30万m3/d LNG/FLNG绕管换热器,通过了CCS认证,并制定了相关企业标准。③搭建了全球首个LNG/FLNG绕管换热器工业化测试平台,完成了首套全铝制30万m3/d LNG/FLNG绕管换热器静止和晃荡工业化应用测试,结果表明国产LNG/FLNG绕管换热器在换热等方面性能良好。相关研究成果为未来自主设计和建造大型LNG/FLNG绕管换热器奠定了基础。 展开更多

关键词 南海 LNG FLNG 绕管换热器 低温试验和模拟 冷凝与沸腾流动 相变流型转换准则 流动换热关联式 仿真设计软件 铝换热管 工业化测试平台

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低温液氮用系列缠绕管式换热器的研究与开发 被引量：5

13

作者 张周卫 李跃 +1 位作者 汪雅红 薛佳幸 《石油机械》 2015年第6期117-122,共6页

论述了低温制冷领域内的低温液氮用系列缠绕管式换热器的研究开发现状及进展。举例说明一级回热三股流换热器、二级回热四股流换热器、三级回热五股流换热器以及多股流回热主换热器等多股流、多相流、低温高压交叉换热用低温液氮缠绕管... 论述了低温制冷领域内的低温液氮用系列缠绕管式换热器的研究开发现状及进展。举例说明一级回热三股流换热器、二级回热四股流换热器、三级回热五股流换热器以及多股流回热主换热器等多股流、多相流、低温高压交叉换热用低温液氮缠绕管式换热设备的基本设计方法及内部多股流换热工艺流程,阐述了不同制冷剂及不同用途的低温液氮用缠绕管式换热器和螺旋缠绕管束总体结构特征及工作原理。最后展望了低温液氮系列缠绕管式换热器的重要研究方向及需要进一步解决的关键科学问题。研究内容可为低温液氮领域内缠绕管式换热器的设计计算提供参考。 展开更多

关键词 缠绕管式换热器 低温液氮 合成气 净化气 展望

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酸性气体脱除系统冷量回收的技术改造

14

作者 季旭华 王晓旭 《大氮肥》 CAS 2023年第2期134-137,共4页

为解决酸性气体脱除系统冷量在运行过程中回收利用不平衡不充分的问题,对酸性气体脱除系统进行技术改造,在贫富液换热器的冷区增加绕管式换热器。改造后,充分回收了酸性气体脱除系统的冷量,提高了装置的生产负荷,增加了生产效益,实现了... 为解决酸性气体脱除系统冷量在运行过程中回收利用不平衡不充分的问题,对酸性气体脱除系统进行技术改造,在贫富液换热器的冷区增加绕管式换热器。改造后,充分回收了酸性气体脱除系统的冷量,提高了装置的生产负荷,增加了生产效益,实现了多方面的节能降耗。 展开更多

关键词 酸性气体脱除 冷量回收 绕管式换热器

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绕管式热交换器管板与封头连接结构的对比分析和优化设计

15

作者 马忠明 张明慧 《肥料与健康》 CAS 2023年第2期55-60,63,共7页

简要介绍了行业标准《绕管式热交换器》(NB/T 10938—2022)的制定背景、适用范围和特点,对标准中有关封头与壳体的不同连接结构进行了分析。结合工程设计实例,采用有限元应力分析方法分别对连接结构进行了详细的应力分析计算,并根据管... 简要介绍了行业标准《绕管式热交换器》(NB/T 10938—2022)的制定背景、适用范围和特点,对标准中有关封头与壳体的不同连接结构进行了分析。结合工程设计实例,采用有限元应力分析方法分别对连接结构进行了详细的应力分析计算,并根据管板本体及连接区域的应力状态和应力分布规律,对分体管板绕管式热交换器管板与封头的连接结构及管板厚度进行了优化,既可确保结构在运行状态下的本质安全,又达到了节省金属材料、降低制造成本的目的。 展开更多

关键词 绕管式热交换器 管板 封头 有限元 应力分析 优化设计

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绕管式热交换器分体管板的应力分析

16

作者 马忠明 周川 《硫磷设计与粉体工程》 CAS 2023年第2期4-6,10,I0001,共5页

绕管式热交换器因其结构紧凑、可实现多种介质同时换热、热膨胀可自行补偿、可靠性高、稳定性好、易于实现单体设备大型化等优点,逐渐应用于大型化工装置的各个领域。结合工程案例,采用ANSYS Workbench有限元软件,对绕管式热交换器分体... 绕管式热交换器因其结构紧凑、可实现多种介质同时换热、热膨胀可自行补偿、可靠性高、稳定性好、易于实现单体设备大型化等优点,逐渐应用于大型化工装置的各个领域。结合工程案例,采用ANSYS Workbench有限元软件,对绕管式热交换器分体管板进行应力分析,并进行结构优化,为同类结构的工程设计提供参考。 展开更多

关键词 绕管式热交换器 分体管板 应力分析 结构优化 有限元

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绕管换热器两相流冷凝换热及沿程压力降模拟 被引量：3

17

作者 邱国栋 蔡伟华 +2 位作者 吴志勇 姜益强 姚杨 《煤气与热力》 2015年第2期30-34,共5页

采用计算流体力学方法,对不同工况下,绕管式换热器部分螺旋管内丙烷冷凝换热的流型、换热系数、沿程压力降等进行模拟,计算模型包括VOF多相流模型、RSM湍流模型、Lee相变传热传质模型、Ishii液滴夹带模型等.螺旋管内直径为0.014 m,长度... 采用计算流体力学方法,对不同工况下,绕管式换热器部分螺旋管内丙烷冷凝换热的流型、换热系数、沿程压力降等进行模拟,计算模型包括VOF多相流模型、RSM湍流模型、Lee相变传热传质模型、Ishii液滴夹带模型等.螺旋管内直径为0.014 m,长度为1.4m,曲率半径为1m.丙烷质量流率控制范围在150～350 kg/（m2·s）,通过调节壁面换热流量,使螺旋管测量段干度范围控制在0.1～0.9.当丙烷质量流率小于或等于250 kg/（m2·s）时,0.1～0.9干度范围内测量段仅出现分层流、雾状流;当丙烷质量流率为350 kg/（m2·s）时,0.1～0.9干度范围内测量段出现了分层流、环状流、雾状流.由计算模型得到的换热系数、沿程压力降与经典关联式的计算结果吻合较好. 展开更多

关键词 绕管式换热器 螺旋管 冷凝换热 数值模拟

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大型天然气液化用绕管式换热器换热管选型研究 被引量：2

18

作者 秦留军 马红越 于旺 《中国化工装备》 CAS 2022年第1期33-37,共5页

对应用于大型天然气液化领域的绕管式换热器换热管与管板的连接性能进行研究,通过对不同牌号的铝换热管与管板连接性能进行分析及试验,开发出适用于该领域的铝换热管牌号及换热管与管板连接技术,主要采用试验的方法进行研究。

关键词 绕管式换热器 连接 性能试验

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缠绕管式换热器在碳四综合利用中的应用 被引量：3

19

作者 于旺 梁成坡 +1 位作者 陈敬斋 张金才 《中国化工装备》 CAS 2016年第6期22-25,共4页

在传统的碳四综合利用中,采用管壳式换热器作为原料/反应产物换热器,实现碳四原料的升温。该工艺存在需要的换热器多,系统占地面积大,管线布局复杂,热损失大,换热效率低,系统压降大等缺点。为了解决该问题,采用缠绕管式换热器替代管壳... 在传统的碳四综合利用中,采用管壳式换热器作为原料/反应产物换热器,实现碳四原料的升温。该工艺存在需要的换热器多,系统占地面积大,管线布局复杂,热损失大,换热效率低,系统压降大等缺点。为了解决该问题,采用缠绕管式换热器替代管壳式换热器。文中详细介绍了缠绕管式换热器在碳四综合利用中的应用,通过理论分析及工程实际应用,对缠绕管式换热器与列管式换热器在碳四综合利用中的应用进行对比,通过对比表明,缠绕管式换热器具有明显的优势。验证了采用缠绕管式换热器替代管壳式换热器,具有很好的可靠性及经济效益。 展开更多

关键词 缠绕管式换热器 碳四综合利用 对比 优势

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绕管式换热器在海上气田的应用浅析 被引量：2

20

作者 唐婷婷 《广东化工》 CAS 2018年第1期163-163,160,共2页

绕管式换热器具有结构紧凑,传热效率高,耐高温高压,可实现多介质换热等特点。相对于管壳式换热器,有着自身的优势,因此在各个领域的应用也越来越广泛。本文通过对绕管式换热器的结构特点、工作原理的分析,阐述了其在海上气田的具体应用。

关键词 绕管式换热器 天然气 处理工艺 烃露点控制系统

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