[实用新型]裂解气急冷换热器

说明书

本实用新型是一种裂解气急冷换热器（以下简称换热器），属于热交换装置。

目前，国内（金山、杨子、齐鲁、燕山和大庆等）现有30万吨／年乙烯装置是选用德国（schmidt）裂解气急冷换热器，其下封头的结构是在外壳内设置一中空圆锥体，作为裂解气进入热交换管速的通道，在外壳与中空圆锥体之间的空间内，置有绝热材料（该装置见附图2，它著出于“中国石化出版社”，书名：“乙烯生产与管理”书中P96，图3－27d所示）；但该换热器内的热交换管束中，普遍存在着严重的结焦不均匀问题，严重影响着乙烯生产流程。结焦的主要问题，在于换热器的下封头出口处，存在着压力场和速度场的不均匀。因为，裂解气在下封头进口的流速高达124m／s，为保证裂解气在下封头不产生附面层脱流，从下封头出口到中间管束平面形成流动面积突然扩大；这样的高速对流束带来气流剧烈的扰动，形成中间气流流速远远大于边缘气流流速。由于，进入管束每根管子的裂解气急冷速度不一，故使流速低的边缘管子内迅速形成结焦，从而加速了在管束平面内的结焦。

为了解决上述存在的问题，本实用新型的目的在于改进原换热器的下封头不合理的结构，使其管束平面中气流速度分布均匀，达到热交换管速中结焦的均匀性，保持乙烯生产流程的畅通。

本实用新型是一种裂解气急冷换热器，由上封头、热交换管束和在外壳内设有中空圆锥体，并在外壳与中空圆锥体之间空间内置有绝热材料的下封头所组成。下封头由多个、大小不同和长短不一的导流筒，并从小到大、由短到长，依次套合置于外壳中，用支撑筋将其连为一体。导流筒和外壳的上段端面，处于同一平面上，其下段端面不处于同一平面上，并呈阶梯状排列。导流筒为略呈弧面体的中空圆锥台状。

本实用新型是按气体动力学理论，根据下封头气流流场分布均匀的原则，在轴向不同的高度上安置径向导流筒，使气体流过下封头时，既不产生附面层脱流，又使管束环面中流速均匀，又根据气体动力学相似准则，在原换热器上封头及中间热交换管束不变情况下，将本实用新型的下封头和原换热器的下封头进行模拟对比试验，试验模型是根据原换热器的实体，按1：2的几何比例做成立体试验模型。

根据模拟对比试验的测试数据结果得出在急冷换热器管束平面中气流速度分布不均匀度δ，

其中：ω_max是管束平面中环面最大速度。

ω_min是管束平面中环面最小速度。

_o是管束平面中环面平均速度。

在原下封头情况下的不均匀度δ＝22.1％。

本实用新型的下封头情况下的不均匀度δ＝7.2％。

因此大大地改善了管束平面中气流速度分布不均匀的状况，从而使裂解气流过管束时不易产生结焦。

本实用新型与现有技术比较，其优点：本实用新型的下封头不均匀度δ＝7.2％小于原下封头不均匀度δ＝22.1％，因此大大地改善了管束平面中气流速度不均匀的情况，使裂解气流过管束时，不易产生结焦。

本实用新型还可以从以下附图和实施例中得到进一步的说明。

图1是本实用新型从向剖视示意图。

图2是原有裂解气急冷换热器的从向剖视示意图。

图面编号：

1－上封头，2－热交换管束，3－下封头，4、8－支撑筋，5、6－导流筒，7－外壳，9、10－法兰。

以下结合附图对本实用新型的实施例进行详述。

本实用新型是一种裂解气急冷换热器，由上封头1、热交换管束2，和下封头3所组成。下封头3：包括导流筒5、6，外壳7，支撑筋4、8和法兰9、10。导流筒系略成弧面的中空圆锥台状；导流筒6套置于导流筒5之中，而导流筒5又置于外壳7中，在导流筒5、6和外壳7的上段与下段处，分别用支撑筋4和8将其固装成一体；导流筒5、6和外壳7的上端面同处于一平面上，其下段端面不同处于一平面上，并成阶梯状排列；外壳7的上段和下段外周面上分别与法兰10、9固装成一体；下封头3用螺栓固装在热交换管束2的裂解气的进口端盖上，其另一端上在裂解气的出口端盖上固装有上封头1。