我國目前還存在有大量的高能耗設(shè)備,會(huì)對(duì)資源造成極大的浪費(fèi),這使得對(duì)這些能耗高的設(shè)備進(jìn)行余熱回收變得極為重要。本文以中國石油西南油氣田分公司犍為液化天然氣廠ZWF1250-FS602/1的燃?xì)鈮嚎s機(jī)的發(fā)動(dòng)機(jī)排煙歧管中廢氣余熱回收項(xiàng)目為例,對(duì)項(xiàng)目進(jìn)行初步設(shè)計(jì)得到兩種設(shè)計(jì)方案,通過經(jīng)濟(jì)效益對(duì)比后,確定最終方案為增加換熱器替代工藝加熱爐。本文選定換熱器的類型為管殼式換熱器,查閱國內(nèi)外文獻(xiàn)資料,闡述了國內(nèi)外換熱器的發(fā)展現(xiàn)狀。然后根據(jù)換熱器熱力計(jì)算理論,使用HTRI Xchanger Suit 5.0對(duì)管殼式換熱器進(jìn)行了熱力學(xué)設(shè)計(jì),并依據(jù)GB150《壓力容器》、GB151《管殼式換熱器》等國家標(biāo)準(zhǔn)的相關(guān)要求使用SW6對(duì)換熱器進(jìn)行了結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和強(qiáng)度校核。通過軟件進(jìn)行換熱器熱工和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)相對(duì)于傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)方法,極大地提高了設(shè)計(jì)效率。本文同時(shí)使用Pro/Engineer建立了換熱器的三維模型,導(dǎo)入Hyperworks進(jìn)行網(wǎng)格劃分后,采用目前常用的CFD軟件Fluent進(jìn)行了換熱器的傳熱和流場的數(shù)值模擬研究,模擬結(jié)果表明此換熱器的設(shè)計(jì)可行,對(duì)石油石化行業(yè)類似余熱回收項(xiàng)目有一定借鑒意義。 

【文章來源】：西南石油大學(xué)四川省

【文章頁數(shù)】：106 頁

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第1章 緒論
    1.1 課題來源
    1.2 研究的目的及意義
    1.3 國內(nèi)外研究情況
        1.3.1 工業(yè)余熱回收技術(shù)的發(fā)展及研究現(xiàn)狀
        1.3.2 換熱器設(shè)計(jì)的發(fā)展及研究現(xiàn)狀
    1.4 本文主要研究內(nèi)容及方法
第2章 壓縮機(jī)余熱利用初步方案設(shè)計(jì)
    2.1 概述
    2.2 廢氣可用熱量理論估算
    2.3 廢氣熱量利用方案
        2.3.1 方案總述
        2.3.2 燃?xì)獍l(fā)動(dòng)機(jī)尾氣加熱天然氣改造流程
        2.3.3 廢熱鍋爐回收余熱產(chǎn)生高溫水蒸氣驅(qū)動(dòng)蒸氣透平工作流程
        2.3.4 采用PRO/Ⅱ模擬余熱回收方案
        2.3.5 方案經(jīng)濟(jì)評(píng)價(jià)
        2.3.6 方案初步選擇評(píng)述
第3章 換熱器結(jié)構(gòu)初步選型
    3.1 換熱器簡介
    3.2 固定管板式換熱器
        3.2.1 固定管板式換熱器的形式
        3.2.2 固定管板式換熱器的參數(shù)系列
        3.2.3 換熱管
        3.2.4 管束支撐結(jié)構(gòu)
    3.3 管殼式換熱器結(jié)構(gòu)
    3.4 換熱器傳統(tǒng)設(shè)計(jì)流程
        3.4.1 確定冷熱流體的物性參數(shù)
        3.4.2 計(jì)算換熱器的熱負(fù)荷
        3.4.3 初選換熱器的尺寸規(guī)格
        3.4.4 計(jì)算管程壓降和傳熱系數(shù)
        3.4.5 計(jì)算殼程壓降和傳熱系數(shù)
        3.4.6 計(jì)算總傳熱系數(shù)、校核傳熱面積
    3.5 換熱器初步選型結(jié)果
第4章 換熱器工藝設(shè)計(jì)計(jì)算
    4.1 HTRI簡介
    4.2 HTRI Xchanger Suit設(shè)計(jì)管殼式換熱器步驟
        4.2.1 設(shè)計(jì)準(zhǔn)備
        4.2.2 初設(shè)換熱器的幾何尺寸和流體性質(zhì)
        4.2.3 輸入流體的物性
        4.2.4 管殼式換熱器的設(shè)計(jì)選項(xiàng)
        4.2.5 運(yùn)行
        4.2.6 調(diào)整參數(shù)
    4.3 犍為液化天然氣廠余熱項(xiàng)目換熱器設(shè)計(jì)計(jì)算
        4.3.1 設(shè)計(jì)準(zhǔn)備
        4.3.2 初設(shè)換熱器的幾何尺寸和流體性質(zhì)
        4.3.3 輸入冷、熱流體物性數(shù)據(jù)
        4.3.4 設(shè)置設(shè)計(jì)變量
        4.3.5 運(yùn)行
        4.3.6 調(diào)整參數(shù)優(yōu)化設(shè)計(jì)
    4.4 HTRI優(yōu)化設(shè)計(jì)換熱器結(jié)果
第5章 換熱器結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
    5.1 換熱器材料選擇
    5.2 換熱器結(jié)構(gòu)尺寸設(shè)計(jì)
        5.2.1 筒體厚度的確定
        5.2.2 分程隔板厚度的確定
        5.2.3 布管限定圓設(shè)計(jì)
        5.2.4 法蘭的選擇
        5.2.5 墊片的選擇
        5.2.6 管板厚度的確定
        5.2.7 封頭尺寸確定
        5.2.8 接管高度及位置最小尺寸確定
        5.2.9 管箱結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
第6章 換熱器強(qiáng)度校核
    6.1 SW6介紹
    6.2 SW6使用步驟
        6.2.1 校核準(zhǔn)備
        6.2.2 設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)輸入
        6.2.3 設(shè)計(jì)運(yùn)行
        6.2.4 參數(shù)調(diào)整
        6.2.5 形成計(jì)算書
    6.3 換熱器強(qiáng)度校核
        6.3.1 校核準(zhǔn)備
        6.3.2 設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)輸入
        6.3.3 設(shè)計(jì)運(yùn)行
        6.3.4 參數(shù)調(diào)整
        6.3.5 形成計(jì)算書
    6.4 換熱器結(jié)構(gòu)圖
第7章 換熱器流體流動(dòng)和換熱性能數(shù)值模擬計(jì)算
    7.1 FLUENT軟件介紹
    7.2 管殼式換熱器數(shù)值模擬
        7.2.1 模型建立
        7.2.2 網(wǎng)格劃分
        7.2.3 換熱器數(shù)值模擬過程
        7.2.4 模擬結(jié)果與模擬分析
        7.2.5 模擬結(jié)果小結(jié)
第8章 結(jié)論與展望
    8.1 結(jié)論
    8.2 展望
致謝
參考文獻(xiàn)
攻讀研究生期間學(xué)術(shù)成果
附錄
    附錄1 換熱器強(qiáng)度計(jì)算書
    附錄2 總裝圖
    附錄3 零件圖——前管箱
    附錄4 零件圖——后管箱
    附錄5 零件圖——管板Ⅰ
    附錄6 零件圖——管板Ⅱ
    附錄7 零件圖——折流板



本文編號(hào)：3633007