PDH装置进出料换热器入口流场分布特性研究

(武汉东海石化重型装备有限公司，湖北 武汉 430223)

针对我国能源利用率低的问题，换热器利用工业中的余热资源，提高能量综合利用率、降低能耗，是解决我国能源问题的基本途径之一[1]。管壳式换热器是在炼油等行业中应用最多的换热设备，不仅能够调节工艺介质的温度以满足生产的需要，同时也能有效进行余热回收[2]。管壳式换热器内部包含管程流体和壳程流体[3]。管程流体经过管箱后流入换热管内，在针对换热器的计算中，一般假定进入换热管的流体受到平均分配，换热管中的流动状态、流量相同，但在实际过程中，由于换热管的位置不同，流体在圆台状管箱内发生射流，造成换热管内流体分布不均匀，同时流体存在径向流速，对管板、换热管产生冲蚀作用，降低了传热效率，同时增大了换热器流体泄漏的风险，影响换热器的使用寿命，存在很大的安全隐患[4]。

针对以上问题，国内有些学者对换热器管箱内流体分布进行了研究。吴金星等[5]应用数值分析方法，提出锥形导流筒结构，改善管箱内流场与压力场的影响；李旭波等[6]研究采用管箱分布器改善流速不均衡情况；刘红姣等[7]研究了导流筒在不同半锥角下对流场与压力场的影响。本文采用CFD数值模拟方法，对两种不同孔径且孔均匀分布的圆形分布板进行分析。分布板置于换热器管箱的入口，通过改变入口流速，对比流体在分布板处压力场与速度场的分布情况，得到圆形分布板上圆孔直径的最佳尺寸。……