焦炉气再预热器的设计+CAD图纸(4)
1.7 创新点
折流板开孔与螺旋折流板换热器结合。在余热回收和利用（要求降低换热设备对原生产系统的阻力）、壳程介质粘度较大、降低流体阻力等场合都希望一方面可以降低流体在壳程的流动阻力，以减少介质的输送成本或降低换热系统对原有工艺流程的影响；另一方面也想改善流体在壳程的传热性能，提高换热效率。而目前主要的研究以及运用的成果主要集中在换热器的管间支撑结构的改善。折流板开孔后，可有效地减小换热器的壳程压降；随着入口流速的增大，折流板开孔对壳程压降的影响越大，效果越好[14]。螺旋折流板换热器性能相比与其他类型的列管式换热器是较好的。主要研究它的壳程减阻与增效。螺旋折流板使流体在壳侧呈连续柱塞状螺旋流动，相比于传统弓形折流板换热器不会出现流动“死区”，并且由于旋流产生的涡流与管束传热界面边界层相互作用，使湍流度大幅度增强，有利于提高壳侧传热膜系数[15]。在折流板上开孔就经济方面来说是节省了成本，把开孔折流板的想法搬到螺旋折流板上做出开孔的螺旋折流板。
2 换热器热力计算
2.1 物性参数计算
表2.1 焦炉气的组成
H2 CO CO2 N2 CH4 ∑总
y% 58.25 7.25 3.00 5.75 25.75 100.0
表2.2 变换气的组成
H2 CO CO2 N2 CH4 ∑总
y% 40.433 1.96 18.54 10.817 28.25 100.0
表2.3 在2.2MPa压力下，250℃时的物性参数
H2 CO CO2 N2 CH4
粘度
0.0088 0.0174 0.0169 0.0182 0.0119
密度
1.0112 14.6962 22.5448 14.0392 8.1048
导热系数
0.2925 0.0395 0.036 0.0409 0.0737
比热容
14.5335 1.0757 1.0551 1.0693 3.0178
表2.4 在1.8MPa压力下，400℃时的物性参数
H2 CO CO2 N2 CH4
粘度
0.0094 0.0174 0.0207 0.0216 0.0245
密度
0.6449 12.0434 14.1722 8.9415 5.5371
导热系数
0.2975 0.0394 0.0476 0.0491 0.0946
比热容
14.5988 1.0735 1.124 1.0958 3.3799
表2.5 各气体的摩尔质量
H2 CO CO2 N2 CH4
M（kg/kmol） 2.016 28 44 28.02 16.03
以下为两种混合气体在t=250℃和t=400℃的粘度，密度，导热系数和比热容的计算方法如下
（1） 焦炉气粘度
（2） 焦炉气密度
（3） 焦炉气导热系数
（4） 焦炉气定压比热容
在2.2MPa压下，半水煤气在t=250℃的比热。
（5） 变换气粘度
（6） 变换气密度