双辐射室裂解炉不同横跨段结构实验及数值模拟

双辐射室裂解炉采用两个辐射室共用一个对流段的结构,在一侧辐射室正常生产而另一侧进行烧焦操作时,对流室烟气的偏流和回流会引起对流炉管的受热不均,局部对流炉管传热能力下降.通过冷模实验和数值模拟分析了双辐射室裂解炉原水平横跨段结构、倾斜横跨段结构和桥墙结构对对流室底部烟气流动的影响.结果表明,倾斜横跨段结构和对流室底部增设桥墙结构对对流室烟气的偏流和回流具有明显的改善作用,烟气在对流室的偏流率由原来的50.08%分别降为24.39%和2.44%,烧焦一侧对流室的温度也有较大程度地降低.     

考虑汽化影响的乙烯裂解炉对流段数值模拟

在考虑原料蒸发段汽化影响的情况下,采用Flunt软件对某一次注气乙烯裂解炉对流段进行了数值模拟。对对流室和不同炉管段分别进行建模,模拟结果与工业数据一致。模拟结果表明:对流室底部与横跨段90°拐角处存在回流区,不利于裂解炉的长周期运行;考虑原料蒸发段汽化影响的耦合计算结果更加准确;炉管吸热量受炉管位置的影响,不同炉管的管壁温度和出口油气温度不同。模拟结果对裂解炉的设计和操作优化具有参考意义。     

先进控制系统在乙烯裂解炉上的应用

国内某乙烯装置裂解炉通过增加先进控制系统,实现精确控制辐射段炉管出口温度目的,系统运行后,减少了辐射段炉管出口温度波动、降低了炉膛横向温度差、提高了对裂解深度的稳定控制,取得提高双烯收率及降低乙烯装置能耗水平的效果.     

优化生产工艺延长裂解炉运行周期

根据裂解炉辐射段炉管和废热锅炉结焦生碳机理,对影响裂解炉运行的各种因素进行分析,结合生产实践,总结出优化裂解炉生产工艺、延长运行周期的措施.     

圆筒炉辐射室传热的Monte-Carlo解法

本文对圆筒炉辐射室中的辐射传热及对流传热过程进行了分析,分别用柱坐标下的积分方程及微分方程加以描述,建立了一个比较严格的数学模型。然后用Monte-Carlo法及差分法对上述的积分—微分方程组求解,得出辐射室的有效热负荷Q,炉膛内烟气的温度分布及烟气离辐射室时的温度。考虑到现有的圆筒炉中,对流室常装在辐射室顶部,本文同时考虑了遮蔽段的计算。对某炼油厂原油常压圆筒炉,利用上述模型编成程序,在PDP-11/45机上进行计算,并与现场实测数据进行比较。相对误差为:辐射室的有效热负荷Q为5％,辐射室出口烟气温度为8％左右。     

烯烃装置3#裂解炉旧炉管回收再利用

兰州石化公司石油化工厂石脑油等高温原料裂解炉共有12台,每台内有炉管72根,每根炉管均从国外进口,价格昂贵。由于裂解炉燃料发生变化、进料偏差、热偶保温及火焰调整因素,使裂解炉在运行和烧焦过程中有时出现过超温,在超温下运行的炉管渗碳,造成炉管经常破裂,需经常更换。每年都有一部分拆除下来的旧炉管没有再利用。文章就石化厂烯烃装置的3#裂解炉旧炉管的回收再利用进行研究,提出再利用方案,并于2006年11月应用于实践,取得了实际效果,节约了材料成本。     

GK-VI型裂解炉辐射段炉管弯曲原因及对策分析

齐鲁乙烯装置GK-VI型裂解炉在投用运行三年后,辐射段炉管均出现了严重弯曲的现象,本文从炉管周向温差、炉管热膨胀、炉底导向槽及高温蠕胀变形等四个方面对炉管弯曲的原因进行了分析,最后得出分析结论,并提出相应的解决措施.     

GK-Ⅵ型裂解炉辐射段炉管弯曲原因及对策分析

齐鲁乙烯装置GK-Ⅵ型裂解炉在投用运行三年后,辐射段炉管均出现了严重弯曲的现象,本文从炉管周向温差、炉管热膨胀、炉底导向槽及高温蠕胀变形等四个方面对炉管弯曲的原因进行了分析,最后得出分析结论,并提出相应的解决措施。     

不同偏流板侧转角对回流的影响规律

偏流板将飞机发动机尾流导向，防止尾流烧蚀地面或损坏周围设备和建筑，但是偏流板会产生回流，不利于发动机正常工作。以简化发动机模型和偏流板为对象，研究了双发飞机起飞时偏流板侧转角对回流的影响。结果发现侧转角较大时，近地面回流到达发动机尾流下方时，由于主流引射作用会向发动机外侧发生第一次偏转，侧转角越大，偏转越明显；存在一个临界侧转角6°，小于6°时，回流第一次偏转后沿着发动机下侧向前流动，易被进气道吸入；大于6°后，近地面回流一次偏转后会向发动机的外侧进一步偏转，最后向后流动，不会被进气道吸入。同时，随着侧转角增大，更多的高温尾气回流向一侧偏转，有利于另一侧人员和设备的安全。     

大型乙烯工业裂解炉烧焦过程COT分布最小方差协方差约束控制

传统烧焦控制方法中炉管出口温度(coil outlet temperature, COT)的均值通过串级燃气流量比例积分微分(proportional integral derivative, PID)控制回路进行控制，易造成烧焦过程COT分布不均衡，COT过高的炉管有烧穿的风险。针对此问题，将烧焦过程COT分布用概率密度函数(probability density function, PDF)进行描述，并使用Hammerstein模型表述PDF基函数权值的动态变化。基于Hammerstein模型，提出一种鲁棒最小方差协方差约束控制方法，用于烧焦过程COT的分布控制，仿真结果及工业应用测试证实了所提方法的可行性和有效性，为实现大型乙烯工业裂解炉烧焦过程中的COT均衡分布控制提供了一条新的有效途径。     

铁矿氧化球团回转窑三维温度场仿真模型

在分析烟气、窑壁和球团之间的传导、对流和辐射传热,煤粉的燃烧以及回转窑中球团的运动规律的基础上,应用轴向传热模型描述窑内烟气温度分布,应用横截面二维传热模型+轴向传热模型描述球团温度分布,建立回转窑三维温度场模型,开发三维温度场仿真系统,动态显示窑内烟气和球团的温度分布。研究结果表明:模型计算烟气温度命中率在90%以上。     

遮蔽段总传热系数的计算

提出了一种同时考虑烟气辐射及对流来计算遮蔽段总传热系数的方法 (简称CRK法 ) ,利用现场收集到的 4套加热炉结构及不同操作数据 ,由传热速率方程和热平衡方程联立求解得出遮蔽段总传热系数值。将该计算值与CRK法及传统计算方法进行了对比 ,同时考察了管排与烟气错流换热时温差系数的影响。结果表明 ,CRK法的计算误差小于传统计算方法 ,在进行遮蔽段传热计算时 ,错流温差校正系数可近似按 1处理。     

烟气再循环对蓄热式平焰燃气炉内燃烧特性的影响

平焰燃烧与蓄热式燃烧技术一起使用时火焰温度较高,热力型氮氧化物生成量较大。采用烟气再循环技术是降低蓄热式燃烧过程中热力型氮氧化物的生成量的有效途径之一。文中采用蓄热式平焰燃气试验炉、综合烟气分析仪、热电偶等设备,对比研究了采用烟气再循环和不采用烟气再循环2种工况下平展流火焰特性、炉顶温度分布和烟气中NO生成特性。结果表明:采用烟气再循环使平展流火焰面暗区变小,燃烧区域扩大,火焰面温度分布更加均匀,烟气中NO浓度明显降低,火焰面峰值温度降低9℃,谷值温度升高37℃,NO浓度最大降幅为20%。     

车用天然气储罐脱附放气过程热力特性分析

车用吸附天然气储罐在脱附放气过程中产生的热效应,严重影响了储罐的脱附效率和汽车行驶速度.建立了天然气、活性炭吸附剂和天然气储罐的热质交换模型,模拟计算了脱附过程中储罐内温度、压力和脱附量的变化,分析了温度、压力等热力参数对脱附速度和脱附量的影响.计算结果表明:储罐的自然脱附过程是吸热过程,在脱附过程中,储罐内的平均温度由293.15K降到了250.46K;储罐中心处温降最大,由293.15K降至244K,降幅达到了49.15K;自然对流下的脱附效率比等温脱附降低了24.49%;在自然对流条件下,壁面所提供的热量越少,脱附速度越小,脱附效率也就越低.     

余热锅炉沉降室内烟道磨损特性研究

沉降室是余热锅炉中关键的除尘部件,在锅炉运行过程中,进入沉降室的换热烟气会夹杂大量烟气颗粒,高速的烟气颗粒撞击烟道壁面,造成了烟道壁面的磨损。本文基于EDEM-Fluent耦合计算的方法研究了余热锅炉沉降室内烟道的磨损特性,设置烟气流含尘浓度为55 g/Nm3,烟气颗粒粒径为1 mm,密度为2500 kg/m3。对比分析了0.8Vt, 1.0Vt和1.2Vt三种不同进气负载下烟道各截面的流场特性与烟道内的颗粒分布,同时引入Archard磨损模型得到烟道各部位的磨损量分布。结果表明,二号灰斗的相对磨损量从28%增加到37%,挡灰板上部的相对磨损量由20%增加到27%,而一号灰斗的相对磨损量从17%下降到9%。磨损量变化的原因可归因于烟气流速和颗粒分布的变化。烟气流从入口处进入沉降室后速度先增加后降低,在二号灰斗以及挡灰板处流速达到最大值,且二号灰斗处形成了纵向的旋流,一部分颗粒随烟气流快速上升与壁面发生碰撞,这使得在各工况下,二号灰斗的处的磨损程度均明显大于其余部位。同时负载的增加还使得颗粒的分布呈现向三号灰斗处积聚的趋势,从一号灰斗处沉降的颗粒减少,磨损量降低。大量积聚的颗粒与三号灰斗壁面的碰撞使得三号灰斗的磨损量增加。     

烧结镁砂煅烧竖炉内气固传热特性数值分析

以年产5×10⁴t烧结镁砂竖炉为研究对象,基于多孔介质理论,建立竖炉内三维稳态气固流动传热模型,并模拟研究竖炉热工参数对床层内气固传热过程的影响.研究结果表明:冷却风流量每增加10%,出口烟气温度降低50℃,出口球团温度降低80℃;冷却段长度每增加5%,出口球团温度降低25℃.以竖炉出口烟气温度和球团温度为优化目标函数,得到竖炉最适宜结构和操作参数,即煅烧风流量为2606.67m³/h,冷却风流量为2203.34m³/h,预热煅烧段长度为6.64m,冷却段长度为11.70m.在此竖炉运行工况下,出口球团温度为288.75℃,出口烟气温度为414.32℃.     

水平环状扇形通道内自然对流的数值计算

对水平放置环状扇形通道在内、外管壁为恒热、冷温度，及两侧壁为绝热的边界条件下件下自然对流换热的数值计算，得出了偏转角、扇角、半径比及Ｒａ数对当量导热系数Ｋ∞的影响，基本揭示了各种环状扇形通道内的自然对流换热规律，对工程实际应用有很强的指导意义。     

燃气锅炉直接接触式节能装置设计模型研究

针对燃气锅炉排烟余热回收利用问题研发了一种新型直接接触式降温减湿节能装置,装置内部设置了填料段以强化传热传质效果.为建立和完善节能装置设计方法,对其填料段内的传热传质过程和设计模型进行了分析研究,以烟气温度tg作为自变量,建立了包含Lewis数Le和主体烟气湿比热CH、烟气水相界面处烟气湿比热CHi的求解填料段传热传质微分方程组,改进了填料段内传热传质过程参数分布及填料段高度的数值计算方法,数值计算结果与试验数据吻合良好,表明所改进的计算方法可应用于新型节能装置的设计与分析.     

燃煤电厂脱硫废水在烟道中的蒸发及流动特性数值模拟

利用燃煤电厂尾部烟道的烟气余热来实现脱硫废水的喷雾蒸发是实现其零排放的有效途径,以国内某燃煤电厂330 MW火力机组的烟道为研究对象,利用DPM模型对雾化液滴群在高温烟道内的蒸发及流动特性进行了研究,考察了不同雾化嘴角情况下液滴碰壁情况、不同负荷下液滴的蒸发情况,研究结果表明：在50%、75%、100%烟气负荷工况下,烟气温度越高、烟气速度越快,雾化液滴群完全蒸发所需时间越少,液滴最大蒸发时间在2.85~3.36 s之间。在单烟道结构的最佳喷嘴雾化锥角为65°情况下,越靠近烟道内侧,涡的尺寸越大,越有利于促进喷嘴区的局部液滴群不断向其他区域扩散。     

辊式矫直中H型钢断面畸变的仿真分析

现有的H型钢矫直理论在求解压下量时未考虑断面畸变现象,无法取得理想的矫直效果. 本文应用有限元分析软件ANSYS建立了H型钢辊式矫直时一个矫直单元的有限元仿真模型,研究分析了典型规格H型钢矫直时断面畸变及其主要影响因素和影响规律. 结果表明,H型钢矫直时断面畸变主要是腹板凹陷,其对矫直压下量设定的影响不可忽略;而影响腹板凹陷量的主要因素包括矫直压力、侧向间隙和矫直辊圆角半径等,三者的影响规律均为相应参数的二次函数形式. 最后给出了典型规格H型钢的矫直腹板凹陷量回归公式. 在实际矫直时,实际设定压下量应为理论压下量与腹板凹陷量之和,可取得理想的矫直效果.