双管束热交换器设计条件优化

(惠生工程(中国)有限公司北京设计中心， 北京　100102)

双管束热交换器主要由一个壳体和两组管束组成，两组管束上下配置，共用一个壳体。双管束热交换器的热交换过程涉及3种流体，分别是下方管束中的热流体、 上方管束中的冷流体和壳体中的中间换热介质。双管束热交换器运行时，热流体首先传热给中间换热介质，中间换热介质受热气化后上升至壳体上方空间，与冷流体进行二次换热，中间换热介质受冷凝结后下降重返下部液相中，如此不断形成换热循环[1-3]。双管束热交换器兼具占地面积小和设备投资成本低的优点，在化工领域应用颇多，乙烯和MTO装置中不合格乙烯汽化器、合格乙烯汽化器和冷火炬液汽化器等均采用双管束热交换器。

在工程实际应用中双管束热交换器操作工况较为复杂，其中以管、壳两侧操作压力差较大最为常见。该工况下，设计条件对设备投资成本的影响较大，而设计条件本身又可以根据不同标准优化。本文结合相关标准规范和工程实例对该工况进行分析比较。

1　双管束热交换器设计条件确定

1.1　设计温度确定

双管束热交换器设计温度的确定受管、壳侧压差的影响不大，根据化工工艺设计手册[4]、石油化工设计手册[5]和HG/T 20570.1—95《工艺系统工程设计技术规定：设备和管道系统设计压力和设计温度的确定》[6]中相关条款的规定选取即可。

1.2　设计压力确定

双管束热交换器管、壳侧的操作压差较大时，设计压力常成为影响设备投资成本的重要因素。……